uned la química en la vida cotidiana

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ISBN: 978-84-362-5016-9

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Concepción Barthèlemy GonzálezPilar Cornago RamírezSoledad Esteban Santos

M.a Magdalena Gálvez Morros

LA QUÍMICA EN LA VIDACOTIDIANA

UNIVERSIDAD NACIONAL DE EDUCACIÓN A DISTANCIA

LA QUÍMICA EN LA VIDA COTIDIANA Quedan rigurosamente prohibidas, sin laautorización escrita de los titulares delCopyright, bajo las sanciones establecidasen las leyes, la reproducción total oparcial de esta obra por cualquier medioo procedimiento, comprendidos la reprografíay el tratamiento informático, y la distribuciónde ejemplares de ella mediante alquilero préstamos públicos.

© Universidad Nacional de Educación a DistanciaMadrid 2013

www.uned.es/publicaciones © Concepción Barthèlemy González, Pilar Cornago Ramírez,

Soledad Esteban Santos y M.a Magdalena Gálvez Morros

ISBN electrónico: 978-84-362-6811-9

Edición digital: noviembre de 2013

www.uned.es/publicaciones

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Presentación ......................................................................................

BLOQUE TEMÁTICO I

LA QUÍMICA EN EL HOGAR Y EN LA SALUD

Tema 1. Química en la cocina (Pilar Cornago Ramírez) ...............

Introducción .......................................................................................

COMPONENTES DE LOS ALIMENTOS .........................................

1.1. Aminoácidos, Péptidos y Proteínas ..........................................1.2. Lípidos .......................................................................................1.3. Hidratos de carbono .................................................................1.4. Agua ...........................................................................................1.5. Vitaminas ..................................................................................1.6. Minerales ...................................................................................

CARACTERÍSTICAS ORGANOLÉPTICAS DE LOS ALIMENTOS ........................................................................

1.7. Color ..........................................................................................1.8. Olor y sabor ...............................................................................

PRINCIPALES PROCEDIMIENTOS PARA LA ELABORACIÓNDOMÉSTICA DE LOS ALIMENTOS ................................................

1.9. Cortar y picar alimentos ...........................................................1.10. Ácidos y bases en la cocina ......................................................1.11. Formas de conservar alimentos ...............................................

ÍNDICE

1.12. Cocinado, cocción o tratamiento culinario .............................1.13. Cocción en medio acuoso .........................................................1.14. Cocción en medio graso ...........................................................1.15. Cocción en medio gaseoso .......................................................1.16. Microondas ...............................................................................1.17. Bibliografía ................................................................................

Tema 2. La Química y el vino (Concepción Barthèlemy González)

2.1. Orígenes del vino ......................................................................2.2. Historia del vino en España ......................................................2.3. Composición de la uva ..............................................................2.4. Definición general del vino ......................................................2.5. La Enología ...............................................................................2.6. Elaboración de los vinos ..........................................................2.7. Técnicas de producción de vinos especiales ...........................2.8. Defectos y enfermedades del vino ............................................2.9. Introducción a la cata ...............................................................2.10. Bibliografía ................................................................................

Tema 3. Medicamentos, Química y Salud (Soledad EstebanSantos)

3.1. Introducción ..............................................................................3.2. Conceptos previos .....................................................................3.3. Breve historia de los fármacos .................................................3.4. Clasificación de los fármacos ...................................................3.5. Cómo se nombran los medicamentos ......................................3.6. Mecanismo de acción de los fármacos ....................................3.7. Producción de fármacos ...........................................................3.8. Comentarios sobre algunos fármacos muy conocidos y fre-

cuentes .......................................................................................3.9. Posibles aplicaciones didácticas ..............................................3.10. Conclusiones .............................................................................3.11. Bibliografía ................................................................................

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8 LA QUÍMICA EN LA VIDA COTIDIANA

BLOQUE TEMÁTICO II

LA QUÍMICA Y LA TECNOLOGÍA ALIMENTARIA

Tema 4. La Química en la conservación y protección de losalimentos (M. Magdalena Gálvez Morros)

4.1. Introducción ..............................................................................4.2. Definición y origen de los compuestos químicos que protegen

y mejoran los alimentos ...........................................................4.3. Legislación ................................................................................4.4. Colorantes .................................................................................4.5. Conservadores ...........................................................................4.6. Antioxidantes ............................................................................4.7. Estabilizantes, espesantes, gelificantes, emulgentes y anties-

pumantes ...................................................................................4.8. Acidulantes, basificantes y antiaglomerantes .........................4.9. Potenciadores del sabor ............................................................4.10. Edulcorantes .............................................................................4.11. Otros grupos de aditivos ...........................................................

Tema 5. La Química en la mejora de la calidad nutritiva de losalimentos (M. Magdalena Gálvez Morros)

5.1. El etiquetado nutricional ..........................................................5.2. Alimentos mejorados en su calidad nutritiva ..........................5.3. Contribución de la química a la creación de nuevos ali-

mentos .......................................................................................5.4. Bibliografía ................................................................................

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ÍNDICE 9

Estamos rodeados de química. Y no ya sólo en cuanto a las materiasprimas y las grandes industrias relacionadas con esta ciencia, sino encuanto a la multitud de productos manufacturados que utilizamos con-tinuamente. Tales son los alimentos que ingerimos, las bebidas que to-mamos, las ropas que vestimos o los medicamentos que consumimos. Aestos podríamos añadir, detergentes, plásticos, materiales de construccióny tantos otros. En todos estos productos la química figura como artíficeirreemplazable —en la mayoría de los casos— para su obtención, elabo-ración o mejora.

La química está, pues, presente en nuestra vida cotidiana. De ahí el tí-tulo de esta obra, pensada en un principio como texto base para un cursode igual nombre, perteneciente al Programa de Formación de Profesora-do de nuestra universidad. El motor inicial que nos impulsó a presentareste curso fue el de que los contenidos correspondientes a un programacon este nombre podrían constituir, a nuestro juicio, un eficaz vehículopara facilitar la enseñanza y el aprendizaje de la química. Porque a los do-centes les sugiere situaciones y estrategias para aproximar la química alos alumnos y a éstos últimos, en consecuencia, les proporciona la oca-sión de sentir los contenidos tradicionales de química menos ajenos a surealidad.

Con el mismo título y objetivos similares, cabrían diferentes alterna-tivas, dos que podrían considerarse como casos extremos y entre las cua-les evidentemente, se situarían diversas alternativas intermedias. Una deesas alternativas extremas consistiría en presentar un programa que ex-pusiera un gran número de ejemplos de este tipo, es decir, de productosde nuestro entorno habitual relacionados con la química, aunque desa-rrollados con no demasiada profundidad. Otra alternativa sería la de se-leccionar un número más reducido de esos ejemplos pero estudiandoahora cada uno más detalladamente y con mayor extensión.

PRESENTACIÓN

Nosotras, para la presente obra, hemos optado por la segunda deesas alternativas. Los ejemplos seleccionados han sido algunos de losque conectan la química con nuestro hogar. En este sentido se han tra-tado los alimentos, el vino —producto tan representativo de nuestra die-ta mediterránea— y los medicamentos, distribuyendo los temas corres-pondientes en dos bloques temáticos. El primero de estos bloques,denominado «La química en el hogar y en la salud» tiene una dimensiónmás química mientras que la del segundo, «La química y la tecnologíaAlimentaría», como su mismo nombre indica, está más inclinada hacialos aspectos tecnológicos e industriales. El primer bloque comienza asípor los alimentos desde la perspectiva de su elaboración «casera», es de-cir, en nuestra cocina (Tema 1: «Química en la cocina»), estudiando sucomposición química, características químico-físicas y procesos químicosque tienen lugar cuando estamos cocinando. En el tema siguiente, titu-lado «La química y el vino», se exponen las diferencias de los principalestipos de vinos, su origen y los métod os de su elaboración desde los bási-cas a los más sofisticadas para vinos especiales. En el Tema 3: «Medica-mentos, química y salud» se señala la forma de nombrar los medica-mentos, su clasificación más general y los efectos más significativos dealgunos de ellos, en especial de los que son más conocidos y que con másfrecuencia suelen encontrarse en nuestro botiquín.

Llegamos así al segundo bloque, en el que se analizan aquellos pro-cedimientos que han sido llevados a cabo con los alimentos que compra-mos y los aditivos que se han utilizado, con el fin de protegerlos, lograr sumejor conservación y aumentar su calidad. Todo ello se estudia a travésde dos temas, «La Química en la conservación y protección de los ali-mentos» (Tema 4) y «La Química en la mejora de la calidad nutritiva delos alimentos» (Tema 5). Se analizan así tanto los tipos de colorantes,conservadores, antioxidantes o potenciadores de sabor como la contri-bución de la química a la creación de nuevos alimentos y a la mejora delos ya existentes. En definitiva, a pesar de esa perspectiva más tecnológi-ca, se realiza este estudio siempre dentro del marco de la química.

LAS AUTORAS


Bloque temático I

LA QUÍMICA EN EL HOGARY EN LA SALUD

Tema 1QUÍMICA EN LA COCINA

Pilar Cornago Ramírez

ESQUEMA DE CONTENIDOS

Introducción

COMPONENTES DE LOS ALIMENTOS

1.1. Aminoácidos, péptidos y proteínas1.1.1. Aminoácidos1.1.2. Péptidos y proteínas

1.2. Lípidos1.2.1. Importancia y clasificación1.2.2. Estructura y clasificación de los ácidos grasos

1.2.2.1. Ácidos grasos saturados1.2.2.2. Ácidos grasos no saturados

1.2.3. Fosfolípidos, ceras y esteroles1.2.4. Deterioro de los lípidos. Rancidez

1.3. Hidratos de carbono1.3.1. Importancia1.3.2. Clasificación1.3.3. Monosacáridos

1.3.3.1. Propiedades y distribución en la naturaleza1.3.4. Oligosacáridos

1.3.4.1. Lactosa1.3.4.2. Maltosa1.3.4.3. Sacarosa

1.3.5. Polisacáridos1.3.5.1. Celulosa1.3.5.2. Almidón1.3.5.3. Glucógeno

1.4. Agua1.5. Vitaminas

1.5.1. Contenido de vitaminas en los alimentos1.5.2. Necesidades, distribución y estabilidad

1.6. Minerales

CARACTERÍSTICAS ORGANOLÉPTICAS DE LOS ALIMENTOS

1.7. Color1.7.1. Clorofila1.7.2. Carotenoides

1.7.2.1. Carotenos1.7.2.2. Xantofilas

1.7.3. Antocianinas y flavonoides1.7.3.1. Antocianinas1.7.3.2. Flavonoides

1.7.4. Mioglobina y hemoglobina1.7.5. Colorantes naturales usados en alimentación

1.8. Olor y sabor1.8.1. Olor

1.8.1.1. Sustancias aromáticas típicas de algunos alimentos1.8.2. Sabor

1.8.2.1. Sabor dulce1.8.2.2. Sabor salado1.8.2.3. Sabor ácido1.8.2.4. Sabor amargo1.8.2.5. Sabores picante y astringente

1.8.3. Mecanismos de producción de sabores y olores

PRINCIPALES PROCEDIMIENTOS PARA LA ELABORACIÓNDOMÉSTICA DE LOS ALIMENTOS

1.9. Cortar y picar alimentos1.10. Ácidos y bases en la cocina1.11. Formas de conservar alimentos

1.11.1. Enfriamiento y congelación.1.11.2. Escabeches1.11.3. Salazones

1.12. Cocinado, cocción o tratamiento culinario1.12.1. Propagación del calor

— Conducción— Convección— Radiación

1.13. Cocción en medio acuoso1.13.1. Cocción a reflujo1.13.2. Baño María1.13.3. Olla a presión1.13.4. Cocción con evaporación controlada

1.14. Cocción en medio graso1.15. Cocción en medio gaseoso

1.15.1. Asados al horno1.15.2. Asados a la brasa1.15.3. Asados a la plancha

1.16. Microondas1.17. Bibliografía

INTRODUCCIÓN

La química de los alimentos ha ido experimentando un desarrollopaulatino con el aporte de técnicas de obtención y procesamiento de ali-mentos provenientes de civilizaciones, como la egipcia, la griega, la ro-mana, la azteca y otras. Ha sido, sin embargo en los últimos 20-30años, y debido a la contribución de la biología y de la bioquímica, don-de se ha producido el gran desarrollo de nuestra actual tecnología ali-mentaria.

Podemos definir alimento como todo producto comestible o bebibleque es factible de ser ingerido, absorbido por el organismo y utilizadopara su correcto desarrollo. Los alimentos, como veremos en la primeraparte del tema, contienen una serie de componentes básicos: proteínas,grasas, hidratos de carbono, vitaminas o sus precursores, agua y sales mi-nerales, compuestos con una estructura química determinada y caracte-rística y cuya alteración puede provocar pérdidas de su valor nutritivo. Laquímica de los alimentos está relacionada de forma muy directa con to-das las transformaciones que sufren éstos a lo largo de las manipulacio-nes de las que son objeto.

Aunque el hambre y en menor medida la sed son impulsos primariosque nos llevan a tomar alimentos, existen también otras sensaciones im-portantes relacionadas con los sentidos (vista, olfato, gusto y tacto) quedespiertan nuestro apetito y nos inducen a comer. Las propiedades or-ganolépticas de los alimentos, a las que dedicaremos la segunda parte deeste capítulo, son también el resultado de la presencia de compuestos quí-micos con unos determinados grupos funcionales y a veces con una cier-ta estereoquímica, como podemos ver a continuación en el caso del li-moneno.

La atracción que el hombre experimenta por los aromas y perfumesno es nada nuevo, ya que si hacemos historia, recordaremos como losegipcios los utilizaban en cocina y medicina o como los imperios occi-dentales han luchado por conseguir el monopolio en el comercio de es-pecias.

Por otro lado el desarrollo de conservantes, estabilizantes, edulco-rantes, etc., ha influido en la forma de preparar, envasar, almacenar ytransportar alimentos, haciendo posible que podamos tener muchos deellos en cualquier época del año y permitiendo el abastecimiento de la po-blación en las grandes urbes. Esta misma tecnología ha permitido tam-bién disponer de gran cantidad de alimentos listos para el consumo,como: sopas de sobre, productos enlatados, hortalizas y verduras preco-cinadas, etc.

Finalmente, añadir que durante el almacenamiento, manipulación, co-cinado —al que dedicaremos la parte final del tema— o incluso comoocurre con algunas frutas durante el proceso de maduración en el propioárbol, se pueden producir cambios, unas veces fácilmente detectables yotras no, a veces deseados y otras no y que son debidos a reaccionesquímicas o enzimáticas.

COMPONENTES DE LOS ALIMENTOS

1.1. AMINOÁCIDOS, PÉPTIDOS Y PROTEÍNAS

El ser humano para sintetizar distintas sustancias nitrogenadas, entreellas las proteínas, ha de utilizar nitrógeno orgánico procedente de lospéptidos presentes en su dieta.

Las proteínas son un tipo de biopolímeros, cuyo nombre deriva delgriego «ser primero», que forman parte del tejido conectivo y muscular delos animales y que desempeñan en el organismo humano funciones bio-


El isómero S del limoneno tiene olor a limón, mientras que el isómero R lo tiene a naranja

lógicas características. Unas son estructurales: intervienen en la regene-ración y formación de tejidos y otras son reguladoras: enzimas, hormonaso anticuerpos.

Por otro lado los aminoácidos y péptidos contribuyen directamente alsabor de los alimentos y son precursores de los componentes aromáticosy las sustancias coloreadas que se forman en los procesos de obtención,preparación y almacenamiento de los mismos, por reacciones térmicasy/o enzimáticas.

Las proteínas son capaces, además, de formar o estabilizar geles, es-pumas (por ejemplo en productos de panadería, dulces, postres y cerve-za), masas como el gluten de la harina de trigo al absorber agua y emul-siones como leche, mantequilla y mahonesa (emulsiones de aceite enagua) que son esenciales para las propiedades físicas de los alimentos.

Debido a la dificultad que para muchos países en vías de desarrollosupone el conseguir alimentos ricos en estos nutrientes, como son loshuevos, leche y carne, se están realizando estudios sobre el uso de prote-ínas no convencionales para consumo humano.

1.1.1. Aminoácidos

Estos compuestos contienen en su molécula un grupo amino y un gru-po ácido carboxílico. De todos los aminoácidos encontrados en la natu-raleza (aprox. 200) sólo 20 funcionan como constituyentes básicos delas proteínas y muestran las siguientes características:

— Son α aminoácidos (grupo carboxilo y amino situados en el car-bono α).

— Las emulsiones son sistemas dispersos de dos o más líquidos pocosolubles o insolubles entre sí. Las proteínas, debido a su naturalezaanfipática, estabilizan las emulsiones.

— La espuma generada al batir la clara de huevo (punto de nieve) seutiliza para introducir aire y así «esponjar los alimentos». En el ba-tido la ovomucina (que se considera que tiene actividad biológicacontra varios virus) forma en torno a las burbujas de aire una pe-lícula de material insoluble, que estabiliza la espuma.

QUÍMICA EN LA COCINA 19

— Todos, excepto la glicina presentan como mínimoun C asimétrico que hace que existan dos formas(isómeros D y L) opticamente activas.

— La isoleucina y la treonina contienen dos C asi-métricos y por consiguiente cuatro estereoisóme-ros.

— Todos los aminoácidos encontrados en las proteínas son de la serieL, lo que les hace susceptibles a la acción de las proteasas. En lanaturaleza se han encontrado D-aminoácidos en bacterias comocomponentes de su pared celular y en ciertos antibióticos.

Debido a la presencia de grupos carboxilo, amino y otros, los amino-ácidos pueden estar cargados positiva o negativamente en función del pHdel medio en el que se encuentren. Existe un estado químico —punto iso-eléctrico (pI) o de doble ión— en el que la carga eléctrica neta es cero(mismo número de cargas + y –). Los aminoácidos, por tanto, pueden pre-sentar tres estados en función del pH:

• Forma catiónica ........ pH < pI

• Carga cero ................. pH = pI

• Forma aniónica ......... pH > pI

La (Tabla 1.1) recoge la estructura de la cadena lateral de los 20 ami-noácidos componentes de las proteínas, su pI, carácter hidrófilo o hidró-fobo y condición de dispensable o indispensable. La letra mayúscula in-dicada como segunda abreviatura es la que se utiliza para escribirsecuencias de aminoácidos. El carácter hidrófilo-hidrófobo está relacio-nado con su solubilidad en agua, es decir, con su capacidad para esta-blecer enlaces de hidrógeno con estas moléculas. Finalmente, un amino-ácido es indispensable cuando forzosamente ha de ser obtenido de ladieta, siendo por el contrario dispensable cuando puede sintetizarse encantidad suficiente.

En muchas partes del mundo donde hay carencia de proteínas, laadición de aminoácidos esenciales para mejorarlas es muy importante.Así en Japón, Tailandia y Túnez se refuerza el arroz por adición de L-li-sina y L-treonina. También se utilizan aminoácidos sintéticos como com-ponentes de algunas dietas utilizadas en viajes espaciales, estados pre ypost operatorios, etc. Entre estos aminoácidos se encuentran la metioni-na, la lisina y sobre todo el ácido glutámico que se utiliza como poten-ciador del sabor en muchos alimentos.



TABLA 1.1. Aminoácidos componentes de las proteínas

Nombre Abrev. -R pI Hidrófilo Hidrófobo Indis. Disp.

Glicina Gly, G -H 6,06 X X

Alanina Ala, A -CH3 6,02 X X

Valina Val, V -CH(CH3)2 5,97 X X

Leucina Leu, L -CH2CH(CH3)2 5,98 X X

Isoleucina Ile, I -CH(CH3)CH2CH3 6,02 X X

Serina Ser, S -CH2OH 5,68 X X

Treonina Thr, T -CH(OH)CH3 6,53 X X

Ac. Aspártico Asp, D -CH2COOH 2,97 X X

Asparraguina Asn, N -CH2CONH2 5,41 X X

Ac. glutámico Glu, E -(CH2)2COOH 3,22 X X

Glutamina Gln, Q -CH2CH2CONH2 5,65 X X

Lisina Lys, K -CH2(CH2)3NH2 9,74 X X

Arginina Arg, R -(CH2)3-NH-C=NH 10,8 X X*|NH2

Cisteína Cys, C -CH2SH 5,02 X X

Metionina Met, M -CH2CH2-S-CH3 5,75 X X

Fenilalanina Phe, F 5,48 X X

Tirosina Tyr, Y 5,65 X X

Triptófano Try, W 5,88 X X

Histidina His, H 7,58 X X*

Prolina Pro, P ** 6,3 X X

* Indispensable para niños, no para adultos.

** Prolina es un iminoácido de fórmula

1.1.2. Péptidos y proteínas

La unión de los aminoácidos entre sí mediante un enlace amida (en-lace peptídico) da lugar a la formación de péptidos y proteínas.

De acuerdo con el número de restos de aminoácidos 2, 3, 4, etc., seforman di, tri, tetrapéptidos, etc. Se consideran oligopéptidos los quecontienen hasta 10 restos de aminoácidos. A los péptidos mayores se lesdenomina polipéptidos, desde los cuáles el paso a proteínas se producesin solución de continuidad. Para la mayoría se considera el límite de unpeso molecular de unos 10.000, es decir unos 100 restos de aminoácidos.

Los péptidos se pueden producir en el tracto gastrointestinal durantela digestión de las proteínas por las enzimas proteasas o existir en estadonatural como la carnosina, anserina o balenina (dipéptidos del músculode vertebrados), las hormonas de la pituitaria posterior (oxitocina y va-sopresina) o el tripéptido glutation, presente en cítricos y en la sangre yempleado como saborizante ya que en su degradación térmica producecompuestos con aroma similar al de la carne.

Las proteínas, al igual que los péptidos, están formadas por amino-ácidos enlazados mediante unión de tipo amida. El orden en que se en-cuentran unidos los aminoácidos en la cadena (estructura primaria) yde la que dependen la conformación de la molécula (estructuras se-cundaria y terciaria), es una propiedad controlada genéticamente yúnica para cada fracción por lo que el aprovechamiento biológico deuna proteína debido a la especificidad de las enzimas digestivas, va a de-pender en gran medida de su secuencia. En muchos casos las proteínasforman agregados que tienen determinada geometría (estructura cua-ternaria).

Cuando se altera la conformación nativa (estructuras secundaria y ter-ciaria) se habla de proteína desnaturalizada. La desnaturalización puedeser producida por cambios de temperatura, pH, adición de disolventes or-gánicos, etc., y puede ser, en general:

— reversible cuando la cadena peptídica sigue más o menos plegadapor interacción con los agentes desnaturalizantes o


— irreversible si la cadena peptídica desplegada se estabiliza por in-teracción intermolecular con otras cadenas peptídicas como ocu-rre en la cocción de los huevos (coagulación) donde la clara, gela-tinosa y transparente se vuelve dura y blanca.

Las proteínas pueden ser:

— Simples u homoproteínas: cuando en su composición solo hayaminoácidos. Entre ellas está la insulina.

— Conjugadas o heteroproteínas: las que además de aminoácidos po-seen una fracción no proteica o grupo prostético. Entre ellos:

• Metaloproteínas. Contienen un metal, Cu o Fe como la hemo-globina y la mioglobina, muy abundante en mamíferos bucea-dores como ballena, foca y morsa, cuyos músculos son tan ricosen mioglobina que presentan una coloración pardo oscura.

• Glucoproteínas: unidas a hidratos de carbono, como el colágeno.

• Lipoproteínas: unidas principalmente a fosfolípidos, colesterol ytriglicéridos.

• Fosfoproteínas como la caseína de la leche, que contiene ácidofosfórico esterificado con restos de serina.

• Nucleoproteínas: que se encuentran sobre todo en el material ge-nético de muchas células.

1.2. LÍPIDOS

1.2.1. Importancia y clasificación

La palabra lípido viene del griego «lipos» que significa grasa. Se tratade un grupo de compuestos que contienen carbono, hidrógeno y oxígeno,a veces también nitrógeno y fósforo y que integran cadenas hidrocarbo-nadas alifáticas o aromáticas. Los lípidos son, un grupo heterogéneo desustancias, que tienen en común el ser solamente solubles en disolventesorgánicos e insolubles en agua pudiendo, debido a esto, separarse fácil-

Estas moléculas abiertas son atacadas fácilmente por enzimascontenidas en el propio alimento o en el estómago humano que las hi-drolizan en sus aminoácidos. Por este motivo, la carne que ha sido so-metida a algún proceso de cocción se digiere mejor que la carne cruda.


mente de proteínas e hidratos de carbono. Hay lípidos que son tensioac-tivos, por tener componentes con grupos hidrófilos. A estos compuestos,entre ellos los fosfoglicéridos y esfingolípidos (contienen en vez de glice-rol, el aminoalcohol esfingosina) que se orientan espontáneamente con elgrupo polar hacia el agua, se les puede clasificar como polares (anfifíli-cos), diferenciándolos así de los lípidos neutros o no polares.

La importancia de los lípidos en relación con la nutrición estriba en suelevado valor energético (9 kcal/gramo) y en la presencia en ellos de ácidosgrasos y vitaminas. Por ser poco conductores del calor son importantes ais-lantes naturales, lo que permite que el tejido adiposo mantenga estable latemperatura del organismo en animales y en el hombre. Además, tienenpropiedades indispensables en la preparación de alimentos, como:

— Sabor agradable.— Capacidad disolvente para sustancias aromáticas y sápidas.— Permitir preparar los alimentos en medio oleoso a temperaturas

elevadas.— Contribuir a la textura y a las propiedades sensoriales del alimento.

Algunos pueden actuar como emulsionantes y otros son pigmentos li-posolubles. Se pueden encontrar principalmente en tejidos animales y se-millas oleaginosas y excepcionalmente en alguna fruta como el aguacate.También en aceitunas y nueces.

La clasificación de los lípidos se puede hacer basándose en algunapropiedad física o química:

— En el carácter polar o apolar comentado anteriormente;— en su capacidad o no para producir jabones: saponificables o in-

saponificables o— en función de su estructura química (Tabla 1.2).


TABLA 1.2. Clasificación de los lípidos

A. Lípidos simples. Ésteres de ácidos grasos y alcoholes1. Grasas y aceites. Ésteres de glicerol con ácidos monocarboxílicos.2. Ceras. Esteres de alcoholes monohidroxilados y ácidos grasos.

B. Lípidos compuestos. Lípidos simples conjugados con moléculas no lipídicas1. Fosfolípidos. Diacilglicéridos que contienen una molécula de ácido fosfórico

unida al glicerol (enlace ester) y a una base que puede ser nitrogenadacomo la colina, el aminoácido serina o un alcohol como el inositol.

(Continúa)

1.2.2. Estructura y clasificación de los ácidos grasos

Las grasas y los aceites, formados casi en un 100% por triacilglicéridos(ésteres de ácidos grasos con glicerol), son los lípidos más abundantes en losalimentos. Por tanto, los ácidos grasos son los componentes más comunes delos lípidos que representan un interés en alimentación, debiéndose funda-mentalmente a su presencia y concentración las diferencias de estabilidad,comportamiento, estado físico, etc., encontradas en grasas y aceites.

Los ácidos grasos que comúnmente se encuentran en los alimentos(Tabla 1.3), son ácidos monocarboxílicos, saturados o insaturados, de ca-dena lineal, con un número par de átomos de carbono y que general-mente se encuentran esterificados formando los triacilglicéridos.


