ingeniería gastronómica

EDICIONES UNIVERSIDAD CATLICA DE CHILE

Vicerrectora de Comunicaciones y Educacin Continua

Alameda 390, Santiago, Chile

[email protected]

www.edicionesuc.cl

INGENIERA GASTRONMICA

Jos Miguel Aguilera

Inscripcin No 197.525

Derechos reservados

marzo 2011

I.S.B.N. No 978-956-14-1161-6

Primera edicinDiseo: Diseo Corporativo UCImpresor: Andros

C.I.P. - Ponticia Universidad Catlica de Chile

Aguilera, Jos Miguel.

Ingeniera gastronmica / Jos Miguel Aguilera R.

Incluye notas bibliogrcas.

1. Tecnologa de los alimentos.

2. Composicin de los alimentos.

I t

2010 664+ddc22 RCAA2

Presentacin 13

Sobre el autor 19

1. Molculas nutritivas y sabrosas 21

1.1. Comemos molculas y eso somos 23

1.2. Los bloques de la construccin 25

1.3. Molculas cambiantes 29

1.4. Hay un aditivo en mi sopa! 30

1.5. Las dulces molculas 33

1.6. Sal para todos los gustos 35

1.7. Molculas para la salud 37

1.8. Genes al plato 41

1.9. Los invitados de piedra 43

1.10. Siempre existe el riesgo 45

1.11. Quin podr protegernos? 49

1.12. Molculas diseadas 52

1.13. De dulce y agraz 55

1.14. Molculas mal repartidas 56

2. Materiales y estructuras gastronmicas 59

2.1. Estructuras naturales 61

2.2. Sociologa molecular 66

2.3. Ciencia de las estructuras masticables 70

2.4. Lquidos y slidos extraos 77

2.5. Odios que dan amores 79

2.6. Aprisionando el aire 80

2.7. Gel o no gel 83

2.8. Estructuras cambiantes 86

2.9. Nanotecnologa lctea 88

2.10. La otra va lctea 90

2.11. Estructuras jvenes y variadas 93

2.12. Midiendo con instrumentos 95

2.13. Midiendo con individuos 97

Tabla de contenidos

3. Viaje al interior de los alimentos 99

3.1. Estructuras sabrosas 101

3.2. Lo mejor no lo podemos ver 103

3.3. Ojos bien abiertos 105

3.4. Alimentos al escner 107

3.5. Cocinando bajo el microscopio 109

3.6. Friendo en Liliput 110

3.7. Cocinando pastas 113

3.8. Microscopa gerontolgica y arqueolgica 114

3.9. El orecimiento del chocolate 116

3.10. Texturas a la medida 118

3.11. Todo a su debido tiempo 119

4. Entre la granja y el tenedor 123

4.1. De la granja al tenedor 125

4.2. Por qu se equivoc Malthus 127

4.3. Las rutas que conducen a la boca 129

4.4. La industria ms grande del mundo 132

4.5. Comiendo en la Tierra 134

4.6. Comiendo en el espacio 135

4.7. Visiones no tan positivas 137

4.8. Gato por liebre? 138

4.9. De la clula a la granja 141

4.10. Alimentos de todas partes 143

4.11. Un poco de futurologa 145

4.12. Alimentos sustentables 147

5. Una pizca de matemticas 151

5.1. La ayuda de las matemticas 153

5.2. Los ingenieros y las frmulas 154

5.3. No somos todos iguales 156

5.4. Todo cambia en el tiempo 157

5.5. Bacterias duras de matar 160

5.6. Experiencias sabrosas 163

5.7. Fractales en la cocina 165

5.8. Imgenes de la cocina 167

6. Termodinmica nutricional y culinaria 171

6.1. La termodinmica y algunos personajes 173

6.2. Leyes que se cumplen 175

6.3. Arrancando del equilibrio 176

6.4. Un ejercicio de contabilidad 177

6.5. Apetito y saciedad 180

6.6. Caloras en la cocina: la coccin 183

6.7. Calentando con ondas 185

7. Entre el cerebro y la clula 189

7.1. Estructuras que deben romperse 191

7.2. El movimiento de las molculas 193

7.3. Alimentos en la boca y en la nariz 196

7.4. Narices expertas y narices electrnicas 198

7.5. Un cerebro bien alimentado 199

7.6. De vuelta a molculas: la digestin 201

7.7. Almidn a la vena 205

7.8. Recibimos menos de lo que pagamos 207

7.9. Por qu envejecemos? 209

7.10. Nutricin Quo vadis? 210

8. Tecnologa culinaria y estructuras 213

8.1. El mapa de la conservacin 215

8.2. Esperando a la coccin 219

8.3. Materiales y utensilios en la cocina 221

8.4. Trayendo la industria a la cocina 223

8.5. Medir o hacer medible 226

8.6. Por qu se expande el popcorn? 227

8.7. Oda al congrio frito 229

8.8. En busca del caf perfecto 231

9. El placer de comer 235

9.1. Disfrutar comiendo 237

9.2. Gastronoma, gastrnomo, gourmet y glotn 239

9.3. Ingeniera en la mesa 241

9.4. El origen de los restaurantes 242

9.5. El auge de los restaurantes caros 243

9.6. Algunos libros y revistas de gastronoma 244

10. El empoderamiento de los chefs 247

10.1. Gastronoma y arte 249

10.2. El chef que invent el aire 251

10.3. Chefs: Los otros top ten 252

10.4. Las nuevas gastronomas 253

10.5. En las manos de un chef 254

10.6. Gastronoma molecular 255

10.7. De la probeta al paladar 257

10.8. Por qu los cientcos no escriben recetas? 259

10.9. La gastronoma va a la universidad 261

10.10. Libros de gastronoma y ciencia en espaol 262

11. La ciencia que fascina a los chefs 265

11.1. Chefs e innovacin 267

11.2. Los nuevos ingredientes 269

11.3. Las salsas 3-D 270

11.4. Pelculas comestibles 272

11.5. Esfericacin 273

11.6. Humos y aromas 274

11.7. Estructuras que suenan 275

11.8. Matrices explosivas y burbujeantes 276

11.9. Cocina criognica 277

11.10. Reducciones en fro 278

11.11. Estructuramiento por congelacin 279

11.12. Algodones deliciosos 280

11.13. Impregnar a vaco 280

11.14. Cocina sous-vide 280

11.15. Cocinando con glucono-delta-lactona 281

12. Hbitos saludables 283

12.1. Un pasado que marca 285

12.2. Lo que dicen nuestros genes 288

12.3. El peso de la salud 290

12.4. Hbitos y dietas 293

12.5. Las dietas saludables 297

12.6. Ingeniera nutricional 299

12.7. Una intoxicacin de informacin 301

12.8. Educando al consumidor 304

12.9. MBA: Mster en Buena Alimentacin 306

12.10. Alimentos diseados? 307

13. Comentarios nales 311

13.1. Lecciones de un experimento fallido 313

13.2. Gastronator y el homo gastronmicus 315

13.3. La Ingeniera Gastronmica 316

Abreviaciones y unidades 317

ndice de contenidos 319

Presentacin

Imaginemos por un momento que nos tendemos en la cama despus de una exce-lente cena en un buen restaurante y nos quedamos dormidos. En un sueo se nos develan todas las cosas que tuvieron que pasar para que llegramos a este estado de satisfaccin y bienestar.

Muchos elementos bsicos de la vida llamados molculas, similares a los de nues-tro cuerpo, se crearon y organizaron para dar lugar a las estructuras de plantas, animales y peces que formaron parte de los materiales con que se hizo la comida. Hubo que eliminar previamente algunas molculas dainas y microorganismos malos que nos pudieron causar problemas, pero algunos se deslizaron impercepti-blemente y existi un riesgo en su consumo del que slo sabremos en las prximas horas o quiz ms tarde en la vida. Sin embargo, la inmensa mayora de las mo-lculas que llegaron a nuestras bocas eran inocuas y nutritivas, algunas ms que otras, y todo esto porque cientcos dedicados estn en este momento preocupados de averiguarlo y comunicarlo.

La industria de los alimentos que casi no exista 100 aos atrs, hizo su parte, por ejemplo, aportando productos congelados y refrigerados que no correspondan a la estacin del ao, o en formas ms convenientes y saludables que las naturales, como el edulcorante no calrico que tena la bebida gaseosa. Quiz fue un pequeo empresario el que con su ingenuidad desarroll un nuevo ingrediente en polvo para sazonar los guisos. Algunos ingredientes vinieron de muy lejos y aunque aportaron sabores increbles, dejaron su huella en el medio ambiente durante el transporte, como tambin lo hicieron los cultivos, el procesamiento y los envases que protegie-ron a los productos por tanto tiempo.

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INGENIERA GASTRONMICA / Jos Miguel Aguilera R.

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Hubo un chef que fue capaz de sorprendernos combinando sabores tradicionales con otros que jams imaginamos. En la cocina, molculas y estructuras, cada cual a su propio ritmo, sufrieron cambios espectaculares que recin estamos siendo ca-paces de entender y controlar, pero que sabemos estn regidos por principios de la qumica y la fsica. En la boca las estructuras diseadas en la cocina se rompieron de forma deliciosa y liberaron aromas y sabores que nos hicieron disfrutar y, a ratos, evocar experiencias pasadas.

Esto lo comentamos con nuestros vecinos en la mesa, pues esta comida se organiz para que fuera un evento social. Sabemos, porque nos hemos preocupado de ave-riguarlo, que no todo lo ingerido fue nutricionalmente adecuado, pero lo pasamos muy bien y eso es bueno. Tambin estamos conscientes de que en los das corrien-tes podemos igualmente gozar con comidas tradicionales hechas y consumidas en el hogar, sin embargo, esto es cada vez ms infrecuente por el ritmo de la vida mo-derna. En un momento dado el organismo nos seal que ya era suciente comida y paramos. Y aunque quiz pudimos habernos terminado el postre, decidimos con mucha pena dejar la mitad, orgullosos de nuestra fuerza de voluntad. Al momento de pagar la cuenta nos hicimos ms pobres, pues el acceso a los alimentos en este mundo, nos guste o no, depende de lo que podamos pagar por ellos. Haber gastado tanto dinero parece ahora un poco extrao habiendo tenido la alternativa de ir a un lugar de comida rpida y pagar la cuarta parte por casi las mismas molculas. Mientras tanto, cientos de millones de seres humanos en este planeta, especialmen-te nios, no tuvieron tanta suerte y sufren de hambre y enfermedades viviendo con menos de un dlar por da. Otros tantos que han comido en demasa casi sin darse cuenta, padecen de sobrepeso y obesidad y acarrean los males que acompaan a estas condiciones, una paradoja de la que el siglo XXI deber hacerse cargo.

