Inhibidores de las alteraciones Químicas y Biológicas (conservantes, antioxidantes y agentes quelantes)
Enfriamiento y congelamiento
La temperatura es uno de los factores importantes que afectan la capacidad de los microbios para crecer ymultiplicar.
se han usado sales para impartir sabor característico en muchos de los alimentos procesados, manteniendo así los alimentos calidad.
Los ejemplos de sales que se usan como conservantes incluyen cloruro de sodio , sodio nitrato y nitrito de sodio .
conservantes
Dióxido de azufre
/s3.amazonaws.com/arc-wordpress-client-uploads/infobae-wp/wp-content/uploads/2019/09/06111640/Vino-tinto-1920-1.jpg)
se ha utilizado como el principal conservante, antiséptico y antioxidante en la industria vitivinícola para mantener la integridad del vino e inhibir la oxidación y el crecimiento de microbios nocivos como la levadura salvaje
Conjugados de quitosano
El quitosano es un biopolímero que se ha informado que tiene un uso potencial como aditivo en la industria alimentaria
tiene fuertes propiedades antimicrobianas contra una variedad de microorganismos
Es un potencial conservante natural de alimentos
Antioxidantes
Desempeñan un papel importante en la industria alimentaria debido a su capacidad para neutralizar los radicales libres
QUÍMICA DE RADICALES Y ANTIOXIDANTES LIBRES
Radicales libres que son preocupantes en los sistemas vivos
Las especies reactivas de oxígeno (ROS)
Los radicales superóxido (SOR)
Subtopic
las especies reactivas de nitrógeno (RNS)
El daño causados puede prevenirse mediante el uso de antioxidantes que incluyen sistemas antioxidantes enzimáticos
Como catalasa, glutatión peroxidasa y superóxido dismutasa (SOD)
Los radicales hidroxilo
Subtopic
Radicales libres que son preocupantes en los sistemas vivos
Subtopic
), los radicales hidroxilo
La formación de ROS en sistemas vivos
Los radicales libres reactivos se generan como parte de los procesos metabólicos de generación de energía
Debido a la naturaleza los radicales libres, provocan que los electrones procedan de manera concertada al oxígeno molecular y generen así el anión superóxido
Los ejemplos de estas reacciones metabólicas incluyen: anión superóxido (O2 -), peróxido de hidrógeno (H2O2), ácido hipocloroso y radical hidroxilo (• OH)
Reaccionan espontáneamente con otras moléculas biológicas en un medio vivo
Causando reacciones destructivas en los alimentos
causando reacciones destructivas en los alimentos
Daños fisiológicos a los consumidores
Efectos negativos de los oxidantes en los procesos alimentarios
El proceso de oxidación en:
Alimentos
El proceso de oxidación provoca un mal sabor y pérdida de color y textura
Debido a la degradación de carbohidratos, proteínas, vitaminas, esteroles y peroxidación de lípidos
los consumidores
Daños a los ácidos nucleicos, lípidos de la membrana celular y otros orgánulos celulares, carcinogénesis
Trastornos mentales, enfermedades pulmonares, diabetes, aterosclerosis, enfermedades autoinmunes, envejecimiento y enfermedades cardíacas
Especies reactivas de oxígeno / nitrógeno y envejecimiento
Existe una fuerte evidencia científica que relaciona las especies reactivas
ROS, (ROO •), (O2 • +), (HO), etc., promueven o la inducen a numerosas enfermedades
Para evitarlo, se han incorporado antioxidantes en muchos alimentos para minimizar o resolver el problema
MÉTODOS TRADICIONALES DE CONSERVACIÓN DE ALIMENTOS
Incluyen tratamientos térmicos intensos, salazón, acidificación.ción, secado y conservación química.
Existen numerosas técnicas que se han empleado para la conservación de alimentos tanto para períodos cortos y largos de tiempo.
Humo de madera
se ha utilizado tradicionalmente para la conservación de alimentos como la carne.
El humo también se utiliza en la industria alimentaria como agente aromatizante
Salado
Conservas
El enlatado implica poner alimentos en latas, sellarlos y luego aplicar calor para templarlos.Actitudes que pueden matar a la mayoría de los patógenos. El sellado mantendrá la comida segura de más ataque microbiano.
