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• Imer Ruben Gonzales Sobrados

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UNIVERSIDAD NACIONAL AGRARIA DE LA SELVA FACULTAD DE INGENIERIA EN INDUSTRIAS ALIMENTARIAS

“ANTIOXIDANTES APLICADOS EN LA INDUSTRIA ALIMENTARIA” ALUMNOS :

GONZALES SOBRADOS,Imer Ruben COMUN PARIONA, Milagros HUAMANYALLI VARGAS, Martin HUAMANYALLI VARGAS, wilner NECOCHEA MORAN, Jennifer

DOCENTE:

CICLO:

GIRALDO HUAYTA, Julio 2013-II

TINGO MARIA -2013

INDICE I.

INTRODUCCION……………………………………………..…3

II.

OBJETIVOS…………………………………………………..….3

III.

REVISON DE LITERATURA…………………………………...4 III.1. III.2.

ANTIOXIDANTE……………………………………...….4 III.1.1. definición…………………..................................4 TIPOS DE ANTIOXIDANTES…………………………..5 III.2.1. antioxidante natural…………………………….5 III.2.1.1. vitamina c……………………………...6 III.2.1.2. vitamina e……………………………...7 III.2.2. antioxidante artificial…………………………....9 III.2.2.1. galato de propilo……………………...11 III.2.2.2. galato de octilo………………………..12 III.2.2.3. butilhidroxianisol……………………..12 III.2.2.4. Butilhidroxitolueno..............................13

III.3.

I.

IV.

ESQUEMA GENERAL DE LAS REACCIONES OXIDACIÓN DE LÍPIDOS……………………………...14 DISCUSIÓN……………………………………………………...18

V.

CONCLUCION…………………………………………………..18

VI.

BIBLIOGRAFIA……………………………………………….…19

VII.

ANEXO……………………………………………………..….…20

DE

INTRODUCCION

Los principales procesos de deterioro son las reacciones de oxidación y de descomposición de los productos de oxidación, ésta es la forma de deterioro de

los alimentos más importante luego de la producida por los microorganismos. La reacción de oxidación es una reacción en cadena, es decir, que una vez iniciada, continúa acelerándose hasta la oxidación total de las sustancias sensibles. Con estas reacciones aparecen sustancias orgánicas (como aldehídos y cetonas) los cuales producen olores y sabores a rancio, se altera el color y la textura, y desciende el valor nutritivo al perderse algunas vitaminas y ácidos grasos poliinsaturados. Además, los productos formados en la oxidación pueden llegar a ser nocivos para la salud. Algunas formas de controlar y reducir la auto oxidación son: la exclusión del oxígeno en el alimento (envasado al vacío, material impermeable al oxígeno), bajas temperaturas, conservación del alimento en la oscuridad, o la incorporación de aditivos antioxidantes. Antioxidantes, esta denominación engloba a un grupo de sustancias que presentan estructuras químicas muy diversas y mecanismos de acción muy variados. El mecanismo de acción más importante consiste en su reacción con radicales libres lipídicos y conlleva la formación de productos inactivos. El siguiente mecanismo en orden de importancia, es el de inhibir la acción del oxígeno libre, atrapando la molécula de éste. Otros inhibidores estabilizan los hidroperóxidos lipídicos evitando su descomposición en radicales libres. La descomposición de los hidroperóxidos está catalizada por metales, por lo tanto los quelantes de metales también inhiben la oxidación. II.

OBJETIVOS  Explicar los tipos de antioxidantes, definición y estructuras.  Conocer los tipos de antioxidantes que se aplican en la industria alimentaria.  Conocer las estructuras y funciones dentro de los procesos industriales

III.

REVISION DE LITERATURA III.1.

ANTIOXIDANTE

3.1.1

DEFINICION

Es una molécula capaz de retardar o prevenir la oxidación de otras moléculas. La oxidación es una reacción química de transferencia de electrones de una sustancia a un agente oxidante. Las reacciones de oxidación pueden producir radicales libres que comienzan reacciones en cadena que dañan las células. Los antioxidantes terminan estas reacciones quitando intermedios del radical libre e inhiben otras reacciones de oxidación oxidándose ellos mismos. Debido a esto es que los antioxidantes son a menudo agentes reductores tales como tioles o polifenoles. Reciben este nombre aquellos aditivos que, bien por separado o mezclados entre sí prolongan la vida útil de los alimentos ya que previenen la degradación oxidativa de las grasas, fenómeno químico complejo que conduce al "enrancia miento" y que afecta a la calidad del producto desde varios puntos de vista: 

Organoléptico: cambios de color así como olores y sabores desagradables.