Pero ahora nuestro organismo est ocupado desdoblando las estructuras sabrosas y lanzando molculas a las clulas, donde genes antiqusimos estn detrs de la maquinaria que repone tejidos y aporta energa, cuadrando un balance que si es positivo se transforma en un aumento de peso. A estas alturas ya no hay mucho que hacer. Y maana? Maana habr que gastar el exceso de caloras y comer menos que lo usual para compensar. Afortunados ellos y ellas que tienen un tra-bajo que requiere de actividad fsica, pero para los que trabajan sedentariamente la alternativa es caminar al Metro, subir escaleras, o simplemente trotar. Hay que robarle tiempo a la tele, a Internet y a los videojuegos, pues la termodinmica no perdona: lo que no se gasta, se acumula. Antes de despertar recordamos que cada da hay ms y mejor informacin sobre el tema de cmo alimentarnos y su efecto en la salud y el bienestar. Prometemos dedicarle un pedacito de tiempo.

Ciertamente el mundo de la alimentacin es fascinante. La humanidad dispone ac-tualmente de la mayor cantidad, variedad y calidad de alimentos per cpita de la historia, aunque muy mal distribuidos. Por primera vez se estn estableciendo rela-ciones basadas en la ciencia entre lo que comemos y cmo nos sentimos o el riesgo

Presentacin

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de sufrir ciertas enfermedades. A pesar de esto, aun no sabemos cmo alimentarnos. La obesidad se ha transformado en la enfermedad evitable ms prevalente en el mun-do (globesidad), superando al tabaquismo, con los consecuentes efectos en la salud humana y en los costos de salud pblica. Lamentablemente, este fenmeno alcanza tambin a los estratos ms pobres y menos educados de todas las sociedades. Parte del problema es que al no conocer bien al amigo lo hemos transformado en un ene-migo. Por tanto, una mejor comprensin de qu son los alimentos, del importante papel que han jugado en el desarrollo de la humanidad, de la ciencia que hay detrs de ellos, como tambin de la versatilidad de formas en que se pueden presentar para otorgarnos nutricin, salud, bienestar y placer es fundamental para orientar informa-damente nuestros hbitos alimentarios.

Los objetivos centrales de este libro se basan en cuatro tendencias trascendentales para la alimentacin del siglo que se inicia: i) el empoderamiento de los consumi-dores y la aparicin del eje que une la clula y el cerebro, que se intersecta con el que trae los alimentos hacia la boca; ii) la creciente evidencia que las estructuras alimentarias son tan importantes como las molculas nutritivas y sabrosas que con-tienen; iii) la segregacin entre una elite que disfruta de la gastronoma y una gran masa que slo desea comer harto y rpido al menor costo; y iv) una paradjica pre-ocupacin general por la salud y el bienestar, y en las sociedades avanzadas, por el medio ambiente. Por esta razn se ha hecho un esfuerzo por contextualizar en una sola obra mucha de la informacin sobre el tema, que se encuentra dispersa a nivel de disciplinas como la ciencia y tecnologa de alimentos, la nutricin y la gastrono-ma, y relacionarla con el mundo en que vivimos. Sin embargo, este libro est muy lejos de ser una referencia especializada en cualquiera de ellas. Por otro lado, se ha tratado de explicar ciertos conceptos de ingeniera y de ciencia de los materiales ali-mentarios de manera entretenida pero sucientemente rigurosa. Por lo mismo, este es slo un texto de divulgacin y as debe ser considerado. Finalmente, se ha favo-recido una cierta terminologa cientca para facilitar la comunicacin entre los que crean el conocimiento nuevo y el pblico educado, especialmente los amantes de la cocina y quienes quieren disfrutar de una buena alimentacin. El lenguaje usado y los conceptos expuestos debieran permitir el acceso a textos especializados y a cier-tas revistas cientcas pero, sobre todo, a la buena informacin que hoy en da es posible rescatar en Internet. Este libro tiene el formato de secciones cortas sobre un tema especco (o bocados temticos), algunas de las cuales pueden ser ledas como si fueran columnas de opinin, y la mayora se pueden revisar independientemente del resto, haciendo uso de las referencias cruzadas. Al nal, nos debiramos sorpren-der de cunta ciencia y conocimiento existen sobre los alimentos que consumimos, y cunto queda por entender y descubrir.

Yendo a lo ms especco, el nfasis de este libro y su novedad es que se detiene a examinar las estructuras alimentarias que transformamos en la cocina y saboreamos en la boca, ms que los compuestos qumicos, que es lo tradicional en este tipo


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de publicaciones. Lo que compramos, cocinamos y comemos son estructuras y no molculas, si no usaramos pipetas y tubos de ensayo en vez de cucharas, tenazas, cacerolas y sartenes. En las ltimas dcadas ha ido emergiendo la idea que son las estructuras o matrices que contienen a las molculas de los alimentos las respon-sables de la aceptabilidad, y en buen grado de la nutricin y la salud. Por ejemplo, las molculas que podran protegernos de ciertos tipos de enfermedades ejercen su efecto dependiendo del modo en que estn contenidas dentro de los alimentos, la forma en que se liberan de ellos y cmo aparecen al momento de ser absorbidas en el sistema digestivo en su trayecto a las clulas. Evidentemente, aunque este enfoque es ms real, tambin es ms complejo y no exento de casos particulares, por ejemplo, a nivel de cada individuo y de cada comida, pero las consecuencias de este cambio de paradigma son insospechadas. Por el momento empiezan a caer ciertos mitos, la nutricin pasa a enfocarse en los alimentos tal como los comemos y los digerimos, se abren posibilidades de disear nuevas estructuras alimentarias y se reconoce que es necesario ampliar la base cientca de la tecnologa de alimentos accediendo a otras disciplinas.

Cocineros y cocineras en cafeteras, casinos y restaurantes, y cientcos y tecnlogos de alimentos en las industrias del rubro son hoy responsables de la mayora de las comidas que consumimos. Si es vlida la hiptesis de que muchos de los productos que se desarrollen a futuro debieran ser apetecibles, entonces las cocinas y los labora-torios tendran que transformarse en espacios para la experimentacin y creacin de estructuras que sean sabrosas. Este es un requisito sine qua non de una alimentacin que no nos seque el alma. Pero el n ltimo es que las molculas que consumi-mos sean seguras, contribuyan a alejarnos de enfermedades crnicas evitables, nos ayuden a mantener un peso estable y nos otorguen vitalidad y bienestar. Por todo esto, las estructuras alimentarias deben ser saludables. Lo anterior, sin embargo, debe darse en un planeta que est enfermo con contaminacin y escasez de recursos, por tanto las cadenas que cubran la generacin, transformacin y consumo de estas estructuras deben ser sustentables.

El esquema que se presenta en la gura 0.1 resume la organizacin del libro y parte de su ttulo. Se parte de molculas que la naturaleza convierte en estructuras, las que experimentan una re-ingeniera en la cocina y la industria para que formen parte de nuestra alimentacin. Al nal, todo vuelve a ser molculas, algunas deliciosas y otras que hacen funcionar nuestro organismo. Todo esto ocurre en un planeta que es limi-tado y frgil, en el cual imperan algunas leyes que no podemos violar.

Presentacin

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FIGURA 0.1. Esquema que resume la organizacin del libro y su ttulo.

He decidido asumir con mnimos compromisos el desafo de ser un francotirador en este tema. He enseado tecnologa de los alimentos e investigado sobre los pro-cesos y la microestructura de materias primas y productos durante casi 35 aos. A travs de este tiempo como profesor a menudo he explicado principios bsicos de ciencia e ingeniera usando como ejemplos los alimentos y los procesos culinarios, con la ventaja que estos son familiares a mis alumnos. En los ltimos cinco aos he recibido a jvenes chefs en mi laboratorio, para sorpresa de mis colegas profesores de ingeniera, y he disfrutado de la experimentacin culinaria conjunta. En este libro ofrezco mi visin sobre los alimentos, la alimentacin y la gastronoma, y por tanto, el contenido de muchas de las secciones es debatible. De eso se trata.

Hay un trasfondo que apunta a que cada individuo maneje un mnimo de informa-cin que le permita establecer aquella relacin con los alimentos que le proporcione el mayor bienestar personal, por lo tanto, no hay recomendaciones sobre una manera nica de ver el mundo de la alimentacin. Establecer esta relacin no es fcil pues los ciudadanos del mundo moderno, particularmente los miles de millones que viven en grandes centros urbanos, deben compartir el tiempo dedicado a la alimentacin con el que demanda el transporte, el trabajo y las mltiples distracciones. El Nobel de Literatura 1967, Miguel ngel Asturias lo resumi muy bien:

De las cocinas huyeron las horas amorosas de la preparacin de platos y pasteles, y la tristeza disfrazada de preocupacin por la gordura, la lnea, el pecado, el costo y tener que estar a horario, acab con lo que antes era grato y placentero: sentarse a comer. (Comiendo en Hungra, Ediciones Universidad Catlica, Chile, 2009).

Soy un agradecido de haber sido capaz de ver la otra ingeniera en los alimentos, aquella que ocurre en su micromundo interior y de proponer algunas interpre-taciones que pueden no ser compartidas, pero pretenden ser originales y motiva-doras. Si no, de qu sirve haberse dedicado a la vida acadmica. Doy gracias a mis alumnos que recibieron desafos y respondieron con proposiciones inteligentes, rigurosas y elegantes, muchas de las cuales estn en este libro. Mi gratitud tambin a varias personas que contribuyeron con sus sugerencias a los contenidos de diver-sas partes del libro. Por ltimo, agradezco a mi esposa Astrid y mis hijos Carolina, Sebastin y Magdalena quienes muchas veces soportaron largas y sesudas interpre-taciones a la hora de almuerzo y comida, sin jams exigirme una prueba emprica de mis argumentos.

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Sobre el autor

Jos Miguel Aguilera es profesor titular de la Escuela de Ingeniera de la Ponticia Universidad Catlica de Chile (PUC). De profesin ingeniero industrial mencin ingeniera qumica (PUC, 1971), obtuvo una maestra en ciencias en el MIT (1973), un doctorado en la Universidad de Cornell (1976), ambos con especializacin en alimentos, y posteriormente un MBA en la Universidad de Texas A&M (1983). Ha sido Director del Departamento de Ingeniera Qumica y Bioprocesos de la PUC por varios perodos, Director de Desarrollo (vicedecano) y Director de Investigacin y Postgrado en esa Escuela de Ingeniera. Es autor o editor de 12 libros, 25 captulos de libros y ms de 160 artculos sobre tecnologa e ingeniera de alimentos publicados en revistas internacionales de corriente principal (indexadas en ISI). Es miembro del comit editorial de seis revistas cientcas internacionales, incluyendo Journal of Food Science, Food Engineering y Trends in Food Science and Technology. Ha sido profesor vi-sitante en la Universidad de California (Davis), Cornell University y de la Universidad Tcnica de Munich, consultor de la FAO, y asesor del Centro de Investigaciones de Nestl en Suiza por ms de 12 aos. Entre sus distinciones ms importantes estn las becas de la Comisin Fulbright (1989), de la Fundacin Guggenheim (1991) y, el premio Alexander von Humboldt para la Investigacin (Berln, 2002), y los pre-mios Internacional (1993), de Investigacin y Desarrollo (2005) y Marcel Loncin a la investigacin (2006) del Institute of Food Technologists de EE.UU. Es Comendador de la Orden de Orange y Nassau por el Gobierno de Holanda. En 2008 le fue otorgado el Premio Nacional de Ciencias Aplicadas y Tecnolgicas, el ms alto honor a que puede acceder un cientco en Chile, y en 2010 fue el primer chileno elegido a la National Academy of Engineering de los EE.UU., por sus contribuciones a entender el rol de la estructura de los alimentos en sus propiedades.