Secado
El secado deshidrata los alimentos en el sentido de que elimina el agua / humedad de los alimentos, excluyendo La condición importante que estimula el crecimiento microbiano que causa el deterioro de los alimentos
Decapado
El ambiente de acidez / alcalinidad puede tener un gran efecto en el crecimiento microbiano.
Adición de azúcares
El azúcar tiende a extraer agua de los microbios (plasmólisis).
TÉCNICAS MODERNAS DE CONSERVACIÓN DE ALIMENTOS
Las nuevas tecnologías de conservación para productos alimenticios incluyen
Inactivación no térmica
Alta presión hidrostática (HHP) Esta técnica consiste en exponer los productos alimenticios a presiones superiores a 100 MPa que tiene un efecto de inactivación en los microbios
Campos eléctricos pulsados (PEF) Se basa en un pulso potencia aplicada al producto alimenticio intercalada entre un conjunto de electrodos, causando graves disrupción de las células microbianas
Embalaje en atmósfera modificada (MAP) La tecnología ha contribuido a la extensión de la vida útil de muchos productos alimenticios, la mayoría límite efectivo para la atmósfera de gas para un producto alimenticio particular en un empaque particular sistema o diseño aún no están bien establecido
AGENTES ARTIFICIALES PRESERVATIVOS
Los agentes conservantes más utilizados incluyen: cafeína,ácido benzoico,parabenos
Cafeína
Los productos a base de cafeína (estructuralmente relacionados con el ácido úrico) se encuentran entre los más ampliamente con-Sumas de alimentos en el mundo en forma de té, café y cacao. Cafeína
Parabenos
cumplen con varios de los criterios de un conservante ideal en el sentido de que: poseen un amplio espectro de antimicrobiano
Ácidos orgánicos débiles
Se sabe que varios ácidos orgánicos débiles, como el ácido benzoico y el ácido sórbico, tienen propiedades antimicrobiana
Secuestrantes como aditivos alimentarios
realizan la función de conservante en los alimentos
LA mayor parte del secuestrador son compuestos son sales orgánicas o inorgánicas.
Como calcio, disodio, etilendiamina tetraacetato (EDTA), glucono delta-lactona, gluconato de sodio, gluconato de potasio, sodiotripolifosfato y hexametafosfato de sodio.
Los radicales
Se refieren a cualquier molécula con un electrón impar no apareado en su capa electrónica externa, una configuración responsable de la naturaleza altamente reactiva de tales especies.
se refieren a cualquier molécula con un electrón impar no apareado en su capa electrónica externa, una configuración responsable de la naturaleza altamente reactiva de tales especies.
Son indeseables debido a su inestabilidad causada por las deficiencias de electrones en sus estructuras
TIPOS DE ANTIOXIDANTES
Los antioxidantes como aditivos alimentarios se utilizan para retrasar la aparición o ralentizar el ritmo al que se producen las reacciones de oxidación
También se conocen como agentes terapéuticos potenciales, desempeñan un papel medicinal.
Los antioxidantes sintéticos contienen una funcionalidad fenólica con varias sustituciones de anillo
Por seguridad y cumplimiento de los estándares de control de calidad
El uso de cualquier preparación antioxidante sintética en los procesos alimentarios cumpla con los siguientes criterios:
Eficaz a bajas concentraciones; sin ningún olor desagradable, sabor o color; estable al calor; No volátil; y debe tener excelentes características de transferencia
Antioxidantes naturales de origen vegetal.
Algunos antioxidantes existen naturalmente en las plantas y otros en materiales herbales
Las plantas que contienen antioxidantes naturales incluyen:
Frutas
uva, naranja, piña, kiwi, pomelo, etc.
Verduras
repollo, espinacas, etc.
Cereales
cebada, mijo, avena, maíz, etc.
Legumbres
frijoles, soja, etc.
Nueces
cacahuetes, cacahuetes, etc.
Compuestos antioxidantes fenólicos no flavonoides de fuentes naturales.
