práctica 3 pardeamiento no enzimático

EAP Ingeniería en Industrias Alimentarias Química de Alimentos

Práctica N° 3

PARDEAMIENTO NO ENZIMATICO

I. INTRODUCCION

Con frecuencia durante el procesamiento, el almacenamiento y la preparación de los alimentos y de los ingredientes de éstos, se forman colores pardos o café. Algunas reacciones que producen colores café son catalizadas por enzimas. estas reacciones casi siempre implican la oxidación de componentes de los alimentos. Otras reacciones de pardeamiento son de naturaleza no enzimática. Entre estas se encuentran la caramelización de los azúcares y la reacción de Maillard.Caramelización.- Los azúcares en solución son bastante estables al calor a valores de pH entre 3 y 7.Sin embargo al fundir azúcar seco o calentar soluciones de azúcar en presencia de catalizadores ácidos o básicos, el azúcar se carameliza. La caramelización dá como resultado la formación de colores café y aromas agradables. Los colores del caramelo se utilizan ampliamente para dar color a las bebidas de cola y otros alimentos.Los caramelos son mezclas complejas de diversos pesos moleculares. Algunas veces se clasifican en tres grupos:

Caramelano ( C 24 H 36 O 18) Carameleno (C 38 H 50 O 25) Caramelina (C 125 H 188 O 80)

Los compuestos de caramelo pueden tener carga positiva o negativa. La carga de la s moléculas de caramelo es importante, porque una carga equivocada podría causar precipitación en el alimento que se va a colorear. Por ejemplo, los caramelos que se utilizan para dar color a los refrescos deben tener una carga negativa, de modo que no se combinen con los fosfatos y causen precipitación. El color de las bebidas de cola se produce calentando sacarosa en presencia de bisulfito de amonio. El color de caramelo que se utiliza en el pan debe tener carga positiva. este color se produce al calentar sacarosa sin catalizador hasta que se forma un color café quemado.

La Reacción de Maillard.- La reacción entre los azúcares y las aminas se conoce como reacción de Maillard. El color café en el Pardeamiento de Maillard es el resultado de la formación de melanoidinas, que son moléculas complejas de alto peso molecular. La reacción inicial es ente el gruido aldehído o cetona de una molécula de azúcar y un grupo amino, libre de una molécula de proteína o aminoácido, de aquí el término reacción azúcar-amina muy común. La reacción podría ser deseable (por ejemplo, el aroma a chocolate que se percibe cuando los granos de cacao se tuestan, es el resultado del pardeamiento) indeseable (por ejemplo, el color café oscuro desagradable que alguna vez aparece en las papas fritas durante el freimiento.

Las aminas glucosídicas experimentan luego un reordenamiento de Amadori para formar una amino-desoxicetosa. Los productos de Amadori son inestables y pasan por una serie compleja de reacciones que finalmente producen saborizantes, aromatizantes y pigmentos color café llamados melanoidinas.

Son varios los factores que influyen en el gradúen que se produce el pardeamiento de Maillard en un alimento. En primer lugar, deben está presentes un aldehído o una cetosa (los azúcares reductores son los más importantes en los sistemas de alimentos) y una amina (sin duda ,la proteína es la más importante).Otros factores incluyen la temperatura, la concentración de los azúcares y las aminas, el pH y el tipo de azúcar.

Temperatura: Según Adrian (3),la velocidad de la reacción puede medirse a 37°C siempre y cuando se permita que el tiempo de reacción sea de varios días, la reacción es rápida 100°C y violenta a 150°C.

Concentración: La reacción es extremadamente lenta en alimentos secos y en soluciones muy diluídas (3). Las reacciones de pardeamiento que proceden con mayor rapidez tienen lugar en alimentos que contienen de 10 a 15 % de humedad, esto se debe a que es necesario que exista cierta cantidad de agua para que los reactivos interactúen pero en soluciones muy diluídas, los reacciones estarán relativamente muy separados. El agua también actúa como inhibidor de la reacción, ya que varios de los pasos de la serie de reacciones complejas son deshidrataciones, cabría esperar que en exceso de agua, producto de las reacciones de deshidratación, inhiba la reacción.

pH: El efecto principal del pH se relaciona con la protonación de los grupos amino. A valores bajos de pH, un mayor número de grupos amino estarán protonados y pocos quedará, disponibles para reaccionar

Azúcar: Tanto la configuración estereoquímica com o el tamaño de las moléculas de azúcar modifican la reacción de Maillard (3).En general, las moléculas de azúcar pequeñas reaccionan más rápido que las grandes, las pentosas reaccionan más rápidamente que las hexosas, y éstas con mayor rapidez que los disacáridos. No todas las hexosas reaccionan con la misma rapidez. La galactosa parece ser la más reactiva entre las hexosas comunes. La fructosa reaccciona más rápidamente que la glucosa en las etapas iniciales, pero a medida que la reacción avanza las velocidades se invierten (2).

_________________________________________________________________________Reacciones de Pardeamiento NoEnzimático y Caramelización Ing. Danton Miranda

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El Pardeamiento de Maillard es un problema común en el almacenamiento de la leche en polvo, debido a su elevado contenido de lactosa y su proteína reactiva. El almacenamiento de la elche en polvo, en condiciones desfavorables, da como resultado un deterioro considerable de la calidad. La tabla 1 muestra una comparación entre leche en polvo fresca y almacenada.

