UNIVERSIDAD NACIONAL INTERCULTURAL DE LA

AMAZONÍA

FACULTAD DE INGENIERÍA Y

CIENCIAS AMBIENTALES

CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERÍA

AGROINDUSTRIAL

Tema : reacción de maillar (pardeamiento no enzimático) y caramelizacion

CURSO : bioquímica agroindustrial

DOCENTE : ING. RONALD MARLON LOZANO REATEGUI

AUTOR : LUIS ALBERTO VEGA PANAIFO

Yarinacocha – Perú

2014

I. Introducción

A pesar de nuestra profesión, cuando cocinamos no reflexionamos demasiado acerca de lo complejas que resultan las operaciones culinarias desde el punto de vista químico. Nuestra condición humana requiere alimentarnos con productos que además de nutrirnos, sorprendan nuestros sentidos y nos satisfagan espiritualmente. Para introducirnos en la complejidad de los alimentos es necesario comprender los sentidos del gusto y del sabor y relacionarlos con los alimentos resultantes de la combinación de diversas biomoléculas. Debemos a ciertas reacciones químicas la generación de una enorme variedad de compuestos aromáticos, que combinados en forma adecuada, producen alimentos de los cuales disfrutamos diariamente. Mucho de este tema gira alrededor de Louis Camille Maillard, un médico quien a principios del siglo XX estudió la combinación de los azúcares con las proteínas. Su principal aporte fue que relacionó los procesos culinarios con los que ocurren en el organismo. Las reacciones de Maillard –la llamada glucosilación no enzimática- modifican profundamente las biomoléculas como se ha comprobado en muchos trabajos científicos. En el organismo las reacciones de Maillard son similares a las que ocurren en la cocina, pero transcurren más lentamente y se relacionan con la enfermedad y el envejecimiento Durante la fabricación, el almacenamiento, etc. muchos de los alimentos desarrollan una coloración, que en ciertos casos mejora sus propiedades sensoriales, mientras que en otras las deteriora , la complejidad química de los alimentos hacen que propicien diversas transformaciones que son las que provocan estos cambios , existen un grupo de mecanismos muy importantes llamados de oscurecimiento , encafecimiento o pardeamiento , que sintetizan compuestos de colores que van desde un ligero amarillo hasta el café oscuro , estos han sido clasificados en forma general como reacciones de pardeamiento enzimático y no enzimático .

En las reacciones de tipo enzimático se encuentran aquellas que son catalizadas por enzimas presentes en algunos alimentos

, en las de tipo no enzimático se incluyen la caramelizacion y la reacción de maillard, existen diversos factores como la temperatura, pH etc., que afectan el comportamiento de estas reacciones así como también existen mecanismos que se emplean para controlar dichas reacciones en aquellos alimentos donde no sean deseados.

II. Objetivos

Identificar y describir la reacción de pardeamiento no enzimático en los alimentos

Establecer la importancia del pardeamiento no enzimático en preparación de alimentos

III. Marco teóricoLa reacción de Maillard. Oscurecimiento no enzimático.

Según: (H. Nursten, the Maillard Reaction, the Royal Society of Chemistry, Cambridge, 2005) La reacción de Maillard es excepcionalmente

compleja. Ocurre en los alimentos, particularmente en procesos a temperaturas elevadas (asar, cocer, preparar) o durante el almacenado por periodos largos. Es importante en las reacciones que producen el Sabor en el café y chocolate. También sucede en los tejidos. Tiene un papel importante en las sustancias aromáticas ácidas de color oscuro (“humic”) que hay en suelos y mares. Los cambios que brinda a los alimentos tienen efectos tanto nutricionales como toxicológicos. Tiene implicaciones médicas importantes, ya que también ocurre en el cuerpo en donde hay contacto entre amino compuestos y azúcares reductores, particularmente en periodos prolongados (envejecimiento, cataratas, diabetes, diálisis, fibrosis pulmonar, Alzheimer).

El oscurecimiento no enzimático es el resultado de reacciones originadas por las condensaciones entre compuestos carbonilos y derivados de aminas; o por la degradación de compuestos con enlaces dobles conjugados a grupos carbonilo. Este proceso implica la presencia de carbohidratos en el alimento, ya sea sacarosa, glucosa libre o alguno otro.

Esta serie de reacciones conduce a la formación de polímeros oscuros que en algunos casos pueden ser deseables (aromas cárnicos sintéticos o color caramelo). Pero que en la mayoría de casos conllevan a alteraciones organolépticas y pérdidas del valor nutritivo de los alimentos afectados.

Reacción de caramelizacion

Según: Elselvier, Amsterdam (2002) Esta reacción de obscurecimiento,

también es llamada pirolisis (rompimiento por calor), ocurre cuando los azúcares se calientan por encima de su punto de fusión, se efectúa tanto a pH ácidos como alcalinos y se acelera con la adición de sales. Se presenta en alimentos que son tratados térmicamente de manera drástica, tales como la leche condensada y azucarada, los derivados de panificación, las frituras y los dulces a base de leche como cajeta, natillas, etc.