Los compuestos antioxidantes polifenólicos no flavonoides incluyen resveratrol y ácido gálico que abundan en plantas
Té, las uvas (vino tinto) y una variedad de otras frutas
El resveratrol se considera un agente importante para la acción cardioprotectora del vino
Es importante en la reducción de la síntesis hepática de colesterol y triglicéridos
Compuestos antioxidantes flavonoides fenólicos
de fuentes naturales
Los antioxidantes con funcionalidad flavonoide son polifenoles de bajo peso molecular y se encuentran en vegetales y frutas
Un ejemplo es la quercetina, que forma la principal aglicona que se encuentra en muchos alimentos
También tienen propiedades antiinflamatorias, antialérgicas, anticancerosas y hemorrágicas
Las propiedades antioxidantes de los flavonoides son responsables del efecto protector de enfermedades coronarias
Grupos funcionales ácidos responsables
para actividad antioxidante
La actividad antioxidante de ciertas plantas alimenticias se debe a varios grupos funcionales
Como algunos ácidos orgánicos como los ácidos vanílico, ferúlico y p-cumarico
En los granos de cebada se encuentran otros ácidos como
Los ácidos salicílico, p-hidroxibenzoico, protocatechuico, siringo y sinapico
El trigo y maíz contienen
Ácido siringico, ácido sinapico, ácido protocatechuico, ácido p-hidroxibenzoico, ácido vanílico, ácido ferúlico, ácido salicílico y ácido p-cumarico
EFICACIA DE DIFERENTES ANTIOXIDANTES
Las composiciones, las características estructurales y las estructuras químicas de los antioxidantes son parámetros importantes que controlan su eficacia y también la actividad antioxidante
Por ejemplo orto-dihidroxi en la estructura catecol de los antioxidantes flavonoides
Se ha asociado con una mayor estabilidad de los radicales generados debido a la posible formación de:
Enlaces de hidrógeno
La deslocalización de electrones alrededor del anillo aromático
La presencia de grupos hidroxilo en las posiciones 3 y 5 de antioxidantes fenólicos contribuye a la estabilidad
Un grupo metoxi son generalmente más efectivos que los fenólicos simples
Se debe a la presencia de grupos metoxi en las posiciones orto y para del anillo
Sirven como grupos electrondonantes, lo que aumenta la estabilidad y promueve la actividad antioxidante
FACTORES QUE AFECTAN LA ACTIVIDAD ANTIOXIDANTE
Estabilidad
pH alto
Desprotonación
Mejorará su capacidad de barrido radical
Energía de activación y potencial redox
Capacidad variable para donar un electrón fácilmente.
Temperatura
Cataliza la aceleración de las reacciones de iniciación.
Grasas y aceites.
MECANISMOS DE ACCIÓN DE ANTIOXIDANTES
Existen varios mecanismos posibles para la acción antioxidante y estos incluyen:
Mecanismo de extinción
Ocurre cuando el radical está en un estado triplete excitado que hace que el antioxidante se comporte como un agente de extinción
Mecanismo de transferencia directa de hidrógeno
Tiene lugar si el radical está en un estado doble, lo que permite la transferencia directa del átomo de hidrógeno al radical
Transferencia de carga para el radical doblete
Produce un anión de cubierta cerrada y un catión antioxidante radical
Mecanismos de ruptura de enlaces
Como en el caso de la vitamina E
Antioxidante se refiere a una especie química capaz de suprimir los efectos nocivos de los radicales reactivos
Temple
Es un mecanismo, también conocido como eliminación de oxígeno singlete
Formar compuestos intermedios como endoperóxidos y productos finales que son principalmente hidroperoxidienonas.
Los productos finales son responsables de la extinción
Los ejemplos de antioxidantes que exhiben este fenómeno incluyen vitamina E y caroteno.
Transferencia de hidrógeno
Se forma un complejo entre un radical lipídico y el radical antioxidante
Transferencia de carga
Hay dos formas que involucran la formación de radicales estables que detienen la propagación de especies reactivas en los sistemas biológicos.
