Pardeamiento no enzimático o reacción de Maillard en sistemas modelo

Universidad de Costa Rica

Escuela de Química

QU-0291: Laboratorio de Principios de Química de Alimentos

Reporte #3:

Pardeamiento no enzimático o reacción de Maillard en sistemas modelo.

RESUMEN.

       Se estudió el efecto de diversos factores en el pardeamiento no enzimático o reacción de Maillard mediante sistemas modelo sencillos como azúcar-glicina a pH=5 y pH=8, el efecto del tiempo de exposición de glucosa-glicina, igualmente a pH=5 y pH=8, además, se determinó la reacción de pardeamiento no enzimático en leches en polvo como semidescremada Dos Pinos, entera pinito Dos Pinos, deslactosada semidescremada Dos Pinos, descremada in-line Dos Pinos y entera Coronado en estufa a 125 °C.

       Los principales resultados respecto a absorbancia obtenidos a partir del modelo azucar-glicina a pH=5 a una longitud de onda de 430nm, dieron como resultado la glicina 0,008 nm, para la glucosa 0,009 nm, para la fructosa 0,009 nm, la sacarosa 0,002 nm, lactosa 0,007 nm, fructosa/glicina 0,033 nm, sacarosa/glicina 0,004 nm, lactosa/glicina 0,022 nm, glucosa/glicina 0,013 nm. A pH= 8, los resultados de absorbancia a una longitud de onda de 430nm fueron 0,014 nm para la glicina, para la glucosa 0,013 nm, para la fructosa 0,190 nm, la sacarosa 0,002 nm, lactosa 0,043 nm, fructosa/glicina 0,786 nm, sacarosa/glicina 0,011 nm, lactosa/glicina 0,269 nm, glucosa/glicina 0,493 nm.

Para el tiempo de exposición la absorbancia obtenida a pH=5 a una longitud de onda de 430nm fue 0 minutos 0,007 nm, 10 minutos 0,007 nm, 20 minutos 0,009 nm, 30 minutos 0,009 nm y 60 minutos 0,014 nm. Para el pH=8 los resultados fueron 0 minutos 0,012 nm, 10 minutos 0,057 nm, 20 minutos 0,170 nm, 30 minutos 0,449 nm y 60 minutos 1,009 nm.

       En la reacción de pardeamiento no enzimático de leches en polvo se obtuvo una escala para las leches en donde en 0 minutos no se obtuvo pardeamiento para ninguna de las leches anteriormente mencionadas, y conforme aumentaba el tiempo se observaba pardeamiento cada vez mayor en todas las leches, a los 60 minutos la que mostraba mayor pardeamiento fue la deslactosada semidescremada, seguida por la leche en polvo descremada in-line y la entera Pinito, y por último la leche en polvo entera Coronado y semidescremada. Según los datos obtenidos, los sistemas modelo azúcar-glicina presentaron mayor cambio a pH=8, en efecto del tiempo los cambios mayoritarios fueron obtenidos por las muestras a pH=8 a los 60 minutos y en pardeamiento no enzimático la que obtuvo un pardeamiento mayor fue la leche en polvo deslactosada semidescremada ya que a los 60 minutos se presentaba extremadamente pardeada.

INTRODUCCIÓN.

        Existe   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 (Tscheuschner, 2001); con el concepto de pardeamiento no enzimático se designa a un complejo conjunto de reacciones químicas, que afectan a ciertos componentes de los alimentos, de modo principal a proteínas y azúcares, después de varias etapas y conducen a la formación de pigmentos poliméricos de colores pardos o negros, que reciben el nombre de melanoidinas. (Gutiérrez, 2000).

       Hoy día se admite que en el pardeamiento no enzimático pueden intervenir hasta tres mecanismos de reacción diferente, que depende tanto de los sustratos como de las condiciones bajo las que se encuentre el alimento. Estos son: 1-La Reacción de Maillard, que afecta a la interacción entre los grupos carbonilos libres de los azúcares y los grupos aminos libres de los aminoácidos, incluso integrados en cadenas peptídicas. 2- La caramelización de los azúcares, provocada por un tratamiento térmico de los mismos, catalizada unas veces por los ácidos y otras no. 3- La oxidación del ácido ascórbico. (Gutiérrez, 2000).

 Factores como el tipo y concentración de azúcares y aminoácidos, así como la temperatura y el pH influyen en el grado de pardeamiento y en el perfil de compuestos volátiles. Es muy importante resaltar el papel que desempeña la temperatura, ya que cada posible ruta de síntesis tiene una determinada energía de activación y, por lo tanto, su velocidad está en función de la temperatura. El pH modifica la protonación de los grupos amino, a valores bajos de pH, los grupos amino en su mayoría se encuentran protonados y no están disponibles para reaccionar. (Miller,2001).

  El objetivo de esta práctica es estudiar el efecto de los diversos factores; entre ellos el tipo de azúcar, el pH y el tiempo de exposición en la reacción de pardeamiento no enzimático, o reacción de Maillard, usando sistemas modelo sencillos; y así aprender los cambios que estas causan en los alimentos y cómo poder evitarlos, para conservar sus propiedades por mayor tiempo.

MATERIALES Y MÉTODOS.

       Se siguió el procedimiento descrito en Principios de química de alimentos, Manual de laboratorio, con las siguientes modificaciones:

• Solo se realizaron los procedimientos de reacción de pardeamiento no enzimático en un  sistema modelo “azúcar-glicina”, efecto del tiempo de exposición sobre la reacción de pardeamiento no enzimática y la reacción de pardeamiento no enzimática de leche en polvo.
• Los reactivos de los buffers utilizados en el sistema modelo “azúcar-glicina” fueron NaH₂PO₄ y Na₂HPO₄.
• El sistema modelo “azúcar-glicina” lo realizaron dos parejas del grupo, una a pH=5 y la otra a pH=8.
• El efecto del tiempo de exposición sobre la reacción de pardeamiento no enzimático lo realizaron solo dos parejas del grupo, una a pH=5 y la otra a pH=8.
• Para ambos modelos, se enfriaron los tubos de ensayo primero en agua tibia, luego en agua temperatura ambiente y por último se colocaron en el baño de hielo.
• La reacción de pardeamiento no enzimática de leche en polvo la realizó una pareja del grupo, no se realizó la lectura con el sistema de color de Hunter, E.

Cuadro I. Información de las muestras a analizar en el laboratorio para el pardeamiento no enzimático o reacción de Maillard en sistemas modelo.

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