Nutricional: perdida de ciertas vitaminas (A, E,) y de ácidos grasos esenciales.



Sanitario: formacion de sustancias toxicas debido a la oxidación.

Las causas del auto oxidación son complejas; parece ser que por alguna causa (calor, luz, metales, radiación, etc.) la molécula de grasa se activa iniciando los procesos radicalarios que conducen a la oxidación. La prevención de la oxidación se basa en suprimir en lo posible los factores que la favorecen: hidrogenación de grasas, almacenamiento a oscuras, a baja temperatura, a vacío o en atmosfera inerte, uso de envases no metálicos, etc. La adición de los aditivos antioxidantes retarda la formacion de radicales libres inhibiendo la reacción de oxidación. Entre los antioxidantes destacan los compuestos de estructura fenólica, que funcionan como aceptores de radicales libres, dando lugar a compuestos estables y bloqueando así la oxidación en la fase de iniciación. Durante el proceso, hay una transformación de la molécula por formacion de combinaciones estables. Por tanto, la acción del antioxidante está limitada en el tiempo.

Se puede prolongar su acción utilizando sustancias "sinérgicas", de carácter ácido que lo regeneran parcialmente creando un potencial de óxido-reducción favorable. Estos sinérgicos, además evitan la inversión catalítica .Los citratos y fosfatos se emplean como secuestrantes de los iones metálicos que pueden actuar como catalizadores de la oxidación. III.2.

TIPOS DE ANTIOXIDANTES

III.2.1. ANTIOXIDANTES NATURALES Se trata de un grupo de vitaminas y otros compuestos vegetales y enzimas que bloquean el efecto perjudicial de los denominados radicales libres. La sinergia entre los tocoferoles y el ácido ascórbico o sus derivados ha sido ampliamente estudiada. El ácido ascórbico es conocido como regenerador del alfa - tocoferol en sistemas en vivo y en vitro. También, se ha comprobado que mezclas de tocoferoles, lecitinas u otros fosfolípidos y el ácido ascórbico exhiben excelente actividad antioxidante. A continuación, se detallan las propiedades de algunos antioxidantes naturales, siendo los más destacados entre ellos, los siguientes:

Cuadro 1. Antioxidantes naturales

códig

Nombre

origen

Uso habitual

Efectos

o

secundarios

E 270

Tocoferol

Semillas,

Aceites, grasas

E300

(Vitamina E) Ác. Ascórbico

frutas secas. Síntesis

Bebidas

(Vitamina C )

artificial

frutas,

E 322

Lecitina

Habas soya,

E 325

Lactato sodio

E 326

lactato potasio

E 327

Lactato calcio

de Ninguno en las

maíz, polvo, chocolate

ninguno

ácido rellenos,

láctico empanadas de Sal cálcica empanadas del

ninguno

ácido

láctico de Sal potásica Pasteles del

dosis habituales

mermeladas de Yogurt, leche en ninguno

cacahuete de Sal sódica Queso, dulces del

posibles Ninguno

ninguno

ácido

láctico III.2.1.1. VITAMINA C Puede presentarse como Acido Ascórbico (E 300), Ascorbato Sodico (E 301), Ascorbato Calcico (E 302) y Palmitato de Ascorbilo (E 304). El ácido Lascórbico es la vitamina C. El acetato y palmitato de ascorbilo se hidrolizan fácilmente en el organismo, dando ácido ascórbico y ácido acético o palmítico, respectivamente. Se obtiene industrialmente por un conjunto de reacciones químicas y procesos microbiológicos. El ácido ascórbico y sus derivados son muy utilizados, debido a que es muy soluble en agua, excepto el palmitato de ascorbilo, que es más soluble en grasas. El ácido ascórbico contribuye a evitar el oscurecimiento de la fruta cortada en trozos y a evitar la corrosión de los envases metálicos. Su adición a mostos y vinos permite reducir el uso de sulfitos. El ácido ascórbico es una vitamina para el hombre y algunos animales, y como tal tiene una función biológica propia. Además mejora la absorción intestinal del hierro presente en los alimentos.