(Continuación)

2. Glucolípidos. Compuestos de carbohidratos, ácidos grasos y esfingosinol,llamados también cerebrósidos.

C. Compuestos asociados1. Ácidos grasos libres (derivados de los lípidos simples).2. Pigmentos.3. Vitaminas liposolubles.4. Esteroles.5. Hidrocarburos

TABLA 1.3. Ácidos grasos más comunes presentes en los alimentos

Nombre sistemático Nombre común Estructura Punto fusión °C

Ácidos saturados

n-Butanoico Butírico 4:0 –7,9n-Hexanoico Caproico 6:0 –3,4n-Octanoico Caprílico 8:0 16,7n-Decanoico Cáprico 10:0 31,6n-Dodecanoico Láurico 12:0 44,2n-Tetradecanoico Mirístico 14:0 54,1n-Hexadecanoico Palmítico 16:0 62,7n- Octadecanoico Esteárico 18:0 69,6n-Eicosanoico Araquídico 20:0 75,4n-Docosanoico Behénico 22:0 79,9

(Continúa)

Su estructura puede indicarse de forma abreviada (Tabla 1.3) dandoen primer lugar el número total de átomos de carbono, seguido de dospuntos, del n.o total de dobles enlaces y de las posiciones de los mismosprecedidas del símbolo ∆.

Los bajos puntos de fusión que caracterizan a los aceites están rela-cionados bien, con una alta proporción de ácidos grasos insaturados,como en el aceite de oliva y maíz, bien con una alta proporción de ácidosgrasos de cadena corta, como en la leche y aceite de coco.

1.2.2.1. Ácidos grasos saturados

Este grupo de compuestos lo integran ácidos de 4 a 24 átomos de car-bono en los que el punto de fusión aumenta con el peso molecular; así a25 °C los de C4-C8 son líquidos, mientras que los de números de C supe-riores a 10 son sólidos. Por el contrario, su solubilidad en agua es inver-samente proporcional al peso molecular. Su estabilidad frente a procesosde deterioro (oxidación) es más alta que en los insaturados, aunque cuan-do las temperaturas son muy elevadas (por encima de 200 °C) como su-cede cuando se fríen los alimentos, pueden sufrir reacciones de oxidación.

En cuanto a su procedencia: el ácido láurico abunda en el aceite decoco, el palmítico en los lípidos de la palma, mientras que el butírico solose encuentra en la grasa de la leche o la mantequilla y esto se aprovechapara cuantificar la presencia de grasa láctea en los productos o la adul-teración de la misma.

Los ácidos grasos con menos de 10 átomos de C, y dependiendo de laconcentración, son los responsables del aroma y sabor de los derivadoslácteos:


(Continuación)

Nombre sistemático Nombre común Estructura Punto fusión °C

Ácidos insaturados

cis-9-Hexadecenoico Palmitoleico 16:1∆9 –0,5cis-9-Octadecenoico Oleico 18:1∆9 10,5cis,cis-9,12-Octadecadienoico Linoleico 18:2∆9,12 –5,0Todos-cis-9,12,15-Octadecatrienoico Linolénico 18:3∆9,12,15 –11,0Todos-cis-5,8,11,14-Eicosatetraenoico Araquidónico 20:4∆5,8,11,14 –49,5Todos-cis-7,10,13,16,19-Docosapen-

tenoico Clupanodónico 22:5∆7,10,13,16,19

— A concentraciones altas causan problemas de rancidez y

— a bajas concentraciones les confieren al queso y a la mantequillalas propiedades sensoriales requeridas.

Se recomienda que su consumo no represente más de un 10% de lascalorías totales de una dieta, debido a que se piensa que pueden ser lacausa de problemas de arteriosclerosis.

1.2.2.2. Ácidos grasos no saturados

Los más comunes son los que tienen uno, dos o tres dobles grupos ali-lo en el resto acilo. Los que contienen una sola insaturación —monoin-saturados— suelen presentar el doble enlace entre las posiciones 9 y 10.En forma natural, los dobles enlaces suelen presentar configuración cis, ycuando hay dos o más, estar separados por un grupo metileno.

Son compuestos muy abundantes en los aceites vegetales y marinos,con una alta reactividad y por tanto susceptibles a oxidarse e isomeri-zarse, siendo su temperatura de fusión inferior a la de los saturados deigual longitud de cadena.

En los aceites que provienen de algunos peces existe una relación di-recta entre el grado de insaturación y la temperatura del agua; a medidaque ésta es más fría hay un mayor número de insaturaciones, lo quepermite a los lípidos permanecer en estado líquido a esas temperaturas yhace también que sean los aceites de origen animal los que se oxiden másfácilmente. Por ejemplo el aceite de arenque contiene ácido araquidónicoy clupanodónico en cantidades que representan más del 10% de los áci-dos grasos totales.

El ácido linoleico está considerado como un ácido graso indispensa-ble, ya que no se sintetiza en el organismo, recomendándose una inges-tión de 2-10 gramos por día. Es un precursor del araquidónico (conside-rado también indispensable) y se utiliza en la síntesis de hormonasprostaglandinas. Entre las funciones de los ácidos grasos indispensablesestán la regulación del metabolismo del colesterol y el mantenimiento delpelo y la piel.


1.2.3. Fosfolípidos, ceras y esteroles.

Fosfolípidos

En casi todos, el ácido graso en posiciónα suele ser saturado (palmítico o esteári-co) o monoinsaturado (oleico), mientrasque el situado en posición β es insatura-do (linoleico, linolénico o araquidónico).Esta elevada instauración hace no sóloque se oxiden fácilmente sino que seanlos iniciadores de las reacciones de dete-rioro en las grasas y aceites que los con-

tienen; aunque en algunos casos, en función de la concentración puedenactuar como antioxidantes, como ocurre con la lecitina utilizada en pro-ductos infantiles y pastelería. Junto con las proteínas participan en laconstrucción de las membranas celulares por lo que se encuentran tantoen los alimentos de origen animal como vegetal.

Ceras

Son esteres formados por una mo-lécula de un alcohol monohidroxi-lado de cadena larga y una de áci-do graso. Se trata de lípidos quefunden entre 40 y 100 °C, resisten-tes a la hidrólisis y que actúancomo protectores de hojas, tallos yfrutos en los vegetales y del pelo,lana y plumas de los animales.

Esteroles

Son lípidos insaponificables (no tienen capacidad de formar jabo-nes). En su composición encontramos, el grupo químico ciclopentano-perhidrofenantreno, una cadena hidrocarbonada y un alcohol. Estánpresentes tanto en el reino vegetal como animal, siendo el colesterol el es-terol animal más importante y abundante. Sólo el 35% del colesterolpresente en el cuerpo humano proviene de la dieta, siendo el 65% restantesintetizado en el hígado. Un consumo excesivo de colesterol y de grasas


saturadas conlleva un incremento del primero en sangre, que puede pro-vocar un depósito de placas de lípidos en las paredes de las arterias.

1.2.4. Deterioro de los lípidos. Rancidez

La rancidez es un indicio familiar del deterioro de grasas y aceites. Enla grasa de la leche, normalmente la rancidez es debida a la presencia deácidos grasos de cadena corta, originados en la hidrólisis de los triglicé-ridos (lipólisis) por la acción de microorganismos, enzimas o altas tem-peraturas. Los ácidos producidos, caproico, butírico, láurico y caprílico,son ácidos volátiles, con olores peculiares y responsables del deteriorosensorial de estos productos.

En otras grasas y aceites, así como en las partes grasas de carnes ypescados la rancidez es el resultado de la autoxidación de los ácidos gra-sos insaturados. Se trata de un mecanismo que funciona a través de laformación de radicales libres, que genera compuestos que a su vez cata-lizan la propia reacción y que se favorece a medida que aumenta la con-centración de ácidos grasos insaturados. Existen una serie de factores quefavorecen esta reacción, como son:

a) Altas temperaturas por encima de 60 °C, aunque puede producirsetambién, debido a la presencia de catalizadores, en alimentos re-frigerados e incluso congelados.

b) Presencia de Cu y Fe en concentraciones inferiores a 1 ppm.

c) Radiación ultravioleta.

d) Peróxidos provenientes de grasas oxidadas, por lo que no es con-veniente mezclar aceites ya utilizados con aceites nuevos.

El uso reiterado de aceites utilizados para freír alimentos, conduce através de reacciones de polimerización, a la formación de compuestos de

— En la yema de huevo los triacilglicéridos representan el 66% de loslípidos totales, el colesterol el 5% (aprox. 225-275 mg por huevo) ylos fosfolípidos el 28%.

— En la leche los fosfolípidos representan un 0,2-1% y el colesterol un85% (120 mg/L)

— El pescado y la carne de bovino contienen 75 mg de colesterol porcada 100 g.


alto peso molecular que son los causantes de las espumas y del aumentode viscosidad del aceite.

Aunque es posible retardar la aparición de rancidez en grasas y acei-tes, evitando altas temperaturas, presencia de metales, etc., la adición deantioxidantes en alimentos grasos es de uso común. A pesar de la polé-mica existente acerca de su posible carcinogenidad, parece que no podránretirarse completamente hasta que:

1. La cuestión de la carcinogenidad esté clarificada y

2. se realicen más progresos en cuanto a su sustitución por antioxi-dantes naturales, como los tocoferoles o los ácidos grasos deriva-dos del ácido ascórbico.

Los peróxidos actúan también sobre algunas proteínas produciendocompuestos de efectos aún desconocidos sobre el organismo humano, re-duciendo su calidad debido a la pérdida de aminoácidos como lisina,triptófano, metionina, etc., y provocando su polimerización e insolubili-zación.

1.3. HIDRATOS DE CARBONO

1.3.1. Importancia

Son las sustancias orgánicas más ampliamente distribuidas y la fuen-te más barata de alimentos, constituyendo en muchos países del 50 al80% de su dieta.

Las plantas verdes a partir de dióxido de carbono y agua y con ayudade la energía lumínica del sol sintetizan glucosa, mediante el proceso de-nominado fotosíntesis.

6CO2 + 12H2O → C6 H12O6 + 6H2O + 6O2

A partir de este azúcar y mediante diversas rutas bioquímicas, se ob-tienen otros como fructosa, sacarosa, etc. La glucosa tiene una enormeimportancia en el metabolismo de las células ya que genera, por medio dela glucolisis y el ciclo de Krebs, ATP que es la base energética de los sis-temas biológicos. El glucógeno (presente en los músculos y en el hígadoproporciona la energía necesaria para el movimiento muscular y su ex-ceso se convierte en grasa) y el almidón constituyen respectivamente,


las fuentes de reserva de glucosa en animales y plantas. Los hidratos decarbono pertenecen al grupo de nutrientes básicos en la alimentación,siendo incluso aquellos no digeribles como la celulosa o pectinas que seeliminan por las heces sin producir energía, necesarios como fibra crudapara conseguir una alimentación equilibrada.

Cumplen una serie de funciones en los alimentos, entre las que pode-mos destacar las de: espesantes, estabilizantes, edulcorantes, gelificantesy precursores de compuestos con aroma o color que se forman en los ali-mentos.

1.3.2. Clasificación

El nombre de hidratos de carbono o carbohidratos se utilizó en prin-cipio para designar una serie de compuestos conteniendo carbono, hi-drógeno y oxígeno y de fórmula empírica CnH2nOn . Posteriormente, sehan descubierto numerosos compuestos que, aún no ajustándose a estafórmula empírica, pero debido a su comportamiento químico, deben in-cluirse como carbohidratos, por ejemplo los dexosiazúcares, aminoazú-cares y otros compuestos.

Su clasificación se hace en base a distintos criterios, entre otros: poderedulcorante, utilización en alimentación, abundancia en la naturaleza oestructura química y que al igual que en los lípidos es el criterio que va-mos a seguir para su clasificación. Así y de acuerdo al número de átomosde carbono presentes podemos hablar de monosacáridos, disacáridos ypolisacáridos (Tabla 1.4).

Con el nombre de «fibra» se designa a un grupo de polisacáridosque solo se encuentran en forma natural en alimentos de origen vege-tal. Tienen la capacidad de hincharse al absorber agua y aumentar asíel volumen de la materia fecal, provocando un aumento de los movi-mientos peristálticos y facilitando el tránsito intestinal.

Una dieta pobre en fibra se relaciona con problemas de diverticu-losis, hemorroides, cáncer de colon y recto, etc. Por el contrario unadieta demasiado abundante en fibra puede provocar diarrea y déficit enlos niveles de Ca, Zn, Fe, Mg, P, vitamina B12 y algunos aminoácidos.


1.3.3. Monosacáridos

Los hidratos de carbono que no pueden ser hidrolizados en otrosmás simples se denominan monosacáridos. Son polihidroxialdehidos (al-dosas) derivados del gliceraldehído, o polihidroxicetonas (cetosas), deri-vadas de la hidroxiacetona. Según el número de átomos de carbono, sedesignan como tetrosas, pentosas, hexosas… o como tetrulosas, pentulo-sas, hexulosas… respectivamente, según pertenezcan a una u otra serie,indicándose la posición del grupo cetónico con un número.

El C-2 del gliceraldehído es asimétrico existiendo dos enantiómeros elD (hidroxilo del C asimétrico a la derecha) y el L (hidroxilo del C asimé-trico a la izquierda). La adición de sucesivas unidades -CHOH dará lugara la formación de tetrosas, pentosas y hexosas de las series D (D-aldosas)y L (L-aldosas), cuando el grupo hidroxilo del C asimétrico más alejadodel aldehído se encuentre a la derecha o la izquierda del plano central dela molécula, respectivamente. De cada una de las 4 tetrosas obtenidas apartir del gliceraldehído se obtienen 8 pentosas, que a su vez conducen ala formación de 16 hexosas isómeras. En la figura 1.1 se recogen las fór-mulas y nombres de D-aldosas en la proyección de Fischer.

La glucosa y la galactosa son epímeros en el C-4, es decir son isóme-ros que sólo se diferencian en la posición de un grupo hidroxilo (en estecaso el 4) distinto al de referencia (C-5).


TABLA 1.4. Clasificación de los hidratos de carbono más importantes en alimentos

a) Monosacáridos

Pentosas: xilosa, arabinosa, ribosa…Hexosas:

— Aldohexosas: glucosa, galactosa, manosa…— Cetohexosas: levulosa o fructosa, sorbosa…

b) Oligosacáridos

Disacáridos: lactosa, sacarosa, maltosa…Trisacáridos: rafinosa…Tetra y pentasacáridos: estaquiosa, verbascosa…

c) Polisacáridos

Homopolisacáridos: almidón, glucógeno, celulosa…Heteropolisacáridos: hemicelulosa, pectinas…

FIGURA 1.1. D-aldosas de 4, 5 y 6 átomos de C en proyección de Fischer.

Los azúcares pueden representarse mediante las proyecciones de Fis-cher y de Haworth o mediante la fórmula conformacional (Figura 1.2).

FIGURA 1.2. Diferentes representaciones de la D-Glucosa.

Debido a la alta reactividad del grupo carbonilo hacia los grupos al-cohol de la misma molécula, todos los monosacáridos a partir de tetrosasy 2-pentulosas pueden ciclarse mediante la formación de un enlace he-


miacetálico para dar lactoles hexagonales o pentagonales. Los lactoles de-rivados del tetrahidrofurano se nombran como furanosas, mientras quelos derivados del tetrahidropirano se denominan piranosas. La uniónhemiacetal origina un nuevo centro asimétrico en el C-1, dando lugar ados formas diastereómeras denominadas anómeros y que se designan porα y β. En la proyección de Haworth es válida, en general, la regla de queel grupo -OH se encuentra por debajo/encima del plano del anillo en losanómeros α/β de la serie D y por encima/debajo en los de la serie L.

1.3.3.1. Propiedades y distribución en la naturaleza

Los monosacáridos son compuestos solubles en agua, en general consabor dulce, aunque hay algunos amargos (la β-D-manosa es dulce-amar-ga) y que se encuentran mayoritariamente formando diversos polisacári-dos.

— La glucosa o D-gluco-hexosa, conocida también como azúcar deuva (porque constituye el 95% de los azúcares totales) o comodextrosa (porque es dextrorrotatoria), es el monosacárido másabundante, encontrándose en diferentes frutas y hortalizas comola cebolla. La glucosa que se emplea comercialmente se obtienepor hidrólisis del almidón.

— La fructosa o D-arabino-2-hexulosa, se encuentra princi-palmente en las mieles y jugos de diversas frutas y seproduce en cantidades equimoleculares junto a la glu-cosa por hidrólisis de la galactosa. Forma parte de algu-nos polisacáridos como la inulina.

— La galactosa forma parte de algunos compuestos comolos cerebrósidos y los gangliósidos indispensables en eltejido nervioso del cerebro. Es componente, junto con laglucosa, de la lactosa de la leche.

La mayoría de las pentosas se encuentran al igual que las anteriorescomo polímeros y además formando parte de diversos glucósidos (com-puestos formados por la unión de un azúcar, mediante su carbono ano-mérico reductor, a un grupo alcohol propio o de otro compuesto que pue-de ser o no un azúcar). La ribosa es un componente de los nucleótidosque integran los ácidos nucleicos. La ramnosa (desoxiazúcar) es una me-tilpentosa que forma parte de varios glucósidos como la naringina (ver1.8.2.4), hesperidina y otras antocianinas.


1.3.4. Oligosacáridos

«Oligo» en griego significa poco. Se trata, por tanto, de compuestosresultantes de la condensación de 2 a 10 unidades de monosacáridosmediante un enlace glucosídico y con pérdida de una molécula de agua.En relación con los alimentos los más importantes son los disacáridos. Elenlace glucosídico puede formarse entre el –OH del C anomérico de unmonosacárido y el –OH de otro monosacárido resultando un disacáridoreductor, o entre los –OH de los C anoméricos de ambos monómeros, porlo que el disacárido resultante tendrá carácter no reductor. Al estar enla-zados por un átomo de oxígeno reciben el nombre de O-glucósidos.En ge-neral los disacáridos se clasifican de acuerdo con su poder reductor:

— Los que son capaces de reducir las soluciones de Fehling o glico-silglicósidos como la lactosa, celobiosa, maltosa e isomaltosa y

— Los que no la reducen o glicosilgliconas como la sacarosa o latrehalosa.

1.3.4.1. Lactosa

Formada por una molécula de glucosa y otra de galactosa unidasmediante un enlace glucosídico β(1,4). Es el azúcar de la leche (aprox. enun 5% peso/volumen en la de vaca). Es un 75% menos dulce que la saca-rosa y por estar libre el C anomérico de la glucosa tiene carácter reductor.

Las judías contienen una cantidad importante de rafinosa (gluco-sa, fructosa y galactosa). El tracto intestinal de los humanos no sinte-tiza α-galactosidasa, enzima que actúa sobre este oligosacárido y pasa,por tanto, intacta al intestino grueso, donde si es atacada y metaboli-zada por su flora intestinal. Se producen varios gases, especialmenteCO2 que da lugar a las flatulencias típicas que se sufren después de co-mer legumbres.


1.3.4.2. Maltosa

Es un azúcar reductor formado por la unión de dos moléculas deglucosa mediante enlace glucosídico α(1,4). Es soluble en agua, menosdulce que la glucosa y se encuentra en la cebada y en los hidrolizados demaíz y de almidones.

1.3.4.3. Sacarosa

Es el azúcar que consumimos a diario y químicamente está formadopor una unidad de glucosa y otra de fructosa unidas mediante un enlaceglucosídico β(1,2) entre el carbono aldehídico de la glucosa y el cetónicode la fructosa, lo que hace que la sacarosa carezca de poder reductor. Esun disacárido muy soluble en agua, fácilmente hidrolizable, que se en-cuentra en la mayoría de las frutas, de las raíces y de los granos y que seobtiene de la caña de azúcar y de la remolacha. Se trata de un azúcar, queen el intestino se transforma fácilmente en glucosa, la cuál pasa rápida-mente a sangre; hecho a tener en cuenta por aquellas personas con pro-blemas en el sistema hormonal que la regula.

Cuando la sacarosa se hidroliza química o enzimáticamente, se formauna mezcla de azúcares conocida como «azúcar invertido», nombre quese debe al cambio de poder rotatorio que se produce (de +66,5° a –19,8°por la fuerte influencia de la fructosa), siendo la rotación específica deglucosa y fructosa de +52,7° y –92,4° respectivamente. Este cambio se


produce en forma natural en la miel de abeja y debido a la presencia defructosa es algo más dulce (27% aprox.) que la sacarosa.

1.3.5. Polisacáridos

Aunque de forma convencional, se considera polisacárido a aquel po-límero con más de 10 unidades de monosacáridos; sin embargo, la ma-yoría de ellos contienen cientos y a veces miles de unidades de monóme-ro. Pueden estar integrados por un solo tipo de monosacáridos—homopolisacáridos— como la celulosa y el almidón, o por diferentes ti-pos de monosacáridos —heteropolisacáridos— como las pectinas. Cuan-do están puros son incoloros, inodoros e insípidos.

1.3.5.1. Celulosa

Formado por cadenas lineales de unidades de D-glucopiranosas uni-das por enlaces β(1,4). Se halla presente en frutas, hortalizas y cerealescomo constituyente estructural de las paredes celulares. El organismo hu-mano no cuenta con las enzimas celulasas en el tracto gastrointestinal,por lo que la celulosa forma parte de la fibra cruda que es eliminada enlas heces sin haber sido aprovechada.

1.3.5.2. Almidón

Es una mezcla de dos polisacáridos muy similares: la amilosa (cade-nas lineales de unidades de α maltosa) y la amilopectina (se diferencia dela anterior en que contiene ramificaciones unidas por enlaces α-D-(1,6),localizadas cada 15-25 unidades de glucosa). Se encuentra como polisa-cárido de reserva energética en los cereales, tubérculos y en algunas fru-tas como el plátano, variando su concentración de forma inversa al gradode madurez.

Los arroces de grano largo tienen mas amilosa que los de grano me-dio y cuando se pasan de cocción se vuelven menos pegajosos y se pa-san menos que los otros pero, por el contrario, absorben menos líqui-do de cocción y resultan menos sabrosos que los de grano medio.


1.3.5.3. Glucógeno

Su estructura es muy parecida a la de la amilopectina con la diferen-cia de que presenta ramificaciones cada 12-16 unidades de glucosa. Se en-cuentra en el músculo y en el hígado y es el polisacárido de reserva ener-gética animal más importante ya que se convierte rápidamente englucosa.

1.4. AGUA

Cerca del 70% del cuerpo humano es agua, aunque hay ciertos tejidoscomo cabellos, dientes y huesos que la contienen escasamente. El orga-nismo por el sudor, la orina, las heces y la respiración pierde agua conti-nuamente, agua que ha de reponer para efectuar todas sus funcionesadecuadamente.

Es el componente más abundante en muchos alimentos (Tabla 1.5) yaunque somos conscientes de la necesidad biológica que tenemos de be-ber agua, quizá no lo seamos tanto del porcentaje con el que contribuyenlos alimentos sólidos (aprox. 850 mL/día) al total de agua ingerido (la ma-yor parte con los líquidos).


TABLA 1.5. Cantidad de agua en algunos alimentos y bebidas

Alimentos Agua (% peso/peso) Alimentos Agua (%peso/peso)

Lechuga, espárrago 95 Miel 20Calabaza, brócoli 92 Mantequilla 16Zanahoria, patata 90 Harina de trigo 12Cítricos 87 Leche en polvo 4Leche 87Manzanas, cerezas 85 Bebidas Agua (%v/v)

Queso 37 Cerveza 90Pan blanco 35 Leche 87Salami 30 Whisky 60

El agua es el medio en el que transcurren muchas reacciones quími-cas y enzimáticas y por tanto su eliminación o inmovilización por incre-mento en las concentraciones de azúcar o de sal (procesos de secado,

ahumado, salado, etc.), conlleva un aumento de la vida útil de muchosalimentos, al producirse la inhibición de muchas de estas reacciones e in-cluso del crecimiento de microorganismos.

1.5. VITAMINAS

Las vitaminas son componentes esenciales de los alimentos, que em-pezaron a adquirir importancia cuando se observó que su carencia en ladieta (hipovitaminosis o avitaminosis en su forma más grave) provocabagrandes males como el raquitismo, descrito ya por egipcios y romanos. Esimportante evitar su pérdida durante la preparación de los alimentos,como por ejemplo la producida por extracción en los procesos de coccióno escaldado (sobre todo de las hidrosolubles), teniendo siempre en men-te que generalmente un consumo variado de alimentos garantiza unaporte suficiente de vitaminas.

Con este nombre se agrupan 13 compuestos con diferente estructuraquímica y que presentan las siguientes características:

— Representan sólo el 0,015-0,02% de la dieta de un individuo.

— No producen energía, pero actúan en el control y la catálisis dereacciones propias de los procesos metabólicos.

— Debido a que se encuentran en muchos alimentos en una formaquímica sin actividad biológica, el organismo humano tiene queconvertirla en su forma activa mediante distintas reacciones.

— Ciertas vitaminas se denominan indispensables ya que el orga-nismo requiere ingerirlas en la dieta diaria.

— Otras como: biotina, ácido pantoténico, cobalamina y vitamina K,son sintetizadas en cantidades considerables por la microflora in-testinal del hombre y absorbidas a través de la pared del tractogastrointestinal. Por esta razón son pocos los casos de deficienciade estas cuatro vitaminas.

Las cantidades de vitaminas requeridas por el organismo humanoson muy bajas (son suficientes las contenidas en una dieta equilibra-da), por lo que su consumo en grandes cantidades y durante períodoslargos de tiempo, pueden originar problemas de salud.


Las vitaminas, al no pertenecer a un grupo específico de compuestosy tener estructuras químicas diferentes, se clasifican de acuerdo a su so-lubilidad en:

Liposolubles: Vitamina A, vitamina D, vitamina E y vitamina K. Con-tienen dobles enlaces en su estructura que las hace sensibles a las reac-ciones de oxidación. Son solubles en disolventes orgánicos y aceites. Elhombre al igual que otros mamíferos las almacena en el tejido adiposo,principalmente del hígado, lo que hace que una persona correctamentealimentada pueda sobrevivir varias semanas sin consumirlas.

Hidrosolubles: Tiamina (B1), Riboflavina (B2), vitamina B6, Niacina,Ácido pantoténico, Biotina, Ácido fólico, vitamina B12 y vitamina C. Elhombre no tiene capacidad de almacenarlas por lo que requiere de unaporte continuo en la dieta.

El déficit de vitaminas en la dieta humana causa una serie de proble-mas, como se puede ver en la tabla 1.6.


TABLA 1.6. Problemas más importantes asociados al deficit de vitaminas

Vitamina

ADE

KTiamina (B1)Riboflavina (B2)

Manifestaciones

Xeroftalmia y NictalopiaRaquitismoAnemia hemolítica enprematuros

Coagulación retardadaBeriberiQueilitis y queilosis

Manifestaciones

PelagraDermatitis seborreica

——

Anemia megaloblásticaAnemia perniciosaEscorbuto

Vitamina

NiacinaB6

Acido PantoténicoBiotinaAcido fólicoB12

C

1.5.1. Contenido de vitaminas en los alimentos

Podemos decir que los vegetales en general son más ricos en vitami-nas hidrosolubles que liposolubles, situación contraria a lo que ocurre enlos alimentos de origen animal; aunque hay excepciones como en el casode las espinacas y las coles que son ricas en vitamina K.

La concentración de vitaminas en los vegetales es función de variosfactores como, radiación solar, disponibilidad de agua, época del año, fer-tilización, estado de madurez, etc., y hasta de su localización en el árbolcomo ocurre en los cítricos (los más externos contienen mayor propor-

ción que los más internos). Además dentro de un mismo fruto, la distri-bución no es homogénea; la manzana concentra hasta el 80% de vitami-na C en la piel, al igual que la naranja y el limón (de un 60-70% en la cás-cara) mientras que la piña por el contrario acumula la mayor cantidad deácido ascórbico en el centro.

En el caso de las carnes tiene influencia entre otras cosas la edad y ali-mentación de los animales, concentrándose en el hígado las vitaminas li-posolubles y en el músculo pequeñas cantidades de algunas hidrosolubles.

Algunas reacciones químicas producidas por valores muy altos o bajosde pH, o por aditivos como nitritos, sulfitos, etileno, propileno, peróxi-dos... influyen en la estabilidad de las vitaminas. La composición final delalimento depende, además, de los procesos industriales a que se les so-mete para su comercialización, de la forma de almacenamiento y de lapreparación en el hogar.