Importancia:

La reacción de caramelizacion es importante en la producción de caramelos comerciales que se emplean en la manufactura de diferentes alimentos y que de acuerdo con sus condiciones de fabricación tendrán características propias de color, sabor, consistencia y textura.

Fundamento Químico:

Al someter los azúcares en estado cristalino o como jarabes a temperaturas superiores a su punto de fusión se generan una serie de reacciones complejas en las cuales se da un rompimiento de las moléculas de azúcares, los residuos de ésos azúcares se reagrupan y forman moléculas diferentes que pueden ser de bajo o alto peso molecular dependiendo que tanto se unen nuevamente éstos compuestos. Los pigmentos son las melanoidinas similares a las desarrolladas por las reacciones de Maillard, pero con diferentes mecanismos de formación.

Cuando un azúcar es calentado y fundido, no solamente aparece el color caramelo, sino que paralelamente se forman otros compuestos que colaboran en el sabor y aroma de los productos, como el caso del isomantol y manitol, que caracterizan el olor del pan horneado.

Uno de los mayores riesgos sensoriales de la caramelizacion es la generación de sabores amargos, esto se da por una deshidratación paulatina de las moléculas

Agentes externos caramelizacion:

Para que se presente la reacción de caramelizacion se utilizan sustancias, cuyo propósito es el de regular el pH del medio, y así garantizar que el caramelo se forme, estas soluciones evitan la formación de sustancias de humo con alto peso molecular, que son no deseables en el caramelo, pues disminuyen las propiedades organolépticas del producto.

Hay muchos agentes que pueden acelerar o retardar dicho proceso, estos se aplican de acuerdo a los requerimientos dentro de una formulación en la industria de alimentos, por ejemplo:

Ácido rápido: hecho con bisulfito amoniacal, es utilizado para dar color a las bebidas colas. ión amonio: color malteado de la cerveza, se obtiene cuando una solución de sacarosa es calentado en presencia de dicho ión

IV. Materiales y reactivosMateriales:

Muestra de papas Aceite Plancha de calentamiento Cuchillos Tabla para cortar Beaker de 50 y 400 ml Capsulas petri

Equipos

Cocina

Reactivos

Solución de sacarosa y glucosa al 1% p/v H2O bisulfito de sodio 1% p/v

V. Procedimiento

Reacción de maillard, pardeamiento de las papas fritas

1. coloque en una olla 200 ml de agua y llévela a fuego medio 2. lave ,pele y corte una papa en julianas (tiras delgadas) y

escáldelas sumergiéndolas en agua hirviendo durante 1 minuto

3. dividir las papas en 3 grupos y colocarlas en remojo por 1 hora en las siguientes disoluciones

a. aguas destilada b. glucosa 1% p/vc. sacarosa 1% p/v

4. freír los grupos de papa , comparar y analizar los resultados

Agentes inhibidores del pardeamiento no enzimático

1) lave y pele 2 papas rállela por el lado grueso del tallo 2) divida las papas en 2 grupos 3) (grupo a) escalde en agua a 90°c por 1 minuto, escurrirla y

someterle a deshidratación, coloque la muestra en una capsula petri y llévala ala cosilla por 30 minutos.

4) (Grupo b) sumerja en una solución de bisulfito de sodio al 1% por 10 minutos escurra y sométela a deshidratación coloque la muestra en una capsula petri y llévele ala cocinilla por 30 minutos

5) Compare y analice los resultados obtenidos

Caramelizacion

1) Tome 3 ollas aproximadamente de 1.5 lt y realice las siguientes operaciones

2) Olla 1 coloque 5 gr de glucosa y 10 ml de aguaOlla 2 coloque 50 gr de sacarosa y 100 ml de agua Olla 3 coloque 50 gr de sacarosa mas 10 gr de sal (indicada por el profesor) y 120 ml de agua

3) Colocar al fuego las 3 ollas a fuego medio al mismo tiempo 4) Cada 5 minutos tome una muestra del caramelo y extiéndalo sobre

el silpat anote sus observaciones 5) Continúe calentando solo la olla 3 hasta que produzca un olor a

azúcar quemada ( resultado de la coloración Marrón oscuro )

Resultados:

Cuadro # 1

reacción de maillard : pardeamiento de las papas fritasmuestra resultado al freír

agua destilada pardeamiento levesacarosa al 1% pardeamiento leve

glucosa 1% mayor pardeamiento

En este proceso las diferencias de pardeamiento son mínimas, notando un leve oscurecimiento en la glucosa de esto decimos que la glucosa inhibe el pardeamiento no enzimático de forma leve.