Se ha propuesto el uso de grandes dosis de esta vitamina con la idea de ayudar a prevenir una multitud de enfermedades, desde el resfriado común hasta el cáncer. No se ha comprobado que estas dosis enormes tengan alguna utilidad, pero sí que no parecen ser peligrosas, al eliminarse el exceso de vitamina C fácilmente por la orina. Por tanto, las dosis, muchos menores, empleadas

como

antioxidante

en

los

aditivos

pueden

considerarse

perfectamente inocuas. Su utilidad como vitamina tampoco es muy grande en este caso, ya que en gran parte se destruye al cumplir su papel de antioxidante. Estructura del ácido ascórbico

III.2.1.2. VITAMINA E Es un poderoso antioxidante que protege las membranas celulares y otros componentes liposolubles, como el LDL presente en nuestro organismo .Se sabe que la modificación del colesterol malo es susceptible a ser corregido por los antioxidantes. Algunos informes dicen que el suplemento de vitamina E es muy útil en la prevención y tratamiento de la diabetes. El conjunto de tocoferoles se llama también vitamina E. Tocofenoles y Tocotrienoles son compuestos monofenólicos y lipofilicos, y la forma tradicional en que se presentan es como isómero alfa, beta, gamma y delta, dependiendo del número y posición del grupo metilo. El más activo como vitamina es el alfa, pero también la gamma tiene cierto valor. El menos activo es el delta, que tiene una actividad biológica como vitamina de solo alrededor del 1% de la del alfa, aunque esta depende mucho también del método utilizado en su medida. La cantidad de estas substancias ingeridas como un componente natural de los

alimentos es en general mucho mayor que la que se ingiere por su uso como aditivo alimentario, ya que se utiliza a concentraciones muy bajas. Los tocoferoles abundan de forma natural en las grasas vegetales sin refinar, y especialmente en los aceites de germen de trigo, arroz, maíz o soja, yemas de huevos y hojas de vegetales verdes. Se obtienen industrialmente como un subproducto del refinado de estos aceites o por síntesis química. Su actividad como antioxidante parece seguir el orden inverso a su actividad biológica como vitamina, siendo el más eficaz el delta. Al igual que el ácido ascórbico, evitan la formacion de nitrosaminas en los alimentos. La función biológica de la vitamina E es similar a su función como aditivo, es decir, la de proteger la oxidación de las grasas insaturadas.

Estructura de la vitamina E

III.2.2. ANTIOXIDANTES ARTIFICIALES

Los antioxidantes artificiales son derivados fenólicos como

el butil–

hidroxianisol (BHA) y el butil-hidroxitolueno (BHT), que suelen asociarse para efectuar el efecto antioxidante y también los derivados del ácido gálico. Entre los compuesto que pueden actuar como sinérgicos de antioxidantes destacan los ácidos orgánicos (cítrico, tartárico, láctico, entre otros) .Y como secuestrantes

de

cationes

metálicos

se

puede

recurrir

también

al

etilendiaminotetracetato cálcico disodico (EDTA–CaNa), citratos y ortofosfatos. Siendo estos los más utilizados por la industria alimenticia debido a su alto grado de estabilidad, eficacia y ventaja económica. Estudios toxicológicos han demostrado que antioxidantes sintéticos presentan efectos tóxicos y son promotores de algunos tipos de cáncer, entre otros efectos fisiológicos.

Por esa razón, investigaciones han buscado encontrar

antioxidantes naturales, con la finalidad de mejorar la calidad de los alimentos que se consume a diario Entre ellos, los más importantes pertenecen al grupo de los galatos (E 310-E 312). Dichas sustancias se añaden principalmente a los aceites vegetales y la margarina para evitar que se pongan rancios y preservar su sabor. Otras dos sustancias que no pertenecen a ninguno de los grupos anteriores son el BHA (butilhidroxianisol, E320) y el BHT (butilhidroxitolueno, E321).

CODIGO

NOMBRE

ORIGEN

USO

EFECTO

HABITUAL

SECUNDARIO S

E 310

galato de propilo

síntesis

Chicles, grasas

Prohibido en

artificial

y

lactantes y

aceites

vegetales.

niños, dolor de

Purés de patata

estomago

instantáneas

E 311

galato de octilo

síntesis

Chicles, grasas

Prohibido

en

artificial

y

lactantes

y

aceites

vegetales.

niños, dolor de

Purés de patata

estomago

instantáneas

E 312

Galato de dodecilo

síntesis

Chicles, grasas

Prohibido

en

artificial

y

lactantes

y

aceites

vegetales.

niños, dolor de

Purés de patata

estomago

instantáneas

E 315

E 316

Ácido eritorbico

Eritorbato sódico

síntesis

Carnes

artificial

conservas

síntesis

Carnes

artificial

conservas,

en No

se

han

descrito en No

se

han

descrito

mermeladas. E 320

Butilhidroxianisol

síntesis

Galletas.

(BHA)

artificial

Pastel

Aumento

de

de colesterol,

frutas, nueces, degradación de

E 321

Butilhidroxitolueno

síntesis

(BHT)

artificial

dulces.

vitamina D

chicles

Alergizante, degradación de la vitamina D.