Puede ocurrir a través de procesos de transferencia de hidrógeno
Las especies reactivas extraen un protón del antioxidante
El antioxidante se convertirá en un radical altamente estable que no puede reaccionar con ningún sustrato
La estabilidad de este radical estable se ve reforzada por los efectos de resonancia y los enlaces de hidrógeno
Es mediante un proceso de transferencia de un electrón
El antioxidante puede donar un electrón a las especies reactivas
Se conserva un radical altamente estable cargado positivamente que no puede sufrir ninguna reacción con los sustratos
Romper enlaces
El -tocoferol es un antioxidante contra las reacciones de oxidación
ESTRUCTURA-RELACIÓN DE ACTIVIDAD DE ANTIOXIDANTES
Antioxidantes polifenólicos
La posición y el grado de hidroxilación es un aspecto esencial para la actividad antioxidante
Antioxidantes flavonoides
Descubrieron que en los antioxidantes flavonoides influye el número de sustituciones de hidroxilo
Cuanto mayor es el número de sustituciones de hidroxilo, más fuertes eran las actividades antioxidantes y prooxidantes.
Mecanismo de reacciones de antioxidantes flavonoides con captadores de radicales
La presencia de un grupo carbonilo en C-4 y un doble enlace entre C-2 y C-3 son características importantes para una alta actividad antioxidante
EVALUACIÓN DE CALIDAD DE LA DIETARIA ANTIOXIDANTES
Ensayos utilizados para la medición de la capacidad antioxidante total en productos alimenticios
Capacidad de absorción de radicales de oxígeno (ORAC).
Mide el grado de degradación oxidativa de -ficoeritrina o fluoresceína después de la reacción con compuestos azo-iniciadores
Antioxidante de captura de radicales totales (TRAP)
Los moles de radical peroxilo atrapado por un litro de fluido
Antioxidantes en frutas y jugos de frutas
Ventajas
Con antioxidantes de acción lenta o rápida o para fases mixtas
Capacidad antioxidante de los radicales hidroxilo (HORAC
Reacción de oxidación de fluoresceína por radicales hidroxilo a través de transferencia de átomos de hidrógeno (HAT) para generar radicales hidroxilo libres por hidrógeno
DPPH
Ventajas
Proporciona una medición más directa de la capacidad antioxidante de los radicales hidroxilo.
Reacción de oxidación de fluoresceína por radicales hidroxilo a través de transferencia de átomos de hidrógeno (HAT) para generar radicales hidroxilo libres por hidrógeno
Eliminación de radicales libres DPPH La actividad antioxidante se calcula como la cantidad de oxidante requerida para disminuir la cantidad inicial de DPPH a la mitad (50%).
Poder antioxidante reductor férrico (FRAP
Mide la capacidad reductora de los antioxidantes. No utiliza ningún radical; solo mide la capacidad reductora.
Utiliza antioxidantes como reductores en un método colorimétrico ligado a redox, aplicando especies oxidantes fácilmente reducidas.
Capacidad antioxidante equivalente de Trolox (TEAC)
Compuesto hidrofílico que es un derivado del tocoferol
Disminuye el estrés oxidativo y daño oxidativo causado por los radicales libres
Para determinar la capacidad antioxidante de alimentos y bebidas
ABTS
Se basa en la decoloración del catión radical ABTS
Ventajas
Efecto acumulativo de todos los antioxidantes presentes en la muestra
Quimioluminiscencia
El hidroperóxido lipídico y el reactivo isoluminol / microperoxidasa se utilizan como fuente para generar quimioluminiscencia.
Fluorométrica
Mide el poder antioxidante de los antioxidantes acuosos y lipídicos
¿CUÁN SEGURO SON LOS ANTIOXIDANTES DE LOS ALIMENTOS?
La aplicación excesiva de antioxidantes a los alimentos tiene el potencial de promover la peroxidación de lípidos en utensilios de cocina hechos de cobre y hierro.
Los antioxidantes fenólicos como BHA y BHT se han asociado con el empeoramiento de enfermedades como la urticaria
Antioxidantes monoméricos, se han asociado con una serie de efectos patológicos. Son carcinógenos potenciales.