1.5.2. Necesidades, distribución y estabilidad

Vitamina A

Para el adulto se recomienda un consumo diario de 3000 a 5000 UI(1UI equivale a 0.344 µg de trans-retinol) y se considera que un consumode 18000 a 20000 UI durante uno o dos meses ocasiona toxicidad. Pre-senta su máxima actividad biológica cuando todas sus insaturaciones seencuentran en configuración trans.

Se encuentra fundamentalmente en el reino animal sobre todo en elhígado de peces y de mamíferos, en la grasa láctea y en la yema de huevo,en las formas de alcohol (retinol), aldehído (retinal), ácido (retinoico) oincluso esterificada con algunos ácidos grasos. En los vegetales existe enforma de β-caroteno (ver 1.7.2.1), que es un precursor también llamado


provitamina. Contienen carotenoides las verduras (zanahorias, espinacas,pimientos, tomates...), frutas (albaricoques y naranjas) y el aceite de pal-ma. Al ser la vitamina A un hidrocarburo insaturado es sensible a las re-acciones de oxidación, especialmente a temperaturas elevadas y en pre-sencia de catalizadores como enzimas y metales de transición.

Vitamina D

Las necesidades son de 10 µg/día. El ergocalciferol (vitamina D2) y elcolecalciferol (D3) son los compuestos más importantes de los 11 que seagrupan bajo el nombre de vitamina D. Sus precursores, el ergosterol lo-calizado básicamente en las plantas (col, espinacas, levaduras, aceite degermen de trigo..) y el 7-dehidrocolesterol, se transforman en la respecti-va vitamina por acción de la luz ultravioleta solar. En la naturaleza se en-cuentra casi exclusivamente vitamina D3. Contienen provitamina y vita-mina D3 la yema de huevo, leche de vaca, mantequilla, moluscos, grasasanimales e hígado de cerdo y vacuno. La vitamina D es sensible a la luz yal oxígeno pero resiste muy bien los tratamientos térmicos a que se so-meten los alimentos.

Vitamina E

Con esta denominación se conocen una serie de tocoferoles siendo elα-tocoferol el más importante desde el punto de vista nutricional. Las ne-cesidades son de 15 mg de α-tocoferol/día, aunque aumentan cuando ladieta es muy rica en ácidos grasos insaturados. Fuentes de tocoferol sonprincipalmente los aceites vegetales, en especial los de germen de cerea-les. Los tocoferoles sufren reacciones de deterioro en el refino de losaceites.


Vitamina K

Se la conoce como factor antihemorrágico, existiendo varios com-puestos naturales con esta actividad biológica, entre ellos las vitaminas K1

y K2. Las necesidades de vitamina K1 en el adulto son de 1-4 mg/día, quese cubren con los alimentos y con la vitamina que sintetizan las bacteriasintestinales y que en parte se absorbe. La vitamina K1 se encuentra fun-damentalmente en las partes verdes de las plantas, los huevos y en el hí-gado de cerdo y ternera. Son sensibles a los álcalis y a la luz y relativa-mente estables al oxígeno y tratamientos térmicos.

Tiamina o factor antiberiberi (vitamina B1)

Abunda en órganos animales, pescado, huevo, leche, legumbres, pa-tatas y en el pericarpio y germen de los granos de trigo, por lo que los sín-tomas que produce su deficiencia se observan frecuentemente en paísesorientales en los que la dieta consiste principalmente en arroz sin casca-rilla que es donde se concentra la mayor cantidad de tiamina. Intervieneen diversas reacciones del metabolismo de los hidratos de carbono Lasnecesidades para el adulto son de 1-2 mg/día, las cuáles aumentan con elaporte de hidratos de carbono. Es una de las vitaminas más inestables; alser hidrosoluble se pierde en las aguas de lavado de los alimentos y tam-bién en el agua de descongelación de carnes, etc. La estabilidad dependedel pH, temperatura y presencia de sulfitos y de nitritos utilizados en laconservación de productos cárnicos.


Riboflavina (vitamina B2)

Las necesidades para el hombre adulto son de 1,6-2,6 mg/día, siendolas principales fuentes de esta vitamina, leche y productos lácteos, huevos,diversas clases de verduras (berros y champiñón cultivado) y productoscárnicos, especialmente vísceras. En algunos países industrializados seañade riboflavina a algunos alimentos como sopas y pastas, deficientes eneste vitamina. Es bastante estable en las condiciones ordinarias de ma-nipulación de los alimentos. La iluminación, especialmente entre 420-560nm, da lugar mediante reacciones fotoquímicas a la formación de lumi-flavina y de lumicromo, por lo que la luz fluorescente es menos dañinaque la luz solar.

La leche expuesta dos horas aproximadamente a la luz solar puedeperder hasta un 80% de riboflavina, pérdidas que se han reducidoconsiderablemente al comercializar este alimento en envases opacos deplástico, aluminio o cartón.

En algunos pescados se encuentran presentes unas enzimas lla-madas tiaminasas capaces de hidrolizar la tiamina, por lo que si semezclan con cereales se puede perder la vitamina B1 que estos conten-gan.


Vitamina B6

Poseen actividad de vitamina B6 el piridoxal (aldehído), la piridoxina(alcohol) y la piridoxamina (derivado amina). La forma activa en el me-tabolismo es el fosfato de piridoxal, siendo las necesidades en el adulto de2 mg/día. Abunda mucho en alimentos de origen animal y vegetal; pes-cado, leche, huevo, queso, harina de trigo... Al igual que en el caso de lasvitaminas B1 y B2 es tambien sintetizada por la microflora intestinal delhombre. A pH ácido las tres formas de vitamina B6 son resistentes a lostratamientos térmicos.

Niacina

Con este nombre se designa al ácido nicotínico y a su correspondien-te amina, la nicotinamida o niacinamida. Su deficiencia origina la enfer-medad denominada pelagra o de las «3D» ya que ocasiona problemas dediarrea, dermatitis y demencia. Las necesidades en el adulto son de 12-20mg/día. Fuentes especialmente ricas en esta vitamina son algunos órganosanimales, las levaduras, setas y cereales. Es quizá la vitamina más estableya que no se oxida, no se reduce y tampoco se altera por la acción de áci-dos, álcalis o radiaciones electromagnéticas.

Ácido pantoténico

Como su nombre indica (pantós = en todas partes) se halla amplia-mente distribuido en la naturaleza, siendo necesarios de 6-8 mg/día parael adulto. Forma parte del coenzima A. Es bastante estable a pH entre 4 y 7,


pudiendo degradarse a altas temperaturas; se estiman pérdidas del 10%en el tratamiento de la leche y entre un 10 y 30% en las verduras someti-das a cocción.

Biotina

Las necesidades del adulto son de 150-300 µg/día. Se encuentra prin-cipalmente en la carne de res, cerdo y pollo, pescado, leche, huevo, hari-na de trigo, arroz manzana y zumo de naranja, siendo también sintetiza-da por la flora intestinal humana. Es bastante estable por lo que laspérdidas en los alimentos procesados suelen ser sólo del 10-15%.

Ácido fólico

Pertenece a un grupo de compuestos denominados folatos, de loscuáles el ácido fólico es el que presenta mayor actividad biológica. Las ne-cesidades diarias en el hombre son de 0,5-1 mg. Se encuentra en ali-mentos como carne, hígado, riñón y muy abundantemente en los vegeta-les verdes de hojas. Es indispensable para el crecimiento del Lactobacilluscasei y se pierde en todo proceso que implique contacto con agua. Se des-

La biotina del huevo reacciona con la avidina que es una gluco-proteína del huevo, formándose un complejo insoluble que al no ab-sorberse reduce el aprovechamiento de esta vitamina. Al calentar loshuevos se desnaturaliza la proteína y la vitamina vuelve a estar dispo-nible.


truye a altas temperaturas (cocción de alimentos), destrucción que seacelera con la presencia de nitritos y sulfitos.

Vitamina B12 o cobalamina

A pesar de que la microflora intestinal la produce y se absorbe unacantidad, es recomendable una ingesta diaria de 3-4 µg. No se ha podidosintetizar y no existe en vegetales, estando presente en productos de ori-gen animal como leche, carne, huevos y alimentos fermentados. Es esta-ble a altas temperaturas en un intervalo de pH de 4 a 6, siendo, en gene-ral, inocuos la mayoría de los procesos tanto caseros como industriales depreparación de alimentos.

Vitamina C

Existen varias sustancias con actividad biológica de vitamina C, sien-do el ácido L-ascórbico la más importante desde el punto de vista nutri-cional, y por tanto la razón de que se utilicen como sinónimos. El hombreno sintetiza vitamina C, por lo que necesita ingerir una cantidad diaria de45-80 mg. Se encuentra principalmente en las grosellas, fresas, perejil, na-ranjas, limones, pomelos, etc., en diferentes variedades de coles y en laspatatas. Es la más inestable y lábil de todas las vitaminas, por lo que mu-chas veces se considera que si resiste el procesamiento y almacenamien-to, todos los demás nutrimentos estarán poco afectados.

1.6. MINERALES

Se denominan minerales a aquellos componentes de tejidos vegetalesy animales que quedan en forma de cenizas después de incinerar. Algunosminerales se consideran esenciales para el correcto funcionamiento delorganismo humano y su carencia, igual que en el caso de las vitaminas,puede provocar problemas de salud.

También un consumo excesivo de sales y minerales puede causargraves daños en el organismo; cantidades elevadas de cloruro sódico o salcomún puede conducir a problemas de hipertensión arterial.

Se recomienda un consumo de 5-6 g diarios de cloruro sódicopara un adulto, cantidad que se encuentra en forma natural en los ali-mentos.


Según su concentración en las cenizas, podemos hablar de:

— Macroelementos: Ca, K, P, Cl, Na y Mg y de

— Microelementos o elementos traza: Fe, Zn, Cu, Mn, I, Mo, Co, etc.

Muchos de ellos tienen diversas funciones, por ejemplo como cofac-tores de enzimas, reguladores de la presión osmótica de fluidos celularesy del pH, componentes de algunas macromoléculas (Fe de la hemoglobi-na) y componentes de determinadas estructuras corporales (P, Mg y Cade huesos y dientes o Cu del tejido cerebral).

Abundan en todos los alimentos, aunque su contenido dependerá deltipo de suelo, fertilizantes, plaguicidas, etc., y del agua utilizada (lluvia,pozos, ríos...) para el cultivo de vegetales, destinados tanto a consumo hu-mano como animal. Su gran abundancia no implica disponibilidad al100% para el hombre. Por ejemplo, si hablamos del:

— Calcio: sólo se absorbe de un 30 a 40% del que se toma y el resto eseliminado por las heces.

— Hierro: se absorbe y se utiliza de un 10-30%, preferiblementecomo Fe2+ (sales ferrosas), aunque el Fe3+ gracias al HCl del esto-mago pasa a Fe2+, forma en que atraviesa la mucosa.

— Fósforo: se aprovecha un 70% del ingerido.

Por otra parte, el grado de absorción es también función de las inte-racciones que se puedan producir; así el grado de absorción de cinc (ob-servado en ratas) está en función de la proteína con la que se administra(si la dieta es rica en caseína aprovechan hasta un 80%). También el usode ácido fosfórico en bebidas o de fosfatos utilizados por la industria ali-mentaria afectan a la absorción de hierro y calcio. El ácido fítico o hexa-fosfato de inositol reacciona con algunos cationes como Fe, Mg, Zn y Cadando lugar a los fitatos.

Debido a que son hidrosolubles, se producirán pérdidas en todasaquellas etapas en las que haya contacto entre el alimento y el agua. En la

El ácido fítico se extrae de semillas de distintos cereales como elarroz, la avena y el maiz y también de los frutos secos como almendra,avellana y cacahuete. Es un agente quelante del calcio en una ampliafranja de pH pudiendo prevenir su acumulación. Inhibe la cristaliza-ción de sales cálcicas, tales como fosfatos y oxalatos, evitando la for-mación de depósitos minerales patológicos como los cálculos renales.


CARACTERÍSTICAS ORGANOLÉPTICAS DE LOS ALIMENTOS

El que un alimento sea o no aceptado va a depender de muchos fac-tores, entre los que se pueden destacar: color, sabor, olor, tacto, etc. Elprimer contacto que los consumidores tenemos con los alimentos es a tra-vés del ojo y son los colores de los alimentos los que nos permiten iden-tificar muchas de sus propiedades, ya que tanto en forma natural comosometidos a distintos procesos de elaboración, presentan un color carac-terístico y bien definido, como el tostado de la corteza del pan y otros pro-ductos cocidos en el horno o el rosado de las carnes crudas.

Disfrutar de un alimento es psicológicamente tan importante como elvalor nutritivo lo es para el correcto desarrollo del organismo. Conti-nuamente están apareciendo en el mercado alimentos procesados que de-


tabla 1.7 podemos ver el contenido en sodio, potasio, hierro, calcio yfósforo, de algunos alimentos.

TABLA 1.7. Contenido de algunos alimentos en Na, K, Ca, Fe y P en mg/100 g de fracción comestible

Alimento Sodio Potasio Calcio Hierro Fósforo

Leche cruda de vaca 48 157 120 0,046 92Mantequilla 5 16 13 — 21Yema de huevo 51 138 140 7,2 590Clara de huevo 170 154 11 0,2 21Carne de vaca magra 58 342 11 2,6 170Carne de cerdo magra 58 260 9 2,3 176Arenques 117 360 34 1,1 250Arroz sin pulir 10 150 23 2,6 325Lechuga 4 421 35 2,0 49Repollo 42 490 212 1,9 87Patatas 3,2 443 9,5 0,8 50Lentejas 4 810 74 6,9 412Espinacas 65 633 126 4,1 55Tomate 6 297 14 0,5 26Manzanas 3 144 7 0,48 12Mandarinas 1,4 177 42 0,4 23

ben reunir unas características sensoriales (color, olor, sabor, etc.) lomás similares posibles a los alimentos naturales para que sean aceptadospor el consumidor. Este es uno de los retos que tienen hoy día los técni-cos en alimentación; la extracción e identificación de todos estos com-puestos para posteriormente imitar su síntesis y realizar ensayos hasta lo-grar los resultados que se buscan.

1.7. COLOR

La luz visible es la porción del espectro electromagnético comprendi-da entre unas longitudes de onda, λ, de 380-780 nm. De aquí podemos de-ducir que el color es una propiedad de la materia relacionada con el es-pectro de la luz y podemos definirlo como «la impresión que produce enel ojo la luz emitida por un foco luminoso o difundida por los cuerpos».En la tabla. 1.8 podemos ver la relación entre la longitud de onda de laluz y el color.


TABLA.1.8. La luz (longitudes de onda-columna central) aparece con los coloresmostrados en la columna de la izquierda al ser captada por el ojo. Las sustanciasque absorben luz a estas longitudes de onda aparecen con el color mostrado en la

columna de la derecha

Color Longitud de onda (nm) Color complementario

Violeta 400Amarillo

Azul 450Naranja

Verde 500Rojo

Amarillo 550Violeta

Naranja 600Azul

Rojo 650Verde

700

Los colores que presentan los alimentos vienen determinados por lapresencia de distintos compuestos, principalmente orgánicos y que sonpigmentos naturales muchas veces, como en el caso de la carne, con unafunción biológica importante —transporte de oxígeno—, colorantes aña-didos o compuestos formados durante su elaboración.

La mayoría de estos pigmentos se pueden agrupar en las siguientescategorías:

1. Clorofilas 2. Carotenos

3. Antocianinas 4. Flavonoides

5. Mioglobina y hemoglobina

1.7.1. Clorofilas

Las clorofilas son los pigmentos responsables del color verde de lashojas de los vegetales y de los frutos inmaduros, color que pierden, bienpor envejecimiento o en el proceso de maduración. Las algas, así comodiferentes bacterias fotosintéticas contienen muchos tipos de clorofilas,aunque en la mayoría de las plantas superiores se encuentran presenteslas clorofilas a y b (Figura 1.3) en relación aproximada de 1:3.

FIGURA 1.3. Estructura de las clorofilas a y b y del fitol.

La clorofila, que se encuentra localizada en los cloroplastos, unida aotros componentes como fosfolípidos, proteínas y a veces a algunoscarotenoides, es la encargada de llevar a cabo el proceso de la fotosín-tesis.


Estabilidad

— Al ser insoluble en agua, la clorofila no se pierde en el lavado defrutas y vegetales.

— Sin embargo su estructura química se altera fácilmente por agen-tes como: oxidantes, luz, pH, altas temperaturas y algunas enzi-mas. La figura 1.4 muestra las transformaciones de la clorofila,procesos favorecidos a altas temperaturas.

FIGURA 1.4. Transformaciones de la clorofila.

— La acción de la clorofilasa favorece la ruptura del enlace éster(clorofilina + fitol) y se puede obviar mediante el escaldado.

— En los vegetales a los que se adicionan ácidos o que los contienenen grandes cantidades se produce la sustitución del Mg2+ por H+

originando las feofitinas a y b de color marrón (por ejemplo en elrepollo al ser sobrecalentado), proceso que puede evitarse aña-diendo al agua de cocción una pequeña cantidad de bicarbonatosódico, aunque afecta a la textura y al sabor y favorece además lapérdida de vitamina C.

— En los alimentos procesados y dado que la cinética de degradaciónde la clorofila es diferente a la de degradación de los microorga-nismos se suelen utilizar procesos térmicos HTST (alta tempera-tura, corto tiempo). Actualmente, para mantener el color original,se está utilizando la clorofilina de sodio y cobre (derivado de laclorofila en la que se ha eliminado la cadena de fitol y el Mg se hasustituido por Cu), moderadamente soluble en agua, con un acep-table color verde y termoresistente durante el enlatado.


1.7.2. Carotenoides

El nombre deriva de la zanahoria —Daucus carota— que fue donde seaislaron por primera vez. Son responsables del color amarillo y naranjade muchos vegetales, flores y frutos y como hemos comentado en la sec-ción 1.7.1, muchos de ellos se encuentran localizados en las hojas verdes,enmascarados por la clorofila, y hacen su aparición en invierno cuandoésta desaparece. Las sustancias incluidas bajo la denominación de caro-tenoides sólo pueden ser sintetizadas en las plantas y llegan a los tejidosanimales a través de los alimentos; la yema del huevo de gallina debe sucolor a la presencia de estos compuestos, concretamente a la luteína.

La mayoría de ellos contienen 40 átomos de carbono y en su estruc-tura se encuentran presentes, por tanto, 8 unidades de isopreno. Deacuerdo con su estructura química podemos encontrar dos grandes gru-pos:

1.7.2.1. Carotenos

Con características de hidrocarburos como los α, β, γ carotenos y el li-copeno.

Una solución práctica consiste en añadir los vegetales verdes

— poco a poco (se consigue que el agua no deje de hervir y se acorta eltiempo de cocción);

— sobre gran cantidad de agua hirviendo (se provoca un efecto de di-lución que disminuye la acidez);

— manteniendo el recipiente destapado al principio (para que se des-prendan los ácidos volátiles de la hortaliza y el carbónico del me-dio) y

— no prorrogando la cocción más de 8 o 10 minutos (a menor tiem-po, menor riesgo de decoloración) y desde el punto de vista nutri-cional disminuye la pérdida de vitaminas.


1.7.2.2. Xantofilas

Son la forma oxidada de los anteriores y se presentan como alcoholes,aldehidos ó ácidos. Entre ellos podemos encontrar la luteína (un hidro-xiderivado) y la capsantina (un oxoderivado).

En general, la cantidad de xantofilas presentes en la naturaleza es ma-yor que la de carotenos, variando su distribución dentro de los distintosvegetales y frutas. Así: el licopeno es el responsable del color rojo del to-mate. Las zanahorias son ricas en β caroteno y el maíz tiene mayor pro-porción de xantofilas (luteína y zeaxantina). Por degradación oxidativa delos carotenoides se forman sustancias aromáticas.


Algunos carotenoides presentan actividad biológica de provitamina A(Sección 1.5.2), ya que la mucosa intestinal de los animales superiores losoxida y los transforma en retinal que es un componente del pigmento vi-sual de la retina. También existen evidencias de que el β caroteno, asícomo las vitaminas C y E tienen una función antioxidante (función pro-tectora contra los radicales libres).

Estabilidad

— Los carotenoides son insolubles en agua y al igual que las clorofi-las no se pierden con el lavado de frutas y verduras.

— Al ser sometidos a altas temperaturas, en presencia de luz y oxí-geno, sufren cambios químicos; se producen pérdidas de colorcomo se puede observar en la piña enlatada y se reduce también elvalor nutritivo debido a la destrucción de su actividad de provita-mina A.

— Dado que la enzima lipoxigenasa oxida a los carotenoides, se apro-vecha, para blanquear la harina de trigo, la actividad lipoxigená-sica que tiene la harina de soja cruda.

1.7.3. Antocianinas y flavonoides

Son pigmentos hidrosolubles con características de glucósidos.

1.7.3.1. Antocianinas

Están constituidas por una molécula de antocianidina, unida por me-dio de un enlace β-glucosídico, principalmente en la posición 3 y en se-gundo término en la 5 y 7, a un azúcar generalmente glucosa y ramnosa ya veces galactosa, xilosa y arabinosa. Son las responsables de los coloresrojo, azul y púrpura de flores y frutos como: rosas, fresas uvas negras, re-molacha, lombarda, etc. Se encuentran localizadas generalmente en lacáscara o piel, como en la manzana y pera o en la parte carnosa como enlas ciruelas y fresas.

El paso de color rojo a pardo, que se observa cuando se almacenapimentón en polvo, se debe además de a la reacción de Maillard (sec-ción 1.1.2) a la oxidación de la capsantina.


El color depende de varios factores, como son los sustituyentes en R1,R2 o R3; cuanto mayor sea el número de grupos hidroxilo se intensifica elcolor azul, mientras que la introducción de metoxilos provoca la forma-ción de los rojos.

Estabilidad

— Son solubles en agua y debido a la deficiencia electrónica del gru-po flavilio, el color de estos pigmentos depende de la acidez o al-calinidad del sistema en que se encuentren, es decir del pH, siendoeste el motivo de las variaciones de color observadas durante lamaduración de los frutos.

— Las altas temperaturas contribuyen a la destrucción de las anto-cianinas, por lo que el tratamiento: alta temperatura-corto tiempoes el más adecuado para conservar el color.

— Cambian de color al formar complejos o quelatos con distintosmetales (Na, K, Mg, Sn, Fe, Al, etc.), siendo esta la razón de que laslatas que contienen alimentos con antocianinas vayan recubiertasde una laca protectora.

— Su estabilidad disminuye con la presencia de oxígeno disuelto,sobre todo en productos como el vino.

— Son muy abundantes en la naturaleza, pero poco estables y difíci-les de purificar, por lo que no se utilizan como colorantes en ali-mentos.

Cuando se cuece remolacha o lombarda es conveniente añadir alagua una cucharadita de vinagre o el zumo de medio limón para fijarel color.


1.7.3.2. Flavonoides

Su estructura química es similar a la de las antocianinas, encontrán-dose juntos en muchos frutos. Entre las agluconas de los flavonoides seencuentran, entre otros, el flavonol y la flavona (que originan flavonoles yflavonas). También isoflavona, flavononol o flavanona como la naringe-nina (Sección 1.8.2.4), responsable del sabor amargo de las naranjas.Los azúcares más importantes son la glucosa, ramnosa, galactosa, arabi-nosa y xilosa, uniéndose ambos a través de los carbonos 7, 5 y 4´ princi-palmente. Estos pigmentos, de color amarillo, no contribuyen de maneraimportante al color de los alimentos, aunque si son responsables de la ac-ción astringente de productos como el té.

Estabilidad

— Normalmente su estabilidad al calor y la oxidación es mayor quela de las antocianinas, siendo resistentes a la mayoría de los pro-cesos que se usan en el enlatado.

— Los espárragos contienen rutina, un flavonol, que interaccionacon los iones de Fe y Sn, lo que hay que tener presente durante suenlatado.

— Derivados de la naringina (sus chalconas, de sabor dulce) podríanser sustitutos de edulcorantes sintéticos como los ciclamatos, con-siderados tóxicos en muchos países.


1.7.4. Mioglobina y hemoglobina

Ambos pigmentos son proteínas conjugadas o hemoproteínas res-ponsables, respectivamente, del color rojo del músculo y de la sangre ycon funciones biológicas tan importantes como el transporte de oxígenodesde los pulmones a los diferentes tejidos, realizado por la hemoglobinay su almacenamiento temporal en la mioglobina.

En los vertebrados se pueden encontrar aproximadamente 15 g de he-moglobina por cada 100 g de sangre, mientras que la cantidad de mio-globina contenida en un músculo depende de factores como: edad, in-tensidad de irrigación (disponibilidad de oxígeno) y actividad física que elmúsculo desarrolle en el animal. En general la carne de cerdo y de terneratienen bajas concentraciones de mioglobina, presentando un color pálido,mientras que la de res es la más oscura.

La mioglobina es el pigmento más importante que da color a la carney es muy reactiva. Así cuando la presión de oxígeno es muy alta, da lugara la oximioglobina (responsable del color brillante de la carne), mientrasque a bajas presiones o a altas temperaturas, el hierro que forma partede su estructura se oxida a Fe3+ formándose la metamioglobina, res-ponsable del color café de la carne que lleva tiempo cortada o que hasido cocinada.

También interviene en la producción del color de derivados cárnicoscomo jamones, salchichas, etc., por reacción principalmente con los ni-tritos, utilizados en el proceso de curado.

1.7.5. Colorantes naturales usados en alimentación

El siguiente cuadro recoge algunos de los pigmentos naturales estu-diados que se emplean, tanto en la cocina como en la industria para co-lorear los alimentos, bien a partir de la materia prima seca y molidacomo en el caso del pimiento rojo o la zanahoria o en forma de extractoconcentrado como ocurre con el azafrán.


La curcumina es un aceite soluble, amarillo brillante con ligero as-pecto verdoso, muy utilizado en la elaboración de bizcochos y helados.

Las plantas no tienen el monopolio de la provisión de colorantes na-turales. La prohibición, en los últimos años, del uso de colorantes rojossintéticos ha hecho que se incremente la demanda de ácido carmínico ysus derivados, pigmento ya utilizado en la antigüedad para colorear telas.Estos compuestos se extraen de los cuerpos secos de las hembras adultasde los insectos de nombre genérico «Cochinilla», necesitándose 130.000insectos aproximadamente para obtener 1 Kg de cochinilla a partir de lacual se elaboran distintos derivados comerciales.

Algunos carotenoides como el β-caroteno y la cantaxantina se sinteti-zan químicamente y se emplean como colorantes en la manufactura desopas, quesos, helados, mantequilla, etc.

1.8. OLOR Y SABOR

1.8.1. Olor

Propiedad de las sustancias volátiles detectada por las células recep-toras del sistema olfativo de la nariz. Se reserva el término «aroma» paraaquellos olores que son agradables.

Las moléculas que contribuyen al olor representan un porcentaje pe-queño (0,05-1%) en relación a la masa total del alimento y están consti-tuidas por un esqueleto hidrocarbonado que puede ser lineal, cíclico oaromático. La mayoría de los grupos funcionales presentes en las cadenasse integran en siete grandes familias:


Procedencia

AzafránCúrcumaCochinilla (insecto)Pimiento rojoZanahoriaEnocianinaCampasúchilPlantas verdes

Principio activo

Crocetina - CarotenoideCurcuminaAcido carmínicoCapsantina - Carotenideβ-caroteno - CarotenoidePolímeros de antocianinasLuteína - CarotenoideClorofila

— Alcoholes

— Compuestos carbonílicos principalmente aldehídos

— Éteres

— Esteres

— Fenoles

— Derivados de azufre

— Derivados nitrogenados

Entre las moléculas con grupos funcionales que pueden representar elaroma del compuesto del que son extraídos podemos citar.

Los compuestos hidrocarbonados sin grupos funcionales son casisiempre derivados terpénicos C10 ó C15 y generalmente no permiten, por sísolos, describir un aroma.

Dentro de las moléculas con olor, los heterociclos volátiles represen-tan la cuarta parte de los aproximadamente 5000 compuestos volátilesaislados y caracterizados hoy día en los alimentos (Figura 1.5). Poseenunos umbrales de percepción muy bajos, del orden de partes por billón(ppb) y sus estructuras se pueden encuadrar, principalmente, dentro delas siguientes familias: furanonas, lactonas, piridinas, pirazinas, pirroles,piranonas, oxazoles y tiazoles.