III.2.2.1.

GALATO DE PROPILO

El Galato de propilo es una éster del ácido gálico. Es empleado en la industria alimentaria desde los años cuarenta como antioxidante con el código E310. Por regla general se emplea en los alimentos grasos en los que se pretende evitar la oxidación (rancio).2 Se puede obtener de forma natural procedente de las vainas de la fruta procedente del árbol tara (Caesalpinia spinosa). PROPIEDADES Es un polvo blanco (o crema claro) poco soluble en agua. Se presenta con características completamente inodoras, de aspecto áspero y duro al tacto. Inestable a la temperaturas altas, generalmente por encima de los 100 °C. Cuando se manipulan alimentos con herramientas que dejan pequeñas trazas de hierro, se produce una reacción que da lugar a la aparición de colores azul oscuro que acaban dejando los alimentos poco atractivos. Esta coloración se evita mezclando el galato de propilo.

Estructura química del galato de propilo USOS Es empleado como antioxidante con el objeto de prolongar la vida útil de muchos alimentos. Debido a las propiedades de inestabilidad a las altas temperaturas no es aconsejable emplearse en frituras o en aquellos productos que requieran el empleo del horno: galletas y productos de repostería. Se utiliza en combinación con el butilhidroxianisol (E 320) y butilhidroxitolueno (E 321) para la mejorar el efecto de protección de grasas y aceites comestibles. III.2.2.2. GALATO DE OCTILO

El Galato de octilo es un éster del octano con el ácido gálico. Se suele emplear, al igual que otros ésteres del ácido gálico, en la industria alimentaria como un antioxidante y conservante, capaz de aumentar la vida de conservación de un alimento. En este caso se identifica con el código: E 311. Se emplea igualmente en la industria de los cosméticos y los medicamentos.

Estructura química del galato de Octilo E311 USOS Se emplea como antioxidante y conservante en la elaboración de algunos alimentos procesados de contenido graso animal y vegetal. Actúan previniendo la oxidación de los lípidos y protegiendo al alimento de cierta acción microbiana degradadora. Algunos ejemplos de uso en la industria alimentaria son el chocolate mezclado con frutos secos (evitando el enranciamiento de la manteca de cacao y de los aceites de los frutos secos),sopas preparadas, elementos de repostería salada como son los aperitivos salados, las medianoches, patés de hígado de cerdo, embutidos, etc. Se emplea en los productos que poseen igualmente mazapán y pasta de patata. Se usa en la elaboración de chicles como antioxidante. Se emplea como ingrediente en algunos medicamentos de uso tópico. III.2.2.3.

BUTILHIDROXIANISOL (BHA)

Este antioxidante sintético se utilizó inicialmente en la industria petrolífera. Desde los años cuarenta se utiliza como aditivo alimentario. Solamente es soluble en grasas y no en agua. Resulta muy eficaz en las grasas de fritura, ya que no se descompone o evapora, como hacen los galatos o el BHT, pasando al producto frito y protegiéndolo. Se utiliza para proteger las grasas utilizadas en repostería, fabricación de bizcochos, sopas deshidratadas, etc. Su seguridad ha sido discutida extensamente. No tiene acción mutagénica, pero

es capaz de modular el efecto de ciertos carcinógenos sobre animales de experimentación, potenciando o inhibiendo su acción, en función del carcinógeno de que se trate. Esto puede estar relacionado con su actividad sobre los enzimas hepáticos encargados de la eliminación de substancias extrañas al organismo, que activan o destruyen a ciertos carcinógenos. USO: Antioxidante sintético totalmente desaconsejado en niños, embarazadas y mujeres en lactancia. Procede de la industria petrolífera, reciclando su uso como aditivo alimentario. Muy empleado en aromas alimentarios.

Estructura del butilhidroxianisol

III.2.2.4.

BUTILHIDROXITOLUENO (BHT)

Es otro antioxidante sintético procedente de la industria petrolífera reciclado su uso como aditivo alimentario. Se utiliza prácticamente siempre mezclado con el BHA (E-320), tiene sus mismas aplicaciones, y, en general, las mismas limitaciones legales. Esta sustancia no es mutagénica, pero como el BHA, es capaz de modificar la acción de ciertos carcinógenos. Se elimina en la orina combinado a otras substancias, por una vía metabólica común a muchos otros compuestos extraños al organismo. USOS:

Es un antioxidante sintético utilizado en un amplio rango de productos con contenido graso para prevenir la rancidez. A altas concentraciones puede causar daños al hígado; así como también se han reportado algunos síntomas alérgicos. La ingesta máxima diaria es de 0.3 mg/kg de peso corporal.