Tabla 1 Efectos del Almacenamiento en la leche descremada en polvo.a,b

Características Polvo Fresco Polvo AlmacenadopH de la leche reconstituída 6,73 6,50Poder reductor (Indice de ferricianuro)

0,9 16

Contenido de N amínico libre,% del valor inicial

100 36

Valor biológico (proteína) 84,5 67,5Valor biológico con adición de lisina

76,4 80,1

Sabor de de la leche reconstituída

Agradable Desagradable

a Modificado de la referencia 3b Condiciones de almacenamiento: 60 días, 37°C, humedad 7,3%

II. OBJETIVOS* Demostrar las reacciones de Maillard y de caramelización de los azúcares.* Observar las reacciones de pardeamiento no enzimático en alimentos como papa fritas y leche en polvo descremada..

III. Procedimiento: 3.1 Reacción de Maillard (Pardeamiento No Enzimático)

. Colocar en tubos de ensayos azúcares y aminoácidos (1 gramos de cada componente) como se indica en la tabla siguiente:

N| Tubo Azúcar Compuesto amínico

Color formado Aroma producido

1 Glucosa ---------2 Glucosa Arginina3 Glucosa Lisina4 ------- Lisina5 -------- Arginina6 Sacarosa ---------7 sacarosa Arginina8 sacarosa lisina9 Lactosa ------10 Lactosa Arginina11 Lactosa Lisina

. Mezclar bien humedeciendo las muestras

. calentar suavemente a la llama de un mechero bunsen o cocinilla .

. Observar el color y el olor que se produce.

. Comprobar si la mezcla calentada de azúcar y aminoácido producen algún aroma que recuerde un determinado alimento.

3.2 Demostración : Pardeamiento en leche en polvo desgrasada. En 5 lunas de reloj pesar 10 gramos de leche en polvo desgrasada.. Colocar 4 de las muestras en un horno a 125°C.. Retirar una muestra a los 10, 20, 30 y 60 minutos, respectivamente.. Compare todas las muestras y describa su color.

3.3 Pardeamiento de las Patatas FritasBlanquear algunas patatas crudas, cortadas ya para freir, sumergiéndolas en agua hirviendo

(100°C) durante 1 minuto.. Dividir las patatas en 3 grupos (para identificarlos se deben cortan en tres longitudes diferentes.


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. Poner en remojo los grupos de la siguiente manera y durante una hora:. Grupo 1 en agua. Grupo 2 en solución de glucosa al 1%. Grupo 3 en solución de sacarosa al 1%.

. Después de 1 hora, freir los 3 grupos de patatas para normalizar las condiciones de cocinado, freirlas todas juntas en la misma sartén, esto iguala el tiempo, la temperatura y la clase de aceite utilizada en la fritura.. Separar los 3 grupos después de cocinados (valiéndonos de la diferencia de longitud de las patatas).Examinar las patatas fritas y anotar cualquier diferencia de coloración.

Nota: Los azúcares reductores son uno de los dos importantes grupos de sustancias que tienen que estar presentes para que tenga lugar la reacción de Maillard. Si se incrementa la concentración de azúcares reductores, se incrementa también la intensidad de la reacción de Pardeamiento.

3.4 CaramelizaciónCuando se calientan los azúcares solos, muestran un pardeamiento por caramelización, esta reacción es distinta a las ya estudiadas. Durante este proceso, se piensa que los azúcares experimentan una deshidratación y desintegración, polimerizándose los productos resultantes y los polímeros formados son coloreados.

La caramelización requiere más altas temperaturas que el pardeamiento no enzimátrico, no siendo una reacción rápida. En condiciones ácidas la caranmelización se acelera.

Procedimiento: A. Preparar tres cápsulas de evaporación grandes de la siguiente forma:

1. 10 gramos de sacarosa y un poco de agua para humedecerla2. 10 gramos de glucosa y un poco de agua para humedecerla3. 10 gramos de sacarosa y un poco de agua para humedecerlo más 1 gramo de bitartrato potásico.. Calentar lentamente las tres cápsulas de evaporación juntas sobre una placa eléctrica calefactora. Removerlas hasta que se funda todo el azúcar. Anotar en orden en el que se produce la caramelización en las tres cápsulas y la viveza del color marrón formado en tiempos iguales

. Continuar calentando solamente la cápsula 3. . Calentar hasta que se produzca un olor de azúcar quemada, quedando un producto marrón oscuro. esto es caramelo. Enfriar.B). Poner dentro de una cacerola 400 gramos de azúcar,165 ml de agua y 2 gramos de bitartrato potásico, calentar sobre una placa eléctrica calefactora hasta que hierva. Calentar lentamente. . Anotar los cambios que tengan lugar en el jarabe. De vez en cuando verter en la cacerola pequeñas cantidades de agua fria. . Apartar la muestra y examinarla.

4. RESULTADOS Y DISCUSIONES5. CONCLUSIONES6. BIBLIOGRAFIACuestionario: 1. Explique mediante reacciones químicas, las reacciones de pardeamiento de los azúcares con los aminoácidos y la reacción de caramelización.2. Qué compuestos se forman en la reacción de pardeamiento no enzimático y en la reacción de caramelización.3. Si tuviera que procesar un producto alimenticio formulado, ¿qué: 1) ingredientes, 2) técnicas de procesamiento, y condiciones de almacenamiento utilizaría para disminuir al mínimo, el pardeamiento no enzimático? ¿Cómo podría acentuar el pardeamiento no enzimático?4. Proporcione 3 ejemplos de reacciones de pardeamiento no enzimático deseables y 3 de reacciones de pardeamiento del mismo tipo indeseables en sistemas de alimentos


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