FIGURA 1.5. Proporción de heterociclos en la porción volátil del café, cacao y carnedespués de calentar.


El fuerte olor que se siente al pelar y partir la cebolla y también alcocer la coliflor se debe a compuestos organo-sulfurados.

En el caso de la cebolla se trata de un derivado de la cisteína (sul-fóxido de S-1-propenilcisteína) no irritante «per se». Cuando se pro-duce daño en el tejido por corte, mordisco, rasgadura, etc., la enzimaaliinasa también presente, actúa sobre el sustrato dando lugar a dis-tintos compuestos entre ellos el óxido de S-tiopropanal responsable delpicor y del lagrimeo producidos.

En el caso de la coliflor, col, brócoli, etc., contienen la enzima mi-rosinasa, que se activa al trocear el vegetal y provoca la transforma-ción de los compuestos organo-sulfurados en isotiocianatos, que a suvez por acción del calor se descomponen en mercaptanos, amoníaco ysulfhídrico (responsable del olor a huevos podridos).

La adición de sal a un alimento aumenta la polaridad y favorece lasalida de compuestos aromatizantes poco polares.


En los humanos, la región posterior de la nariz está formada por mi-llones de receptores olfativos cubiertos por unas vellosidades que, al ser es-timuladas por determinadas moléculas, producen un cambio en el poten-cial eléctrico del receptor, que se traduce en un impulso que se transmite alcerebro. La acción que produce una molécula activa va a depender de sutamaño y de los grupos funcionales que posea, por lo que la estereoquími-ca del compuesto juega un papel muy importante (ver introducción).

En el caso de aldehídos, según podemos ver a continuación (Tabla 1.9)el tamaño de la cadena es determinante en la percepción de una deter-minada sensación.

TABLA 1.9. Umbrales mínimos de detección de distintos aldehídos en los alimentos

Aldehído DescripciónUmbral (mg/Kg)

Olor Sabor

O=CH-CH=CH-CH=CH-CH3 Plátano 0,3 0,04O=CH-CH=CH-CH=CH-CH2-CH3 Rancio 10 0,5O=CH-CH=CH-CH=CH-CH2-CH2-CH3 Nuez 1 0,15O=CH-CH=CH-CH2-CH3 Manzana 2,5 0,35

1.8.1.1. Sustancias aromáticas típicas de algunos alimentos

Hongos: El aroma de los champiñones se debe al (R)-1-octen-3-ol,que procede de la degradación enzimático-oxidativa del ácido linoleico.

Perejil: Diversos hidrocarburos monoterpenoides como: mirceno, α-pineno (I), β-pineno, canfeno (II), (-)-limoneno, p-cimeno, etc., son losresponsables de su aroma.

Apio: El aroma se debe a la presencia de ftalidas y dihidroftalidas quese hallan en diversas partes de la planta (bulbo, raíz, semilla, hoja), de lascuales son de gran importancia la 3-n-butilftalida (III) y la 3-n-butil-4,5-dihidroftalida (IV)

Patatas: La 2-isopropil-3-metoxipirazina (V) tiene gran importanciaen el aroma de las patatas crudas.

Remolacha roja: Debe su aroma a la geosmina (VI).

Guisantes: Los responsables de su olor son aldehídos o derivados dela 2-metoxipirazina como el 3-isopropil, 3-sec-butil o 3-isobutil.


1.8.2. Sabor

Aunque, muchas veces, al hablar del sabor de un alimento se está ha-ciendo referencia a una respuesta compuesta de muchas sensaciones(olfativa, gustativa, visual, táctil y hasta de temperatura) podemos, es-trictamente definir este término como:

Sensación producida en la boca por una sustancia determinada otambién como el conjunto de características propias de esa sustancia yque producen la sensación de sabor. Es posible identificar cuatro sensa-ciones básicas: dulce, amarga, salada y ácida y una quinta «umami», ac-tualmente propuesta por investigadores japoneses (relacionada con elsabor del glutamato sódico y del monofosfato de inosina), asociadas a re-ceptores localizados en distintas zonas de la lengua. Así:

— lo amargo, en la parte posterior

— lo ácido, en los laterales del tercio posterior

— lo salado, en la punta y en los lados y

— lo dulce, en la punta

y además otras dos: picante y astringente asociadas a receptores locali-zados en la boca.

Cuando se introducen modificaciones muy pequeñas en la estructurade un compuesto se producen grandes variaciones en el sabor, lo quehace pensar que la superficie de los receptores es específica para cada es-tímulo. Como ejemplos se pueden citar:

Sacarina ............. dulce m-nitrosacarina ....... amarga

L-asparaguina .... insípido D-asparaguina ......... dulce ó

L-serina .............. ligeramente dulce D-serina ................... muy dulce

Se han logrado identificar más de 4500 compuestos como responsa-bles del olor y sabor de los alimentos, de los cuáles un porcentaje elevadocorresponde a los volátiles que afectan directamente al olfato y poco algusto. Los relacionados con el sabor suelen ser polares, solubles en aguay no volátiles, mientras que los implicados en el olor son volátiles y mu-cho menos polares. Existen, no obstante, algunas sustancias volátilesque al entrar en la boca causan efecto en los centros olfativos, como porejemplo el ácido acético o el (–) mentol, componente mayoritario delaceite de pipermint utilizado en pastelería, pasta de dientes, chicles, etc.,que son responsables, a la vez, del olor y el sabor.


1.8.2.1. Sabor dulce

Aunque frecuentemente se asocia el sabor dulce con los azúcares,nada más lejos de la realidad, ya que muchos de ellos en función de laconformación que presenten no son dulces, como la β-D-fructosa o la L-glucosa que es ligeramente salada.

La capacidad o poder edulcorante (p.e) de un compuesto natural osintético se otorga tomando como referencia el de la sacarosa (poderedulcorante de 1). Entre las sustancias dulces y que no son azúcares po-demos destacar:

— La sacarina, sintetizada por primera vez en 1873 y con un p.e de350, es muy utilizada en dietas de adelgazamiento debido a subajo poder calórico.

— Más recientemente se han introducido otros como:

• Ciclamato sódico (p.e = 30-80), retirado del mercado en algunospaíses en 1969 por su posible potencial carcinogénico.

• Acesulfam K (p.e = 130-200)

• Aspartamo (p.e = 100-200) muy utilizado en bebidas refrescan-tes.

1.8.2.2. Sabor salado

Es debido a la presencia de muchas sales inorgánicas, principalmen-te al cloruro sódico.

La presencia de estos iones en los alimentos sirve para estimularotros sabores y además tiende a disminuir el poder endulzante de los azú-cares y conseguir el sabor requerido, por ejemplo en pastelería.

1.8.2.3. Sabor ácido

La acidez se asocia siempre a disoluciones con bajo pH, sin embargoson los ácidos orgánicos sin disociar los que contribuyen de forma im-portante al sabor de los alimentos. La mayoría de las frutas son ricas enácidos cítrico y málico y las uvas en ácido tartárico.


El ácido láctico resultante de la fermentación bacteriana de los azú-cares de los vegetales es el responsable de la acidez de los pepinillos enconserva y también se encuentra presente (2%) en los quesos.

1.8.2.4. Sabor amargo

El sabor amargo se encuentra relacionado con distintas clases desustancias, como ciertas sales inorgánicas (KI o MgCl2 entre otras) osustancias fenólicas. Estas últimas en forma flavonoide, son las que con-fieren un sabor amargo a algunos zumos de frutas, especialmente de cí-tricos y entre ellas podemos señalar: la naringina (presente en la naranjaamarga y la toronja) y constituida por la naringenina que es una flavo-nona, cuya posición 7 está ocupada por el disacárido neohesperidosa, elcual, a su vez consiste en una molécula de ramnosa (6-desoxi-manopira-nosa) unida a una de glucosa.

El sabor amargo es característico de muchos tipos de cervezas y po-demos apuntar como dato curioso que la capacidad del hombre y de losanimales para percibir este sabor, es probable que esté relacionada conun mecanismo de defensa ante el peligro que supone la presencia de al-caloides en las plantas.


1.8.2.5. Sabores picante y astringente

Sabor picante

Es la característica esencial de un gran número de especias y de mu-chos miembros de la familia de las crucíferas. Entre las primeras, las per-tenecientes al género Capsicum como el chile rojo y el verde, cuyo prin-cipio activo es la capsaicina o las pertenecientes al género Piper nigrum—pimienta negra y blanca— cuyo principìo activo es la piperina.

El otro grupo, con características estructurales diferentes a los com-ponentes de las especias, es el de la familia de las crucíferas. Entre ellas:el rábano picante, mostazas blanca y negra también picantes pero enmenor grado y los vegetales del género Brassica, como las coles de bru-selas o la coliflor. Las células de estas plantas contienen unos compuestosllamados glucosinolatos. Al morder, masticar, cortar o rallar, es decir, alromper los tejidos, estos compuestos entran en contacto con una enzimadando lugar a la formación de isotiocianatos responsables del sabor pi-cante.

Cuando estos vegetales se calientan, se produce la destrucción de laenzima y se originan, en lugar de isotiocianatos, compuestos con azufreque son los responsables del mal olor (Sección 1.8.1).

Sabor astringente

Suele ser una característica apreciada en la fruta, en la sidra y espe-cialmente en el té y el vino en los que se asocia con un alto contenido desustancias polifenólicas, los taninos, responsables también del color.

1.8.3. Mecanismos de producción de sabores y olores

Los productos responsables del olor y sabor de los alimentos se gene-ran:


— Por mecanismos biosintéticos: Transformaciones efectuadas porenzimas propias o añadidas y por microorganismos contaminanteso añadidos.

— Por efecto de altas temperaturas: cocción, asado, freído, esterili-zación...

Durante todas estas transformaciones se producen gran número decompuestos, muchos de ellos volátiles y por tanto con gran repercusiónen el aroma de los alimentos.

De todos los alimentos en estado natural, las frutas y las verduras sonlas que contienen mayor cantidad de compuestos volátiles y no volátilesresponsables del aroma y el sabor. Estos compuestos no se hallan distri-buidos de forma homogénea (ni cuali ni cuantitativamente) como sepuede comprobar en la cebolla; las capas internas tienen una mayorconcentración de agentes volátiles y lacrimatorios que las externas.

Existen muchos factores que influyen en los ciclos bioquímicos y portanto en la producción de aromas:

— Genética: lo que hace que existan diferencias incluso dentro de lamisma variedad de producto.

— Condiciones climatológicas: temperatura, cantidad de agua y sol...

— Formas de cultivar: riego, fertilizantes, hormonas añadidas...

— Condiciones de maduración: en la planta o en la cámara de alma-cenamiento.

— Condiciones de almacenamiento: temperatura, disponibilidad deoxígeno...

La química de los aromas ocupa un lugar importante a nivel indus-trial, ya que las investigaciones acerca de los compuestos aromatizantes ysus propiedades sensoriales sirven para conocer y mejorar las cualidadesde sabor de los alimentos y por tanto para aumentar el placer y la satis-facción mental experimentada al comer.

La extracción e identificación de compuestos heterocíclicos, presentesa nivel de trazas en los alimentos, permite realizar la síntesis de sustan-cias para su posterior utilización como aromatizantes.

En la figura 1.6 se muestran una serie de compuestos heterocíclicospreparados en laboratorio (1-4) y en los que los tests de aroma han sido re-alizados por personal experto en perfumes y aromas a partir de solucio-nes de etanol al 1% en el caso de derivados de tiazoles y del 5% para elcaso de oxazoles.


FIGURA 1.6. Estudio, basado en el olfato, de una serie de oxazoles y tiazoles (imagen sacada de Láctualité Chimique, abril 2002).

PRINCIPALES PROCEDIMIENTOS PARA LA ELABORACIÓN DOMÉSTICA

DE LOS ALIMENTOS

En esta parte veremos algunas de las operaciones necesarias para laelaboración de los alimentos en el hogar, así como su relación con dis-tintas variables fisicoquímicas.

1.9. CORTAR Y PICAR ALIMENTOS

Un procedimiento muy común utilizado en la cocina es el troceado delos alimentos. Uno de los factores que influyen en la velocidad de unproceso es la superficie de contacto entre los reactivos. Un aumento en lasuperficie de contacto conlleva generalmente un aumento en la velocidadde reacción y esto traducido a términos culinarios sería: «los alimentos secuecen más rápidamente cuando están cortados en trozos que cuando es-tán enteros». Otros ejemplos que ilustran este principio:

— Cuando se prepara un café siempre quedará más cargado cuantomás molido esté.


— El bicarbonato sódico (NaHCO3) pulverizado tiene una gran su-perficie de contacto y por tanto es muy apropiado para eliminarolores de la nevera o

— También sabemos que si se quiere enfriar rápidamente cualquierbebida es mejor utilizar hielo en trozos.

La acción de cortar y picar se lleva a cabo con cuchillos, tijeras, na-vajas, etc., que lógicamente cortarán mejor cuanto más afilados estén, yaque cuanto menor sea el área sobre la que se aplica una fuerza dada, ma-yor será la presión ejercida (P = F/S).

Si reflexionamos sobre la forma de preparar un café nos daremoscuenta de que se realiza una extracción con agua y una filtración, proce-dimientos muy utilizados en química para separar sustancias.

Para obtener una bebida aromática de café, con un elevado contenidoen sustancias sápidas y estimulantes, hay que realizar una serie de pasoso procesos en su preparación (cocción, extracción y filtración). En lamayoría de las cafeteras se extrae el polvo de café, colocado sobre unasustancia filtrante (papel, tela, plástico, vidrio, etc.), con agua hirviendo.En las máquinas de café exprés, creadas en Italia, la extracción se realizarápidamente con agua a 100-110 °C y la filtración se acelera mediantepresión (4-5 barr).

El pH es muy importante para el sabor del café. Para una concen-tración de 42,5 g/L de café de tostado medio, el pH debe de estar entre4,9 y 5,2. Cuando el pH es inferior a 4,9 el café adquiere un sabor de-masiado ácido y a pH = 5,2 es más amargo. Las distintas procedenciasproporcionan infusiones con distintos valores de pH.

La extracción es una técnica utilizada para separar una/s sustan-cia/s de otras con las que se encuentra/n mezcladas y que presentandistinta solubilidad en el disolvente elegido, en este caso el agua.

La filtración consiste en la separación de partículas sólidas de unlíquido.


1.10. ÁCIDOS Y BASES EN LA COCINA

Todas las personas aunque no tengan conocimientos de química estánmuy familiarizados con los términos ácido y base. Es sabido que el ácidoclorhídrico forma parte de los jugos digestivos del estómago, que los li-mones tienen ácido cítrico y el vinagre ácido acético o que el hidróxidocálcico se utiliza para encalar paredes.

Basándose en las propiedades comunes de los compuestos conocidos,los científicos en los primeros tiempos del desarrollo de la química yempleando los recursos disponibles (vista, tacto, gusto y olfato), los cla-sificaron como ácidos o bases.

Igual que existe una forma sencilla de determinar en el laboratorio laacidez o basicidad de una sustancia mediante el uso de los llamados indi-cadores, también los alimentos contienen sustancias que pueden actuarcomo tales, permitiendo identificar en la cocina ácidos y bases. Por ejemplola lombarda contiene gran cantidad de antocianinas (sección 4.7.3.1). Cuan-do la lombarda se ralla (se aumenta su superficie) y se deja en un recipien-te con agua aparece un color rojo fuerte que cambia según se añada zumode limón (medio ácido) o amoniaco o bicarbonato sódico (medios básicos).

El color de muchos vegetales así como el aspecto de frutas, verduras yensaladas está estrechamente relacionado con los ácidos y las bases. Si elvegetal contiene clorofila y carotenos (más estables a los ácidos), la adi-ción de un ácido hace que aparezca un color pardo. Esta es la explicaciónde porqué el vinagre se añade a las ensaladas justo cuando se van a comer.

Los ácidos fundamentalmente cítrico y acético y las bases principal-mente bicarbonato sódico son de uso común en la cocina. Así:

La adición de bicarbonato a los vegetales (sección 1.7.1) permitemantener su color verde, mientras que si se añade zumo de limón a las al-cachofas se evita su ennegrecimiento. El color marrón que se observa enlas alcachofas recién cortadas es debido a una reacción enzimática que seproduce y que se ralentiza por el medio ácido creado y por la acción an-tioxidante de la vitamina C.

1.11. FORMAS DE CONSERVAR ALIMENTOS

1.11.1. Enfriamiento y congelación

La primera patente norteamericana para la fabricación de un refrige-rador fue presentada por Jacob Perkins en 1834. El fundamento de la re-


frigeración es aprovechar la capacidad de ciertos líquidos muy volátilesde enfriar al evaporarse; líquidos que posteriormente se comprimiránpara licuarlos y volverlos a usar en un circuito cerrado.

La ventaja de la refrigeración, y en particular de la congelación es lainhibición de gran número de reacciones químicas y enzimáticas, lo quepermite por ejemplo controlar el envejecimiento de los quesos, así comola reducción del desarrollo microbiano. También conserva el CO2 de losrefrescos y cervezas al aumentar la solubilidad del gas con las bajas tem-peraturas.

Pero no todo son ventajas:

En muchos casos, aún a temperaturas (0-15 °C) o incluso a tempera-turas de congelación (<0 °C), se presentan transformaciones que originanalteraciones indeseables. Esto se debe a que los alimentos al tener di-sueltas sustancias de bajo peso molecular, como sales o azúcares, hacenque existan zonas ricas en solutos cuya temperatura de congelación, de

En las disoluciones de gases en líquidos, la solubilidad disminuyenormalmente al aumentar la temperatura. Todos hemos observadoque, al calentar, incluso con las manos, una bebida carbónica, au-menta el desprendimiento de burbujas debido al dióxido de carbono di-suelto. El que la mayoría de estos procesos sean exotérmicos se puedeentender fácilmente si pensamos en un proceso en dos pasos:

1. Licuefacción del gas, que es un cambio exotérmico y

2. mezcla del gas con el disolvente, proceso en el que general-mente ∆H es igual a cero.


Según vemos en la figura y deacuerdo con la ley de Raoult latemperatura de congelación de unadisolución que contiene solutos novolátiles (—) es inferior a la deldisolvente puro (----).

acuerdo con la ley de Raoult, disminuye considerablemente. De esta for-ma cuando un alimento se congela comercialmente no todo el agua pre-sente se transforma en hielo, sino que quedan zonas ricas en solutosdonde se producen modificaciones de: pH, concentración de reactivos,fuerza iónica, viscosidad, tensión superficial, etc., y. en las que puedenocurrir, a pesar de las bajas temperaturas existentes, reacciones químicascomo la desnaturalización de proteínas, oxidación de lípidos...

Además el hecho de congelar también produce modificaciones en losalimentos a causa del cambio físico del agua. Dependiendo de la tempe-ratura final, el aumento de volumen que ocurre en la congelación es de 8-10%, lo que ocasiona daños en los tejidos animales y vegetales. Se pro-ducen también cambios en la textura de los alimentos, desnaturalizaciónde proteínas y rotura de las emulsiones como ocurre al congelar la leche.

La velocidad de congelamiento es un factor determinante en la for-mación y localización de los cristales de hielo. El congelamiento lento esmás dañino que el rápido ya que afecta más a la membrana celular. Porotro lado hay que señalar que los cristales de hielo en los alimentos nomantienen su tamaño durante su almacenamiento a bajas temperatu-ras, sino que continúan creciendo a expensas de los de menor tamaño de-bido a que estos tienen un área mayor, lo que hace que su presión de va-por aumente, y por lo tanto, que migren las moléculas de agua másfácilmente.

Finalmente subrayar que, ni la refrigeración ni la congelación esteri-lizan los alimentos, ya que en cuanto se sacan del refrigerador los orga-nismos supervivientes recuperan su actividad, reiniciando su crecimien-to y multiplicándose.

1.11.2. Escabeches

Según el diccionario de la Real Academia, escabeche «es la salsa o ado-bo que se hace con aceite frito, vino o vinagre, hojas de laurel y otros in-gredientes para conservar y hacer sabrosos los pescados y otros alimen-tos».

El escabechado ha sido un proceso culinario muy utilizado en tiem-pos pasados, principalmente en el medio rural cuando tenían necesidadde conservar los alimentos, fundamentalmente pescados y caza, durantelargos períodos de tiempo y no disponían de los modernos métodos de re-frigeración.


La característica común de los escabeches es la cocción en mediograso y/o acuoso y la adición de vinagre y laurel que le imparten su saborcaracterístico El vinagre además, debido a su carácter ácido evita el cre-cimiento bacteriano durante el período de maceración. Una vez cocinado,los componentes sólidos quedan recubiertos de una capa oleosa-acuosaque impide el contacto con el oxígeno del aire, es decir la oxidación, se-quedad y ranciedad, lo que explica que los escabeches puedan consumirsetiempo después de estar cocinados, incluso sin guardarse en el frigorífico.Además de vinagre, laurel y sal (ingredientes básicos) se utilizan otros, enfunción del alimento y de los gustos del que los prepara. No suele utili-zarse pimienta negra ya que sus componentes (piperina y piperidina, decarácter básico y responsables del sabor picante), al ser un guiso de ca-rácter ácido, se neutralizan formando compuestos neutros no aromáticos.

Aunque las bacterias prácticamente carecen de actividad en estosproductos, las levaduras y mohos si pueden tenerla. Por ello los reci-pientes destinados a contener escabeches deben lavarse con una soluciónen caliente de carbonato sódico, seguido de un enjuague con agua hir-viendo y llenándose después y cerrándose herméticamente.

1.11.3. Salazones

Es un procedimiento, que se ha aplicado a distintas clases de pro-ductos perecederos por muchas civilizaciones primitivas. Se basa en la di-fusión que se produce debida a la presión osmótica y en virtud de lacuál el agua de una disolución salina de menor concentración pasa, porósmosis a otra más concentrada que la rodea (Figura 1.7).

FIGURA 1.7. Conservación de alimentos por la sal. Acción osmótica.

Esta concentración, llamada fisiológica, va aumentando hasta que sealcanza el equilibrio, es decir, hasta que la concentración de sal es igual


en las células y en la salmuera. Las paredes celulares se desnaturalizan yse rompen. En el caso del pescado, las proteínas empiezan a coagular, li-bera sus propios enzimas y flora microbiana y comienzan a formarsearomas típicos de un pescado comestible. Una mayor concentración sali-na dará lugar a que se frene la actividad de enzimas y microorganismos,al alcanzarse la cantidad mínima de agua por debajo de la cuál son im-posibles sus actividades, consiguiendo así una vida útil del pescado másprolongada aunque a costa de perder algunos aromas.

1.12. COCINADO, COCCIÓN O TRATAMIENTOCULINARIO

Podemos definir el cocinado o cocción «cómo el aumento de la tem-peratura de los alimentos hasta un punto y durante un tiempo suficientepara ocasionarles un cambio irreversible». Existen una serie de razonespor las que se cocinan los alimentos. Entre ellas:

— Se originan una serie de transformaciones que les hace más di-gestibles y a la vez más apetecibles.

— La mayoría de las enzimas se desnaturalizan fácilmente a tempe-raturas de 70-80 °C durante cinco minutos, lo que hace que se con-serven mejor los alimentos cocinados que los crudos.

— Se mejora la textura, color y olor y

— además el calentamiento es un método muy útil para destruir losmicroorganismos de los alimentos.

Según sea el tipo de cocción, la intensidad del calor suministrada y eltiempo, los alimentos presentarán aspecto y sabores diferentes. En lacocina y de acuerdo con el medio líquido o gaseoso utilizado para sumi-nistrar calor a los alimentos, podemos distinguir cinco tipos de procesos:


Medio genérico Medio específico Proceso

Agua o leche CocerACUOSO Vino Estofar

Vinagre EscabecharGASEOSO Aire Asar

GRASO Grasa vegetal o animal Freír

El calor que recibe el alimento en su superficie, se transmite a travésdel mismo por conducción, lográndose al menos durante un cierto tiem-po un gradiente de temperatura entre el interior y la parte externa del ali-mento.

En cuanto al tiempo de cocción hay dos parámetros con influencia di-recta:

— La conductividad térmica y

— el estado físico. A menor tamaño del alimento antes llega el caloral interior del mismo y antes se alcanza el punto de cocción.

La función del medio de cocción, especialmente del medio acuoso, noes solo hacer de mero transmisor del calor desde la fuente externa alalimento, sino contribuir también de una forma clara al sabor final delplato preparado siendo la característica más destacable del medio grasosu capacidad para soportar las altas temperaturas, responsables de lacaramelización y de las reacciones de Maillard.

Reacción de Maillard o pardeamiento no enzimático

Bajo esta denominación se agrupan una serie de reacciones comple-jas, que se producen a temperaturas superiores a los 100 °C y que sepresentan en los alimentos siempre que coexistan azúcares reductores(fundamentalmente glucosa, fructosa, maltosa, lactosa y en menor me-dida pentosas) con aminas, aminoácidos, péptidos o proteínas. Las reac-ciones de condensación del grupo carbonilo con el grupo amino condu-cen entre otros a la formación de:

— Pigmentos coloreados que van desde amarillo claro hasta café os-curo e incluso negro, denominados melanoidinas, que contienennitrógeno en cantidades variables, con distintos pesos molecularesy distinta solubilidad en agua. Estos pigmentos son los responsa-bles del deseado y característico color de la costra que se forma enlos alimentos durante el calentamiento en seco o con aceite y enlos diversos postres a base de leche.

— Compuestos volátiles con aromas diversos y tan deseados en losprocesos de horneado o asado.

— Compuestos amargos, deseables en productos como el café perono en las carnes o pescados a la parrilla.

— Compuestos con carácter fuertemente reductor, que contribuyen aestabilizar los alimentos frente a las reacciones de oxidación.


— Compuestos con propiedades mutagénicas.

— Pérdidas de aminoácidos esenciales: metionina y cisteína.

Existen formas de evitar, cuando no se desea, las reacciones de Mai-llard mediante

— Disminución del pH.

— Empleo de temperaturas lo más bajas posibles.

— Uso de azúcares no reductores y

— Adición de sulfitos.

Caramelización

La fusión de azúcar o el calentamiento de jarabes de azúcar en pre-sencia de catalizadores ácidos y/o básicos conduce a la formación decompuestos de color pardo con olor típico a caramelo.

Esta caramelización se produce también cuando se fríen, hornean oasan patatas y en el horneado del pan. Es también la razón de que se ace-lere el pardeamiento de las carnes cuando se les aplica miel o salsa desoja (sustancias azucaradas) en su superficie.

1.12.1. Propagación del calor

Calor es la energía transferida, a causa de una diferencia de tempera-tura, entre el sistema y sus alrededores. Hay tres formas de transferirenergía a los alimentos a partir de una fuente calorífica: conducción,convección y radiación.

Conducción

Consiste en el transporte de energía entre elementos de volumen pró-ximos, en virtud de la diferencia de temperatura. Es decir, que la energía

Las salsas de barbacoa suelen llevar líquidos azucarados, frecuen-temente acompañados de un ácido, zumo de limón (ácido cítrico) o vi-nagre (ácido acético) que fragmentan la sacarosa en glucosa y fructo-sa, que reaccionan de forma más fácil con los aminoácidos,favoreciendo el pardeamiento.


se transfiere por contacto directo con la fuente de calor. El metal es unbuen conductor y la cerámica un buen aislante; por eso aunque los ali-mentos se calientan más rápido en una sartén o cualquier otro recipientemetálico, se mantienen sin embargo calientes durante más tiempo enun recipiente cerámico.

Convección

La energía se transfiere por medio de fluidos. Se denomina corrientede convección a una corriente de líquido o gas que absorbe calor en unlugar y después se desplaza hacia otro, donde se mezcla con una porciónmás fría del fluido cediendo calor. Si el movimiento del fluido se producepor una diferencia de densidad que acompaña a la diferencia de tempe-ratura, el fenómeno constituye la convección natural. Si se provoca el mo-vimiento del fluido por la acción de una bomba o ventilador se trata deuna convección forzada. Ejemplo claro de este tipo de transferencia de laenergía es la ebullición.