Estructura del butilhidroxitolueno III.3.

ESQUEMA GENERAL DE LAS REACCIONES DE OXIDACIÓN DE LÍPIDOS

En la oxidación de los lípidos se pueden distinguir tres fases o etapas: Iniciación, propagación y terminación. En la figura se ilustra el mecanismo de oxidación química de lípidos y sus productos:

III.3.1. MECANISMO DE LAS REACCIONES

A) INICIACIÓN Como se resalta en la figura anterior, la absorción de oxigeno exige la intervención de radicales libres; esto explica que al comienzo de la oxidación exista un periodo de inducción, hasta que la concentración de radicales libres alcanza un cierto nivel. En esta fase de formación de radicales libres, en el cual un hidrocarburo insaturado cede un protón para formar un radical libre (un hidrocarburo de la forma de --- CH 2- CH =CH--- de la cadena hidrocarbonada del ácido graso del acilglicerol), presenta un hidrógeno altamente activo por la influencia de un enlace doble adyacente, esto hace que la energía del fotón sea suficiente para producir un radical R. al actuar sobre uno de los hidrógenos. Debido a su distribución electrónica inestable, se transforma rápidamente en dos híbridos de resonancia conjugados más estables y en equilibrio que, en presencia del oxígeno, generan los correspondientes radicales hidroperóxidos finalizando la etapa de inducción y comenzando la etapa de la propagación con la intervención del oxígeno:

B) PROPAGACIÓN La propagación está constituida por una cadena de dos reacciones. Consta de la propagación o de reacción de los radicales libres entre sí.

Por tanto la propagación se traduce por una oxidación, como peróxidos, de lípidos no saturados que va paralela con el consumo de oxigeno gaseoso.

Al principio se acumulan los peróxidos, pero generalmente su proporción final termina por descender. Por consiguiente, el índice de peróxidos no constituye una medida efectiva del grado de oxidación, salvo al principio de la reacción. Si el aporte del oxígeno no es limitado, se puede oxidar la totalidad de los lípidos no saturados. En esta etapa se forman productos que no son radicales libres cuando interactúan dos radicales, lo que conlleva la paralización de la cadena de reacciones.

C) TERMINACIÓN

En la serie de productos que se forman como producto de estas reacciones en cadena, se encuentran en especial los aldehídos, los cuales son causantes de los olores y sabores característicos de los lípidos y alimentos enranciados. A continuación se resumen las sustancias producidas a partir de hidroperóxidos:

El siguiente cuadro resume los mecanismos de oxidación de lípidos:

IV.

DISCUSIÓN Los antioxidantes naturales se consume en poca proporción a pesar que son benéficos para la salud y evita varias enfermedades en cambio el antioxidante artificial se usa en mayor proporción en los productos alimenticios, sabiendo que son dañinos para la salud. Podemos decir que a pesar que el antioxidante natural es bueno no se aplica mucho en los alimentos por su alto costo de obtención.

V.

CONCLUSION  Los antioxidantes prolongan la vida útil de los alimentos y evita la degradación de las grasas. 

El ácido ascórbico evita el oscurecimiento de las frutas cortadas y también ayuda a evitar muchas enfermedades como el cáncer.

 Los antioxidantes son aditivos que se agregan a diversos productos producidos en la industria alimentaria con el propósito de evitar la oxidación.

VI.

BIBLIOGRAFIA 1. http://aditivos-alimentarios.blogspot.com/2010/12/e311-galato-deoctilo.html 2. http://www.enbuenasmanos.com/articulos/muestra.asp?art=1400 3. http://milksci.unizar.es/bioquimica/temas/lipidos/antioxidantes.html 4. http://www.portalantioxidantes.com/antioxidantes/ 5. http://www.laboratoriolcn.com/aditivos/antioxidantes-sinteticos-e3 6. http://www.alimentacion.enfasis.com/articulos/17845-antioxidantenatural-vs-antioxidante-sintetico 7. http://milksci.unizar.es/bioquimica/temas/vitamins/ascorbico.html 8. http://www.nlm.nih.gov/medlineplus/spanish/ency/article/002406.htm 9. http://www.elmedicointeractivo.com/Documentos/Evaluacion 10. http://www.alimentacionsana.org/informaciones/novedades/antioxidantes .htm 11. http://www.sustentartv.com.ar/antioxidante-natural-sintetico/ 12. http://www.cienciaca.com/cc/index.php? option=com_content&view=article&id=48:ique-es-el-estresoxidativo&catid=34:demo-content

VII.

ANNEXOS