Métodos para identificar antioxidantes
Espectroscopía
Electroquímico
Cromatografía líquida de alto rendimiento (HPLC)
Electroforesis capilar
Espectrometría de masas
Algunos aditivos acidos organicos como duración extendida de cortes frescos de carne de vaca
La carne de vaca es rica en vitaminas, minerales y gran cantdad de proteina
Su duracion depende del pH, Aw crecimiento microbiano y temperatura.
Atributos de deterioro
pH
Depende del estrés del animal antes de su sacrificio
pH alto forma tiazoles y tiofenoles
El ultimo pH dirigira la resistencia del deterioro
pH bajo afecta el color
Actividad del agua
Importante para la preservación y calidad de la carne
El crecimiento microbianoes principalmente controlado por Aw,pH y temperatura
Temperatura de la superficie y Aw son el resultado del balance de calo y agua
Deterioro y microorganismos patogenos
Llega a ser contaminada cuando se sacrifica el animal
E. coli, Listeria monocitogenes y Salmonella
Aplicacion de lactato de sodio y diacetato inhiben los patogenos
Aplicacion antimicrobial:
Reduccion contaminacion
Minimizar el acceso de microorganismos
Inactivar microorganismos sin contaminación cruzada
Oxidacion de lipidos y sus productos
Puede dirigir rancidez, perdida nutrimental como destruccion de vitamina A, D y E
los lipidos involucrados: poliinsaturados, oleico y linoleico
Puede prevenirse utilizando antioxidantes
La oxidación de flavors son el resultado de la reacción con oxigeno atmosférico
El proceso de oxidación no ocurre con la ausencia de oxigeno
Los factores que afecta la oxidación de los lipidos
Concentracion de oxigeno
Temperatura
Presencia de anti y pro-oxidantes
Acidos grasos insaturados y presencia e enzimas
Balance entre prooxidantes y antioxidantes
Cambios de color debido a la formación de metmioglobulina
Afecta principalmente la carne empaquetada
Cambio en flavor de la carne de vaca durante el almacenamiento
Ocurre cuando durante a refrigeración se pierden lentamemte sustancias volatiles
Hay presencia de microorganismos y deterioro químico en la superficie
El mal olor depende de los microorganismos y estos a su vez por la temperatura
Altos contenidos de ácidos grasos insaturados pueden contribuir al mal olor
Acidos organicos como preservantes a prolongar la vida util de la carne de vaca
El uso de antimicrobiales depende de factores como su efecto en la comida o sus limites legales
Los ácidos orgánicos son antimicrobiales basados en su concentración
Ácido cítrico
Es un extracto del jugo de cítricos como limones, limas y piñas
Es soluble en agua e insoluble en grasas
Tiene efecto inibidor de bacterias, levaduras y moho
Es usado para acidificar la carne, reducir la contaminación y mejorar la textura
Ácido acético
Es usado comúnmente como vinagre
Causa inestabilidad de la membrana celular bacteriana
Contra E. coli, Salmonella y Enterobacteriaceae
Ácido láctico
capacidad de inhibir el crecimiento bacteriano
La combinación de ácido láctico y ácido acético es mas efectivo para reducir la formación de bacterias
Los efectos de suelen funcionar con baja actividad del agua y la inhibicion del ion lactato
Ácido tartarico
Puede ser fabricado sistemáticamente o extraído naturalmente
Inhibe el crecimiento de E. coli
Estado de regulacion del uso de acidos organicos en comida
Son usados como acidificadores en varios productos cárnicos
Su uso sanitizante para mejorar la vida útil y la seguridad de la carne
Agentes quelantes
Bebidas
Inhibir los efectos nocivos del procesamiento y almacenamiento
Problema de turbidez crónico en vino, sidra y vinagre destilado
Creado por complejos insolubles de metal- tanino y fosfato metálico
Solución con EDTA Y ácido cítrico
Bebidas carbonatadas y sin gas
Citrato y fosfato
Doble función como acidulante y secuestrante
Bebidas con colorante Amarillo no. 6
EDTA 36 ppm
Retiene el color 50% después de la exposición al sol
Bajas temperaturas de pasteurización en jugos
Jugo de tomate
Evitar crecimiento de "Plana agraria"
Estabilización de vitaminas
EDTA inhibe la oxidación catalizada por cobre del ácido ascórbico.