Radiación

En la cocina la radiación se realiza por radiación térmica; es decir, ra-diación emitida por un sólido o un líquido en virtud de su temperatura.Una fuente de calor emite radiaciones que absorben los cuerpos próxi-mos. Ejemplo de este tipo de transferencia de calor son los asados en elhorno o a la parrilla.

1.13. COCCIÓN EN MEDIO ACUOSO

Es uno de los procedimientos más empleados en la cocina debido a larapidez, economía y facilidad que implica el uso del agua. La rapidez sedebe a las corrientes de convección que se producen en su seno, queaseguran un agitado continuo de los alimentos y permiten una unifor-midad de cocinado. El agua además es un buen disolvente de especias yde sales utilizadas para sazonar.

Cuando se cocina pescado, es recomendable hacerlo en un medioácido debido a que:

— Coagula las proteínas del pescado y

— elimina los desagradables olores azufrados y amoniacales (debidoa las aminas) que se producen.


Esta es también la razón por la que se suele poner un pequeño reci-piente con agua y limón para limpiarse los dedos después de comer cier-tos alimentos, como mariscos.

La cocción de un huevo implica complicadas reacciones químicas:

— Si los huevos se ponen directamente del frigorífico en agua hir-viendo, sus cáscaras no pueden expandirse poco a poco y se agrie-tan. Si se adiciona al agua un poco de sal o vinagre sólo saldrá unpoco de clara que coagulará inmediatamente, impidiendo la salidaposterior de la misma.

— Durante la ebullición y por coagulación de las proteínas se formanmoléculas como: H2O, CO2 y SH2 de repugnante olor. Cuando unhuevo duro se enfría el SH2 reacciona con el Fe de la superficie dela yema formándose FeS de color negro. Sin embargo si el enfria-miento es rápido, el calor se elimina, no hay energía suficientepara que se dé la reacción anterior y la yema permanece amarilla.Además la cáscara se vuelve más frágil y es más fácil de pelar.

Cuando se cocinan las legumbres, como la mayoría de las plantascomestibles, se hacen más digestibles.

— Las judías blancas corrientes, salvo que sean viejas, no deben su-mergirse en agua ya que se inician los cambios enzimáticos quellevan normalmente a la germinación.

— Las lentejas, igual que las judías, saben mejor si no se mantienenen agua antes de cocerlas, esto es, sólo lavándolas.

— Los garbanzos, por el contrario, deben sumergirse en agua durantetoda la noche antes de cocinarlos, ya que de otra manera son casiimposibles de cocer.

Dependiendo de la forma en que se realice, podemos hablar de coc-ción a reflujo o de cocción con evaporación controlada.

1.13.1. Cocción a reflujo

Cuando se calienta un medio acuoso se produce un aumento de tem-peratura que hace que aumente el número de moléculas con energía ci-nética suficiente para superar las fuerzas de atracción de sus vecinas y es-capar así a la fase gaseosa. Si esta evaporación tuviera lugar en unrecipiente abierto la evaporación continuaría hasta que no quedara lí-quido. En cambio si la evaporación se lleva a cabo en un recipiente ce-


rrado, se llega a establecer un equilibrio entre las fases líquida y vapor,llamándose presión de vapor a la presión ejercida por las moléculas en lafase gaseosa. Es decir que el «reflujo» no es ni más ni menos que la vuel-ta al medio acuoso de los vapores condensados en el recipiente.

El reflujo es importante ya que impide o palia que las moléculas aro-máticas (por ejemplo, cuando se cocina con vino, cerveza, etc.) escapen ala atmósfera permitiendo obtener así platos más sabrosos. También per-mite mantener la dilución, importante para regular el pH y evitar deco-loraciones o texturas inapropiadas como en el caso de la cocción de ver-duras y hortalizas.

En la cocina esto se consigue poniendo una tapadera al recipiente. Siesta ajustara perfectamente estaríamos en el caso de la olla a presión,mientras que si no ajusta perfectamente, algo de vapor escapa a la at-mósfera. Esta pérdida de vapor podría minimizarse disminuyendo lapresión de dos formas diferentes:

a) Aumentando la velocidad de condensación, que se consigue invir-tiendo la tapadera cóncava del recipiente y poniendo en ella unpoco de agua fría que se irá reponiendo a medida que sea necesa-rio o

b) disminuyendo el calor aportado hasta conseguir una ebulliciónsuave.

1.13.2. Baño maría

Consiste en cocer un alimento en un recipiente que se sumerge a suvez en otro con agua hirviendo. Este procedimiento de cocción permitecontrolar la temperatura (se mantiene constante) y evitar así el exceso decalor. Es muy apropiado para cocer flanes, tocino de cielo y para hacerlentamente revuelto de huevos.

1.13.3. Olla a presión

Un diagrama de fases de una sustancia muestra la relación de lastemperaturas y presiones de equilibrio de las diferentes fases: líquido, só-lido y vapor de dicha sustancia. De acuerdo con el diagrama de fases delagua (Figura 1.8), a una determinada presión atmosférica existirá unatemperatura máxima de equilibrio entre el vapor y el líquido, temperaturade ebullición del H2O (100 °C a 1 atmósfera), que será constante mientrasquede agua en estado líquido.


FIGURA 1.8. Diagrama de fases del H2O

De esto se deduce que existirá de acuerdo con la presión atmosféricauna temperatura máxima a la que se puedan hervir los alimentos y quepor mucho que se aumente el calor al recipiente lo único que consegui-remos es evaporar el agua más deprisa, pero nunca disminuir el tiempode cocción del alimento que transcurre a temperatura constante.

La forma de acortar este tiempo sería utilizando una olla a presión. Enella se genera una presión interna más alta que la presión exterior, quehace que aumente la temperatura de ebullición del agua y por tanto se re-duzca el tiempo de cocción de los alimentos.

1.13.4. Cocción con evaporación controlada

Se realiza en recipientes destapados y actuando sobre el fuego comoocurre cuando se cocina paella, donde han de coincidir exactamente elpunto de cocción del arroz con la casi total evaporación del medio de coc-ción.

Por cocción las paredes de los vegetales y muy especialmente de laslegumbres frescas se vuelven porosas y se debilitan; el agua entra porósmosis al interior de las células para reducir su concentración salinae igualarla con la del medio, haciendo que se hinchen y se vuelvan tier-nas. Si se añade sal se produce el efecto contrario, el agua sale de lascélulas al medio de cocción, perdiendo la tersura y volviéndose duras.Cuando se cuecen judías verdes la sal se añade casi al final para pre-venir el endurecimiento.


1.14. COCCIÓN EN MEDIO GRASO

Cocer en medio graso es sinónimo de freír. La sartén caliente trans-fiere su energía calorífica directamente al alimento por conducción ypor convección vía el aceite. El aceite ejerce las siguientes funciones:

— Permite alcanzar temperaturas mucho mayores que con el agua,estando la temperatura de cocción limitada por el punto de humoo temperatura a la que la grasa que se utiliza empieza a dar signosde descomposición, como olor a frito, formación de humos, etc.

— Mejora el contacto entre la sartén y el alimento.

— La alta temperatura del aceite produce reacciones de carameliza-ción y de Maillard en las proteínas que hacen muy apetitosos losalimentos fritos.

— Lubrica los alimentos facilitando su deglución.

El aceite que tiene el punto de humo más alto, entre las grasas utili-zadas en cocina, es el aceite de oliva y también es el más estable a la ran-cidez y por tanto puede reutilizarse varias veces si no se deja pasar muchotiempo de una a otra y si no se sobrecalienta. En el grado de rancidez deun aceite utilizado influye también el alimento que se haya frito: un pes-cado azul con un alto contenido en grasas poliinsaturadas acelera la de-gradación.

Lo que le sucede a un alimento cuando se somete a un proceso de coc-ción en medio graso, depende del tipo de alimento y sobre todo de la tem-peratura del aceite (no sólo de su valor sino también la constancia de lamisma). Cuando la temperatura es la adecuada, se forma en la parte ex-terna del alimento una costra o corteza de olor y sabor agradables (reac-ciones de Maillard) que va a impedir la entrada de aceite al interior delalimento así como la salida de agua hacia el exterior, permitiendo que elalimento esté crujiente por fuera y jugoso por dentro.

En la práctica, esto no ocurre con todos los alimentos y para optimi-zar el proceso se recurre a técnicas complementarias, como son el enha-rinado, rebozado y empanado. La harina tiene como función además deayudar a formar la costra, absorber el exceso de humedad e impedir quelos alimentos frágiles como la carne de los pescados se pegue al fondo dela sartén y se rompa durante la fritura. Evita además las salpicaduras deaceite y disminuye el tiempo de freído ya que se evapora menor cantidadde agua.


1.15. COCCIÓN EN MEDIO GASEOSO

Cocer en medio gaseoso es sinónimo de asar, del latín assare: hacercomestible un manjar por acción directa del fuego o del aire caliente ro-ciándolo a veces con grasa o cualquier otro líquido. Según el sistemautilizado para suministrar calor tendremos asados al horno, a la plancha,a la brasa, etc, siendo los dos primeros los más adecuados para verdurasy hortalizas. Al parecer los antiguos egipcios hace aproximadamente6000 años ya empleaban hornos para la fabricación del pan.

1.15.1. Asados al horno

La transferencia de calor se produce por radiación de las paredes delhorno y también por convección a través del medio gaseoso, el aire. Sepueden alcanzar temperaturas de 260 °C. Por este motivo es un procesorelativamente lento, idóneo para piezas grandes que necesitan tiempopara que el calor penetre en el centro.

— Cuando se fríen huevos el SH2 se elimina en el aire y no influye en elaroma de las tortillas, los fritos o los revueltos. Estos últimos debenhacerse siempre añadiendo un poco de líquido extra (agua o leche)que hace que la temperatura de coagulación suba a unos 80 °C. Delo contrario, la cocción lenta que necesitan los haría más secos.

— Cuando se fríe pescado y debido a que éste baja mucho la tempe-ratura del aceite, se recomienda que la proporción de pescado/acei-te sea de 1:10.

Dentro de las hortalizas, las berenjenas requieren un proceso de re-cubrimiento antes de freírse debido a la estructura reticular de su teji-do interno, que hace que absorban aceite hasta dos o tres veces supeso.

Contienen un alcaloide llamado solanina que es tóxico, por lo queno pueden comerse crudas. Debido a estos componentes amargos decarácter alcalino ha de añadirse vinagre o zumo de limón y sal para fa-vorecer su neutralización y expulsión.


Como el aire es un medio mucho menos denso que el agua, la trans-misión de calor es mucho menos eficiente que en el agua y por eso eltiempo que tarda una patata en cocerse a 100 °C es menor que el tiempoque tarda en asarse, incluso a 180 °C. Además las corrientes de convec-ción del agua son mayores que en el horno al estar cerrado.

1.15.2. Asados a la brasa

Con este procedimiento el alimento se somete, a poca distancia, a laacción directa de energía emitida por un cuerpo incandescente que pue-de ser leña, carbón, una resistencia eléctrica, etc. La temperatura de lasbrasas puede alcanzar unos 1100 °C lo que explica la rapidez con que seproducen las reacciones de Maillard y se dora la carne. La transferenciade calor se produce por radiación (superior a la emitida por un horno, aigualdad de superficie caliente), cierta convección vía los pocos centíme-tros de aire que separan al alimento de la fuente calorífica y de forma máslenta por conducción a través del alimento. La obtención de un buen asa-do requiere que ambas velocidades de radiación y de conducción seaniguales lo que se logra jugando con los siguientes factores: potencia de lasbrasas, tipo de pieza, grosor, distancia a las brasas y tiempo de perma-nencia.

1.15.3. Asados a la plancha

Procedimiento mediante el cuál el alimento se pone sobre una plan-cha de acero caliente, previamente cubierta de aceite. El aceite tiene dosfunciones. Servir de antiadherente para que los alimentos no se peguen yde difusor del calor.

— El hueso de las piezas de carne ayuda a conducir internamente elcalor y mejora el sabor.

— Cuando se aplican líquidos a la superficie de una carne, se dismi-nuye la temperatura y se asa más lentamente.

— Las aves rellenas deben asarse a la mayor temperatura posible paratener la seguridad de que el relleno está bien asado y no se pase lacarne.


Las planchas pueden ser eléctricas, o de gas más rápidas y fáciles deregular la temperatura, pudiendo alcanzar con ellas temperaturas delorden de 1100 y 1600 °C respectivamente. En los asados a la plancha laconducción es la principal forma de transmisión del calor.

La gran ventaja del asado al aire o con plancha sobre el asado al hor-no, estriba en que el agua que se desprende del alimento se evapora. Enun horno la humedad no puede escapar, la costra superficial formada seablanda, se puede evaporar más agua y hasta cierto punto cocerse el ali-mento al vapor lo que hace que sea menos jugoso.

1.16. MICROONDAS

El efecto de las microondas en los alimentos fue descubierto en el Rei-no Unido en 1940 por Percy Spencer, cuando accidentalmente al apo-yarse en un tubo transmisor de microondas, el azúcar que llevaba en unbolsillo se fundió. Los primeros intentos para encontrar aplicaciones in-dustriales a esta «nueva forma de calentar» no tuvo mucho éxito, hastaque en 1955 la introducción de un horno microondas en un restaurantegeneró algún entusiasmo por esta técnica. Es en las décadas de 1960 y1970 cuando la industria japonesa comienza la comercialización del hor-no microondas para uso casero, alcanzándose en 1977 una cifra de pro-ducción de dos millones de unidades.

Se trata de otro método culinario por irradiación, muy rápido (puedecalentar un líquido casi a ebullición en menos de un minuto, recuperan-do además el recipiente casi frío) y por lo tanto más barato ya que con-sume menos energía y además se producen muy pocas pérdidas de nu-trientes.

En el microondas el generador de radiación (magnetrón) del hornoproduce radiación de microondas que oscila a 2,45.109s–1. Estas ondaselectromagnéticas poseen energía suficiente para hacer vibrar a molécu-las pequeñas y polares como el agua (H+-OH–) sobre las que actúan trans-firiendo así su energía. De esta forma el alimento, que suele tener un altocontenido de agua, se calienta muy deprisa en su interior pero no setuesta. Por eso a veces los hornos microondas llevan incorporado ungrill adicional.

El mecanismo de calentamiento de disolventes por microondas estárelacionado con la existencia de un dipolo eléctrico en las moléculas,que en el caso del agua aparece como consecuencia de la diferente den-


sidad electrónica que poseen el oxígeno y el hidrógeno, así como de la geo-metría angular de la molécula.

Los disolventes polares calentados en un horno microondas hiervencasi siempre a temperaturas superiores (en el caso del agua y disolucionesacuosas es aproximadamente 8 °C, mientras que en otros disolventes or-gánicos como metanol, etanol o acetonitrilo, es incluso más elevada, delorden de 30-35 °C) a las de sus puntos de ebullición tabulados. Esto es de-bido a que:

— Cuando se calienta con una fuente calorífica convencional las pa-redes del recipiente se encuentran siempre a una temperaturamás alta que la disolución lo que provoca una mayor formación deburbujas en su interior A una cierta temperatura, dichas burbujasascienden a la superficie y cuando alcanzan un determinado vo-lumen, escapan y se produce la ebullición.

— Al calentar en un microondas las paredes del recipiente están ge-neralmente más frías que la disolución, ya que frecuentementelos materiales de que están fabricados —vidrio o teflón— presen-tan baja adsorción a las microondas. De esta forma el disolventepróximo a las paredes está más frío que en el caso anterior parapropiciar la formación de burbujas y como resultado la masa dedisolvente se puede calentar a temperaturas más altas sin que al-cance el punto de ebullición. Debido a este sobrecalentamiento, loslíquidos calentados en microondas deben manipularse con pre-caución para evitar que una súbita ebullición pueda causar unaccidente.

Como conclusión señalar que:

Cada uno de los métodos de cocinado citados tiene sus característicasy su influencia en el alimento. La elección de uno u otro será función: deltipo de alimento, del plato a preparar y en ultima instancia de las prefe-rencias personales.

Sin embargo, cualquiera que sea el procedimiento elegido no debenutilizarse, para cocinar ciertos alimentos, utensilios exclusivamente dealuminio o hierro debido a que éstos elementos se ionizan y actúan comocatalizadores acelerando la oxidación de sustancias insaturadas.


1.17. BILIOGRAFÍA

Libros

BADUI, S.: Química de los alimentos. Addison Wesley. Mexico. 1999.BELITZ, H. D. y GROSCH, W.: Química de los alimentos. Acribia, S.A. Zaragoza.

1997.BLOK, R. y BULWIK, M.: En el desayuno también hay química. Ed. Magisterio del

Río de la Plata. Argentina. 1995.COENDERS, A.: Química culinaria. Acribia, S.A. Zaragoza 2001.CÓRDOVA FRUNZ, J. L.: La química y la cocina. Fondo de cultura económica. Mé-

xico. 1996.COULTATE, T. P.: Food, the chemistry of its components. The Royal Society of Che-

mistry. 1999.FAYLE, S. E. and GERRARD, J. A.: The Maillard Reaction. The Royal Society of

Chemistry. 2002.FENNEMA, O. R.: Química de los alimentos. Acribia, S.A. Zaragoza 1993.FISHER, C. and SCOTT, T.: Food flavours, biology and Chemistry. The Royal Society

of Chemistry. 1997.MC CANCE and WIDDOWSON´S: The composition of foods. The Royal Society of

Chemistry. 2001.MOORE, J. W. et al.: El mundo de la química. Addison Wesley. Mexico. 2000.Editor-in-chief NINA HALL: The New Chemistry. Cambridge University Press. 2000.PÉREZ CONESA, J.: Cocinar con una pizca de ciencia. IJK editores. 1998.PRIMO YÚFERA, E.: Química de los alimentos Síntesis. Madrid. 1998.

Revistas

(1) FAVREAU, S.; LIZZANI-CUVELIER, L.; LOISEAU, M.; DUÑACH, E., y FELLOUS, R.: Te-trahedron Lett., 2000, 41, p. 9787.

(2) FERNÁNDEZ, X.; DUÑACH, E., y FELLOUS, R.: Tetrahedron Lett., 2000, 41, p. 3381.

(3) FERNÁNDEZ, X.; FELLOUS, R.; LIZZANI-CUVELIER, L.; LOISEAU, M., y DUÑACH, E.:Tetrahedron Lett., 2001, 42, p. 1519.

(4) FERNÁNDEZ, X., y DUÑACH, E.: Tetrahedron Asymm., 2001, 12, p. 1279.— L’actualité Chimique, n.o 4, abril, 2002.


Tema 2

LA QUÍMICA Y EL VINO

Concepción Barthèlemy González


2.1. Orígenes del vino2.2. Historia del vino2.3. Composición de la uva

2.3.1. La vendimia2.3.2. La fermentación

2.4. Definición general del vino2.4.1. Los componentes del mosto y del vino

2.5. La enología2.6. Elaboración de los vinos

2.6.1. Vinos blancos2.6.2. Vinos rosados2.6.3. El vino tinto

2.6.3.1. Crianza y envejecimiento del vino2.7. Técnicas de producción de vinos especiales

2.7.1. Vinos espumosos: su origen2.7.1.1. Métodos de elaboración y características

2.7.2. Vinos de Jerez2.8. Defectos y enfermedades del vino

2.8.1. Defectos del vino2.8.1.1. Defectos en el color2.8.1.2. Defectos en el sabor

2.8.2. Enfermedades del vino2.9. Introducción a la cata

2.9.1. La cata del vino: Metodología2.9.1.1. Fase visual2.9.1.2. Fase olfativa2.9.1.3. Fase gustativa2.9.1.4. El tacto

2.10. Bibliografía

2.1. ORÍGENES DEL VINO

El escritor francés Jean Kenderland afirma que en la época de la ci-vilización lacustre, hace doce mil o quince mil años, existía ya el vino, esdecir, el producto fermentado de la uva. En la gastronomía, entró pri-mero en Roma y Grecia y después en las Galias, que fue donde se inven-tó el tonel. Es a partir de la época clásica cuando el vino está presente enla gastronomía occidental, mientras que lo ignoran las grandes cocinasorientales en las que gastronómicamente hablando nunca se usó el zumode la uva fermentada.

Desde el punto de vista histórico, la expansión geográfica del cultivode la vid probablemente comenzó al sur del Mar Negro hacia 7500 a. C.Por el 7000 a. C. se introdujo en Egipto, Siria y Mesopotamia, y hacia el2000 a. C. ya se cultivaba en Tracia, el sur de Grecia, Creta, Toscana, Si-cilia y África del Norte. En el año 500 a. C. empezó a cultivarse en Mar-sella, Irán y el SE de Arabia. Entre los años 125 y 150 de nuestra era, pasóa Burdeos y Provenza; en los s. I al III se introdujo en las regiones del Loi-ra y de Borgoña, y en el s. IV se empezó a cultivar en el valle del Rin y enInglaterra. Posteriormente, en el s. XVI los españoles y los portugueses im-portaron la viticultura al continente americano y al Japón respectiva-mente, llegando sus caldos a competir fuertemente con los vinos andalu-ces. Hacia el siglo XVII empezó su cultivo en el Perú y Florida y en el XVIII

en California, Chile y África. Por último, hacia 1850 se empezaron aplantar viñedos en Australia y Nueva Zelanda.

2.2. HISTORIA DEL VINO EN ESPAÑA

Desde hace tres mil años, cuando la vid llegó a España procedente desu cuna originaria, en el Mediterráneo oriental, el vino ha formado parte

de nuestra cultura. A partir de ese momento, el cultivo de los viñedos, lavendimia y la elaboración del vino han influido y se han dejado influir asu vez, por la evolución histórica, económica y social de España.

De hecho, nada de lo que hoy forma parte del amplio mundo delvino, las tecnologías aplicadas a la mejora de calidad, los análisis quími-cos, el desarrollo de la enología, etc., recuerdan a aquellos primeros cul-tivos artesanales que los fenicios trajeron consigo cuando, allá por elaño 1100 a. C., arribaron a las costas de Cádiz y Tartessos en busca de tie-rras donde plantar olivos y vides para abastecerse de alimentos, despuésde que deforestaran su suelo para el asentamiento de manufacturas de vi-drio, cerámica y telas preciosas. Así relata Estrabón, geógrafo griego delsiglo I a. C., en su libro «Geografía», la llegada de la vid jerezana a la Pe-nínsula, igualmente recogido por Rufo Festo Avieno, historiador romanodel siglo IV d. C. en su libro «Ora Marítima». Estos textos han sido luegocorroborados por el hallazgo de dos lagares en el yacimiento fenicio del si-glo VII a. C. del Castillo de Doña Blanca, a 4 km de Jerez.

Hasta el nordeste y el levante español llegaron también fenicios ygriegos. En las tierras catalanas del Penedés ya se cultivaban en la pri-mera mitad del siglo IV a. C. muchas de las variedades tintas traídas deOriente Medio y de Egipto; y donde ahora se extienden los viñedos deUtiel-Requena, se practicaba la vinicultura desde los siglos V-IV a. C. yprobablemente con anterioridad, como prueban los restos ibéricos y lasánforas fenicias encontradas en Los Villares. También se hallaron aquí lasprimeras copas griegas que se remontan al siglo VI a. C. Asimismo, es ha-bitual encontrar en esta zona o en poblados próximos a ella, pepitas deuva y servicios que se utilizaban para consumir el vino.

Con la llegada de griegos y romanos, se introdujeron en la Penínsulanuevos métodos de elaboración que se conservan aún hoy, en algunas re-giones españolas. Los griegos por ejemplo, cocían el mosto recién fer-mentado para conseguir vinos que resistieran el transporte y conseguirasí caldos con altas graduaciones, a los que luego había que añadirlesagua. Eran vinos que tenían muchas impurezas siendo necesario mez-clarlos con otras sustancias depuradoras como ámbar, pez o resinas.

El asentamiento del imperio Romano en la Península supuso ade-más, el comienzo de una importante corriente comercial. Desde el sur, losgaditanos vendían a Roma aceite de oliva, vinos y preparados de pescadoy, los romanos cultivaron los viñedos de la zona sur de Córdoba, para en-viar luego sus vinos a la metrópolis.

Más adelante durante la dominación árabe en España, aunque la leycoránica prohibía el consumo de alcohol y se frenó el cultivo de la vid, no


llegó a desaparecer sino que continuó cultivándose para el consumo deuva de mesa e incluso, según algunas referencias, para el vino de Málagaal que llamaban «sharab al malaquí» y para el califato de Córdoba dondeera reconocida la calidad de los vinos Moriles - Montilla.

Curiosamente, las primeras noticias escritas que nos han llegado delos vinos de Alicante fueron registradas por poetas árabes que cuentan enverso sus excelencias. También el consumo del Jerez se mantuvo sinproblemas hasta que en 996 el Califa Alhaken II decidió por presiones re-ligiosas, arrancar todos los viñedos. Los jerezanos, conocida esta decisión,alegaron la utilización de la uva para elaborar las pasas con que alimen-tar a los guerreros en su Guerra Santa, evitando que se desceparan dostercios del viñedo.

En esta época de la Edad Media las órdenes monásticas también ju-garon un importante papel en la propagación y mantenimiento de lacultura del vino. En el reino de León, los monjes benedictinos de Clunyfueron los que llevaron las vides a la Ribera del Duero. El vino de Rioja,ya era mencionado por Gonzalo de Berceo en los versos que escribiódesde su retiro en el Monasterio de Suso en San Millán de la Cogolla y laOrden militar de Calatrava que, hasta 1584 gobernó la zona donde hoy seextienden los viñedos de Valdepeñas, hizo mucho por el vino de la regiónque se consumía en la corte durante el reinado de Felipe II y que por mu-cho tiempo ha tenido en Madrid su principal mercado.

A medida que avanzaba la Reconquista y se fraguaba la reunificaciónde España, la producción de vino experimentó un desarrollo espectacular.A orillas del Duero, las tierras que habían quedado desocupadas durantelos enfrentamientos entre musulmanes y cristianos se llenaron de cam-pesinos que cultivaron la vid. A ello es debido que en el siglo XIII ya exis-tieran en esta comarca numerosas bodegas.

La conquista de Jerez por Alfonso X el Sabio en 1264, benefició a losvinos jerezanos que desde hacía un siglo ya se enviaban a Inglaterra —deahí el nombre árabe de «Sherish» que los ingleses dieron al vino Jerez—.El acuerdo alcanzado por Enrique I de cambiar lana por vino de Jerez,propuesta que anteriormente no habían aceptado los franceses con suvino de Burdeos, benefició tanto las exportaciones, que en 1402 EnriqueIII de Castilla, para evitar el deterioro de la uva, prohibió que se arrancarauna sola cepa y que se instalaran colmenas cerca de los campos de vid. Apartir de ese momento los vinos de Jerez se los disputan los comerciantesingleses, franceses y flamencos. La demanda llega a ser tan espectacular,que provoca conflictos entre éstos y los agricultores y se hace necesariopara regular la vendimia, la crianza y los usos comerciales, promulgar el

LA QUÍMICA Y EL VINO 91

primer reglamento de esta denominación de origen: Las Ordenanzas de laPasa y la Vendimia de Jerez.

Aunque el Jerez fue el primero de los vinos en estar sometido a cus-todia legal, hubo después otras muchas regiones españolas en las que sedictaron normas para proteger la calidad de los vinos y defender la pro-ducción. Así, Alfonso X el Sabio establecía en el fuero de Requena de1265, la figura de los binaderos, cuya misión era guardar los viñedosdesde los tres meses anteriores a la vendimia. Otras ordenanzas munici-pales prohibían por ejemplo, introducir vinos cultivados en zonas dife-rentes, o la circulación de carretas por las calles donde había bodegas,prohibición esta última que adoptó en el año 1635 el alcalde de Logroñopor temor a que las vibraciones de estos vehículos pudieran alterar losmostos y la maduración de los caldos.