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Molculas nutritivas y sabrosas

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Molculas nutritivas y

sabrosas

1. Molculas nutritivas y sabrosas

Tanto los alimentos como nuestros cuerpos estn hechos por molculas y por eso es fundamental que las conozcamos con nombre y apellido. Es cierto que a veces incomoda la nomenclatura qumica, pero actualmente no hay manera de soslayarla: hablamos de cidos grasos trans, de dioxinas y de antioxidantes. Nos aprestamos a conocer los ladrillos de las estructuras de los alimentos en sus mltiples facetas.

1.1. Comemos molculas y eso somosSuele decirse que somos lo que comemos y desde el punto de vista qumico esto es correcto pues estamos formados fundamentalmente por molculas que provienen de los alimentos que consumimos (gura 1.1). Apreciamos la intimidad de los alimen-tos en la boca y la nariz y durante la digestin los reducimos a molculas sencillas, las cuales son absorbidas y transportadas hacia los distintos tejidos. Las clulas en-sambladas en un gran Lego que es nuestro cuerpo, crean a partir de ellas fbricas qumicas en miniatura llamadas organelos que permiten su funcionamiento. Pero tal como un automvil, no somos slo chasis y carrocera, sino que tambin necesita-mos energa para realizar nuestras actividades y mantener la vida, y esta proviene de la oxidacin de ciertas molculas. Hay algunas molculas que no podemos sintetizar a partir de otras y necesariamente deben estar en nuestra dieta: los minerales, al-gunas vitaminas, aminocidos y cidos grasos. De hecho, compramos suplementos nutricionales que contienen molculas que consideramos no estn en la proporcin adecuada en los alimentos. Veremos ms adelante que no todas las molculas en los alimentos son beneciosas para nuestra salud.

La cadena del ujo de molculas parte en el Sol y contina en nuestro planeta con la captacin de energa solar por las plantas. Menos del 1% de la energa solar que

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incide sobre la Tierra es capturada por la clorola de las plantas (junto a algas y algu-nas bacterias) en un proceso que se denomina fotosntesis y es guardada en forma de molculas que constituyen la biomasa. La transformacin de dixido de carbono y agua mediada por la energa solar en azcares y oxgeno que se libera a la atmsfera, procede de acuerdo a la ecuacin:

nCO2 + nH2O + energa A (CH2O)n + nO2

De aqu se derivan las cadenas de alimentos que permiten nuestra vida. La mayora de las molculas en las comidas fueron en algn momento molculas de otros orga-nismos, lo que nos convierte en seres hetertrofos, nos alimentamos de otros. Una vez dentro de las clulas, las mitocondrias hacen la tarea inversa y usan los azcares y el oxgeno para generar la energa que sustenta la sntesis o desdoblamiento de todas las molculas que permiten el funcionamiento de los seres humanos lo que se denomina metabolismo. De lo anterior se puede desprender tres cosas importantes para lo que sigue a continuacin. Lo primero es la dependencia de otros organismos con quienes compartimos el medioambiente para nuestra supervivencia; en segundo lugar est el hecho que las molculas que necesitamos vienen de estructuras organi-zadas; y tercero, por ms que se desee, no se puede obviar la naturaleza qumica que conlleva nuestra alimentacin, pues en lo corporal somos un arreglo de molculas. Y aqu viene el primer problema a enfrentar. Si lo que ve nuestro organismo son mo-lculas hace diferencia que una molcula de cido ascrbico venga de una tableta efervescente producida por una industria farmacutica o est en el jugo de una na-ranja? Esta pregunta no es menor, pues es la base de la controversia entre alimentos naturales y aquellos articiales o sintticos. Este es tema para ms adelante, pues requiere de cierto calentamiento previo.

FIGURA 1.1. Los tejidos y uidos corporales estn formados por molculas.


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1.2. Los bloques de la construccinLa naturaleza molecular de los alimentos y el rol de las molculas en la siologa y nutricin humana obliga a tratar el tema de la qumica, aunque sea muy supercial-mente. La seccin que sigue es una introduccin muy general al vocabulario asociado a las principales molculas que aparecern ms adelante y es un tributo a los qumi-cos del siglo XIX, que dieron origen a la bromatologa (del griego broma = alimento) o la qumica de los alimentos. Los primeros grupos de molculas estudiadas fueron a la larga los ms importantes, y corresponden a las protenas, los lpidos y los car-bohidratos que aparecen o debieran aparecer en la informacin nutricional de todo alimento envasado que pasa por nuestras manos.

Las protenas son macromolculas o polmeros (molculas largas) constituidos por la unin de muchas unidades pequeas (monmeros) que se denominan aminocidos.1 En las protenas alimentarias existen 22 aminocidos que poseen en sus estructuras un grupo amino (-NH2) y un grupo cido (-COOH). Nueve de ellos (histidina, lisina, metionina, triptfano, treonina, fenilalanina, isoleucina, leucina y valina) se deno-minan aminocidos esenciales pues no pueden ser sintetizados por los humanos. El nmero de aminocidos en una protena puede ir desde unos pocos (como en los pptidos), a cientos (como en las protenas del suero de la leche) o hasta varios miles (como en la casena de la leche). La secuencia de los diferentes aminocidos determi-na el plegamiento de la cadena protenica en el espacio y su asociacin en estructuras ms complejas, y por ende muchas de sus propiedades sicoqumicas y biolgicas. Las protenas en la naturaleza adoptan una conformacin espacial o estructura nativa y as algunas aparecen enrolladas como un ovillo de lana y se denominan protenas globulares, mientras otras permanecen extendidas y se conocen como protenas bri-lares. Es comn que cuando a las protenas se las cambia de ambiente, como al subir la temperatura (calentamiento) o agregarles cido (cambio de pH), se denaturen y adquieran otras caractersticas y propiedades. Las enzimas son protenas que aceleran algunas reacciones qumicas muy especcas (catalizadores), como por ejemplo, la papana usada para el ablandamiento de carnes. Las molculas que hoy denomina-mos vitaminas no son aminas para la vida, como lo sugiere su nombre errneamen-te asignado en 1912 por su descubridor, el bioqumico polaco Casimir Funk.

Los lpidos son un grupo variado de molculas que tienen la caracterstica peculiar de ser insolubles en agua. Los lpidos ms abundantes en alimentos se conocen como grasas y aceites, y contienen molculas llamadas cidos grasos (AG), donde el mon-mero CH2 se repite hasta ms de 20 veces en una cadena que termina en un grupo cido (-COOH).2 La mayora de las grasas y aceites son en realidad triglicridos (tam-

1 El tamao de las molculas no se expresa por su largo o volumen, sino que por su peso molecular (PM), y en el caso de los polmeros, por el nmero de monmeros (unidades bsicas) que los componen. Por ejemplo, la beta-lactoglo-bulina del suero de la leche de vaca es una protena bastante pequea (mide unos pocos nanmetros), est formada por 162 monmeros (aminocidos) y tiene un PM de 18,4 kDa.

2 A temperatura ambiente las grasas son slidas y los aceites, lquidos, pero ambos son lpidos y tienen el mismo tipo de molculas.

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bin llamados triacilglicridos) donde tres AG se encuentran unidos a una molcula de glicerol y penden de ella dando formas de triglicridos conocidas como tenedor o silla, que adquieren gran importancia al momento que estos solidican (seccin 3.9). Tambin existen los monoglicridos y los diglicridos que contienen slo uno o dos AG, respectivamente. El tipo de AG es responsable de que una grasa sea insaturada o saturada, dependiendo si existe o no un doble enlace uniendo a dos monmeros en la cadena del AG. Las grasas saturadas son normalmente ms slidas a una temperatura dada que las grasas insaturadas. En los aceites insaturados se puede transformar un doble enlace en un enlace simple agregando tomos de hidrgeno (hidrogenacin), con lo que se consigue una grasa que se derrite a temperaturas ms altas, como se necesita en las margarinas. El inserto 1.1 describe la terminologa usada para referirse a los AG insaturados. Una de las propiedades ms destacables de los aceites y grasas es que no se mezclan con el agua, ms bien la odian y padecen de hidrofobicidad. Tambin pue-den alcanzar temperaturas de hasta 190C sin descomponerse, lo que los hace aptos para frer un alimento en un lquido caliente. Entre los lpidos con relevancia tecnol-gica estn tambin los fosfolpidos como la lecitina, que son molculas parecidas a los cidos grasos, que tienen una cabeza polar (cargada elctricamente) seguida de una larga cola apolar (sin carga elctrica). Por lo tanto, estas molculas se sienten bien en las interfases donde coinciden el agua con el aceite o el aire (como las emulsiones y las espumas, respectivamente), y sumergen la cabeza polar en la fase acuosa, extendiendo su cola hacia la fase oleosa o el aire. Los fosfolpidos son componentes fundamentales de las membranas biolgicas en que se disponen en dos capas con las cabezas polares hacia el exterior acuoso y las colas apolares escondidas en el centro.

INSERTO 1.1. Breve glosario de la terminologa usada para ciertos cidos grasos (AG) insaturados y molculas relacionadas que se encuentran en los alimentos. Siguiendo a una letra C, se especica el nmero de tomos de carbono y de dobles enlaces, por ejemplo, C20:5.

cidos grasos poliinsaturados. En ingls se conocen como PUFAs y son AG que contienen ms de un doble enlace en la cadena. Otorgan benecios saludables en la prevencin de enfermedades coronarias, hipertensin, y en el desarrollo y crecimiento del cerebro.

cidos grasos poliinsaturados de cadena larga (AGPICL). Los AGPICL omega-3 (como el C18:3, _-linolnico) y los AGPICL omega-6 (como el C18:2, linoleico) se consideran esen-ciales y deben ser proporcionados por la dieta, puesto que el cuerpo humano no es capaz de sintetizarlos; el cido _-linolnico se puede convertir en EPA y DHA. Dietas altas en AGPICL omega-6 no son recomendables. Omega-3 y omega-6 se reere a la posicin del doble enlace en la cadena.

cidos grasos poliinsaturados de cadenas muy largas. El EPA (C20:5, eicosapentaenoico) y el DHA (C22:6, docosahexaenoico) se consideran valiosos desde el punto de vista siol-gico y nutricional. Buenas fuentes son los pescados y las microalgas.

