Uso de las vitaminas, minerales y pigmentos en la industria de alimentos

Uso de las vitaminas, minerales y pigmentos en la industria de alimentos

Vitaminas

Las vitaminas son nutrimentos que facilitan el metabolismo de otros nutrimentos y mantienen diversos procesos fisiológicos vitales para todas las células activas, tanto vegetales como animales.

El término vitamina puede resultar confuso para mucha gente que le atribuye a estos compuestos poderes “mágicos”, que proporcionan salud y fuerza por el solo hecho de consumirlas; nada más alejado de esto. La mejor forma de obtenerlas es mediante la ingesta de una dieta equilibrada y sólo en casos

VITAMINAS LIPOSOLUBLES

Las vitaminas de este grupo (A, D, E y K) son solubles en disolventes orgánicos y en aceites, pero insolubles en agua; sin embargo, comercialmente existen preparaciones microencapsuladas en gomas y en otros polímeros hidrófilos, que las hacen estables en soluciones acuosas.

Vitamina A (Retinol)

Esta vitamina se encuentra sólo en el reino animal, principalmente en el hígado, así como en la leche, el huevo, el pescado, entre otros. Sus formas comerciales son como acetato y palmitato de trans-retinilo ya que son más estables, activas y solubles en aceite. También se encuentra en el reino vegetal, principalmente en la zanahoria.

La vitamina A en los alimentos, como los cereales de desayuno fortificados, fórmulas infantiles, leche líquida, sacarosa fortificada, es añadida al arroz y otros condimentos, no es habitualmente muy deletéreo para la retención de la vitamina A.

Vitamina D (Calciferol)

 La vitamina  D se encuentra en los alimentos de origen animal. Hay 11 compuestos similares con estructuras de esterol, semejantes al colesterol, con un sistema trieno conjugado de dobles ligaduras, que son capaces de impedir los síntomas del raquitismo, que son, el ergocalciferol (vitamina D2) se localiza básicamente en las plantas y el colecalciferol (vitamina D3) son los más importantes este abunda en el tejido animal que son los más importantes.

Sus distintas formas comerciales se han utilizado para enriquecer la leche, sobre todo en los países nórdicos, en donde la intensidad de la radiación solar es escasa; su contenido se puede aumentar, ya sea alimentando a las vacas con dietas ricas en este nutrimento, por irradiación solar, o por una adición directa de concentrados vitamínicos. Resiste muy bien los diferentes tratamientos térmicos a los que se somete normalmente la mayoría de los alimentos y presenta pocas perdidas; sin embargo, puede oxidarse en contacto con el oxígeno y la luz.

Mientras más rica sea la dieta en calcio, menos vitamina D se necesita para causar esta calcinosis, que en casos extremos puede ser muy peligrosa para el hombre.

Vitamina E (Tocoferol)

No se conoce bien la función biológica de esta vitamina en el humano, pero sí los problemas que ocasiona su carencia. Debido a su estructura química actúa como antioxidante natural a nivel celular y reduce los peróxidos provenientes de la oxidación de los ácidos linoleico y linolénico.

Cabe indicar que una teoría establece que el envejecimiento del hombre se debe a la acción de estos peróxidos sobre las proteínas. De hecho, se recomienda una dieta rica en vitamina E cuando se consumen concentraciones elevadas de dichos ácidos; la vitamina C le ayuda a recuperar su función de antioxidante después de que actúa como tal.

Comercialmente existen diversos derivados de la vitamina E que se emplean como nutrimento y  como antioxidante; el acetato sólo se usa para fortificar, mientras que la forma de alcohol, sin esterificar, se usa como antioxidante por tener el OH libre activo del grupo fenólico. Existes los siguientes aceites que contienen esta vitamina; aceite de almendra, de cacahuate, de oliva, de soya y de aguacate contienen 30, 16, 14, 8 y 1.5 mg/100 mL de a-tocoferol, respectivamente. El uso de tratamientos oxidativos intencionados, como el escaldado de la harina, puede conducir a grandes pérdidas de vitamina E.

Vitamina K (Antihemorrágica)

Existen varios vitámeros naturales, aunque los principales son la vitamina K1 (2-metil-3-fitilnaftoquinona-1,4), filoquinona que está presente en las hojas de las plantas, y la vitamina K2 (2-metil-3-difarsenil-naftoquinona-1,4), menaquinona que es sintetizada por las bacterias intestinales; sin embargo, hay otros de origen sintético que son aún más potentes, como la menadiona (2-metil-naftoquinona-1,4), que no contiene la cadena lateral, y que se usa de referencia  para medir la actividad biológica y como aditivo en alimentos. La vitamina K1 es un aceite amarillo, mientras que la K2 y la menadiona son sólidos cristalinos con puntos de fusión de 54.5 y 106ºC.

El sangrado constante y la presencia de moretones pueden ser una señal de deficiencia de esta vitamina.

Los contenidos de vitamina K en algunos productos; abunda en el hígado, el huevo, el jitomate y otros; el brócoli, la col y la espinaca son también una buena fuente (50-100 mg/100 g) de esta vitamina.

