Lipidos en Química de los Alimentos

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Universidad Nacional de Asunción
Facultad de Ciencias Químicas
DRA. PATRICIA PIRIS JARA
QUÍMICA DE ALIMENTOS
LIPIDOS
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Common criteria throughout the Agvet Code!! s14, 27, 34, 110
INTRODUCIÓN
Constituyen un grupo diverso de compuestos, solubles en solventes orgánicos y escasa solubilidad en agua;
Son los componentes principales del tejido adiposo;
Los ésteres de glicerol y los ácidos grasos, han sido denominados tradicionalmente, grasas y aceites;
En los alimentos se consumen en forma de grasa visible: la mantequilla, la manteca y las grasas plastificantes;
Como componente de los alimentos: leche, queso y la carne;
Son compuestos calóricos, esenciales, vehiculan vitaminas y mejoran la sensación bucal de los alimentos. 
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NOMENCLATURA
ACIDOS GRASOS
	-Ácidos grasos saturados
	-Ácidos grasos insaturados
 
ACILGLICEROLES
FOSFOLÍPIDOS
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ÁCIDOS GRASOS
ÁCIDOS GRASOS SATURADOS
Sustituyendo la terminación O por OICO;
Pueden denominarse ácidos carboxílicos;
Utilizar nombre común;
Pueden representarse mediante una expresión numérica
4:0 18:1 18:3
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ÁCIDOS GRASOS
ÁCIDOS GRASOS INSATURADOS
Terminación ENOICO;
Precedida de los términos di, tri, etc;
Se puede señalar con números
9,12-octadecadienoico (ácido linoleico)
Distinguir la localización del doble enlace más próximo al grupo metilo terminal (C-ω)
18:2 ω6 (o n-6)
Configuración cis y trans
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ACILGLICEROLES
Son grasa neutras: mono, di y triésteres de glicerol y ácidos grasos:
Monoacilgliceroles
Diacilgliceroles
Triacilgliceroles
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ACILGLICEROLES
Los Triacilgliceroles o triglicéridos contienen dos tipos de ácidos grasos
Ácidos grasos saturados
Ácidos grasos insaturados
	-Monoinsaturado
	-Poliinsaturado
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ACILGLICEROLES
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FOSFOLIPIDOS
Cualquier lípido que contenga ácido fosfórico en forma de mono o diéster;
“Glicerofosfolípidos” a cualquier derivado del ácido glicerofosfórico que contenga un grupo O-acil, O-alquil o O-alquenil unido a un resto de glicerol.
Difieren entre sí en tamaño, forma y polaridad del componente de su cabeza polar y de la naturaleza de los AG sustituyentes.
En alimentos: fosfatidilcolina, fosfatidiletanolamina, fosfatidilserina y fosfatidilinositol
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MATERIA GRASA EN LOS ALIMENTOS
Son los productos de origen vegetal o animal cuyos constituyentes principales son gliceridos naturales de ácidos grasos, conteniendo como componentes menores otros lípidos. (Codex Alimentarius, 2006)
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CLASIFICACIÓN DE LOS LÍPIDOS
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CLASIFICACIÓN
	Clase	Subclase	Descripción
	Lípidos simples	Acilgliceroles
Ceras	Glicerol + AG
Alcohol de cadena corta + AG cadena larga
	Lípidos compuestos	Fosfoacilgliceroles (o glicerofosfolípidos)
Esfingomielinas
Cerebrósidos
Gangliósidos	Glicerol+AG+fosfato
Esfingosina+AG+P+Colina
Esfingosina+AG+azúcar simple
Esfingosina+AG+CH
	Lípidos derivados	Materiales que satisfacen la definición de lípidos, pero no la de los lípidos simples o complejos	Carotenoides, esteroides, vitaminas liposolubles
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CLASIFICACIÓN
	LÍPIDOS
	Lípidos simples. Ésteres de ácidos grasos y alcoholes
Grasas y aceites. Ésteres de glicerol con ácidos monocarboxílicos.
Ceras. Ésteres de alcoholes monohidroxilado y ácidos grasos.
	B. Lípidos compuestos. Lípidos simples conjugados con moléculas no lipídicas
Fosfoglicéridos. Ésteres que contienen ácido fosfórico en lugar de un ácido graso, combinado con una base de nitrógeno.
Glucolípidos. Compuestos de hidratos de carbono, ácidos grasos y esfingosinol, llamados también cerebrósidos.
Lipoproteínas. Integradas por lípidos y proteínas
	C. Lípidos asociados
Ácidos grasos (derivados de los lípidos simples)
Pigmentos.
Esteroles.
Hidrocarburos.
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ACIDOS GRASOS
Grasas y aceites están constituidos por TG;
Pueden ser saturados o insaturados
Más de 400 que se localizan en la leche, en algunos vegetales y en ciertos mo;
Hidrólisis del enlace éster;
Yema de huevo se incrementa el ácido linoleico;
Leche se eleva el linoleico y linolénico;
En los peces, los ácidos muy insaturados se reducen.
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ACIDOS GRASOS