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cido linoleico conjugado (CLA, en ingls). Son variaciones del cido linoleico que tienen enlaces dobles cis y trans en posiciones C:9 y C:11. Se invoca que reduce la grasa corporal, aumenta la masa muscular y reduce los niveles de colesterol y triglicridos en la sangre. Se encuentran en la leche, quesos y carnes.

cidos grasos trans. Los AG trans son del tipo insaturado, con al menos un doble enlace que produce un doblez en la cadena distinto (trans) al que ocurre naturalmente en los aceites (cis). Se forman durante la hidrogenacin parcial de aceites vegetales lquidos para hacerlos semislidos, y usarlos en la confeccin de margarina o grasas de fritura. Las gra-sas que contienen AG trans disminuyen el HDL o colesterol bueno y aumentan el riesgo de enfermedades cardiovasculares (ECV).

Tocoferoles. Tambin se conocen como vitamina E y desarrollan una actividad antioxidante. Estn presentes en oleaginosas, vegetales de hoja y en la zanahoria.

Esteroles y estanoles. Tambin conocidos como toesteroles y toestanoles cuando son derivados de plantas, son estructuralmente distintos de otros lpidos y ms parecidos al colesterol. Se sostiene que son beneciosos como antioxidantes y por sus efectos hipolipi-dmicos (reducen el nivel de colesterol en la sangre).

Lipoprotenas plasmticas. Son macromolculas complejas de protenas y lpidos que permiten a estos ltimos ser transportados en la sangre (que es un medio acuo-so). Existen las HDL (lipoprotenas de alta densidad) que remueven colesterol y las LDL (lipoprotenas de baja densidad) que pueden contribuir a la formacin de placas en las arterias (aterosclerosis).

Los carbohidratos son molculas abundantes y baratas, cuyo nombre sugiere una com-posicin del tipo Cx(H2O)y que slo es vlida como frmula pues no contienen agua. En bioqumica se conoce como azcar (del griego saccharum) a una molcula donde x e y valen 6 12. Los carbohidratos comprenden molculas pequeas, como los mo-nosacridos (por ejemplo, la glucosa, presente abundantemente en plantas y en nuestro cuerpo, y el azcar fructosa de la miel) y disacridos (por ejemplo, sacarosa o azcar de mesa, cuya molcula est formada por la unin de glucosa y fructosa, y la lactosa de la leche, formada por galactosa y glucosa). Muy importantes son los polmeros o polisacridos, molculas de gran tamao donde distintos tipos de azcares se unen formando una gran cadena lineal y a veces ramicada. Una de las cosas que hacen atractiva a la qumica es que una misma molcula pegada de distinta manera puede dar lugar a polmeros con propiedades muy diferentes, como es el caso de ciertas cadenas lineales de glucosa en el almidn (amilosa) y la celulosa. Sobre el almidn, el polisacrido ms importante en los alimentos, se hablar en la seccin 2.1 y del glicogeno, el carbohidrato sintetizado en el cuerpo y almacenado en los msculos y el hgado, en la seccin 6.4. Tambin pertenecen a los polisacridos las llamadas gomas o hidrocoloides que se obtienen de las paredes celulares de frutas, como las pectinas (gura 1.2) o de algas, como los alginatos, el agar y las carrageninas. Otras gomas comestibles se extraen de leguminosas (goma guar), son secretadas por rboles (goma arbiga y goma tragacanto) o microorganismos (goma xantana). Como son molculas

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muy largas cuando forman parte de una solucin le otorgan una alta viscosidad o la espesan. En nutricin se denomina bra dietaria a un grupo de polisacridos vegetales que son resistentes a la degradacin en el sistema digestivo humano. Existe la bra insoluble (celulosa, hemicelulosas y lignina) que promueve el movimiento de material en el intestino y la bra soluble (gomas, muclagos, pectinas) que forma geles con el agua y puede ayudar a reducir los niveles de colesterol y de glucosa. El almidn que no es degradado por las enzimas del intestino tambin es considerado bra diettica (seccin 7.7).

Se ha dejado para el nal al agua, que a nivel de nmero de molculas es el compo-nente principal de los alimentos, aun de aquellos que se consideran deshidratados o secos, como las pasas o los deos. El agua es un reactivo fundamental en muchas reacciones qumicas, ejerce un rol de solvente que permite que otras molculas se muevan y dispersen en las matrices alimentarias, adems de ser indispensable para la multiplicacin de microorganismos y responsable que la textura de alimentos sea suave o dura. Es notable que el agua sea el nico componente en la naturaleza y en los alimentos que existe en los tres estados fsicos, como slido (hielo), lquido y va-por. Pero atencin, que el agua de la llave no es igual en todas partes y cantidades mnimas de compuestos qumicos disueltos en ella pueden tener un efecto no menor sus propiedades culinarias.

FIGURA 1.2. Actualmente las molculas se pueden ver. Imagen 3-D obtenida por micros-copa de fuerza atmica de una molcula de pectina depositada sobre mica (fondo oscuro). La escala es 109 x 160 nanmetros (nm). La longitud de la molcula es ~70 nm y el grosor ~0,6 nm. Gentileza del Dr. Vic Morris, Institute of Food Research, Norwich, R.U.


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1.3. Molculas cambiantesAunque el nfasis del libro estar en las estructuras alimentarias ms que en las mo-lculas, no se puede dejar de mencionar algunas de las reacciones moleculares impor-tantes que ocurren en los alimentos y afectan su calidad y nuestra salud, entre ellas, las que se listan en el inserto 1.2. Si algunas molculas en los alimentos no cambiaran continuamente y otras se volvieran reactivas durante el procesamiento, no podra-mos disfrutar de los aromas de frutas, vinos y el caf tostado, ni de las texturas de un queso Camembert o una palta madura. Pero tampoco tendramos que preocuparnos por la aparicin de algunas molculas producidas durante el procesamiento y la coc-cin que pueden implicar riesgos para la salud (seccin 1.10).

Algunos alimentos son muy susceptibles a sufrir cambios indeseables por reacciones en que participa el oxgeno, llamadas en forma genrica oxidaciones. Las grasas insa-turadas son muy susceptibles a la oxidacin y producen olores y sabores indeseables, por lo cual muchas veces se remueve el oxgeno del envase o se usan antioxidantes. La oxidacin de lpidos en alimentos progresa muy rpidamente una vez que se han formado compuestos intermedios llamados radicales libres que son molculas altamente reactivas. Existen otros tipos de oxidaciones como aquella que afecta al color de la carne e involucra al pigmento mioglobina en los msculos. Cortes frescos de carne exhiben el color rojo que nos atrae, pero lentamente ocurre una oxidacin del tomo de erro que ocupa una posicin central en la molcula de mioglobina y se produce una coloracin caf. El curado de la carne usando nitritos y nitratos tiene como objetivo estabilizar a la mioglobina en tonalidades rojizas y los compuestos que se forman son estables al calor.

Muchas molculas son forzadas a modicarse para producir cambios deseables en la textura y sabores de los alimentos. Las reacciones enzimticas son mediadas por enzi-mas, y aquellas que producen rompimiento de enlaces qumicos especcos y liberan molculas ms pequeas (reacciones de hidrlisis o hidrolticas) son importantes en la industria alimentaria. Protenas, almidones y grasas son cortados por enzimas que reciben los nombres genricos de proteasas, amilasas y lipasas, respectivamente. Los hidrolizados proteicos se usan como saborizantes y los productos de la hidrlisis del almidn son apreciados por su solubilidad y dulzor (seccin 1.2). Durante la ma-duracin de los quesos las lipasas producidas por hongos y bacterias escinden cidos grasos de los triglicridos de la grasa de la leche, produciendo poderosas molculas odorferas, aunque tambin se suelen agregar con el mismo n enzimas de origen microbiano. Aunque las enzimas normalmente escinden molculas grandes tambin pueden catalizar la reaccin contraria y pegar molculas pequeas bajo condiciones especiales, lo que se realiza normalmente fuera del alimento. Veremos ms sobre esto en las secciones 1.12 y 2.2.

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INSERTO 1.2. Algunas de las reacciones qumicas importantes en los alimentos y que afectan su sabor y color.

Oxidacin de lpidos. Se produce por la interaccin de AG insaturados con el oxgeno, ge-nerndose intermediarios altamente reactivos llamados radicales libres que desatan una reaccin en cadena. Un ejemplo de oxidacin es la formacin de olores desagradables en pescados grasos.

Pardeamiento no-enzimtico. Conjunto de reacciones entre azcares reductores (prin-cipalmente glucosa) y grupos amino libres en protenas, que resulta en el desarrollo de colores pardos y olores. Entre muchos ejemplos es responsable de las cervezas oscuras y los aromas del caf tostado.

Reacciones enzimticas. Son mediadas por enzimas intrnsecas a los alimentos (por ejemplo, la oxidacin de legumbres por la lipoxigenasa) o agregadas a ellos (por ejemplo, coagulacin de la leche). Dan como resultado desde cambios en las propiedades fsicas hasta organolpticos (percibidos por los sentidos).

Pardeamiento enzimtico. Reaccin de pardeamiento en vegetales producida por enzimas llamadas polifenoloxidasas o peroxidasas, como ocurre al rebanar papas.

Rancidez enzimtica. Liberacin de cidos grasos (generalmente de cadena corta) de los triglicridos por medio de una hidrlisis enzimtica mediada por lipasas, que produce olo-res y sabores desagradables, por ejemplo, en la mantequilla (cido butrico). No se debe confundir con la oxidacin de lpidos.

Reaccin de Maillard. Ver pardeamiento no-enzimtico.

Tan importante como las transformaciones mismas son las velocidades a que ellas ocurren. En general, los cambios qumicos transcurren ms lentamente al bajar la temperatura, remover el agua de los alimentos o al adicionar inhibidores especcos (por ejemplo, los antioxidantes). Pero estudiar una reaccin qumica usando reac-tantes puros en solucin y en tubos de ensayo (lo que se llama qumica hmeda) y extrapolar los resultados a lo que ocurre en un alimento puede ser frustrante. Para comenzar, en un alimento existen varios compuestos que pueden potenciar o inhibir una reaccin. Algunos reactantes pueden estar en compartimentos celulares o ligados a otros componentes, o el mismo medio suele restringir el movimiento de las molcu-las, todo lo cual puede afectar las velocidades de reaccin. Ms sobre velocidades de reacciones qumicas en alimentos se ver en la seccin 5.4.

1.4. Hay un aditivo en mi sopa!Basta leer la etiqueta de un alimento procesado o una receta para apreciar que hay muchas molculas que se agregan a los ingredientes bsicos de una formulacin con nes muy diversos. En la jerga tcnica se conocen como aditivos alimentarios a todas aquellas sustancias naturales o articiales que son agregadas intencionalmente a los alimentos en pequeas cantidades a n de preservar o intensicar sus cualidades, ya sea conservndolos ante la accin de microorganismos, realzando su gusto, su color


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3 La denicin de la Unin Europea es: Aditivo alimentario es toda sustancia que normalmente no se consuma como alimento en s misma ni se use como ingrediente caracterstico de los alimentos, tenga o no valor nutritivo, y cuya adi-cin intencionada con un propsito tecnolgico a un alimento durante su fabricacin, transformacin, preparacin, tratamiento, envasado, transporte o almacenamiento, tenga por efecto, o quepa razonablemente prever que tenga por efecto, que el propio aditivo o sus subproductos se conviertan directa o indirectamente en un componente del alimento.