A finales del siglo XIX, España llegó a ejercer un verdadero monopoliodel comercio mundial vinícola. (Hay datos de exportaciones de 17.000barricas en 1840, a 70.000 en 1873, volumen que no llegaría a superarsehasta los años 50 del siglo XX).

Las plagas de la ceniza y la filoxera —pulgón ésta última, de la familiade los afídidos, que vive sobre la parte aérea de la vid provocando la forma-ción de agallas sobre las hojas—, que atacaron a los viñedos franceses,atrajo a los comerciantes, que llegaron dispuestos a introducir los méto-dos allí empleados como: disposición de cepas, maquinaria moderna,azufrado, control de fermentación, decantado, etc. La mayoría de las co-sechas fueron empleadas para continuar abasteciendo al mercado francésmuy exigente en cuanto a calidad, acostumbrado como estaba al exce-lente vino de Burdeos.

Una década después, la plaga llegó a la península, pero ya no causó unefecto tan devastador como el que ocasionó en los viñedos franceses.Para solucionar el problema los viticultores replantaron sus tierras, in-jertando variedades europeas en pies americanos que eran más resisten-tes, y pudieron emplear, métodos más modernos diseñados, gracias aque la revolución técnica ya se había producido. La reconstrucción de losviñedos afectados, fue la ocasión histórica para implantar innovadorastécnicas que permitieran elaborar vinos de mejor calidad. Por eso, aunquela producción vinícola española se perjudicó considerablemente, ésta sepudo mantener entre los primeros productores mundiales junto conFrancia e Italia.

Como ejemplo del elevado potencial de nuestro país en el sector viní-cola, valga decir que la Comunidad Autónoma de Castilla-La Mancha,


puede producir ella sola, una cantidad de vino, incluyendo tintos, blancos,cavas, vinos de calidad y vinos corrientes, suficiente para abastecer el con-sumo de toda Europa Occidental. Ningún otro país del Continente, poseelas condiciones, el clima, los suelos, las variedades y la tradición queexiste en España, haciendo de nuestro país una de las principales poten-cias del sector.

Finalmente podemos destacar como características esenciales de losvinos españoles, la enorme producción, calidad y desarrollo de éstos, lagran variedad de tipos de vino, la excelente relación calidad/precio, y losmétodos y procedimientos usados en su elaboración.

2.3. COMPOSICIÓN DE LA UVA

La uva, fruto de la vid, es una baya de forma globosa u oboide, de ta-maño y color variable. Estas bayas, agrupadas en racimos y unidas al ras-pón o escobajo por medio de unos pedicelos individuales, se componen dela piel más o menos gruesa (hollejo), la pulpa y unas pocas simientes o(pepitas) encerradas en ella. El hollejo representa del 9 al 11% del peso to-tal del grano; contiene tanino, ácidos y la materia colorante que teñirá elvino durante el proceso de fermentación del mosto. Entre el 85-90% delpeso del grano lo constituye la pulpa. Su composición es compleja ymuy variable de una clase a otra de uva. Aparte de agua, contiene azúca-res en una proporción media de un 15%, ácidos libres, cremor tártaro, vi-tamina C, etc. Las pepitas suponen del 3 al 4% del peso del grano, y tie-nen aceites, tanino, ácidos volátiles y una materia resinosa astringente yde sabor desagradable.

Se suelen clasificar en dos categorías: uvas de mesa y uvas vinifica-bles. Las primeras se consumen frescas o secas en forma de pasas y las vi-nificables se emplean para obtener el mosto, que por fermentación dará elvino. Hay unas 50 variedades de vitaceas que producen uvas vinifica-bles, pero sólo las uvas maduras que son el fruto de la vitis vinífera, se ad-miten por la legislación para producir vino.

Como todos los frutos, la uva va experimentando a lo largo de la ma-duración unos cambios en su composición y en la proporción de suscomponentes que se pueden resumir en:

— Disminución del porcentaje de agua

— Aumento del contenido en azúcares

— Disminución del contenido en ácidos


— Transformación de los pigmentos verdes-clorofilas, en naranjas-ca-rotenos y rojo-antocianos.

En la (Figura 2.1), en la que se han representado las variaciones deácido tartárico, glucosa y agua, frente a los días de maduración que llevala uva, se pueden ver perfectamente estos cambios.

Para hacer el estudio, el intervalo de tiempo que se ha tomado com-prende desde primeros de julio hasta mediados de octubre mas o menos,pudiéndose observar que es hacia finales de septiembre cuando se al-canza la máxima concentración de azúcares en la uva y por tanto será elmomento óptimo para la vendimia.

FIGURA 2.1. Contenido de ácido tartárico, azúcar (como glucosa) y agua,en 1.000 g de uva madura.

2.3.1. La vendimia

Las condiciones que se requieren para obtener un buen vino son: lautilización de una uva madura en perfecto estado y la constitución ycuidado del suelo. Condiciones que no obstante podrán variar, depen-diendo de que consideremos el aspecto técnico o el comercial.


Desde el punto de vista técnico, el principal factor es la calidad de lacosecha que variará mucho según haya sido el clima de ese verano. Ge-neralmente son años buenos los que tienen los meses de verano secos ycálidos porque durante el verano los días son más largos y al tener máshoras de sol, se favorece la maduración.

Desde el punto de vista comercial interesa también el volumen de lacosecha por lo que a los requisitos anteriores, habrá que añadirle otro fac-tor primordial como es el que, desde abril a octubre, la temperatura me-dia no baje de 15 °C.

El momento adecuado de la vendimia se elige de acuerdo con los re-sultados obtenidos tras analizar la uva y ver su contenido de azúcar y deácido. Dependiendo del resultado, la vendimia puede ser anticipada, nor-mal (la más corriente), o tardía. En general, las fechas más frecuentes enlas que se efectúa la vendimia, van de primeros de septiembre a mediadosde octubre.

Decidida la fecha de la vendimia, que suele ser de unos diez días antesde su madurez plena, la uva se recolecta haciendo in situ, una primera se-lección, ya que una vendimia correcta facilitará las posteriores labores devinificación. A continuación se transporta a la bodega en cajas de plásti-co para evitar la rotura de los granos y el posible mosteo tan perjudicialpara la calidad final de los vinos.

Ya en la bodega se hace la descarga en la tolva de recepción, reci-piente en forma de pirámide invertida, que trasladará la uva medianteuna correa sin fin que tiene en el fondo, a la zona donde se analiza la uvapara determinar su estado sanitario y su contenido en azúcares y ácidos.A partir de este momento y dependiendo del tipo de vino a obtener, blan-co, rosado o tinto, el proceso tomará distintos caminos como iremosviendo en cada uno de los apartados correspondientes.

En el cuadro siguiente se recoge la composición química de las sus-tancias mas importantes contenidas en la uva cuando se alcanza el puntoóptimo de madurez.

Es muy importante, no dejar pasar un excesivo tiempo desde el mo-mento en que se recoge la uva en la viña, hasta su recepción en la bo-dega.


2.3.2. La fermentación

El principal proceso biológico en la elaboración de los vinos es lafermentación. Consiste en la transformación de los azúcares de la uva(que se definen como típicamente fermentables), en alcohol etílico y gascarbónico como productos principales y otra serie de sustancias secun-darias: ácidos, alcoholes, aldehidos.

En 1837 Caignard-Latour, Schwann y Kützing propusieron indepen-dientemente, que la levadura que aparece durante la fermentación alco-hólica, es una planta microscópica y que la conversión de azúcares en al-cohol etílico y anhídrido carbónico, es una función fisiológica de la célulade la levadura.

Esta teoría fue duramente atacada por los químicos de la época, loscuales aducían que todo se debía a reacciones químicas sin intervenciónalguna en el proceso de los microorganismos que se hallan presentesdurante el mismo. Veinte años más tarde Louis Pasteur fue el que:


En laPULPA

Cremor tártaro

Azúcares

Ácidos

9% glucosa (monosacárido)9,2% fructosa (monosacárido)rabinosa (monosacárido)10% sacarosa (disacárido)

málico: 0,1-0,4%tartárico: 0,4-0,7%cítrico: 0,05%

antocianos - levoantocianoscatequinas

SO42– K+

PO43– Ca2+

Cl– Fe

Polifenoles

Pectinas

Proteínas

Aceites

Sales minerales

Tanino

En lasPEPITAS

En elHOLLEJO

(piel de uva)

Vitamina C

— Demostró de modo inequívoco la naturaleza microbiológica de losprocesos fermentativos en general, con lo que se pudieron sentar lasbases de la moderna química de las fermentaciones.

— Descubrió, al estudiar la fermentación butírica, la existencia de for-mas vivas que sólo pueden prosperar en ausencia de oxígeno libre.Con este fenómeno tan fundamental, se pudo comprobar el papelque desempeñan las fermentaciones en la vida de los microorga-nismos que la realizan.

— Estableció que «la fermentación es vida sin aire», al observar que eldesdoblamiento de los compuestos orgánicos en ausencia de oxí-geno, podía ser utilizado por algunos microorganismos como me-dio para obtener energía.

Si bien de un modo general, los procesos de degradación de la materiaorgánica, llamados además de fermentación, respiración y glucólisis, sonesencialmente procesos de oxidación mediante sucesivas deshidrogena-ciones de glúcidos y otras sustancias orgánicas (aminoácidos, ácidosgrasos, etc.), conviene añadir (aunque se desarrollen en células distintas)que, estos procesos metabólicos fundamentales transcurren de modo to-talmente análogo e incluso idéntico, hasta una fase determinada ya al fi-nal del proceso, en la que la presencia o ausencia de ciertos enzimas o sis-temas enzimáticos, ejercen una acción específica, determinandoreacciones biológicas particulares.

Un ejemplo que nos puede aclarar este hecho, es la comparación entrela fermentación alcohólica y la glucólisis. Ambos procesos metabólicos, sedesarrollan con absoluto paralelismo hasta la formación del ácido pirú-vico. A partir de la formación de éste y por la acción específica de deter-minados enzimas, es cuando ambos procesos se diferencian. En la fer-mentación alcohólica es, la acción del enzima carboxilasa sobre el ácidopirúvico y del enzima alcohol dehidrogenasa en el intermedio formado, loque da lugar al alcohol etílico. En la glucólisis es la lacticodehidrogenasa laque actúa sobre el ácido pirúvico que, por posterior reducción del inter-medio formado, da el ácido láctico. fermentescible en éster del ácido he-xadifosfórico.

Estos procesos intermedios o etapas de reacción, se conocen hoy díagracias a las investigaciones realizadas por C. Neuberg quien demostróque, las numerosas sustancias químicas que se forman, están relaciona-das entre sí por medio del ácido fosfórico que actúa de catalizador y es eltransmisor de la energía necesaria en el proceso. Forma parte de los com-puestos intermedios de reacción, y se recupera al final del mismo.


Las etapas de reacción son:

— Esterificación del azúcar fermentescible en éster del ácido hexadi-fosfórico.

— Escisión de las hexosas en dos moléculas de éster del ácido trio-xofosfórico.

— Oxidoreducción por formación de éster del ácido glicerilfosfórico ydel éster del ácido fosfoglicérico.

— Desfosforilación. El ácido fosfórico queda libre bajo la acción delenzima enolasa y se forma el ácido pirúvico.

— Descomposición del ácido pirúvico (por la acción en cada casodel enzima correspondiente).

— Reducción del intermedio a alcohol etílico o a ácido láctico, que-dando en ambos casos libre el ácido fosfórico.

Otros ejemplos pueden ser los que originan los siguientes fermentos olevaduras: Las levaduras Saccharomyces cerevisiae, llevan a cabo la de-gradación anaerobia de las moléculas de glucosa, fructosa, etc., hasta dió-xido de carbono y alcohol etílico, por un proceso que, a grandes rasgos, sepuede resumir en la reacción química (1), y se conoce como Fermentaciónalcohólica.

EnzimasC6H12O6 → 2CO2 + 2CH3 – CH2 – OH + 40 kcal/mol (1)Fructosa 15-20 °C dióxido de Alcoholo glucosa carbono etílico

Por la acción de la levadura micrococus maloláctico, se hace la Fer-mentación maloláctica, a través de la cual, el ácido málico se transformaen ácido láctico tal como se indica en la reacción (2). También por reac-ciones similares, el ácido cítrico se transforma en ácidos volátiles.

micrococusCOOH – CHOH – CH2 – COOH → COOH – CHOH – CH3 + CO2 (2)

ácido maloláctico ácido dióxido demálico láctico carbono

En los vinos, el control de estos procesos de oxidación por efecto delas levaduras, se hace con el «sulfitado». La operación consiste en añadiral mosto sulfitos o anhidrido sulfuroso en diferentes dosis según la clasede vino a obtener. Así se consigue además, que el pH del medio sea lige-


ramente ácido por la formación de ácido sulfuroso (3), lo que favorece lavinificación.

SO2 + H2O → H2 SO3 pH ácido (3)dióxido de agua ácido

azufre sulfuroso

2.4. DEFINICIÓN GENERAL DEL VINO

Según el Estatuto del Vino y los Alcoholes en España, B.O.E 1970, sedefine el vino como: «La bebida resultante de la fermentación alcohólicacompleta o parcial de la uva fresca, o del mosto, con una graduación mí-nima de 9 G.L.», pero quizás sea la definición que se atribuye a Pasteur,la más bella que se ha dado del vino: «El vino es la más sana y la más hi-giénica de las bebidas». En el Estatuto del vino, al mismo tiempo que seexige que el vino pase un control de calidad lo que permite regular su pro-ducción, se establece que la uva para vino debe proceder de la vitis vinífe-ra, de la especie vinífera, familia vitacea y género vitis.

El vino de origen natural es un producto de transformación de lamateria vegetal viva (uva o mosto), por la acción de microorganismos vi-vos (levaduras) y tiene una composición química bastante compleja. Estacomplejidad se debe al gran número de sustancias que lo integran. Por di-ferentes métodos de análisis, puede haber ya, identificados en el vino, delorden de 600 componentes distintos.

2.4.1. Los componentes del mosto y del vino

Las sustancias que se consideran de mayor interés tanto desde unpunto de vista cualitativo como cuantitativo, están recogidas en el cuadrode la página siguiente donde, de acuerdo con sus propiedades o su com-posición química, se han agrupado de la forma más conveniente para suestudio.

Mucha de estas sustancias existen ya como componentes en la uva yen el mosto y por tanto su síntesis ha tenido lugar en la vid; otros se ori-ginan durante el gran proceso biológico de la fermentación alcohólica yen las reacciones químicas y biológicas que tienen lugar durante la crian-za y la conservación del vino hasta el momento de consumirlo.


El agua

Está en el vino como el componente más abundante (entre 85 y 87%),donde se encuentran disueltos o en suspensión el resto de las sustanciasque completan la composición del vino. Es el único componente queestá solo. El resto son grupos de sustancias que iremos viendo detenida-mente.

Sustancias ácidas

De todos los ácidos, sólo seis se encuentran en cantidades apreciables:tartárico, málico, cítrico, acético, láctico y succínico. Todos están ya pre-sentes en la uva parcialmente salificados y esterificados; al ser débiles, laparte de ácido libre, se encuentra parcialmente disociada, liberando unacantidad de H3O+, que confieren al vino su pH característico próximo a 3,estando los valores límites entre 2,8 y 4.

— El ácido tartárico que junto con el málico y cítrico están en elmosto de la uva (y por tanto se sintetizan en la vid), es el ácido dela uva y del vino por antonomasia. Además de ser el más abun-dante, es el más fuerte de todos. La cantidad total del anión tar-trato expresada como ácido tartárico suele ser de a 5 g/L, siendoeste ácido el que establece el pH del vino.

— El ácido málico se encuentra en concentraciones que varían de 0 a5 g/L. Es característica de este ácido su astringencia y su sabor ace-bo (sabor verde), por lo que no es recomendable su presencia enlos vinos de alguna finura.

— El anión citrato expresado como ácido está en cantidades que os-cilan entre 0 y 0,5 g/L. Es metabolizado igual que el málico, porbacterias lácticas, y tiene la propiedad de acomplejar metales de di-solución, especialmente el hierro. Es por eso por lo que frecuente-mente se adiciona al vino para estabilizarlo frente a la quiebra fé-rrica.

— El ácido láctico se encuentra en cantidades que van de 0,5 a 4 g/Ly, lo mismo que el acético y el succínico, aparece durante la fer-mentación alcohólica de los azúcares. Comunica suavidad al vino,por ello es conveniente para la calidad del vino, que tenga lugar lafermentación maloláctica, ya que debido a ella desaparece el ácidomálico que le da la aspereza al vino.



Ácidosprincipales

Compuestosnitrogenados

Polisacáridos

Alcoholes

Azúcares

tartárico, málico y cítricoacético, láctico y succínico

(Presentes también en la uva y el mosto)(Formados durante la fermentación)

Cantidades respectivas en g/Lmetílico, etílico, propílico, isobutílico: (0,05-0,150; 80-120;

0,02-0,05; 0,05-0,15)amílico, isoamílico, fenil -etanol: (0,05-0,10; 0,05-0,10;

0,05-0,10glicerina, 2,3 butilénglicol, inositol: (6-10; 0,6-1,5; 0,1-0)

derivados terpénicosalcoholes y aldehidos en C6

ciertos esteres

alcoholes superiores,aldehidos, cetonas, esteresácidos grasos

Son propios de vinos envejecidos(resultan de las transformaciones de losconstituyentes de los aromas anteriores)

PectinasDextranasGomas

proteinaspolipéptidos yaminoácidos

glucosa y fructosa

arabinosa, xilosa, rannosa

Cl–, SO42–, PO4

3–, CO32–

K+, Ca2+, Cu2+, Fe3+, Ni+, Mg2+, Mn2+

Nitrógeno amoniacal

Aromasprimarios

Aromassecundarios

Aromasterciariosó bouquet

Materia orgánica nitrogenada

Hexosas:

Pentosas:

Aniones:

Cationes:

Fenoles simples ácidos cinámicosácidos benzoicos

catequinasantocianos-leucoantocianosFlavanoles

Flavonoides: flavonoles

Salesminerales

Polifenoles

Otroscompuestosaromáticos

Agua

— El ácido acético, es un producto secundario de la fermentación al-cohólica, aparece al comienzo de la misma, cuando se han trans-formado en alcohol los primeros gramos de azúcar, posterior-mente desaparece en parte, reduciéndose a alcohol. Esta es larazón de que el mosto-vino tenga más acético que el vino termi-nado. Su contenido varía según la composición del mosto y las es-pecies de levadura que con que se ha llevado a cabo la fermenta-ción. La cantidad de acético que se produce es mínima cuando setienen valores de pH entre 2 y 4.

En la fermentación maloláctica, junto con el ácido láctico, seobtiene una pequeña cantidad de acético que procede principal-mente de la descompensación del cítrico. Su contenido en los vinossanos es del orden de 0,3 a 0,5 g/L. De ahí que un aumento pro-gresivo de estos valores, sea un síntoma claro de algún desarrollomicrobiano no deseado.

— El ácido succínico es otro de los componentes habituales de los vi-nos y se forma también como ya hemos dicho, durante la fermen-tación. Su contenido varía entre 0,6 y 1,5 g/L. Es un ácido estable,resiste los ataques microbianos y se mantiene invariable en elvino durante su conservación Tiene un sabor muy peculiar; másque ácido, es una mezcla entre salado y amargo.

Además de estos seis ácidos considerados los más importantes delvino, existen otros ácidos orgánicos pero en cantidades muy pequeñas (dealgunos mg/L), y ácidos minerales totalmente salificados, en forma de ca-tiones.

Alcoholes principales

Todo el grupo de los alcoholes, produce en el vino una sensación sá-pida dulce, contraria al sabor de los ácidos; algunos de ellos aportantambién matices aromáticos. Salvo el inositol que se encuentra en lauva, todos aparecen en el curso de la fermentación:

— Alcohol metílico: Procede de la hidrólisis de las pectinas que cons-tituyen los tabiques de las celdillas de la pulpa. Su proporción en elvino, es función de la magnitud de la maceración de las partes só-lidas de la vendimia. De ahí que los vinos tintos contengan másmetílico que los blancos.


— Alcohol etílico: Es después del agua, el componente más abun-dante de un vino. Tiene gran influencia en la calidad del vino por-que incide de manera importante en el aroma y en el sabor.

— Los alcoholes propílico, isobutílico, amílicos y el fenil-etanol, cons-tituyen los alcoholes superiores de un vino. Forman parte del aromasecundario y salvo el fenil-etanol de aroma agradable, el resto tienearomas desagradables, por lo que desde el punto de vista de la ca-lidad aromática de un vino, interesa que estén en muy bajas con-centraciones. Hoy día, la enología aplica técnicas de elaboraciónque dan bajo contenido de tales sustancias.

— La glicerina: Después del agua y el alcohol etílico, es el componentemás abundante de un vino. Se origina durante el proceso de fer-mentación, pero la proporción formada depende de la cantidadinicial de azúcar del mosto, de las condiciones de fermentación(temperatura, pH, aireación, sulfitado, etc.) y sobre todo de la na-turaleza de las levaduras. No obstante, de un vino a otro, la pro-porción de glicerina es bastante constante. (de 6 a 10 g por cada100 g de etanol). Comunica al vino suavidad y sedosidad, por loque es necesario controlar su concentración ya que, su adición,puede ser una práctica fraudulenta.

Otros componentes aromáticos

El apartado de los componentes aromáticos de un vino, es uno de losmás complejos y menos conocidos debido sobre todo al gran número desustancias que lo integran y estando algunas de ellas a concentracionestan pequeñas que no ha sido posible su cuantificación. A propósito delaroma, se suelen distinguir tres tipos de aroma: aroma primario, secun-dario y terciario.

— Aromas primarios o varietales: Son aportados por la uva y son es-pecíficos de cada variedad; de composición química compleja, sedeben fundamentalmente a los derivados terpénicos, alcoholes y al-dehidos en C6 así como a determinados ésteres. Los derivados ter-pénicos son las sustancias que parece tienen mayor incidencia enel aroma primario. Se sintetizan en la vid y se localizan funda-mentalmente en el hollejo de la uva. Los alcoholes y aldehidos enC6, son los responsables de los olores herbáceos, que presentanciertos vinos procedentes de vendimias poco maduras.

— Aromas secundarios o de fermentación: Son debidos a un gran nú-mero de sustancias que se originan durante la fermentación y que


pertenecen a distintas familias químicas como los alcoholes supe-riores, aldehidos, cetonas, ácidos grasos y dos grupos de ésteres(acetatos de alcoholes superiores y ésteres etílicos de ácidos gra-sos).

— Aromas terciarios o de crianza, también llamados «bouquet»: Seadquieren a lo largo del envejecimiento como resultado de lastransformaciones de los constituyentes de los aromas anteriores.Aunque estas transformaciones son de tipo oxidativo en ciertos vi-nos que se envejecen en la madera, los fenómenos de reducción enla fase de crianza en la botella, juegan también un importantepapel.

Azúcares

Tanto en el mosto de la uva como en el vino existen los siguientes glú-cidos: hexosas como glucosa y fructosa, y pentosas como arabinosa, xilosay ramnosa.

— Hexosas: Son los azúcares producidos por fotosíntesis en la hoja,se almacenan en el grano de la uva durante su maduración, con-teniendo el mosto, procedente de ésta del 15 al 25% entre glucosay fructosa. Cuando la uva está verde, hay más glucosa que fructo-sa, pero durante la maduración, aumenta la proporción de fruc-tosa, llegando en la uva madura a una relación glucosa/fructosa de0,95. Esta relación desciende con rapidez en el proceso de fer-mentación, porque la mayoría de las levaduras fermentan conmás facilidad la glucosa que la fructosa. Los vinos que quedan dul-ces después de una fermentación parcial, contienen ambos azú-cares, pero en proporciones distintas a las del mosto inicial.

— Pentosas: Aunque los mostos y vinos contienen pequeñas cantida-des de pentosas, entre 0,3 y 1,5 g/L, la cantidad es mayor en los vi-nos tintos que en los blancos porque las partes sólidas de la ven-dimia (hollejo, raspón), son más ricas en este azúcar que la pulpa.

Composición mineral

La uva, como todos los productos de origen vegetal, contiene grancantidad de sustancias minerales extraídas por la planta y que están lo-calizadas principalmente, en las partes sólidas del fruto: hollejo, pepitas yparedes celuloso-pécticas de las células de la pulpa. De ahí que propor-


cionalmente el mosto sea menos rico. A lo largo de la fermentación, elcontenido en sustancias minerales evoluciona tanto para aumentar sucontenido en disolución, como ocurre en la vinificación en tinto por lamaceración durante el encubado, o para disminuirlo, llegando incluso adesaparecer, por formación de sales insolubles.

El conjunto de sustancias minerales de un vino constituye las llama-das cenizas de un vino. Para el vino blanco el peso aproximado de cenizases de 1,5 gramos por litro y para los vinos tintos, de 3 gramos por litro.

Compuestos polifenólicos

En este apartado están agrupadas una seria de sustancias de estruc-tura y propiedades químicas y físicas parecidas que son las responsablesdel color en la uva, el mosto y el vino. Tienen también otras propiedadesimportantes como son: poder reductor característico, gran reactividad,múltiples propiedades organolépticas y además, participan del estadocoloidal del vino.

Se encuentran especialmente en el hollejo, pepitas y raspón, de dondepasan al mosto y vino en concentración variable, según el contenido ini-cial en aquellos y de la forma e intensidad de la extracción.

En este grupo de sustancias, es donde residen fundamentalmente lasdiferencias que existen entre los vinos blancos y tintos. En los tintos, seencuentran a concentraciones que varían de 2 a 5 g/L y en los blanco, ape-nas llegan a 0,1 g/L. Dentro de este grupo de los polifenoles están los:

— Antocianos: Son la sustancias que dan el color rojo o azul a los ve-getales. Se encuentran en los vinos tintos en concentraciones quevan de 20 a 500 mg/L, mayor en los de crianza, algo menor en lostintos jóvenes y no existen en los blancos.

Su color varía según el pH del medio en que estén disueltos. Asíen medio ácido son rojos, en medio neutro, incoloros y en medioalcalino azules o verdes. En la uva y en el vino joven están comoglucósidos, y a lo largo de la crianza se libera la molécula de azú-car, encontrándose la aglucona correspondiente.

— Flavanoles: En este grupo se encuentran las catequinas y los leu-coantocianos. Tanto unos como otros son incoloros en la uva; sinembargo, las catequinas en el mosto y el vino dan compuestos decolor amarillo debido a la facilidad con que se oxidan.


— Leucoantocianos: Son los compuestos polifenólicos que se en-cuentran en mayor concentración (de 1,5 a 4,5 g/L en los vinos tin-tos, y de 0,05 a 0,1g/L en los blancos). Desde el punto de vistaquímico son bastante parecidos a los antocianos. Tienen gran ten-dencia a polimerizarse en medio ácido dando los leucoantocianospolimerizados, compuestos condensados de distinto número demonómeros, responsables de la sensación astringente de muchos vi-nos jóvenes, por lo que también se les llama taninos.

La facilidad de oxidación de las catequinas, anteriormente citada, y lapolimerización de los leucoantocianos, tienen una influencia decisiva enel pardeamiento enzimático de la uva. Para evitar este proceso y sin com-prender el porqué, desde tiempos remotos los antiguos quemaban azufre—pajuela—. Hoy día, sí se sabe el mecanismo del proceso que se puederesumir según la reacción: (4).

Las enzimas fenol hidroxilasa (a) y polifenol oxidasa (b) presentes enellas, al romperse la piel y ponerse en contacto con el oxígeno del aire,oxidan los grupos fenólicos a polifenoles, quinonas y melanoidinos, queson grupos de compuestos cada vez más coloreados

El color pardo que aparece poco después de triturar una manzana ouna patata y el precipitado que aparece a veces en los vinos y que se co-noce como quiebra oxidática, o quiebra parda es debido a una reacción deeste tipo. Se puede evitar esta oxidación, añadiendo sulfitos, o anhidridosulfuroso, como ya se ha indicado en el epígrafe (2.3.2), u otros aditivosestabilizantes, como los comprendidos entre el E-220 y el E-228, únicosautorizados según la legislación vigente.