Industrialmente:
Aditivos
Los de C16- 18, palmítico, oleíco y esteárico como emulsionantes;
Las sales de calcio del palmítico y esteárico como antiaglomerantes (vegetales deshidratados);
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ACIDOS GRASOS
Ácidos grasos saturados
C4 a C8 son líquidos;
C10 en adelante son sólidos;
Su punto de fusión aumenta con el PM;
Su solubilidad en agua es inversamente proporcional al PM;
Ácido láurico: aceite de palmiste y coco;
Ácido palmítico: palma, cacao y la manteca de cerdo;
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ACIDOS GRASOS
Ácidos grasos saturados
Ácido esteárico: cacao y los aceites hidrogenados
Ácido butírico: leche y mantequilla;
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ACIDOS GRASOS
Ácidos grasos insaturados
Tienen gran reactividad química;
Son abundantes en aceites vegetales y marinos;
T° de Fusión < con el aumento de dobles =
La mayoría presenta = entre los C9 y C10
Aceite de pescado: 20:5 ω3 EPA, 22:6 ω3 DHA, 18:3 ω3 ácido linolénico y 22:5 ω3 docosapentaenoico; 
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ACIDOS GRASOS
Ácidos grasos insaturados
Grasas y aceites de vegetales: ácido linoleíco 18:2 ω 6;
Ácido oleico: cacahuate, oliva, aguacate, etc.
Ácido linolénico: soja
En estado natural: cis
Grasas hidrogenadas comerciales y algunas de los rumiantes: trans;
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ACILGLICÉRIDOS
Los mono y diacilglicéridos, y sus derivados, se usan ampliamente como emulsionantes;
TG, principales constituyentes de todas las grasas y aceites;
Grasas de origen animal: el palmítico y esteárico están en las posiciones 1 y 3 y en la 2 un insaturado;
En la leche, los ácidos C<10 se ubican en 3
Aceites vegetales, insaturados en posición 2
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ACILGLICÉRIDOS
Manteca de cacao: TS2I oleico en posición 2;
Soja y cacahuate: TI3
Vacuno: TS2I
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FOSFOGLICÉRIDOS
Son diacilglicéridos cuyo glicerol está esterificado a una molécula de fósforo que se une, a una base nitrogenada (colina o etanolamina), a la serina, inositol.
El C1 o C3 es saturado o monoinsaturado; C2 es insaturado.
Yema de huevo 66% de TG, 5% colesterol y 28% de fosfoglicéridos.
Leche : 0,5 – 1% total de la fracción grasa
Tejido muscular presenta 0,5 – 1% de fosfolípidos
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FOSFOGLICÉRIDOS
Los fosfolípidos se oxidan fácilmente;
En algunos casos protegen a los lípidos que los contienen;
Lecitina desempeña un papel importante en la textura de los alimentos, emulsionantes (productos infantiles);
Lecitina: se obtiene de la refinación del aceite de soja;
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ESTEROLES
Integradas por un grupo perhidrociclopentanofenantreno, una cadena hidrocarbona y un grupo alcohol;
Reino animal (colesterol) y vegetal (fitosteroles);
Fitosteroles: β-sitosterol, estigmasterol, campesterol, resveratrol y otros;
 Estabilizando membranasy controlando la permeabilidad;
Son estables a altas temperaturas, inodoros e insaboros;
Algunos reducen la oxidación de los aceites
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ESTEROLES
Se encuentran en almendras (70 – 100 mg/100g);
En cacahuete (50 – 90 mg/100g);
Frutas, verduras, semillas, leguminosas, etc.
Yema de huevo, el colesterol está esterificado y representa el 5% total de los lípidos (210 -240 mg);
Leche 120 – 150 mg por litro;
Carne de bovino y pescado: 75 mg de colesterol por cada 100g;
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FITOESTEROLES
Son antagonistas con el colesterol (colesterol – LDL);
Existen productos como las margarinas 
Alimentos combinados de fitoesteroles, de proteína de soja y de fibras solubles (β-glucanos);
Resveratrol del cacahuate y de la uva, preventivos de diversas enfermedades;
Son caros (1 -2 gramos / día)
Se obtienen de la destilación de los productos recuperados de la desodorización de los aceites
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PROPIEDADES FISICAS
Punto de Fusión
	Es la temperatura a la que la fase sólida cambia a líquida y es un reflejo de la fuerza de unión entre los ácidos grasos de un cristal
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PROPIEDADES FISICAS
Peso específico
	Se expresa el peso específico del aceite con relación al agua (g de aceite/ de agua).
	Es un método gravimétrico
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PROPIEDADES FISICAS
Punto de humeo
	Es la temperatura en la que se producen compuestos de descomposición visibles, y depende de los ácidos grasos libres y monoacilglicéridos de la grasa.
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PROPIEDADES FISICAS
Índice de refracción
	