Vitamina C es protegido por la adición de secuestrantes en jugos de tomate y uva al iniciar el proceso.
Productos con vitamina D, A, E y K son estabilizados por mezclas de secuestrantes y antioxidantes.
EDTA, citratos y fosfatos con BHT Y NDGA
Estabilización de vitaminas en sistemas acuosos
Productos lácteos
Estabilizar flavor y olor
Eliminar mal sabor en la leche
5 partes de EDTA por parte de cobre
Emulsificante para quesos
citrato de sodio
Flan de huevo
0.5% de Na2EDTA
Sensación fina en la boca
Proceso de frutas y vegetales
La adición de secuestrantes antes de blanquear y/ o retocar inactiva los metales naturales y evita cambios de color indeseables.
Ácido ascórbico
Antioxidante para el enlatado de frutas sensibles al oxigeno
Ácido cítrico
Antioxidantes para el proceso de congelado en frutas.
Grasas y Aceites
Quelación de metales trazas
Productos con una vida de anaquel prolongalada
Secuestrantes con antioxidantes
Estabilizar sebo, manteca. etc.
Estabilizar aceite de soya
Conserva el sabor en aderezos
Inhibe la autooxidación de aceites esenciales
Productos cárnicos
Propiedades coagulantes de EDTA
Desactiva enzimas de coagulacion activadas por calcio
Procesamiento de sangre para salchichas
Sales de Magnesio
Curado
Jamón y Tocino
EDTA con ácido ascórbico y nitrato de sodio
Acelera proceso de curado en slchichas
0.05% a 0.1% de Na2EDTA
Evita decoloración gris en carne
Productos de papa
Pretratamiento de papas para prevenir decoloración
ACIDO CITRICO, EDTA, PIROFOSFATO DE ACIDO DE SODIO, BISULFITO, ASCORBATO Y ALUMBRE
Verdeado de papas por la exposición a la luz fluorescente
Spray con EDTA
Prodcuctos de pescado y mariscos
Prevenir cambios deteriorativos
EDTA con ácido ciítrico
Firmeza en camarones en paquete por varios años
Alumbre/ EDTA
Almejas enlatadas
Na2CaEDTA 370 ppm
Retarda la acción prooxidante del NaCl en el músculo de Bacalao almacenado a 0°C
EDTA
CONSERVANTES DE ALIMENTOS NATURALES
Los consumidores prefieren los conservantes de alimentos naturales
Organismos vivos (animales, plantas )
contienen varias moléculas con propiedades antimicrobianas
realizan una serie de otros funciones importantes
por ejemplo, como antibacterianos.
por ejemplo, como antioxidantes.
por ejemplo, como aromatizantes.
Extractos antimicrobianos de plantas
Contienen compuestos como aceites esenciales y Otros componentes fenólicos con actividad antimicrobiana.
Se ha informado que la oleuropeína de las aceitunas tiene defensa antimicrobiana
Staphylococcus aureus
Salmonella enteritidis
Se ha informado que los aceites esenciales tienen propiedades antimicrobianas adecuadas
Por ejemplo, los aceites extraídos de menta y gomas de masilla eran activos contra Salmonella enteritidis y Listeria monocytogenes
Extractos fenólicos de plantas
Las plantas contienen compuestos fenólicos que juegan un papel como conservantes en los alimentos.
Eugenol
juega un papel importante en la unión a las proteínas.
Cinamaldehído
La presencia del grupo carbonilo que se une a las proteínas y por lo tanto perturba la acción.
p-cimeno
Contribuye a la inflamación de la membrana celular, facilitando el transporte de su compuesto precursor.
Carvona
actúa alterando el estado de la energía metabólica de las células microbianas
Otros
Otros compuestos fenólicos extraídos de especias (canela), por ejemplo ácido cinámico también se han utilizado como conservantes y aromatizantes en una serie de alimentos como el pescado.
Conservantes de alimentos naturales derivados de insectos.
También se sabe que la clase insecta es una fuente de compuestos útiles que se usan como aditivos en la industria alimentaria.
Uno de estos compuestos es el propóleo, un producto natural resinoso producido por abejas .