4 Existe una Gastropedia de aditivos alimentarios en el sitio www.cocineros.info5 Belitz, H.D. y Grosch, W. 2004. Qumica de los Alimentos, 2 ed., Editorial Acribia, Zaragoza.6 Existen muchas fuentes sobre aditivos alimentarios pero hay que tener presente que la reglamentacin cambia peridi-

camente y es diferente en distintos pases. Se puede acceder fcilmente a una buena enciclopedia que est en Internet: www.bizlink.com/foodles/PDFs/apr2006/food_encyclopedia_food_additives_apr06.pdf. Tambin se puede consul-tar la Encyclopedia of Food & Color Additives de G.A. Burdock, publicada por CRC Press en 1996.

7 El butil hidroxianisol (BHA), el butil hidroxitolueno (BHT), la terbutil hidroquinona (TBHQ) y el galato de propilo (PG) son antioxidantes sintticos autorizados para ser usados en alimentos.

o mejorando su textura.3,4 Los colorantes y aromatizantes, naturales o sintticos, son los aditivos ms usados. Pero hasta un alimento tan simple como la sal comercial contiene un aditivo antiapelmazante (generalmente carbonato de magnesio o dixido de silicio) que evita que grumos producidos por la humedad taponen los oricios de los saleros. Los aspectos qumicos de los aditivos se encuentran tratados en muchos textos, entre ellos en el libro clsico de Qumica de Alimentos del profesor H.-D. Belitz y colaboradores.5 El tema es tan extenso y especializado que se sugiere a los lectores interesados consultar las fuentes originales.6

Hay aditivos naturales muy antiguos como el humo y la sal. Tambin estn aquellos de-rivados de las especias tradas por Marco Polo de Oriente en el siglo XIV o introducidas por los rabes, como el azafrn, y los ingredientes que provinieron de Amrica en el siglo XVI. Algunas especias como el tomillo y el romero que se usan para condimentar platos o productos tradicionales, tienen adems una alta actividad antioxidante y redu-cen la formacin de sabores indeseables. El paso siguiente fue extraer de las materias primas originales las molculas ms importantes, renarlas y concentrarlas para dar lugar a potentes extractos. El uso de los aditivos naturales es tambin muy diverso, como lo es la clasicacin (ejemplos en parntesis): conservantes que prolongan la vida de anaquel (cidos dbiles como los cidos lctico, actico, tartrico y ctrico), colo-rantes (crcuma, azafrn, etc.), aromatizantes (aceites esenciales de varios tipos, vainilla, etc.), antioxidantes (cido ascrbico, alfa tocoferol), espesantes o texturantes (almidones, hidrocoloides), emulgentes o emulsionantes que ayudan a hacer mezclas homogneas (lecitina), humectantes que retardan la prdida de humedad (sorbitol, glicerol), potencia-dores de sabor (glutamato monosdico, inosinato disdico, etc.), entre otros.

Con el tiempo se descubri que la base de algunos aditivos naturales eran molculas que se podan producir en el laboratorio y de ah nacieron los colorantes y aroma-tizantes sintticos. Otras molculas producidas industrialmente funcionaban mejor que las naturales o eran ms baratas, como es el caso de los antioxidantes BHA, BHT y el galato de propilo que leemos en algunas etiquetas.7 Pero sin lugar a dudas fue en el siglo XX y con el desarrollo de la industria alimentaria cuando se produjo la masicacin en el uso de aditivos para la preservacin de la calidad, inocuidad y el atractivo de los alimentos procesados. Hoy en da los aditivos mencionados en los

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envases de algunos alimentos causan cierta angustia, pues difcilmente se entiende por qu se encuentran all y en tanta variedad. Para tener una idea de cunta qumica puede adicionarse legalmente a nuestros alimentos, el listado de aditivos del Cdigo Alimentario Espaol contiene sobre 350 aditivos permitidos, muchos de ellos sin-tticos.8 La industria alimentaria est bajo una fuerte presin para eliminar algunos de ellos, reducir su contenido o reemplazarlos por aditivos de origen natural. Por ejemplo, se ha descubierto una variedad de conservantes naturales llamados bacte-riocinas, que matan o inhiben el crecimiento de bacterias indeseables y que son pro-ducidos por microorganismos que existen en los alimentos. Uno de ellos, la nisina, se encuentra autorizada para el uso comercial como conservante de alimentos en ms de 50 pases desde hace aproximadamente 30 aos.

Obviamente, todos los aditivos estn sujetos a una estricta regulacin por parte de las agencias de inocuidad alimentaria que determinan sus usos y cantidades a emplear en cada aplicacin. En EE.UU. una categora muy importante son los aditivos GRAS (Generally Recognized As Safe) que corresponden a aquellos cuya inocuidad proviene de una larga historia de uso seguro en alimentos (a lo menos anterior a 1958), o que ha sido probada cientcamente. Los aditivos alimentarios autorizados en Europa se identican por un nmero E (por ejemplo, el cido ctrico usado para conservar el color de frutas y verduras recin cortadas es E330).9 En general, el uso de cualquier nuevo aditivo alimentario debe ser peticionado por el fabricante adjuntando exten-sos estudios cientcos y pruebas en animales, utilizando grandes dosis del aditivo por largos perodos, de los que se puede concluir que la sustancia no causa efectos nocivos en las personas cuando se usa en dosis razonables. Como era de esperar, este tipo de estudios, sus conclusiones y la extrapolacin de resultados a humanos son altamente cuestionados y poco convincentes para algunos.10

Si el lector se siente un poco incmodo a estas alturas con tanto nombre de mol-culas (y vendrn algunos ms en las secciones siguientes), el inserto 1.3 presenta un listado de algunos ingredientes que aparecen en los envases de un variado grupo de alimentos comprados en un supermercado y de uso comn. La mencin de todos los aditivos que contiene un producto ha sido una gran victoria de las asociaciones de consumidores y proporciona informacin relevante a la hora de tomar decisiones de con que alimentarse.

Evidentemente, el uso de todos estos aditivos est permitido dentro de niveles ade-cuados, aunque aquel que se declara como saborizante o aroma idntico al natural no aporta mucha informacin y deslinda con lo engaoso. Si nos preocupa tanto lo que comemos seremos capaces de responder por qu y para qu estn esas molcu-

8 Ver www.aditivosalimentarios.com/. Sitio visitado el 03.02.10.9 Se puede acceder a una lista de los aditivos alimentarios permitidos en la Unin Europea y sus nmeros E en http://

histolii.ugr.es/EuroE/NumerosE.pdf. Sitio visitado el 20.03.10.10 Hay varios libros que sugieren riesgos en el consumo de aditivos. Entre ellos se puede mencionar de Simontacchi,

C.N. 2000. The Crazy Makers: how the food industry is destroying our brains and harming our children, Tarcher/Putnam, Nueva York.


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las all? Como hay alrededor de 25 distintos aditivos en el inserto 1.3 se puede hacer un test y calicar el nmero de respuestas satisfactorias: entre 20-25: excelente, de-biera ser Director de la Agencia de Alimentos (o vende aditivos alimentarios?); 15-19: muy bueno, debiera sentirse orgulloso porque ms del 70% de las veces sabe lo que come; 10-14: bien, pero siga leyendo el libro porque an le falta conocer la otra mitad; 5-9: se nota que ha cocinado alguna vez y pas el curso de bsico de qumica; 0-4: cuidado con beber cido sulfrico, que hace mal!

INSERTO 1.3. Algunos ingredientes con nombres extraos que se listan en los enva-ses de diversos alimentos.

Sopa deshidratada. Maltodextrina, glutamato monosdico, inosinato y guanilato de sodio, saborizante idntico a natural, suero de leche.

Aderezo para ensalada. Suero de leche, jarabe de glucosa-fructosa, almidn modicado, goma guar, goma xantana.

Galletas con sabor. Antioxidante BHT, suero de leche, fructosa, bicarbonato de amonio, estearoil lactilato de sodio, aromas idnticos al natural, lecitina de sodio, metabisulto de sodio.

Nctar de naranja. cido ctrico, goma guar, cido ascrbico, goma arbiga, saborizante idntico a natural, betacaroteno.

Camarn apanado congelado. Harina de trigo blanqueada, almidn de maz modicado, pirofosfato cido de sodio, suero, aceite de soya parcialmente hidrogenado, tripolifosfato de sodio.

Leche semidescremada sabor frutilla. Saborizante idntico a natural (frutilla), fosfato di-sdico, carragenina, colorante Ponceau 4R.

Postre tipo yogurt. Almidn estabilizado de maz, gelatina, suero lctico, saborizante idn-tico a natural, sorbato de potasio y carmn de cochinilla.

Sal comn. Silico-aluminato de sodio y/o dixido de silicio, yodato de potasio.

1.5. Las dulces molculas El sabor dulce es muy apreciado en los alimentos. Caramelos, contes, postres, pas-teles, tortas y helados deben su gran popularidad y aceptacin al dulzor que les otorga el azcar o sacarosa (seccin 1.2). El azcar de caa recin ingres en nuestra alimentacin en forma masiva en el siglo XVIII, y las primeras fbricas de azcar de remolacha se construyeron en Europa alrededor de 1813. Antes se usaba la miel de abejas como endulzante. Sin embargo, el contenido calrico del azcar, su incidencia en la diabetes y el efecto cariognico (relacionado con caries dentales) han promovi-do la bsqueda de sustitutos que proporcionen el dulzor, pero evitando o reducien-do los afectos negativos. El azcar es muy difcil de reemplazar totalmente en dulces, postres y helados porque participa en una alta proporcin y adems juega un papel sicoqumico importante ligando agua y contribuyendo a las reacciones de carameli-

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zacin (seccin 2.3). A pesar que el azcar renada a partir de caa o de remolacha contiene en ambos casos 99,95% de sacarosa y por tanto el dulzor impartido es el mismo, para los entendidos no son idnticas. El minsculo 0,05% restante, mezcla de minerales y protenas que sobreviven al proceso de renacin, es lo que hara la diferencia al momento de cocinar crme brle, galletas y queques.11 Desde la segun-da mitad del siglo pasado los jarabes de maz son muy usados comercialmente como azcar lquida, sobretodo en bebidas gaseosas. Como el almidn es una cadena de puras molculas de glucosa, si se rompe enzimticamente o con cidos se transforma en un jarabe de glucosa que tiene un dulzor que es la mitad del otorgado por la saca-rosa. Mediante el uso de otra enzima, la glucosa se puede transformar parcialmente en fructosa dando un jarabe de glucosa/fructosa que tiene un dulzor equivalente a un 80% del de la sacarosa (revisar seccin 1.2).