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CARACTERIZACIÓN DE LÍPIDOS
Peso específico
Índice de refracción
Índice de saponificación
Determinación de índice de yodo
Material insaponificable
Composición de ácidos grasos
Esteroles
	
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DETERIORO DE LÍPIDOS
Acidez titulable
Determinación de índice de peróxidos
Índice de Kreis
Índice de TBA (dialdehido malónico)
	
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PROPIEDADES QUÍMICAS
Rancidez
Lipólisis o rancidez hidrolítica
Autooxidación o rancidez oxidativa
Reversión
	
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LIPÓLISIS
Es catalizada por lipasas
Por las altas T° y actividad de agua
Se liberan AG libres
Granos crudos existen actividad lipásica
Trituración de los granos favorece la acción de enzimas
Los AG libres deben eliminarse
No sólo en oleginosas
	
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LIPÓLISIS
En los aceites vegetales los AG son de cadena larga C16
	Poco volátiles, sin olor, IA
2. Los de la leche son de cadena corta (butírico, caproico, caprílico y laurico)
Más volátiles, con olores peculiares y percibidos olfativamente
3. Quesos maduros y de fuerte aroma, es deseable
	
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AUTOXIDACIÓN
Se refiere a la oxidación de ácidos grasos insaturados
2.	Se generan compuestos que mantienen y aceleran la reacción y se sintetizan sustancias de bajo peso molecular (olor típico a grasa oxidada)
3. Ya que los fosfolípidos son ricos en AG poliinsaturados, la oxidación se inicia en esta fracción
4.	Existen agentes promotores e inhibidores de la reacción
	
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AUTOXIDACIÓN
	Promotores 	Inhibidores 
	T° altas	Refrigeración 
	Metales Cu, Fe	Secuestradores
	Peróxidos de grasa oxidadas	Antioxidantes
	Lipoxidasa 	Escaldado
	Presión de oxígeno	Gas inerte o vacío
	Luz, UV, azul	Empaque opaco
	Poliinsaturación 	Hidrogenación de ácidos insaturados
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AUTOXIDACIÓN
Depende de la distribución de los lípidos en el alimento, así como su área de exposición;
Emulsiones agua/aceite y aceite/agua;
Nueces y maní (barrera);
Ea es de 20 – 30 Kcal/mol
O2 debe estar en configuración singulete;
La clorofila, hemoproteínas y algunos colorantes facilitan la conversión del O2 triplete a singulete.
	