Cuadro # 2

agentes inhibidores del pardeamiento no enzimático muestra tratamiento resultado después de ponerlo en cocinilla grupo a escaldado a 90 °c x 1 minuto pardeamiento levegrupo b sumergido en bisulfito x 10 minutos no hay pardeamiento grupo c dejado al aire libre mayor pardeamiento

El mejor inhibidor en esta prueba es el bisulfito de sodio, luego el escaldado que inhibe pero en menor grado en comparación con la muestra dejado al aire libre que si es notable el pardeamiento.

caramelizacion tiempo sacarosa glucosa sacarosa + sal 5 minutos

mantiene su textura inicial empieza a hervir y forma jarabe mantiene su textura inicial

9 minutos se forma jarabe

hay pardeamiento y se retira del fuego mantiene su textura inicial

15 minutos

empieza el pardeamiento ----------------------- mantiene su textura inicial

21 minutos se retira del fuego ------------------------------ empieza a formar jarabe 45 minutos

------------------------------ ----------------------------

hay pardeamiento y se retira del fuego

Cuadro # 3

En esta prueba se establece claramente que la glucosa es más susceptible a caramelizacion (pardeamiento no enzimático) con un tiempo de 9 minutos, seguido de la sacarosa con el tiempo de 21 minutos, en la sacarosa y sal se ve que hay un claro inhibidor el cual tarda el proceso de pardeamiento no enzimático, este ultimo tardo 45 minutos en llegar ala caramelizacion

VI. Discusión de resultados

Según (Instituto de Tecnología ORT) la caramelizacion Es una serie compleja de reacciones que comienza cuando los azúcares se calientan por encima de los 150˚C.Aunque es frecuente partir de sacarosa, que por acción del calor se hidroliza y se descompone en glucosa y fructosa, reacciones muy similares tienen lugar a partir de otros azúcares o de mezclas de varios.

Por ello en la práctica a medida que la temperatura iba en aumento la contextura iba cambiando conjuntamente con la coloración debido ala reacción que allí se da con desprendimiento de vapor de agua y la descomposición de los azucares.

Según Jorge santana (2004) La reacción de Maillard es un complejo conjunto de reacciones químicas producidas entre las proteínas y azúcares presentes en los alimentos cuando éstos se calientan, técnicamente la reacción de Maillard es la glicación no enzimática de las proteínas, es decir, una modificación proteínica que se produce por el cambio químico de los aminoácidos que las constituyen. Se define también como una especie de caramelizacion de los alimentos y como la reacción que proporciona el color tostado de la carne durante el proceso de cocción.

En la papa es notable el pardeamiento en agua y al aire libre, pero hay componentes que inhiben esta reacción como es el caso de bisulfito de sodio utilizado en el proceso, y por este método elaborar productos para las exigencias del mercado.

VII. Conclusiones

Logrando Identificar y describir la reacción de pardeamiento no enzimático en los alimentos (papa y azucares) como sacarosa y glucosa

Se logro establecer la importancia del pardeamiento no enzimático en preparación de alimentos, en el caso de la muestra (papa) si se inhibe el

pardeamiento no enzimático se mantiene las proteínas para su mejor aprovechamiento al consumirlos.

VIII. Recomendaciones

Es recomendable en la práctica anotar las observaciones ya que esto depende unos buenos resultados al final del proceso.

IX. Bibliografía Food Chemistry and Medical Science: Update for the Post

genomic Era, Vol. 1245, Elselvier, Amsterdam, 2002) http://biblioteca.duoc.cl/bdigital/Documentos_Digitales/

600/640/40692.pdf http://depa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/

07LareacciondeMaillard_20547.pdf H. Nursten, the Maillard Reaction, the Royal Society of

Chemistry, Cambridge, 2005 Jorge Santana

www.gastronomiaycia.com/2010/03/11/reaccion-de-maillard/

Instituto de Tecnología ORT file:///E:/fotos/PARDEAMIENTO%20NO%20ENZIM%C3%81TICO.pdf

X. Cuestionario

1) Explique las ventajas y desventajas de la reacción de maillard en los alimentos y no alimentos.

Más bien, una reacción de Maillard que implica la caramelizacion de moléculas de carbohidratos puede ser ventajosa en ciertos casos y desventajosa en otros tantos... depende del alimento del que-se-trate. Por ejemplo, si se carameliza una fruta que estará siendo usada para fabricar digamos una conserva, mermelada o ate... pues dará un pésimo aspecto a la fruta y no será deseable de comer. 

Pero si estoy haciendo un flan de caramelo, obvio que quiero que se dé la reacción de maillard y tan fácil la facilito incrementando el calor y tostando el azúcar. y entonces tiene la ventaja de que obtiene un color oscuro y el sabor cambia del azucar normal a un azúcar-acaramelado.. 

Entonces En conclusión, lo que en un alimento puede ser una ventaja en otro puede ser una desventaja y viceversa.. depende insisto de donde se aplique.

2) ¿Qué método tecnológico y económico recomienda usar para evitar la reacción de maillar en los productos.

La utilización de inhibidores químicos como los sulfitos o las sales de bicarbonato e hidróxido de sodio para evitar la aparición de la reacción. Siempre y cuando el alimento lo permita, es de uso frecuente en frutas deshidratadas y algunos productos de panificación.

XI. Anexos

Solución de bisulfito de sodio y glucosa, al lado derecho las tiras de papas para en proceso

Papas en solución y tiras de papas después de dejarlo en la cocinilla

Resultado de la caramelizacion