Se entender por edulcorante a una sustancia que sin ser azcar, conere un sabor dulce a los alimentos y su origen puede ser natural o articial. Los edulcorantes se comparan por su poder endulzante en relacin con el azcar. Entre los edulcorantes naturales ms conocidos estn el sorbitol, el manitol, la isomalta y el xilitol. El xilitol, que es un ingrediente en algunos chicles, es particularmente interesante pues se dice que previene las caries dentales y su poder edulcorante es similar al del azcar, pero hay que estar alerta pues ocasiona un efecto laxante en algunas personas.

Entre los edulcorantes articiales no-calricos destacan la sacarina, los ciclamatos, el aspartamo, la sucralosa, el acesulfamo de potasio, la taumantina y el neotamo. Tres de estos edulcorantes fueron descubiertos por accidente.12 En 1879 un qumico de la Universidad Johns Hopkins prob una sustancia que estaba preparando en el laboratorio y se haba derramado sobre su mano, advirtiendo que era dulce (aparen-temente en esa poca los qumicos estaban mucho ms preocupados que ahora en oler y probar los materiales con que trabajaban). Previendo su posible uso, patent la sustancia sacarina (del latn saccharum, azcar), que es el ms potente edulcorante articial aprobado: unas 300 veces ms dulce que el azcar a igual peso. En 1937 un estudiante de postgrado en qumica en la Universidad de Illinois, not un sabor dulce en el cigarrillo que fumaba (prctica prohibida en los laboratorios modernos) y lo atribuy al frmaco que trataba de sintetizar. La sustancia hoy se conoce con el nombre genrico de ciclamatos. El aspartamo fue descubierto en 1956 en los labora-torios de la compaa farmacutica G. D. Searle & Co., mientras se buscaba un reme-dio para la lcera. El aspartamo es un dipptido 200 veces ms dulce que el azcar, formado por los aminocidos fenilalanina y el cido asprtico. Lo notable de estos tres edulcorantes es que sus frmulas qumicas son totalmente distintas a las de las az-cares naturales (para partir, no son qumicamente azcares), sin embargo, su efecto siolgico de producir una sensacin de dulzor es similar (aunque algunos dejan un

11 De acuerdo a un artculo en The San Francisco Chronicle del 31 de marzo de 1999, aunque el azcar de caa y el azcar de remolacha comparten la misma qumica, actan de modo diferente en la cocina.

12 Roberts R.M. 1989. Serendipity: accidental discoveries in science, Wiley Science Editors, Nueva York, pp. 150-154.


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sabor amargo). Mientras la sacarina y los ciclamatos contienen nitrgeno o azufre, el aspartamo como se ha dicho, es un pptido al igual que el neotamo y ambos se me-tabolizan como cualquier trozo de protena (en la seccin 1.10 se discute los riesgos de estos edulcorantes y en la 6.4 su efecto en la ingesta calrica). El aspartamo no es recomendado para personas que sufren la enfermedad gentica fenilcetonuria pues no pueden metabolizar la fenilalanina.

Es probable que muchos problemas nutricionales asociados al alto consumo de calo-ras provenientes del azcar no existiran de haberse descubierto la Stevia rebaudiana antes que la caa de azcar o la remolacha. Esta planta crece en regiones tropicales de Sudamrica y produce un edulcorante natural llamado estevosdeo que no aporta caloras. Sus hojas han sido consumidas por los nativos de Paraguay desde tiempos inmemoriales. El extracto comercial de la Stevia endulza 200 veces ms que el azcar y actualmente est siendo usado en muchos pases, incluyendo Japn y desde nes del 2008, en los EE.UU. La mayora de los edulcorantes mencionados anteriormente pueden presentar un problema del retrogusto o el dejo de sabores amargos o metli-cos luego de la ingesta a concentraciones altas.

1.6. Sal para todos los gustosLa sal comn o sal de mesa (cloruro de sodio, NaCl) es el aditivo alimentario ms ampliamente difundido en el mundo. Se come acaso lo desabrido sin sal?, pregun-taba Job en la Biblia (Job 6:6) y Plutarco armaba que la sal era el ms noble de los alimentos, el mejor condimento. En la antigedad la sal era un elemento escaso, de hecho la palabra salario se deriva del pago en sal que se haca a las milicias romanas y hasta hoy se llama asalariados a quienes reciben una paga baja. Por lo mismo, los saleros fueron smbolos de estatus en las mesas de la Edad Media y un gran tamao acompaado de rica ornamentacin denotaba riqueza.

En contacto con agua la molcula de sal forma dos especies qumicas: el in cloruro que tiene una carga negativa (Cl) y el in sodio cuya carga es positiva (Na+). Esta disociacin a nivel molecular en un lquido se denomina solucin, trmino que no hay que usar como sinnimo de dispersin, que es cuando pequeas partculas o go-titas se encuentran esparcidas en un medio lquido. Como la molcula de cloruro de sodio pesa muy poco, una pequea cantidad de ellas produce muchos iones y una solucin salina es muy distinta al agua pura. Los iones migran rpidamente hacia cargas de signo contrario en otras molculas apantallando su efecto elctrico. As, al hacer huevos duros conviene agregar una pizca de sal al agua pues las protenas de la clara que pueden escapar a travs roturas en la cscara son rpidamente coa-guladas por los iones de la sal produciendo un tapn que evita la salida. A travs del tiempo la sal se ha usado en dos mtodos de preservacin de alimentos: en la salazn en seco, donde carnes y pescados se recubren con sal granulada, y usando salmueras en las cuales se maceran vegetales y frutas. Los granos de sal al disolverse extraen agua de los tejidos por el fenmeno de osmosis (paso de agua a travs de membranas)

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y la sal que penetra al interior reduce la posibilidad de multiplicacin de microorga-nismos. En la historia de la alimentacin ibrica las salazones de anchoas y bacalao han tenido gran importancia econmica y culinaria.

La sal comn interesa tanto a los cocineros, como a tecnlogos de alimentos, qumi-cos, mdicos y nutricionistas. Participa en el sabor y en la textura de algunos alimen-tos. El pan con sal tiene una textura ms na y un sabor ms suave. Es usada para preservar productos de la multiplicacin de microorganismos, y afecta qumicamen-te el medio en que estn dispersas otras molculas. El sodio contenido en la sal (40% en peso) es esencial para mantener el equilibrio en los lquidos del cuerpo, pero para esto un adulto slo necesita ingerir unos 2,3 gramos de sodio al da (equivalente a unos 5,8 gramos de sal), casi dos tercios del promedio consumido actualmente. Hay suciente evidencia que el exceso de sodio hace que el cuerpo retenga ms agua, lo que eleva la presin sangunea y lleva a la hipertensin, que es un factor de riesgo para el desarrollo de enfermedades al corazn e incidentes cerebro-vasculares. El proble-ma es que se estima que alrededor del 75% de la sal que ingerimos est oculta en los alimentos procesados, a la que se ha denominado sal invisible. Medio cubito de caldo contiene 660 miligramos de sal, 10 papas chips alrededor de 200 mg, una por-cin de 100 gramos de algunos quesos y mortadelas casi 800 mg, y una marraqueta hasta 1,6 gramos por unidad. Por su amplio uso y bajo costo, la sal yodada (que gene-ralmente contiene yodato de potasio) ha sido un vehculo importante para combatir la deciencia de yodo que an existe en amplios sectores de la poblacin mundial.

El desafo de los procesadores de alimentos es cmo reducir el contenido de sal sin que estos pierdan su palatabilidad (y de paso bajen las ventas). Para percibir el gusto del cloruro de sodio este debe estar ionizado, es decir en solucin o disuelto por la saliva. Normalmente, slo un 20% de la sal en una papa chip se alcanza a disolver en la lengua antes de que producto sea tragado y por lo tanto el 80% de la sal no cum-ple con su rol gustativo y slo causa problemas posteriormente. Ya existen empresas trabajando con cristales microscpicos de sal que pueden ser ms efectivos en el pa-ladar reduciendo la posibilidad que restos de granos de sal pasen al sistema digestivo sin ser degustados y se absorban. Este reemplazo podra reducir los niveles de sodio en los snacks hasta en un 25%.13 Tambin existen versiones de sal comn en forma de cristales esponjosos que contienen aire, pero lo nico que hacen es dar menos sal por unidad de volumen.

El principal sustituto de la sal es el cloruro de potasio (tambin es una sal!) que con-tiene potasio en vez de sodio y ayuda a mantener el gusto salado hasta en sustitu-ciones de un 25%. Sin embargo, el cloruro de potasio a menudo deja un retrogusto amargo. Comercialmente se vende como tal o en mezclas con cloruro de sodio para conservar algo del gusto de la sal comn. Otra alternativa de sustitucin parcial de

13 La informacin completa est en el artculo PepsiCo develops designer salt to chip away at sodium intake, The Wall Street Journal, 22 de marzo de 2010.


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la sal es combinarla con potenciadores del sabor salado como extractos de levadura, protena vegetal hidrolizada o compuestos especcos como el glutamato monosdi-co, guanilato disdico y el inosinato disdico.

A la industria alimentaria le cabe un papel muy importante en la reduccin de los contenidos de sal por la importancia en la salud pblica. El consumidor, por su par-te, que puede blandir el salero a discrecin, debiera estar consciente de los riesgos involucrados en el consumo excesivo de sal. Por ltimo, parte de la solucin tendra que venir de la ciencia, en la medida que se entienda mejor cmo los seres humanos perciben el sabor salado y se descubran maneras en que puedan ser engaados con dosis ms reducidas.

1.7. Molculas para la saludEn adicin a las molculas que participan en la formacin de estructuras alimen-tarias (captulo 2) o que son fuente de energa, el cuerpo necesita una variedad de nutrientes en pequeas cantidades o micronutrientes, como las vitaminas y los mine-rales. Algunas enfermedades devastadoras hasta el siglo pasado se debieron a dietas decientes en estos micronutrientes y pasaron pronto a ser evitables al aumentar su consumo. Las vitaminas son un grupo heterogneo de molculas orgnicas que cumplen varias funciones, pero no pueden ser sintetizadas por el organismo a partir de otros nutrientes. Desde nuestro punto de vista interesa saber que algunas son solubles en aceite o liposolubles (como las vitaminas A, D, E y K) y se absorben mejor en el intestino en presencia de grasas. Otras son hidrosolubles y hay que tener cuidado pues se pierden parcialmente durante la coccin en agua. Hay vitaminas termolbiles o que se destruyen por el tratamiento trmico, como la vitamina C (cido ascrbico) y la vitamina B1 (tiamina). El otro grupo de micronutrientes son los minerales, donde 16 de estos cumplen roles esenciales para la vida y tambin deben ser aportados por la dieta. Entre los principales elementos minerales estn el calcio y el fsforo (hue-sos y dientes), el hierro (hemoglobina de los glbulos rojos), el sodio y el potasio (transmisin de impulsos nerviosos y contraccin muscular), el yodo, el magnesio y el zinc. Los minerales en las plantas provienen del suelo, de modo que una dieta va-riada procedente de distintos lugares no debiera dar lugar a deciencias importantes en estos micronutrientes (aunque el caso del hierro es especial).