(4)

Compuestos nitrogenados

— Desarrollan un papel primordial por su participación en las fer-mentaciones, en los desarrollos microbianos y en la estabilidadbiológica de los vinos acabados. Están constituidos por dos gru-pos: materia nitrogenada mineral en forma amónica NH4

+, y materianitrogenada orgánica, en forma de proteina, polipéptidos y amino-ácidos.

Polisacáridos

Los polisacáridos del vino son en su mayoría pectinas junto con pe-queñas cantidades de dextranas y gomas.

— Las pectinas, al ser los componentes de los tabiques de las celdillasde la pulpa, abundan sobre todo en los mostos. En los vinos haymenos cantidad, debido a la hidrólisis que sufren por la acción delas enzimas políticas que contiene la uva. Comienzan a actuar encuanto se rompe el grano de la uva, y su acción va perdiendo in-tensidad a medida que avanza la fermentación por la presencia delalcohol que al parecer las desactiva. Estas sustancias en el vino seencuentran en estado coloidal, actuando como coloides protecto-res que impiden su clarificación. Cuando en la uva no es suficien-te la cantidad de la enzima correspondiente para hidrolizar laspectinas, es aconsejable la adición de enzimas pectolíticas comer-ciales.

— Las gomas son anhídridos de azúcares más o menos polimeriza-dos. Al igual que las pectinas, se encuentran en estado coloidal, yactúan también como coloides protectores.

— La dextrana: Es una sustancia mucilaginosa segregada por Botrytiscinerea, que se encuentra en abundancia en los mostos de uvas ata-cadas de podredumbre. Por lo general, se encuentra en los vinosen concentraciones muy pequeñas, pero aún así, posee desde unpunto de vista enológico propiedades importantes, ya que se com-porta como un coloide protector muy eficaz que se opone a laclarificación del vino.


2.5. LA ENOLOGÍA

Enología, según la definición dada por el Diccionario de la Real Aca-demia Española es: «El conjunto de conocimientos relativos a la elabo-ración de los vinos». Puede completarse esta definición describiéndolacomo «El conjunto de conocimientos relativos a los vinos, técnicas de vi-nificación, oficio y arte de producir los vinos».

Etimológicamente, enología deriva del griego oenos, vino, y logos,ciencia: «es la ciencia de la elaboración del vino», que con el desarrollo dela química, sus métodos analíticos, el conocimiento de los procesos defermentación y los avances en la microbiología, se ha beneficiado tre-mendamente. Pero además de ser una ciencia, es también un arte, por laparte creativa que tiene de combinar y exaltar aromas y sabores paradotar a cada vino de su propia personalidad.

La enología moderna nace con Pasteaur, que convirtió una prácticacasi mágica, como era hasta entonces la transformación de la uva envino, en una ciencia rigurosa. Surge a partir de la necesidad de estabilizarlos vinos, y del estudio de los diferentes procesos que se producen duran-te la evolución de los mismos. El gran desarrollo de estos procesos físicos,químicos y biológicos que afectan a la elaboración y conservación delvino y el mayor conocimiento de los mismos, que se alcanza a finales de ladécada de los 70, hace evolucionar la enología aplicada entonces, pasandode ser una ciencia curativa, a una ciencia preventiva. La primera, es la for-ma de intervención para paliar los inconvenientes de la maduración o deuna vinificación defectuosa, es decir: «informa de cómo eliminar el exce-so de los componentes peligrosos para la limpidez». La segunda «pro-porciona los medios preventivos desde el comienzo de la vinificación»para evitar posibles alteraciones y enturbiamientos en el vino.

Los progresos en la enología correctiva han permitido la llegada de laenología preventiva. Cada vez se restringe más la enología curativa por laagresividad de los tratamientos que afectan considerablemente a la cali-dad de los vinos. Actualmente con la preferencia por la enología preven-tiva, la mayor parte de las investigaciones enológicas están dirigidas acrear máquinas y coadyuvantes que simplifiquen el trabajo en la bodega.

El principal objetivo de la enología, es por tanto, el de ayudar al pro-ductor a obtener el mejor vino posible, un vino que posea todas las cua-lidades que están inscritas en las uvas de las que nace. Este objetivo se al-canza mejor, cuanto más se conozca el vino y sus constituyentes, asícomo las transformaciones que éstos sufren, es decir, cuanto más avan-zada es la técnica y mejor se apliquen sus postulados.


En tiempos pasados no había mucha elección; eran las condiciones lo-cales, de clima, suelo y proximidad de mercado, los factores que deter-minaban el tipo de vino que se podía producir. Hoy día el enólogo, sal-vando siempre la tipicidad y personalidad de la zona vinícola y del mapavarietal, se tiene que adaptar a las exigencias del mercado. Debe elabo-rarse un plan de vinificación con los objetivos muy claros, eliminandodesde el principio los factores indeseables y exaltando todos los com-puestos que permitan alcanzar un producto diferente y bien logrado.Debe también conocer las mejores técnicas de cultivo para obtener la uvamás adecuada al vino que quiere conseguir. Con las uvas adecuadas, losmedios disponibles en la bodega y el avance en la obtención y trata-miento de los mostos, establecerá las condiciones necesarias para elbuen desarrollo de las fermentaciones.

En definitiva y como conclusión podemos decir que: la vinificación esuna mezcla de tres elementos importantes, técnicas artesanales, decisionescreativas y conocimientos científicos, y que los enólogos modernos, graciasa la combinación de sus conocimientos bioquímicos con una parte de in-tuición, lleguan a dirigir y controlar las diferentes etapas del proceso, demanera tal que logren un estilo de vino preciso, al que imprimen su sellocaracterístico.

2.6. ELABORACIÓN DE LOS VINOS

2.6.1. Vinos blancos

Son vinos jóvenes con una graduación alcohólica entre 11 y 12,5°. Decolor pálido o amarillo pajizo de escasa intensidad, su aroma es ligera-mente afrutado. En la boca resultan frescos y agradables y, son bajos enacidez.

Las técnicas empleadas hoy día para la elaboración de vinos blancos,están encaminadas a la obtención de vinos de calidad, según las pautasmarcadas por la moda. Dicha calidad se pone de manifiesto en las si-guientes características: vinos brillantes, de gran limpidez, de colorespálidos, muy aromáticos, afrutados, que recuerdan a la uva de la cual pro-ceden, de grado alcohólico débil, ligeros, de poco cuerpo y ácidos.

Para conseguir tales productos hay que poner el máximo esmero,tanto durante la vendimia, como en la elección del proceso adecuado deelaboración, en el que se apliquen técnicas que conduzcan a obtener lamayor cantidad de aromas y demás características gustativas en los vinos,


a la vez que favorezcan los colores característicos indicados. Ello se con-sigue desde el comienzo poniendo el máximo esmero durante la vendi-mia, eligiendo el proceso adecuado de elaboración y siendo muy cuida-doso en la conservación y embotellado de los vinos.

Una vez decidida la fecha de la vendimia (unos diez días antes de suplena madurez), la uva es recolectada y transportada a la bodega en cajas,con capacidad para unos 20 kilos, evitando así la rotura de los granos y elposible mosteo tan perjudicial para la calidad final de los vinos.

Con la vendimia en la bodega, el mosto se puede extraer por dos vías:una, con el prensado directo de la uva y otra, la más común, que consisteen un estrujado, con estrujadoras adecuadas y no muy enérgicas, para se-parar mejor el zumo, aumentar el rendimiento del prensado y produciruna siembra espontánea de levaduras. En los vinos de calidad, tras el es-trujado y el escurrido o separando sin presión, se produce una primerafracción de mayor calidad llamada mosto yema o mosto flor. La pasta es-currida se prensa y se obtienen los mostos llamado en general de prensa.Según la presión que se ha ejercido se obtienen mostos de primera, se-gunda, tercera, o de prensa, con calidades diferentes. Su fermentación sehace por separado, obteniéndose distintos tipos de vino.

En el esquema de la figura 2.2 están representados todos los pasos quese siguen en el proceso de elaboración del vino blanco desde la vendimiahasta su puesta en el mercado.

Se define el mosto como: «El zumo de la uva prensado sin fermen-tar». Por cada 106-112 kg de uva se obtienen unos 100 litros de mostoy su contenido en azúcares y ácidos es respectivamente: 90kg/L deglucosa, fructosa y arabinosa; 10g/L de sacarosa, de 1 a 4 g/L de ácidomálico, de 4 a 7 g/L de ácido tartárico y 0,5 g/L de ácido cítrico. Su cla-sificación se hace en grados y, depende del tipo de grado que se empleeestos son:

— Grados Occhsle: Indican el número de gramos que excede elpeso de un litro de mosto al peso de un litro de agua.

— Grados Baumé: Indican la cantidad de azúcar que contiene elmosto expresada en tanto por ciento en peso.

— Grados Brix: Indican la cantidad de azúcar expresada en tantopor ciento en volumen.



FIGURA 2.2. Elaboración del vino blanco (esquema tomado de Luis Herrero).

Obtenido el mosto se somete a un desfangado; esta operación consis-te en dejarlo en reposo durante un período variable de tiempo (de 12 a 36horas), con el fin de que las partículas sólidas que tiene en suspensión y,que restarían finura al futuro vino, se separen por decantación en el fon-do del recipiente. La gran sensibilidad del mosto blanco a la oxidación,hace necesario que el desfangado se haga con gran rapidez, antes de queempiece la fermentación. Se puede hacer de dos formas, por:

— Desfangado estático, mediante la adición de SO2, dióxido de azufre,en frío para retrasar la fermentación.

— Desfangado dinámico, mediante máquinas centrífugas o por fil-tración. El depósito de partículas que queda en el fondo se conocecomo fango.

Después del desfangado, el mosto ya limpio se trasvasa a otro reci-piente donde se inicia la fermentación, que debe transcurrir a tempera-turas moderadamente bajas, entre 15 y 20 °C. A esas temperaturas seconsigue que el desdoblamiento de azúcares en alcohol y la producciónde carbónico, sean lentos de forma que no se arrastren aromas primarios,los más apreciados en los vinos blancos jóvenes, y que los aromas secun-darios generados en la fermentación sean finos y de calidad.

El final de la fermentación se produce de manera espontánea cuan-do el contenido de azúcar en el mosto baja de 4-5 gramos por litro y,suele ocurrir a los 20-21 días del desfangado. Seguidamente se realiza eldescube o paso del vino a otro envase para separarlo cuanto antes de laslevaduras y demás materias depositadas en el fondo del recipiente defermentación. Tomando esta precaución, se evita que un contacto pro-longado produzca olores e incluso sabores desagradables.

Una variante de este sistema de elaboración, que en la actualidadestá produciendo importantes vinos blancos de calidad, consiste en lle-var a cabo el proceso de fermentación en envases de madera de roble,dejándolo durante los meses siguientes a la fermentación en contactocon las lías, sin trasegarlos. Estos vinos que entrarían dentro del grupode vinos jóvenes, se conocen como vinos blancos de fermentación enbarrica.

Si este vino así obtenido se quiere comercializar como vino joven, enlos meses siguientes a su elaboración, sólo hay que hacer algún trasiegopara eliminar posos del fondo del envase y, al embotellarlo se le da un tra-tamiento de clarificación y estabilización para que se presente al merca-do limpio y brillante.


Por último, el vino blanco también puede someterse a un proceso deenvejecimiento y crianza en envases de madera de roble. Estos envasescon capacidad para 225 litros se llenan completamente hacia el mes de fe-brero del vino nuevo que se ha estado asentando durante los meses de in-vierno. En los meses siguientes, y en condiciones adecuadas de tempera-tura y humedad, el vino sufre un proceso de oxidación lenta y suave,como consecuencia del oxígeno que penetra a través de los poros de lamadera, disolviendo además, por efecto del alcohol, los componentesaromáticos característicos de ella. Pasada esta fase, el vino se embotella-rá, experimentando un proceso de envejecimiento, que afectará al color ysobre todo a las características gustativas y olfativas.

2.6.2. Vinos rosados

Siguendo el mismo criterio que en los vinos blancos, para la obten-ción de los vinos rosados de calidad, es imprescindible partir de uvas enperfecto estado sanitario y adecuado grado de madurez. Las uvas han deser mayoritariamente tintas y de variedades marcadamente afrutadas. Verel esquema representado en la figura 2.3.

Estos vinos son un intermedio entre el vino blanco y el vino tinto; deltinto tienen las variedades de origen y una pequeña cantidad de materiacolorante y del blanco la constitución general, su ligereza, su afrutado ycierta analogía en la elaboración.

La uva una vez estrujada y despalillada, se introduce en los depósitosdonde se hace la maceración del hollejo con el mosto, de manera que par-te de la materia colorante de los hollejos se extraiga y pase al mosto. Eltiempo que dura esta operación es sólo de unas 12 horas para evitar quese difundan en el mosto sustancias no deseables.

Después y sin ejercer ninguna presión, se extrae por sangrado el mos-to de flor que algunas veces es el único que se emplea para obtener este

La reglamentación vigente según el real Decreto 157/88 disponepara vinos blancos de crianza las siguientes consideraciones:

— Reserva: duración mínima del proceso 24 meses. Mínimo 6meses en envase de madera.

— Gran reserva: duración mínima del proceso 48 meses, mínimo6 meses en envases de madera.



FIGURA 2.3. Elaboración del vino rosado (esquema tomado de Luis Herrero).

vino y otras se junta con la primera filtración obtenida con un cuidadosoprensado. El mosto así obtenido está bastante limpio y no necesita des-fangado y, si lo necesita, es muy ligero.

El proceso siguiente, la «fermentación» se hace hoy día en depósitosde acero inoxidable inatacables, de fácil limpieza y desinfección y muyadecuados para mantener un buen control de la temperatura a 18 °C, y launiformidad, durante todo el proceso.

Así, al no destruirse los preciados aromas primarios de las uvas ydesarrollar con facilidad los aromas secundarios, se consiguen vinosfrescos y afrutados.

Los vinos nuevos que se obtengan, se deben conservar en atmósferainerte (nitrógeno, nitrógeno-carbónico) para evitar la oxidación, hacién-doles los oportunos trasiegos hasta su estabilización, filtrado y embotellado.

Una variante de este sistema consiste en prensar directamente la ven-dimia estrujada, vinificando igual que si se tratara de un blanco. Sinmaceración, la extracción de color del hollejo, se reduce al breve contac-to del mosto y hollejo en la prensa.

Una variante de este sistema consiste en prensar directamente la ven-dimia estrujada, vinificando igual que si se tratara de un blanco. Sinmaceración, la extracción de color del hollejo, se reduce al breve contac-to del mosto y hollejo en la prensa. Lógicamente, los vinos que se obtie-nen son vinos menos coloreados. Para aumentar la intensidad del coloren la elaboración del vino clarete, se mantiene la maceración de hollejocon el mosto entre dos y tres días.

2.6.3. Vinos tintos

El proceso de elaboración aunque parecido, no es igual que en los an-teriores tal como se ve en el esquema indicado en la figura 2.4, y cuyasetapas iremos describiendo a continuación.

La elaboración se inicia como siempre con el estrujado de la uva,pero en este caso se hace también la eliminación del escobajo o despali-llado, para evitar que comunique exceso de tanino y aspereza.

Seguidamente la vendimia estrujada, se lleva por bombeo a los depó-sitos de fermentación no sin antes haberle añadido una pequeña dosis deanhidrido sulfuroso para asegurar una buena protección del vino contraeventuales contaminaciones microbianas, contra la oxidación, (2.3.2) ypara facilitar la extracción del color.


El gas carbónico que se genera durante la fermentación, empuja haciaarriba las partículas sólidas en suspensión, formando en la parte altadel depódito una masa compacta llamada ombrero que debe mantenersesiempre húmeda. Ello se consigue rociándola con el propio mosto enfermentación bien mediante los remontados periódicos que se hacen conayuda de bombas o con los bazuqueos que de forma manual hace el ope-rario utilizando unas pértigas muy largas acabadas en un rodete con elque se rompe la masa a la vez que se sumerge.

La temperatura de fermentación en los tintos se suele mantener entre18 y 30 °C porque a esa temperatura se consigue desarrollar la actividadde las levaduras y hacer una adecuada extracción del color.

El tiempo de maceración de la fermentación varía dependiendo deldestino del vino; así para los vinos de crianza, que han de estar bien do-tados de taninos, la maceración será larga, por el contrario si se pretendeobtener vinos jóvenes, de rápido consumo, la maceración será corta omuy corta; los vinos obtenidos de esta manera son vinos muy suaves ycon poco tanino.

Cuando se crea llegado el momento oportuno, se separa la fracción lí-quida de la pasta mediante el sangrado de los depósitos y prensado de loshollejos. En este trasvase que se conoce con el nombre de descube, la frac-ción líquida, mosto/vino, se lleva a otros depósitos donde se transfor-man definitivamente los azúcares.

Una vez hecha la fermenteción alcohólica (2.3.2 (1)), se continúa conla fermentación maloláctica (2.3.2 (2)), consiguiéndose que el vino pierdeagresividad y se suavice considerablemente.

En los meses posteriores, el vino se va limpiando. Se trasvasa a otrorecipiente, y se separan por decantación las partículas que contiene ensuspensión. La operación, que se conoce como trasiego, se repite tantasveces como sea necesario hasta que el vino queda limpio y brillante.

Si el vino se va a destinar para consumo inmmediato, igual que ocurrecon los vinos blancos y rosados, se procede a la clarificación, filtración otipificación hasta que queda claro. Para esta operación se utilizan filtrosde tierras de diatomeas, albúminas, clara de huevo, pescados, etc. Depuésse embotella y se manda al mercado.

Conviene tener en cuenta que el SO2 siempre se debe utilizar en di-solución y nunca como gas. Además, en estos vinos, su adición debehacerse después del estrujado de la uva y antes de la fermentación.


Una variante de la vinificación de los vinos tintos, empleada exclusi-vamente para vinos tintos jóvenes, como son los de consumo anual, es laMaceración carbónica.


FIGURA 2.4. Elaboración del vino tinto (esquema tomado de Luis Herrero).

Consiste en colocar racimos enteros en un depósito cerrado en at-mósfera de gas carbónico y en estas condiciones las uvas intactas sufrenuna fermentación intracelular o autofermentación, después de la cual seprensan, obteniéndose un vino tinto ligero, con características aromáticasde gran intensidad y finura, muy adecuado para consumirse como vinojoven pero no para envejecer.

2.6.3.1. Crianza y envejecimiento del vino tinto

La crianza es un proceso destinado a dar a los vinos unas caracterís-ticas diferentes a las que tienen en el momento de terminar la fermenta-ción. El vino que se destina para crianza ha de tener determinadas cuali-dades; debe ser un vino robusto, áspero, recio, agresivo al paladar, conuna adecuada acidez y con colores intensos y vivos.

Los vinos de los que se parte, son vinos que muy bien podrían desti-narse para consumir como «vinos jóvenes», pero se quieren mejorar me-diante un proceso de envejecimiento hasta que se alcanzan los requisitosque dispone la reglamentación correspondientes para vinos de crianza,reserva y gran reserva.

— Crianza: duración mínima del proceso 2 años; de ellos 12 meses enenvase de madera para los vinos tintos y 6 meses para vinos blancos.

— Reserva: duración mínima del proceso 3 años, de los cuales docemeses serán en envase de madera.

— Gran reserva: duración mínima del proceso 6 años, con un mínimode 24 meses en envase de madera.

Para la crianza, una vez que el vino ha superado los oportunos contro-les y selecciones, se traslada a unos toneles o barricas que son envases demadera de roble, generalmente de 225 litros de capacidad. El mérito de es-tas maderas, compuesta por celulosa, hemicelulosa, lignina y grupos ace-tileno, depende de su homogeneidad, compacidad y elasticidad, por loque es conveniente que sean cubas de maderas nuevas o poco usadas, secasy sin nudosidad, para que puedan aportar al vino, todas las sustancias decarácter aromático y gustativo propias de la madera que la impregnan. Así:

1.o La celulosa y hemicelulosa por hidrólisis parcia, desprende azú-cares y aportan suavidad.

2.o La lignina tiene un papel importante porque sus componentes fe-nólicos son los que más intervienen en el vino dando cierto aro-ma a vainilla.


3.o La madera de roble encierra cantidades importantes de ácidoacético y acetato de etilo que pueden ser difundidos en el vino.Durante la permanencia del vino en la barrica se tiene una subi-da de acidez por la presencia de tartratos ácidos de potasio sobrelas paredes interiores de la cuba.

En esta etapa el vino sufre un proceso de oxidación permanente através del oxígeno que penetra por los poros de la madera, y de oxidaciónintermitente, por aireación durante los trasiegos periódicos a que es so-metido para eliminar, por decantación, las impurezas. Al mismo tiempo,el alcohol va disolviendo los aromas propios de esta madera, de formaque poco a poco el vino va transformando su color con pérdida de los to-nos violaceos y la aparición de otros rojos anaranjados. Los aromas se ha-cen más «complejos» y las sensaciones gustativas se suavizan.

Al cabo de 3-9 meses, tiempo en que se alcanza el punto óptimo deevolución en madera, se procede a la homogeneización y tipificación delcontenido de las barricas. Es el momento en que el vino es embotellado.

Las botellas son almacenadas en oscuros botelleros y apiladas en po-sición horizontal. En el ambiente de éstas, exento de oxígeno, comienza laúltima fase, la fase reductora. Durante la misma se producen complejasreacciones, que originarán la aparición de sensaciones aromáticas degran calidad y finura; el vino acaba de pulirse, eliminando sus aristas, as-perezas y alcanzando su total dimensión.

A continuación se muestra un resumen de las ventajas e inconve-nientes que supone, respectivamente, una correcta o incorrecta adicióndel SO2:


Ventajas que tiene una correcta adición de SO2

Efecto antioxidante Protege la vendimia de la acción del oxígeno, evitando así ladisminución en el aire de las calidades aromáticas, la pérdidade frescor y modificaciones en el color.

Efecto antioxidásico Destruye los catalizadores enzimáticos de la oxidación,(laoxidasa), evitando ciertas enfermedades en el vino como laquiebar oxidásica.

Poder disolvente Activa la maduración, facilitando la disolución del color y delos diversos polifenoles.

(Continúa)

2.7. TÉCNICAS DE PRODUCCIÓN DE VINOSESPECIALES

2.7.1. Vinos espumosos: su origen

Se dice que el inventor del vino espumoso fue un monje benedictinodel siglo XVII, que observó, con la llegada de la primavera, un enturbia-miento de sus vinos. Al estudiar las causas descubrió que se producíacomo consecuencia de una refermentación de los azúcares residuales de laprimera fermentación. El sabor inicial de estos vinos resultaba muy agra-dable pero perdía todas sus cualidades al desaparecer las burbujas, por loque era necesario buscar un método para mantenerlas. Fue durante unavisita al convento benedictino de Sant Feliú de Guixols (Gerona), dondeaquel monje observó que el mantenimiento de las mismas sólo era posibletapando herméticamente las botellas y controlando esa segunda fermen-tación.

Hasta el siglo XIX, que se inicia en España la elaboración de vinos es-pumosos, sólo unos cuantos eruditos, además de los técnicos en vinos, co-nocían en nuestro país los célebres vinos espumosos de Francia. Se hi-cieron numerosas pruebas para elaborarlos, pero en ninguna se llegó a unresultado positivo hasta que siete amigos que se autodenominaban «lossiete sabios de Grecia», conocedores de la técnica de elaboración de los


(Continuación)

Efecto antiséptico Ejerce una acción antiséptica sobre los microorganismos:levaduras, bacterias acéticas, bacterias lácticas. Administradoen dosis elevadas inhibe la acción de los microorganismos.

Efecto estimulante Administrado en dosis más débiles, ejerce un efectoestimulante sobre la actividad de las levaduras favoreciendo latransformación del azúcar.

Efecto selectivo Selecciona entre bacterias las más sensibles y de entrelevaduras las más adecuadas.

Inconvenientes por adición de una dosis incorrecta de SO2

Retrasa o impide la fermentación maloláctica.

Origina sabores desagradables de sulfuro de hidrógeno o mercaptano.

vinos espumosos franceses —concretamente de la región de la Cham-pagne—, decidieron achampañar los vinos de la comarca del Penedés.

Después de largas experiencias y pruebas con diferentes caldos desus bodegas, Josep Raventós vio recompensados sus esfuerzos, dandoasí comienzo a una nueva industria, la elaboración del cava, que conso-lidó y perfeccionó en 1885 su hijo Manuel Raventós Domenech al frentede las bodegas Codorniú.

La gran demanda de los consumidores que además solicitaba un pro-ducto más económico dió origen a nuevos métodos de producción dis-tintos al champenoise que era el tradicional usado hasta entonces.

2.7.1.1. Métodos de elaboración y características

Existen dos sistemas para la elaboración de vinos espumosos, que son:El método tradicional de segunda fermentación en la botella y eliminaciónde lías por degüelle y el sistema Granvás o de grandes envases. El métodotradicional es el que se emplea para la elaboración del Cava, siguiendo enlo fundamental al sistema inventado por Don Perignoon en el siglo XVII

para la obtención del champán. Como se puede ver en el esquema de la fi-gura 2.5, los pasos que se siguen son:

— Selección y mezcla de vinos base: Los vinos a utilizar, cuidadosa-mente elaborados, se mezclan de acuerdo con los criterios de labodega. El vino, vino base resultante tendrá unos 11° y muy bajocontenido en sulfuroso para no dificultar la segunda fermentación.

— Tiraje: Esta operación consiste en incorporar al vino base unacierta cantidad de azúcar de remolacha (25g/L), levaduras espe-ciales y una pequeña dosis de algún clarificante, llenándose conesta mezcla las botellas y cerrándolas herméticamente con un ta-pón corona de acero, inoxidable.

— Segunda fermentación: Los azúcares añadidos, por acción de las le-vaduras dan lugar a una segunda fermentación, en la que se gene-ra gas carbónico que al no poder escapar, se combina íntimamen-te con el vino. También se producen lías o posos compuestos demateria nitrogenada (procedente de la lisis de las levaduras unavez muertas), colorantes, etc., que durante el posterior reposo delvino y en contacto con ellas, van a comunicarle aromas, gusto y es-tructura en boca particulares, que le darán calidad y personalidad,pero que han de ser eliminados antes de que el vino salga al mer-cado.


Esta botella en la que se hace la segunda fermentación, se co-locan en posición horizontal en grandes apilamientos rimas y enlocales subterráneos cavas donde se mantienen a una temperaturaconstante de 12 °C.

El vidrio de que están hechas las botellas, que son las mismasque llegarán a nosotros al adquirir el producto, es grueso y con un


FIGURA 2.5. Elaboración de los vinos espumosos (esquema tomado de Luis Herrero).

diseño especial para que puedan resistir las presiones que se van agenerar en su interior.

— Eliminación de las lías: La primera operación consiste en desplazarlos posos dentro de la botella, hasta aproximarlos lo más posible asu boca. Para ello se coloca la botella en los típicos pupitres de ma-dera, con forma de V invertida y con unos orificios donde se in-troducen las botellas, inicialmente en posición horizontal. Cadacierto tiempo un operario especializado procede a dar un movi-miento complejo a la botella —rotación sobre un eje de 1/8 de vuel-ta, vibración y basculamiento—, aproximándola hacia la posiciónvertical invertida. Cuando alcanza esta última posición llamada debotella en punta, los posos se han acumulado en el cuello de la bo-tella descansando sobre el tapón.

En esta operación es muy importante que las lías no se adhie-ran a las paredes de cristal de la botella, lo que hay que tener encuenta a la hora de seleccionar las levaduras utilizadas en la se-gunda fermentación.

La eliminación definitiva de las lías se hace por degüello, ope-ración que consiste en la inmersión de las botellas en baños frigo-ríficos para conseguir la congelación del cuello el cual, al conge-larse forma un tapón de hielo mezclado con los posos. Se pone depie la botella y durante un segundo se abre el tapón; el hielo saledespedido e inmediatamente la máquina vuelve a cerrarla per-diéndose de este modo la mínima cantidad de carbónico. Otrométodo más económico es eliminar las lías quitando el tapón,pero sin degüello.