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AUTOXIDACIÓN
	Mecanismo de oxidación de lípidos		
	Iniciación	RH R* + H*	Radical Libre
	Propagación	R* + O2 ROO*
ROO* + RH R* + ROOH	Radical hidroperóxido
Hidroperóxido
	Terminación	R* + R* RR
R* + ROO* ROOR
ROO* + ROO* ROOR + O2
RO* + R* ROR
2RO* + 2ROO* 2ROOR + O2	Compuestos muy estables
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AUTOXIDACIÓN
Mecanismo ácido linoleico
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AUTOXIDACIÓN - Consecuencias
Hidroperóxidos son reactivos;
Producen nuevos radicales, se polimerizan;
Incrementan la viscosidad;
Se oxidan;
Se sintetizan epóxidos y su ruptura genera: aldehídos, cetonas , ácidos y otros compuestos de bajo Pm, que le confiere olores;
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AUTOXIDACIÓN - Consecuencias
Hidroperóxidos reaccionan con aa
	Desnaturalización, agregación, fragmentación y polimerización de proteínas (hidrofobicidad y solubilidad)
En alimentos deshidratados, de humedad intermedia y en las carnes descongeladas 
Oxidación de colesterol (huevo en polvo)
Autoxidación de AG saturados o insaturados a altas T° con o sin O2 
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REVERSIÓN
	Se presenta en menor frecuencia y en ciertos aceites refinados con ácido linolénico;
	Producen olores indeseables en el almacenamiento
	Su mecanismo no se conoce totalmente, los olores parecen primero a hierbas y algunas semillas y posteriormente pintura y pescado; 
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ANTIOXIDANTES
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ANTIOXIDANTES
Sustancias que evitan la autoxidación;
Lecitina, los tocotrienoles y los tocoferoles;
Soja (1150 ppm), palma (1000 ppm), algodón (950 ppm), maíz (600 ppm) y oliva (100 ppm);
Derivados fenólicos (isoflavonas genisteína, daidzeína y gliciteína), los ácidos cafeico, clorogénico, ferúlico y cumárico;
Sintéticos: BHA, BHT, THBP, TBHQ y los galatos
	Hidroxianisol butilado, hidroxitolueno butilado, trihidroxi butirofenona, butil hidroquinona terciaria
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ANTIOXIDANTES
MECANISMO
Contienen una o más funciones hidroxilo;
Actúan en la iniciación y propagación de la oxidación 
Ceden un átomo de H a los radicales graso (R*) y a los HP (ROO*);
Restauran el ácido (RH) y el hidroperóxido (ROOH);
Los radicales antioxidantes son estables por su resonancia y no promueven la oxidación como lo hacen los radicales de los AG
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MATERIA GRASA EN LOS ALIMENTOS
Son los productos de origen vegetal o animal cuyos constituyentes principales son gliceridos naturales de ácidos grasos, conteniendo como componentes menores otros lípidos. (Codex Alimentarius, 2006)
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MARGARINA
Es una emulsión agua/aceite en una relación aproximada de 20:80;
Cristalización de una preemulsión, en la que la fase dispersa de gotitas de agua con todos sus ingredientes queda atrapada en una matriz cristalina de TAG a manera de esponja
Fase grasa: mezclas de aceites, tanto hidrogenados como sin hidrogenar;
La interesterificación permite tener grasas sin trans;
Emulsificantes más importantes los monoacilgliceroles y la lecitina.
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MARGARINA
El achiote y el β caroteno son los pigmentos más empleados;
TBHQes el antioxidante incorporado;
Saborizantes;
En la fase acuosa se incorporan: sal común, conservadores (ác. Benzoico y sórbico, y sus sales de Na y K) y acidulantes (pH 4,5);
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MANTECAS VEGETALES
También llamados shortenings;
Se emplean en la panificación, para tortillas de trigo, en el freído de alimentos, etc.
No contienen agua;
Formulados a base de grasas hidrogenadas;
Al no ser una emulsión los emulsificantes añadidos no actúan directamente en la manteca sino el efecto se nota al momento de su uso.
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MANTEQUILLAS
Es una emulsión agua en aceite 16:84;
Se obtiene por inversión de fases de la crema de leche y estabilizada con proteínas lácteas;
Leche de vaca se centrifuga para estabilizar su contenido y el excedente se usa para mantequilla;
Se pasteuriza y después se procede al batido;
En la crema puede o no inocularse mo lácticos para el aroma y sabor;
Característica es su dureza y poca untabilidad a T° de refrigeración 
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GRASA PARA ALIMENTOS INFANTILES
Deben cumplir algunos requerimientos nutricionales: C12, 5- 7%; C14, 4-6%; C16, 30-35%; C18:0, <12%; C18:1>30%; C18:2, 12-16%; C18:3, 0,5 – 2%
Se cumplen al mezclar distintos aceites. Ejemplo: oleína de palma y de coco con poca soja. 
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HELADOS
Su formula parte de una mezcla de sólidos de la leche, grasa y azúcares; 
La grasa puede ser láctea, de aceites vegetales hidrogenados o de ambos, representan hasta 12% de la formulación;
Grasas ejercen una función primordial en la textura del helado;
La estructura del helado es compleja, es una espuma sólida de células de aire cubiertas por grasa emulsificada junto con una red de microcristales de hielo que a su vez están rodeados de un líquido acuoso en forma de sol. 
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MAYONESA 
Es una emulsión de aceite en agua (hasta 80%);
La emulsión se logra empleando un 7 -8% de yema de huevo y un 0.5 – 1% de harina de mostaza;
Lecitina funciona como potente emulsificante;
Mostaza ayuda al establecimiento de una película interfacial;
Aceite de soja principal componente graso de aderezos y mayonesa
Otros ingredientes: vinagre, sal y especias
Existen yema de huevo enzimáticamente modificada y otra reducida en colesterol.
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GRASA DE LECHE 
Las grasas de este grupo proceden de la leche de rumiantes;
Son palmítico, el oleico y el esteárico;
Esta es la única grasa de origen animal que contiene cantidades apreciables de AG de cadena corta C4 – C12 ;
En menor cantidad AG de cadena ramificada, de número impar de átomos de C y doble enlaces trans
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GRASA DE ANIMALES 
Constituidos por grasas de depósito de los animales domésticos;
Contienen cantidades elevadas de AG C16 y C18;
Cantidades intermedias de ácidos grasos insaturados (oleico y linoleico);
En menor cantidad AG de número impar de átomos de C;
Cantidades apreciables de TAG totalmente saturados 
Puntos de fusión relativamente altos
Lípidos del huevo tienen propiedades emulgentes 
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