Los alimentos funcionales (AF) son aquellos en que algunos de sus componentes acti-van funciones de nuestro organismo promoviendo un efecto siolgico benecioso ms all del valor nutritivo intrnseco del alimento.14 Su efecto adicional puede ser una contribucin a mantener la salud y el bienestar, o bien a disminuir el riesgo de contraer una enfermedad. Se denomina nutracutico a una sustancia que se encuen-tra en los alimentos y que proporciona per se benecios para la salud. Los AF y los

14 El tema de alimentos funcionales est tratado extensamente en libros y revistas. Se recomienda ver el libro de Webb, G.P. 2006. Complementos Nutricionales y Alimentos Funcionales. Editorial Acribia, Zaragoza.

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nutracuticos en su conjunto pueden tomar la forma de alimentos propiamente tal, de suplementos que se adicionan a alimentos, o bien ser consumidos separadamente en forma de tabletas o cpsulas.

Es probable que el concepto de AF provenga de estudios realizados por el cientco ucraniano Elie Metchnikoff (1845-1916) quien recibi el Premio Nobel de Medicina en 1908 por sus trabajos en inmunologa. Metchnikoff se sinti curioso por la lon-gevidad de personas en Bulgaria que consuman grandes cantidades de alimentos fermentados con bacterias del tipo lactobacilos como el yogurt y sugiri que estos microorganismos bencos sustituan en el intestino a microbios nocivos. Incluso desarroll tabletas que contenan estos microorganimos aunque no se sabe si estaban vivos, que es la forma en que ejercen su accin (gura 1.2). Hoy estos y otros mi-croorganismos bencos para la ora intestinal se conocen como probiticos y estn presentes incluso en la leche materna a donde llegan desde el intestino de la madre.

En tiempos recientes se ha acumulado evidencia cientca que relaciona a compues-tos que existen en pequeas cantidades en plantas, llamados genricamente toqu-micos, con efectos positivos para la salud. Esto no es de extraar pues en la medi-cina china el uso de alimentos como terapia tiene larga data y para Hipcrates los alimentos deban considerarse como medicamentos. De hecho, la palabra receta se usa en muchas lenguas indistintamente para sealar instrucciones de un mdico respecto de un remedio o de un chef para preparar un plato, lo cual habla de un posible origen comn. Tambin es conocido que en la medicina popular se atribuye a ciertos componentes de plantas y de alimentos una funcin preventiva o curativa de enfermedades.

FIGURA 1.3. Cajita metlica de principios del siglo XX (propiedad del autor) que contena comprimidos de lactobacilina preparados bajo las instrucciones del Profesor Metchnikoff.

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La historia moderna de los AF comenz en Japn alrededor de 1950 y hoy da exis-ten en dicho pas productos regulados que pueden invocar benecios para la salud y que se identican por la sigla FOSHU (Foods for Specied Health Use). Los aspectos regulatorios de los AF son cada da ms importantes pues si lo que se invoca es la cura de una enfermedad, se entra en la categora de drogas o medicamentos cuya venta y uso estn estrictamente normados, pero si se dice que el producto promueve la salud, es considerado un alimento, y por tanto est sujeto a normativas distintas. La estimacin del mercado mundial de alimentos funcionales es incierta debido a la amplia gama de productos que se pueden incluir como alimentos funcionales, pero lo que est claro es que las tasas de crecimiento en las ventas de esta categora de productos oscilan alrededor del 10% anual.15

La tabla 1.1 muestra la diversidad de materias primas, compuestos bioactivos y be-necios invocados para la salud de algunos alimentos funcionales. Las materias pri-mas incluyen frutas, verduras, hojas, semillas, algas y microorganismos, mientras que las molculas van desde aquellas que proporcionan color a frutas y verduras (por ejemplo, caroteno) hasta un conjunto heterogneo de macromolculas que se deno-mina bra. Los benecios aludidos son de la ms diversa ndole, pero predomina el efecto antioxidante.

TABLA 1.1. Algunos componentes de los alimentos funcionales y su benecio potencial.

Clase/Componente Origen Benecio invocado

Betacaroteno Zanahoria Neutraliza radicales libres que podran daar las clulas

Lutena Vegetales verdes Contribuye a una visin sana

Licopeno Tomate Reduce el riesgo de cncer de prstata

Fibra insoluble Cscara de trigo Prebitico. Reduce el riesgo de cncer de colon

Betaglucanos Avena Reducen el riesgo de ECV

cidos grasos omega-3 Aceites de peces Reducen el riesgo de ECV y mejoran otras funciones

Catequinas T Neutralizan radicales libres, podran reducir el riesgo de cncer

Esteroles vegetales Maz, soya, trigo Reducen los niveles de colesterol sanguneo

Isoavonas Soya Podran reducir los sntomas de la menopausia

Polifenoles Vino, manzanas Neutralizan radicales libres, podran reducir el riesgo de cncer

Lactobacilos y Yogurt Probiticos. Mejoran la salud gastrointestinalBidobacterias

15 Hay informacin y proyecciones de mercado de los alimentos funcionales muy diversas. El profesor Jeya Henry, Di-rector del Functional Food Centre en Oxford, R.U., estima que en el 2010 el mercado de alimentos funcionales ser de unos 500.000 millones de dlares por ao (comunicacin personal). En Menrad, K. 2003. Market and marketing of functional food in Europe. Journal of Food Engineering. 53, 181-188, se sugera un mercado global ms cercano a los 30.000 millones de dlares anuales.

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Con la excepcin de los probiticos, los compuestos bioactivos o funcionales listados en la tabla 1.1 ejercen su accin benca en nuestros cuerpos a nivel molecular, es decir, no basta que estn presentes en un alimento sino que deben estar libres para ser asimilados por nuestro organismo. Por consiguiente, la liberacin y recuperacin de estas molculas desde la matriz tisular donde se encuentran en la naturaleza condi-ciona el tipo de proceso de extraccin e inuye en la preservacin de su bioactividad, y otro lado inuye en la absorcin por parte de nuestro organismo (ver seccin 7.8).

Entre los antioxidantes un caso bastante estudiado es el licopeno, un carotenoide responsable en parte del color rojo intenso de los tomates y que al parecer otorga proteccin contra una serie de cnceres, entre ellos el de la prstata. Durante el pro-cesamiento industrial del tomate ocurren dos eventos que son relevantes para la ac-cin beneciosa del licopeno. Primero, la trituracin de los tomates para hacer jugos y pastas, rompe las paredes celulares liberando al licopeno de la matriz del tejido, hacindolo ms bioaccesible. Segundo, el calentamiento en los procesos trmicos o en la evaporacin para hacer pastas y concentrados de tomate ocasiona una transfor-macin de la forma natural trans a la forma cis, que es absorbida ms rpidamente por el organismo.16 Desde este punto de vista, y aunque a algunos les cueste aceptar, puede ser mejor para la salud comer salsa o pasta de tomate que tomate fresco.

En el caso de los probiticos la accin benca de inhibir ciertos patgenos, estimular el sistema inmune, asistir en la sntesis de vitaminas (como la vitamina K), etc., la ejercen microorganismos vivos, por lo que ellos deben sobrevivir el trnsito por la parte superior del sistema digestivo y colonizar el intestino. Para que esto suceda de manera eciente es a menudo necesario protegerlos con cpsulas articiales, proceso que se denomina microencapsulacin. No hay que confundir a los probiticos con los prebiticos que son ingredientes no digeribles de los alimentos (por ejemplo, los fructo-oligosacridos y la inulina) que estimulan la multiplicacin y la actividad de las bacterias prebiticas en el colon.

Existen tambin opiniones que discrepan de la condicin de panacea para la salud que se les ha querido dar a los AF y se sostiene que no son un sustituto de una dieta bien equilibrada, que es y seguir siendo la piedra angular de una buena nutricin. El caso de los AF es distinto al de las vitaminas y minerales que curan deciencias nutricionales especcas. Por ejemplo, el efecto benecioso de la vitamina C para aliviar el escorbuto o del yodo para curar el bocio son fcilmente demostrables al suministrar el compuesto. Si bien algunos alimentos funcionales y nutracuticos pueden tener efectos positivos en algunas personas, ciertamente no son igualmente beneciosos para todos (ver seccin 5.3). Antes de incursionar en los AF los consu-midores debieran considerar la evidencia que hay detrs de las reivindicaciones y la

16 Cuando existe un doble enlace uniendo dos tomos de carbono en una molcula larga, se produce en ese punto una restriccin a la rotacin de los extremos de la molcula, existiendo la posibilidad que la molcula quede con los to-mos de hidrgeno en un mismo lado (cis) o en lados opuestos (trans). Esto vale tambin para los cidos grasos (seccin 1.2). Como se puede advertir, las molculas en conguraciones cis o trans tienen la misma frmula qumica (por tanto se llaman igual), pero propiedades diferentes.


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comprobacin a travs de pruebas clnicas, adems de considerar su situacin perso-nal de salud, e informarse de los posibles inconvenientes asociados en su consumo.

1.8. Genes al platoLos cambios genticos en plantas y animales han ocurrido en forma natural desde que hay vida en este planeta, ya sea por mutaciones espontneas (errores en la copia del material gentico durante la divisin celular) o por cruzamiento entre individuos de la misma especie. El mejoramiento gentico para nes alimentarios ha sido prac-ticado durante milenios para seleccionar aquellas variedades ms productivas, ms dulces, o ms resistentes a pestes y factores abiticos (como el agua o la tempera-tura, etc.). A partir de 1960 se introdujeron en pases del Tercer Mundo variedades mejoradas de trigo y arroz que tenan rendimientos al menos tres veces superiores a los cultivos tradicionales. Fue la llamada Revolucin Verde que le vali el Premio Nobel de la Paz en 1970 al genetista de plantas Norman E. Borlaug (1914-2009) y sepult momentneamente las profecas Malthusianas (seccin 4.2).17 Pero no todo eran buenas noticias, especialmente para el mundo en desarrollo. Las nuevas semi-llas germinaban mejor en buenos suelos, necesitaban de abundante riego y de una aplicacin mayor de fertilizantes, factores que eran y continan siendo escasos para los pequeos agricultores pobres. Otra crtica que a menudo han recibido los me-joradores de variedades, es que su nfasis est en rendimientos superiores o mayor resistencia a pestes, lo que no siempre va de la mano con las propiedades culinarias, sabores y texturas que se aprecian en las variedades tradicionales.