VITAMINAS HIDROSOLUBLES

A diferencia de las liposolubles, el hombre tiene una capacidad limitada para almacenar las vitaminas hidrosolubles, por lo que requiere un consumo continuo, a pesar de que algunas son sintetizadas por la flora intestinal y una fracción se absorbe. Al ingerir una cantidad excesiva, sólo se aprovecha una fracción y la otra se elimina en la orina, y esto se debe tener en cuenta cuando se administran megadosis, como las preparaciones comerciales de soluciones inyectables de vitamina B12, que contienen varios miligramos, mientras que los requerimientos diarios son muy bajos.

Las vitaminas hidrosolubles están constituidas por el complejo B, que incluye tiamina (B1), riboflavina (B2), vitamina B6, vitamina B12, biotina, folatos, niacina y ácido pantoténico, y por la vitamina C.

Ácido ascórbico

El Ácido Ascórbico  existe naturalmente en frutas y hortalizas y, en menor extensión, en los tejidos Animales y en los productos derivados de los mismos. Las principales fuentes de AA de la dieta son las frutas, hortalizas, zumos y alimentos fortificados (por ej., cereales de desayuno). Se ha observado en sujetos humanos que la biodisponibilidad del AA del brécol, gajos de naranja y zumo de naranja es equivalente a la de las tabletas minerales de la vitamina. Además de su función como nutriente esencial, el AA se utiliza ampliamente como un ingrediente/aditivo alimentario debido a sus propiedades antioxidantes y reductoras. El AA inhibe eficazmente el pardeamiento enzimático al reducir los productos orto-quinona. Otras funciones son las siguientes: (a) acción reductora en los acondicionadores de la masa panaria, (b) protección de ciertos compuestos oxidables (por ej., folatos) mediante efectos reductores y secuestro de  radicales libres y de oxígeno, (e) inhibición de la formación de nitrosaminas en carnes curadas y (d) reducción de los iones metálicos.

El AA se utilizan ampliamente como ingredientes de los alimentos por sus actividades reductoras y antioxidantes (por ej., en el curado de las carnes y para la inhibición del pardeamiento enzimático en frutas y hortalizas). El AA puede añadirse a los alimentos como ácido no disociado o como sal sódica neutralizada (ascorbato sódico).

Tiamina (B1)

En muchos alimentos se encuentra naturalmente en forma libre, o bien como el derivado pirofosfato en las levaduras, la carne de cerdo, el pericarpio y el germen de los cereales, las nueces, el huevo, la leche, y el corazón, hígado y riñón de los animales. Esta vitamina está constituida químicamente por un anillo de pirimidina unido a otro de tiazol, mediante un puente metilénico muy sensible a los ataques nucleófilos. El nitrógeno del tiazol es cuaternario y normalmente está ionizado en el pH de la mayoría de los alimentos, lo que provoca que actúe como una base fuerte. La oxitiamina y la piritiamina son antagonistas, y su presencia en los alimentos implica requerimientos mayores de tiamina; los ácidos cafeico y tánico, y en general los taninos, inactivan su función biológica. En forma comercial se encuentra como clorhidrato o como mononitrato, ambos solubles en agua que se usan para enriquecer algunos alimentos.

Riboflavina (B2)

En los alimentos, existen también diversas formas menores de riboflavina pero no se ha determinado aún su origen químico ni su significado cuantitativo en la nutrición humana.

En el cuadro 65; se muestra que  el contenido de vitaminas de diversos alimentos, se observa que los hígados vacuno y porcino son los más ricos en riboflavina; también la leche (0.16 mg/100 g), el queso (0.45 mg/100 g), la levadura de cerveza y los vegetales de hoja verde son una fuente importante, al igual que el corazóny el riñón de los animales, mientras que las frutas no lo son.

En la leche, con un pH casi neutro de 6.7, se presentan las dos reacciones al exponerla al sol, ya que en dos horas se pierde hasta el 80% al convertirse en lumicromo y lumiflavina; por esta razón, el tipo de envase es muy importante para conservarla, lo cual se refleja en las energías de activación para su destrucción de 8.0 y 41.2 kcal/mol para el vidrio transparente y el cartón, respectivamente. La velocidad de formación de la lumiflavina aumenta a medida que se incrementa la temperatura y el pH, pero además. Debido a que es un agente muy oxidante, la lumiflavina destruye las vitaminas A y C, y al actuar sobre la metionina, produce metional y otras sustancias de bajo peso molecular responsables del sabor a “soleado” de la leche distribuida en botella de vidrio, expuesta a los rayos solares. La cinética de esta fotodegradación depende fundamentalmente del tipo de alimento de que se trate; la leche sigue una reacción de primer orden en una sola etapa mientras que las pastas, aunque de primer orden, se efectúa en dos etapas. Esta reacción, al menos en la leche, se ha eliminado con el uso de envases laminados opacos de plástico-aluminio-cartón. Comercialmente se puede encontrar en forma cristalina, soluble en agua, que se añade para fortificar algunos alimentos.

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