Actualmente el 99% de la produccin agrcola se concentra en 24 especies de plan-tas, de las cuales el arroz, el trigo y el maz proporcionan la mayora de las caloras que consumimos. Para estas y otras plantas el mejoramiento gentico convencional es lento y no siempre permite dirigir los cambios hacia nuevas y mejores propiedades agrcolas y nutricionales. A principios de los aos 1970 los cientcos descubrieron maneras de cortar un trozo de cido desoxirribonucleico (ADN) que contiene informa-cin gentica especca e introducirlo en otro organismo, y hacia nes de esa dcada ya se usaba esta tcnica de ADN recombinante para producir insulina e interfern en bacterias (sobre ADN y genes se trata en la seccin 12.2). La ingeniera gentica es una tecnologa que manipula y trasere ADN de unos organismos a otros con nes comerciales. Se entender como organismo genticamente modicado (OGM), y en particular como alimento genticamente modicado (AGM), a aquellos microorga-nismos, plantas, animales o productos derivados de ellos, que comemos y en que su material gentico ha sido alterado por el ser humano usando ingeniera gentica. El nombre transgnico resalta que los genes vienen de organismos o especies distintos a los del husped. La presencia de los nuevos genes aporta a la planta la informacin para hacer protenas que proporcionan tolerancia a pestes o enfermedades, mejoran

17 Es interesante hacer notar que este es el nico Premio Nobel directamente relacionado con los alimentos. Ver sitio www.nobelprize.org.

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el balance aminoacdico, cambian el perl de los cidos grasos, etc. En la prctica, los cultivos transgnicos actuales, entre los que destacan los de la soya, el algodn y el maz, slo muestran rasgos agronmicos mejorados. La tabla 1.2 muestra algunos de los posibles benecios y los riesgos involucrados en los cultivos transgnicos.

TABLA 1.2. Algunos benecios y riesgos invocados para los cultivos transgnicos18

Benecios Riesgos

Rendimientos ms altos. Los cultivos transgnicos Propagacin de genes a parientes silvestres y otras podran ayudar a alimentar al mundo subdesarrollado. especies, y alteracin de la biodiversidad.

Reduccin signicativa de la fumigacin contra insectos Mejor resistencia al estrs abitico (p. ej., y malezas. Resistencia a herbicidas. sequedad de suelos, altas temperaturas, etc.) que se derivar del cambio climtico.

Aceleracin de la resistencia de insectos y malezas a Algunos de los posibles principales beneciarios (p. las molculas usadas para combatirlos. ej., habitantes de la regin sub-Sahara) podran no verse favorecidos.

Mayor contenido y mejor calidad de protenas, e Posible efecto alergnico de algunas incorporacin de micronutrientes y compuestos protenas expresadas por nuevos genes. bioactivos en cultivos de gran consumo.19

Mientras el consumidor norteamericano parece desinteresado en el uso de OGM en alimentos, el europeo y el neozelands se muestran escpticos a aceptarlos. De hecho, en Nueva Zelanda no se permiten los cultivos con nes alimentarios que hayan sido modicados genticamente, y su uso experimental est connado y controlado de manera estricta. Es paradjico el hecho que muchos justican el desarrollo de alimen-tos transgnicos no porque aumentar la oferta mundial de alimentos y se acabar con el hambre en el mundo, sino porque ofrecen la posibilidad de reducir signicativa-mente la aplicacin de pesticidas y insecticidas, una bandera de lucha de los ms enr-gicos opositores a los OGM. Los cultivos cisgnicos son una alternativa interesante a los OGM, desde el punto de vista del impacto sobre la biodiversidad, pues a diferencia de los transgnicos, se introducen genes que existen en variedades salvajes de la misma especie pero que no se encuentran en las actualmente domesticadas.

Pero en esto de los AGM existen tambin otros matices. Las alteraciones genticas efectuadas en plantas se maniestan en nuevas protenas, algunas de las cuales inter-vienen directa o indirectamente en la sntesis de los componentes bsicos de los ali-mentos. El aceite que proviene de una oleaginosa transgnica con mayor resistencia a ciertos herbicidas es igual al aceite de la planta original, slo unas pocas protenas

18 Ackerman, J. 2002. Alimentos. Son seguros? Estn modicados? National Geographic (en espaol), 10(5), 24-37.19 El ejemplo ms conocido de un cultivo transgnico que tiene propiedades nutritivas mejoradas es el arroz con mayor

contenido de betacaroteno. Mediante la introduccin de dos genes se logra que el betacaroteno se acumule en el grano de arroz en vez que en las hojas. Hasta la fecha no existe produccin comercial de este arroz dorado.


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que intervienen en la sntesis del aceite son diferentes. Obviamente, el residuo que queda luego de la extraccin del aceite (que normalmente va a alimentacin animal y en pocos casos al consumo humano) contendr la o las protenas sintetizadas por el o los genes introducidos.

Distinto es el caso en que la protena fornea permanece como componente integral del alimento, puesto que su ingestin viene aparejada con el consumo. Un estudio reciente realizado en Argentina mostr que algunos productos comerciales, inclu-yendo la polenta cruda y pre-cocida, los snacks de maz y las hojuelas de desayuno (corn akes), contenan cantidades mnimas de la protena CryIA(b) presente en maz Bt modicado genticamente.20 Al comer es imposible detectar esta protena, luego, debe ser declarada en los alimentos que la contienen. Ms all de las cuestiones de fondo, los crticos de los AGM destacan la imposibilidad de que las personas que no deseen consumirlos puedan advertir su presencia en los alimentos.21 Lo importante es que la presencia de genes forneos en granos o alimentos puede ser detectada y cuanticada casi en cualquier laboratorio de biologa molecular, tanto a nivel del ADN (genes) como de la protena expresada. Las tcnicas se basan en el uso de PCR (polymerase chain reaction), tecnologa de chips de ADN y en el anlisis por espectro-metra de masa.

En las puertas del siglo XXI es impensable ignorar el enorme potencial de la bio-tecnologa en la produccin agropecuaria, en formas de vacunas, ensayos de diag-nstico, etc. Pero es necesario asegurar al consumidor que tanto cientcos como productores y las agencias reguladoras han establecido los controles necesarios para su uso adecuado y seguro en la produccin de alimentos.

1.9. Los invitados de piedra Los microorganismos (virus, bacterias, levaduras y hongos) son los invitados de piedra en los alimentos y tambin en este captulo, pues, ciertamente no son molculas. Los hemos dejado entrar usando el subterfugio de que producen molculas tanto txicas (por ejemplo, la toxina del Clostridium botulinum) como beneciosas (por ejemplo, algunos preservantes naturales de los alimentos llamados bacteriocinas), y porque participan en reacciones moleculares importantes en las fermentaciones (transforma-ciones en los alimentos producidas por microorganismos como bacterias, levaduras u hongos). Han entrado tambin a la fuerza, pues en nuestro intestino grueso los microorganismos que componen la ora intestinal son 10 veces ms en nmero que todas las clulas de nuestro cuerpo, pesan alrededor de un kilo en un adulto, y cumplen un rol importante en la nutricin y la salud. Por ltimo, no caban en otra parte de este libro.

20 Margarit, E., Reggiardo, M.I., Vallejos, R.H. y Permingeat, H.R. 2006. Detection of BT transgenic maize in foodstuffs. Food Research International 39, 250-255.

21 Para conocer los puntos de vista de los que se oponen a los AGM se recomienda el libro de Teitel, M. y Wilson, K.A. 2003. Alimentos Genticamente Modicados: cambiando la naturaleza de la naturaleza, Lasser Press Mexicana, Mxico D.F., que tiene un prlogo de Ralph Nader.

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El aire que respiramos en este instante puede contener miles de microorganismos por metro cbico y otro tanto ocurre con el suelo y supercies con las cuales pue-den entrar en contacto los alimentos (como tambin nuestras manos). Entonces, no es extrao que los microorganismos (llamados coloquialmente grmenes) sean omnipresentes en los alimentos, pero excepto en los productos fermentados suelen ser los invitados de piedra pues aparecen sin que se los convide. La gran mayora de los alimentos que comemos contienen microorganismos que son inofensivos para la salud humana o a lo ms causan la descomposicin del producto. Los peligrosos son los microorganismos patgenos que producen ya sean infecciones (en que el agente es el microorganismo mismo) o intoxicaciones a travs de sus toxinas, por lo que no debie-ran estar presentes en un alimento inocuo. Las esporas son las formas ms resistentes al calor y a agentes qumicos en que se presentan algunas bacterias, y corresponden a un estado latente de encapsulacin, desecacin y dormancia en que se preserva la capacidad del organismo de volver al estado vegetativo, que permite su metabolismo pleno y la reproduccin.

Ante el llamado de Napolen a producir alimentos estables para sus tropas, el co-cinero francs Nicols-Franois Appert (1752-1841) invent hacia 1810 un proce-dimiento para conservar las comidas en contenedores cerrados mantenindolos en agua caliente por un buen tiempo. Pero fue el qumico Louis Pasteur (1822-1895), quien adems realiz numerosas contribuciones a la ciencia, el que propuso ms tarde que algunas enfermedades se deban a la penetracin en el cuerpo humano de grmenes patgenos. De aqu en adelante es la historia de la conservera o enlatado (aunque a veces se usan otros tipos de materiales de envase distintos a las latas) y de otros procesos trmicos de preservacin de los alimentos.

La manera ms comn de deshacernos de los microorganismos peligrosos que con-taminan los alimentos es usando calor (y en el futuro, utilizando altas presiones), pero tambin se inhiben cuando no hay suciente agua (salvo las esporas) o si hay presente algunas molculas que dicultan su crecimiento (seccin 5.5). Se denomina pasteurizacin al proceso que elimina todos los microorganismos patgenos (causan en-fermedades) pero deja vivos algunos que pueden causar la descomposicin posterior del alimento. Esto se hace en benecio de la calidad organolptica (como el color y el sabor) y nutricional del alimento (pues algunas vitaminas tambin se destruyen por el calor), que disminuiran con un tratamiento trmico ms intenso. Una gota de le-che pasteurizada (por ejemplo, tratada a 70-75C por 15 segundos) no contiene nin-gn patgeno, pero puede albergar unos 500 microorganismos vivos por centmetro cbico y debe refrigerarse para extender su vida til. Un alimento sometido a este-rilizacin comercial o appertizacin que ha experimentado un calentamiento mayor, como la leche de larga vida o UHT (unos 3 segundos a 145C), est prcticamente libre de microorganismos y se puede guardar a temperatura ambiente por varios me-ses. Su deterioro en el envase se debe fundamentalmente a reacciones qumicas que afectan el color y el sabor. Una vez abierto, el alimento esterilizado comercialmente


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debe guardarse bajo refrigeracin, pues nuevamente se podran introducir desde el aire microorganismos que lo descompondran.

Hay varios desafos permanentes para la inocuidad microbiolgica de los alimentos. Por una parte est la capacidad inherente de los microorganismos de mutar y adap-tarse a ambientes desfavorables. Los procesos trmicos y los antibitico

ingeniería gastronómica

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