— Expedición: Simultáneamente al degüello, se incorpora al vino el li-cor de expedición para darle el acabado final. Este licor es un ja-rabe formado por vino añejo muy estable, y azúcar refinada de re-molacha, con el que se dará el grado de dulzor que se quiera alproducto final. Hoy día, al menos en los productos altos de lagama, se va prescindiendo cada vez más del licor de expedición,recurriéndose, para el relleno del volumen derramado en el de-güelle a una botella hermana, con o sin azúcar incorporado.

Por último se hace el taponado definitivo, con tapones de corcho es-peciales, en los que hay un cuerpo central de aglomerado, al que van ad-heridos dos o tres círculos de corcho natural muy elástico y que son losencargados de hacer de junta hermética. El tapón, inicialmente de formacilíndrica, adquirirá la característica forma de seta, al adaptarse al cuello


de la botella y someterse al esfuerzo que produce el casquete metálico,morrión, y el bozal de alambre que asegura el cierre.

En el tercer método —método de Granvás— se mete el vino con azú-cares en depósitos de acero inoxidable para que no se escape el CO2. Laeliminación de las lías se hace por filtración isobárica antes del llenado delas botellas. Este proceso que dura sólo 21 días, aunque permite un im-portante ahorro de tiempo (los nueve meses que dura el contacto de losvinos con las lías) y económico (el delicado movimiento artesanal de lasbotellas durante el mismo), introduce diferentes características organo-lépticas entre los dos sistemas.

Para diferenciar un champagne de otro, en la parte interior del cor-cho, se hacen unas marcas por las que se reconoce el proceso utilizado:círculo negro, champagne sin degüello, una estrella champagne con de-güello y un triángulo champagne sometido al método Granvás.

Por último, la clasificación de los vinos espumosos se puede hacer enfunción del contenido de azúcares en el producto final, o de la presión deCO2:

Atendiendo al contenido en azúcar hay que distinguir entre:

— Brut.................Hasta 15g/L — Seco................Entre 17 y 35 g/L

— Extra-brut.......Hasta 6g/L — Semi-seco.......Entre 33 y 50 g/L

— Extra-seco.......Entre 12 y 20 g/L — Dulces............Más de 50 g/L

Atendiendo a la presión de CO2 en:

— Gran Mouxeaux........................... Si su presión está entre 4,5 y 5 atm.

— Cremat, o vino de aguja............... Si su presión es menor de 4 atm.

2.7.2. Vinos de Jerez

Los vinos de Jerez se obtienen mediante un sistema de crianza muyparticular con tecnología propia de la zona. Aunque los principales que serecogen bajo estas denominaciones son tres, Fino, Amontillado y Oloroso,también son protegidos por la misma denominación, los tipos: Manzani-lla, que es un fino criado en la localidad de Sanlucar de Barrameda, laManzanilla pasada, homólogo del Amontillado y criado en esa mismalocalidad y, los tipos Palo cortado y Raya, que entran ya dentro de lagama de los Olorosos.


Las uvas que se utilizan, se han cultivado en el triángulo comprendidoentre el río Guadalquivir, Jerez y Rota, zona cercana al mar, en la queexiste un microclima apropiado para el producto que se quiere obtener.Las tierras de la zona, llamadas de albariza, son tierras blancuzca con ca-pacidad de retener mucha humedad, aportándole a la uva unas determi-nadas características.

La vendimia se hace en el mes de septiembre, normalmente durante laprimera quincena. Una de las operaciones básicas de la vendimia de Jerezes el soleo de la uva, que consiste en colocar los racimos recién cortados,haciendo montones de 11,5 kg (una arroba), sobre espuertas o redores deesparto de unos 85 cms de diámetro y en unos locales apropiados llama-dos Almijares, que están situados delante de la casa de la viña. La uva sedeja así expuesta a las radiaciones solares durante un día. Como conse-cuencia del «soleo» se produce una deshidratación de la uva y por tantoun aumento de la concentración de la mayoría de los componentes, con-siguiéndose por tanto vinos de mayor grado alcohólico.

El proceso de vinificación (Figura 2.6), es similar al utilizado en la ela-boración de los vinos blancos de calidad. Se utilizan cajas de plástico paratransporte de la vendimia, estrujadoras de rodillo de caucho, prensasneumáticas horizontales, que ejercen presiones suaves, desfangados es-táticos, etc.

Las distintas fracciones de mosto obtenidas mosto yema, mosto de pri-mer prensado y mosto de segundo prensado, desfangado o no, fermentanpor separado. La fermentación se realiza en los tradicionales envases demadera de roble, de 600 litros de capacidad, llamados bota jerezana. Enprincipio, la fermentación que es espontánea, es llevada a cabo por la flo-ra microbiana natural de la uva o utilizando un pie de cuba con levadurasautóctonas seleccionadas.

A mediados del invierno, durante los meses de febrero y marzo, antesde sacar de lías los vinos de los envases, se clasifican uno por uno. Estaclasificación es una labor personalísima y de gran importancia ya que enella reside, en gran parte, el éxito de una bodega de crianza. El catadortoma con la venecia una muestra de vino de cada bota, la observa para versu color y transparencia, la huele detenidamente y si tiene duda, la prue-ba en la boca. A continuación, utilizando signos convencionales quepone en el fondo de cada bota, indica el juicio que le ha merecido elvino y cual va a ser su destino en el posterior proceso de crianza.

Aquellos vinos que en la primera clasificación han sido catalogadoscomo perfectos, se alcoholizan entre 15-15,5° (encabezado), se trasiegan


a los envases ya citados de roble y 600 litros de capacidad, dejándoles va-cío 1/6 de su capacidad. Así se conserva en bodega el vino de añada, queen estas condiciones y por la acción de determinadas especies de levadu-


FIGURA 2.6. Elaboración del vino de Jerez (esquema tomado de Luis Herrero).

ras pertenecientes al género Saccharomyces, va desarrollando de formaespontánea en el total de la superficie un velo que se conoce con el nom-bre de «velo en flor». El vino resultante de la primera clasificación, recibeel nombre de «sobretablas».

Transcurridos entre 6 y 18 meses desde la primera clasificación yconservando el vino en las condiciones mencionadas anteriormente, se rea-liza una segunda clasificación del vino de cada bota, de la cual resultaráel tipo de envejecimiento a que se debe someter cada vino. Este envejeci-miento puede ser biológico o físico-químico (no biológico).

La crianza biológica

Es un proceso sumamente interesante desde el punto de vista eno-lógico. Así, se elaboran los denominados finos en Jerez, manzanillas deSanlucar de Barrameda y sus equivalentes pálido del Condado y deRueda.

Estos vinos, encabezados con alcohol hasta llegar a una graduaciónentre 15-15,5° en la típica «bota jerezana», tan solo llena en 5/6 partes deltotal de su capacidad y en condiciones de aerobiosis, desarrollan un veloen superficie, constituido por diferentes especies de levaduras que son ca-paces de utilizar como sustrato diferentes componentes de los vinos y a lavez excretar productos de su propio metabolismo, como es el anhídridocarbónico, además de preservarlo del aire evitando así su oxidación. Entodo este tiempo que dura la crianza, el vino se mantiene pálido y se pro-ducen en él transformaciones que influyen sobre todo en su aroma y sa-bor, dándole unas características que los hacen únicos.

El fino es un vino de color amarillo pajizo, con un aroma intensomuy característico, delicado y al mismo tiempo complejo, que presentamatices almendrados. A pesar de su graduación alcohólica, en la boca noresulta ardiente. La manzanilla es un fino elaborado y criado en Sanlúcarde Barrameda. Su color es más pálido que el fino y tiene un aroma muydelicado y con cierto deje amargo que le asemeja a la aceituna. Se dice deella que es el fino de los finos.

La crianza físico-química

Es el sistema de elaboración de los olorosos. Una vez hecha la segun-da clasificación, los vinos que no se destinan a finos, se alcoholizan has-ta los 18-20°. El recipiente que contiene el vino, la ya descrita bota jere-


zana, se llena sólo en sus 5/6 partes igual que en la crianza biológica, peroel elevado contenido en alcohol impide el desarrollo de las levaduras deflor como ocurre en los finos. Durante este tipo de envejecimiento no seforma velo, ni puede haber actividad vital de las levaduras. Tiene lugarpreferentemente un proceso de oxidación en el vino, oscureciéndose el co-lor y originándose compuestos que conformarán sus características aro-máticas y gustativa.

El oloroso es un vino de color oscuro o ámbar, de aroma fragante, in-tenso y lleno, seco en la boca y de gran cuerpo. El palo cortado y la rayason otros tipos de olorosos, menos frecuentes, pero también amparadosdentro de la D.O. Jerez.

La crianza mixta

Sirve para elaborar los amontillados. Estos vinos, han iniciado el en-vejecimiento en crianza biológica como si de un fino se tratara, pero enun determinado momento se desvían del proceso que se inició para ob-tener el «fino». Después de encabezar hasta 18 o 20°, se continúan conuna crianza físico-química.

El proceso de crianza en general en los vinos de Jerez, se realiza me-diante el sistema de criaderas y soleras. La botas en las que se envejecenlos vinos, se colocan superpuestas en tres o cuatro filas horizontales quereciben el nombre genérico de escala o criadera, llamándose solera a laque está en el suelo. A la que está encima de la solera se suele llamar pri-mera criadera y así sucesivamente segunda criadera, tercera, etc.

Por el sistema de criaderas y soleras, el vino que va al mercado se ex-trae de las soleras hasta un tercio del volumen total, distribuido en variassacas anuales. El hueco dejado en cada saca, es sustituido por vino pro-cedente de criadera inmediata y así sucesivamente hasta alcanzar la últi-

Todos los vinos de Jerez, incluso los olorosos, siempre tienen en losprimeros estadios de su vida, entre octubre y febrero, desarrollo develo en el período postfermentativo, es decir antes de la primera clasi-ficación e incluso hasta pasada la segunda.

Sin embargo, las características organolépticas que hayan podidoadquirir durante este período se quedan enmascaradas por los carac-teres que adquieren durante el proceso de crianza no biológica.


ma criadera, donde será sustituido por el «sobretablas». Con esta opera-ción que se denomina correr la escala, siempre se consigue que el vino quesale al mercado presente la mayor uniformidad posible tanto en caracte-rísticas organolépticas como en la media de edad.

2.8. DEFECTOS Y ENFERMEDADES DEL VINO

Desde el prensado hasta el embotellamiento, el vino está expuesto adaños que pueden llegar a alterarlo por completo. Generalmente sonreacciones químicas de tipo oxidación-reducción. El origen, en la mayoríade los casos se encuentra en la deficiente calidad de la uva recogida y, enocasiones, en fermentaciones mal hechas, en una sulfuración deficiente oen falta de cuidado durante la elaboración del vino.

2.8.1. Defectos del vino

En los vinos se pueden presentar una serie de defectos cuya causa sonoriginadas por medidas erróneas aplicadas en el tratamiento y en la con-servación de los mismos, y que a su vez pueden ser debidas al uso de sus-tancias inadecuadas y a la falta de limpieza de las cubas de recepción o delos instrumentos utilizados.

Estas alteraciones que se pueden manifestar en cambios de color o desabor en los vinos las iremos enumerando y viendo detenidamente loscambios que originan.

2.8.1.1. Defectos en el color

La mayoría de los vinos tienden a la quiebra parda, aunque en gradodistinto. Ésta, es un proceso de oxidación originado por la acción del oxí-geno del aire. Cuando el vino se ha elaborado de manera correcta, no sealtera al entrar en contacto con el aire y conserva su color y claridad aúndespués de haber permanecido 2 días en un recipiente abierto. El proce-so se va manifestando en la superficie del líquido y avanza lentamente ha-cia el fondo hasta que todo adquiere un matiz pardo o marrón. AI mismotiempo se observa un enturbiamiento del vino, y en la superficie se quedauna capa fina y brillante. Además del color, se alteran también el olor y elsabor, perdiendo los vinos su bouquet y su pureza.

Es un defecto que no afecta sólo al vino ya que, si en su elaboración elmacerado quedó expuesto al aire durante cierto tiempo, el orujo experi-


menta un pardeamiento y, por consiguiente, el mosto prensado derivadode él, muestra igualmente color pardo amarillento. La causa está tanto enlas grandes cantidades de sustancias que contienen los hollejos y rasponesque adquieren color pardo, como en otras materias que bajo la acción deloxígeno del aire, facilitan el cambio de color.

Como ya se indicó en el epígrafe (2.5.4) la forma de evitar esta altera-ción es por adición de sulfitos o anhidrido sulfuroso, de ahí que la apari-ción de este defecto sea debida a que el vino no ha sido sulfurado con su-ficiente intensidad.

Quiebra férrica

Los vinos propensos a la quiebra férrica son aquellos que estuvieronen contacto con los instrumentos de hierro que se utilizan en la vinifica-ción. Así, los vinos que han absorbido cierta cantidad de hierro, tienen elpeligro de que éste al combinarse con el ácido fosfórico presente siempreen el vino, se convierte en fosfato ferroso soluble.

Aparece incluso en los vinos sanos y bien cuidados, manifestándose amenudo, poco tiempo después del trasiego o del embotellado del vino,que es cuando entra en contacto con el aire. La quiebra férrica se mani-fiesta por la formación de un fino velo, blanco o gris, o por una decolo-ración y enturbiamiento blanco-grisáceo o totalmente gris. Esta altera-ción del vino influye en el sabor sólo cuando el contenido de hierro esmuy elevado.

Quiebra cúprica

El enturbiamiento por quiebra cúprica se debe a las sales cuprosaspresentes en el vino y que al ser poco solubles precipitan fácilmente.Cuando el vino entra en contacto con el aire, las combinaciones cuprosasse oxidan a combinaciones cúpricas de mayor solubilidad que las prime-ras, desapareciendo el enturbiamiento.

Es frecuente en los vinos blancos de Burdeos, en los que no es rarohallar grandes cantidades de ácido sulfuroso que, junto a las altas tem-peraturas de aquella región, favorecen la disolución de cobre de los reci-pientes y aparatos cúpricos.

Ennegrecimiento del vino

Es otro de los defectos originado por el contacto del vino con el hie-rro. Se manifiesta por el ennegrecimiento de los mostos, vinos y sustan-


cias maceradas. La alteración se inicia desde el momento en que el vinosufre la acción del oxígeno por exceso de aire, al ser trasegado, filtrado oalmacenado en cubas que no están totalmente llenas.

Se manifiesta en los vinos por el color azul-verde y a veces azul-negroque adquieren por la acción del oxígeno sobre los compuestos de hierro IIo ferrosos (que pueda haber en el vino), provocando su oxidación acombinaciones de hierro III o férricas poco soluble. A la vez que las salesferrosas pasan a férricas, éstas se combinan con los taninos del vino,formando los tanatos férricos, responsables de teñir el vino, aún en can-tidades pequeñas.

Esta alteración está altamente condicionada por la acidez, hasta elpunto de que los vinos de acidez baja, manifiestan una tendencia másaguda a sufrir alteraciones de color que los vinos de acidez alta que se en-negrecen poco.

Olor a sulfhídrico

El olor a huevos podridos, característico del sulfhídrico, se manifies-ta durante la fermentación y se debe a la acción que las levaduras ejercensobre el azufre, reduciéndolo a sulfuro de hidrógeno y a otras combina-ciones sulfuradas volátiles. El azufre, llega al mosto durante el proceso debarnizado de las cubas.

S + enzimas → SH2

Este olor es característico de los vinos jóvenes. Por lo general, es undefecto insignificante que desaparece tras el primer trasiego del vino de-bidamente aireado y sulfurado con una intensidad media. Aunque elsulfhídrico es el principal causante del olor, hay otra combinaciones deazufre que también contribuyen tal mismo.

Las células de levadura disponen de un enzima, hidrogenasa, que ca-taliza la reducción del azufre y con igual facilidad reduce el ácido sulfu-roso fijo y los sulfatos contenidos en el vino, a los que convierte en sulfi-tos. Suelen ser levaduras apiculadas y levaduras de flor, a veces debacterias.

2.8.1.2. Defectos en el sabor

Son las alteraciones que se manifiestan en el sabor del vino, bienmodificando la intensidad del mismo o bien otras características muy


particulares de sabor. La causa puede estar en la adopción de medidaserróneas para tratamiento y conservación de los mismos, como la utili-zación de sustancias inadecuadas o, la falta de limpieza de las cubas y delos instrumentos. Entre las modificaciones típicas del sabor están las si-guientes.

Sabor añejo

Un vino sano y sin defectos, pero que esté almacenado durante variosaños y trasegado varias veces a lo largo de su almacenamiento en barriles,puede perder todo su bouquet aromático adquiriendo en su lugar unbouquet propio de los años, es decir, sufre un añejamiento. Tanto losprocesos químicos responsables de este fenómeno, como las alteracionesque pudiera implicar, hoy día son desconocidas.

Sabor aéreo

Este sabor es consecuencia de la progresiva oxidación del alcohol a al-dehído. Los vinos almacenados en cubas no totalmente repletas de líqui-do, pierden al cabo de poco tiempo su contenido en ácido carbónico ysustancias del bouquet y adquieren un sabor rancio y particularmente ex-traño.

Sabor mohoso

Cuando el vino ha sido conservado en una cuba descuidada y enmo-hecida adquiere un sabor a moho sumamente fuerte. Los vinos que pre-sentan este sabor por desarrollo del moho gris han de ser tratados concarbón activo, a fin de ser liberados de dicho hongo sin perjudicar exce-sivamente el vino.

Macerado

A temperaturas relativamente elevadas ocurre con frecuencia que eljugo de la uva recolectada comienza a fermentar antes de haber pasadopor el lagar. Este vino presenta un matiz oscuro y amarillento, además deun sabor seco y áspero, denominado sabor a macerado. El tratamientocurativo de tal defecto consiste en la sulfuración de la uva recolectada, esdecir, de la uva macerada.


Añejamiento por ácido sulfúrico

Los vinos que han sido trasegados reiteradas veces de una cuba ahor-nada a otra y que fueron sulfurados más de una vez con pirosulfito potá-sico, manifiestan un olor a azufre más o menos acusado. El exceso de áci-do sulfúrico se reconoce al catar el vino por un sabor extremadamenteácido y seco y, además, por una aparente insensibilización de los dientes.En definitiva, adquieren el sabor propio de vinos secos y añejos y por ellose habla de un añejamiento a base de ácido sulfúrico.

Sabor a madera y sabor a cuba

En el vino introducido en una cuba de madera de roble, nueva e in-suficientemente preparada para conservar el vino en buen estado, se ob-serva la disolución de sustancias tánicas y de otra naturaleza, acarreandoconsecuencias tales, como un sabor extrañamente seco que en los vinosblancos resulta particularmente desagradable. Este fenómeno se comba-te mediante el estufado de las cubas que están sin estrenar.

Sabor a corcho

El empleo de tapones de corcho defectuosos da lugar a un sabor adi-cional en los vinos embotellados, sabor a corcho. Se opina que tiene suorigen en hongos de micelio, que ya se manifiestan en el tronco de alcor-noque traspasando la corteza, llena de manchas amarillas. Los tapones decorcho procedente de un árbol atacado por estos mohos tienen un olorcaracterístico antes de haber sido utilizados. Olor que se manifiesta en elvino embotellado y tapado con esos corchos.

Sabor a metal

Se produce en vinos y uvas recolectados y elaboradas en recipientes dehojalata de acero revestido de zinc. Se introducen así en el vino cantidadesmuy notables de zinc que origina un sabor extrañamente amargo. Desa-parece clarificando el vino con ferrocianuro potásico.

Sabor a heladas

Las heladas que recaen sobre viñedos de uvas no plenamente madu-radas son nocivas para el vino en el sentido de que éste adquiere un color


rojo parduzco y un sabor conocido por sabor a heladas. El tratamientopreventivo consiste en sulfurar intensamente los mostos de uva atacada porheladas tempranas, siendo conveniente después, proceder a una preclarifi-cación y vigilar que la fermentación de los mostos se lleve a cabo con leva-duras auténticas.

Sabor a humo

Los viñedos continuamente invadidos por los humos de las chimeneasde fábricas de los entornos, presentan uvas cuya pruína recoge determi-nadas sustancias que, al llegar a la pulpa y posteriormente a la sustanciamacerada y al líquido en fermentación, se manifiestan en el vino, confi-riéndole el famoso sabor a humo. Este defecto se puede eliminar me-diante la adición de eponita al mosto recién obtenido.

Sabor a medicamentos

Cuando las uvas proceden de cosechas considerablemente podridas yel zumo de éstas fermentó sin haber sido preclarificado, producen unvino con fuerte olor y sabor a yodoformo, llamado sabor a medicina. Eltratamiento preventivo de tal sabor se basa en una sulfuración intensa delmosto procedente de las uvas podridas.

Sabor a creosota

Toda vid sujeta a estacas impregnadas de creosota produce uvas que,generalmente, ponen de manifiesto el sabor a creosota que persiste en elvino. Desaparece tratando el vino con eponita.

Sabor a insecticidas

Un sabor similar al de los hongos con micelios es el que ocasional-mente originan ciertos productos insecticidas cuyo componente de activoes el hexaclorociclohexano.

2.8.2. Enfermedades del vino

Se conocen como enfermedades del vino, a todas las alteracionesproducidas en él por bacterias, hongos con micelios y hongos productoresde la flor del vino. Estos microorganismos alteran además del olor, y sa-bor, los componentes químicos del vino, llegando a veces a ocasionar lapérdida completa del mismo. Las principales son:


Las flores del vino

La formación de flores del vino constituía antiguamente una de las en-fermedades aeróbicas de mayor frecuencia; sin embargo, en opinión delos vinateros era de mínima importancia. Es producida por los hongos dela flor del vino que se desarrollan en la superficie del vino y forman unacapa constituida por membranas de color gris-blanquecino, arrugada,cuyo grosor es de 1cm aproximadamente. Es la llamada nata o flor delvino que se deshace cuando éste se agita cayendo al fondo de la cuba.

Estos hongos se desarrollan en los granos de uva y en las demás fru-tas, desde donde llegan hasta el mosto y el vino. Se mantienen vivos du-rante el proceso de fermentación, si bien no se reproducen mientras nopenetre el aire en la cuba y elimine el ácido carbónico producto de la fer-mentación.

El vino constituye un medio adecuado para la formación, desarrollo yreproducción de dichos hongos. Los de alta graduación alcohólica sonmás resistentes a la flor que aquellos cuyo contenido alcohólico es escaso.El tratamiento preventivo de la formación de las flores del vino consiste enmantener los envases constantemente llenos y tapados.

Avinagramiento

Es una enfermedad muy frecuente en los vinos de países del Sur. Laproducen diversas bacterias que, en su gran mayoría, se desarrollan haciafines de verano en frutas y bayas dañadas y abiertas; las bacterias pasanpor la prensa y llegan al mosto.

Uno de los factores que más favorecen esta transformación es el calor.Estas bacterias acéticas no se reproducen si se llenan las cubas, lo que lespriva del aire necesario para desarrollarse, o si bien el aire es sustituidopor dióxido de carbono; en estos casos no se produce el avinagramiento.Asimismo, las bacterias dejan de reproducirse en vinos de acidez muy alta.

El tratamiento preventivo del avinagramiento de los vinos implicatomar medidas necesarias para impedir la reproducción de las bacte-rias acéticas desde la recolección de la uva y durante los procesos demaceración y prensado. Las uvas deben ser prensadas el mismo día desu recolección y el mosto resultante debe ser sometido a una sulfura-ción.


Picadura láctica y fermentación manítica

La picadura láctica del vino se manifiesta poco después de finalizadala fermentación, por un sabor áspero y agridulce; además del sabor, seobserva generalmente una intensa turbidez. Esta enfermedad la suelenpresentar vinos de acidez alta y vinos de fruta recolectada a temperaturasmuy elevadas, que fermenta rápidamente sin haber sido suficientementesulfurado.

Es una enfermedad producida por bacterias y el tratamiento preventi-vo es similar al del avinagramiento. Teniendo en cuenta que la picaduraláctica se presenta en mostos de acidez baja ya durante la fermentación,conviene seleccionar las uvas malas y podridas, sulfurar intensamente elmosto o la pasta estrujada y activar la fermentación utilizando levadurasauténticas resistentes al ácido sulfúrico.

La manita del vino no es atacada por las bacterias maníticas ni por losdemás microorganismos. Los vinos atacados por la enfermedad de lamanita resaltan por su sabor agridulce y áspero y frecuentemente con-tienen azúcar no fermentado, lo que se explica por la parálisis prematurade la fermentación debido a la formación de enormes cantidades de áci-do acético.

El desarrollo de las bacterias maníticas se ve favorecido por la reco-lección de las uvas y la fermentación a temperaturas elevadas.

Ratoneo del vino

Es una enfermedad extremadamente grave, pero que, sin embargo,se. produce sólo raras veces en los vinos de uvas. Se manifiesta por unfuerte olor a ácido úrico y un sabor muy repulsivo que persiste en laparte posterior de la lengua durante cierto tiempo. Esta alteración se daen vinos de acidez baja, conservados en bodegas de temperatura dema-siado alta y mantenidos durante un tiempo excesivo en contacto con lasheces. El tratamiento preventivo consiste en limpiar a fondo la bodega,eliminar las heces a su debido tiempo y azufrarla intensamente.

Viscosidad

Es una de las enfermedades más complejas, pero menos peligrosas,que se manifiestan en los vinos de uva y en los de otras frutas. Es produ-cida por diversos agentes y se manifiesta por la aparición de mucílago enel vino, que pierde su matiz brillante, que queda sustituido por un aspecto


viscoso y oleoso. Al verterlo en una cuba se observa que el vino gotea endensos hilos.

Es enfermedad característica de los vinos jóvenes, con acidez baja yescaso contenido de sustancias tánicas. También se manifiesta en los vi-nos que han permanecido demasiado tiempo en contacto con las heces.

Entre las medidas preventivas primarias de la viscosidad, están los si-guientes tratamientos: azufrado del mosto, fermentación completa, separa-ción a tiempo del vino de las heces. Esas medidas primarias son impor-tantes sobre todo en lo que respecta a la buena elaboración del vino.

Descomposición del ácido tartárico y la glicerina

Los vinos tintos presentan a veces enturbiamiento que alteran el colory otras propiedades sobre todo cuando el aire tiene acceso. El vino ad-quiere un sabor y un olor totalmente repugnantes y a medida que avanzala enfermedad progresan también las diversas alteraciones. Este procesose acompaña de un desprendimiento incesante de anhídrido carbónico,por lo que es frecuente que se le denomine ebullición.

La enfermedad se desarrolla principalmente en vinos de acidez bajaalmacenados en bodegas con una temperatura elevada. Medidas preven-tivas de esta enfermedad son: separar las uvas podridas y enfermas de las sa-nas; azufrado del mosto o de la pasta estrujada antes de la fermentación;trasiegos a su debido tiempo y bajo sulfuración suficientemente intensa; al-macenamiento del vino en lugares frescos.

Amargor del vino tinto

Esta enfermedad confiere al vino un sabor extrañamente soso que setransforma en amargo a medida que avanza la enfermedad. Les haceperder el color rojo vivo que pasa a parduzco, los enturbia y precipitacierta cantidad de sedimento. A veces sólo se manifiesta el sabor amargo,sin pérdida de color ni enturbiamiento; pero aún en este último caso, re-sultan inaprovechables.

Esta enfermedad ataca, sobre todo, a los vinos tintos, especialmente alos de Borgoña. Se presenta tantos en los vinos de barril como en los em-botellados tras largos años de almacenamiento. Los gérmenes causantesde esta enfermedad son, bacterias, hongos con micelio y levaduras que es-tán frecuentemente envueltos en las sustancias colorantes del vino tinto.


2.9. INTRODUCCIÓN A LA CATA

La cata, también llamada degustación y análisis sensorial y organo-léptico, es el procedimiento más frecuente y definitivo utilizado paraapreciar la calidad de un producto de composición compleja como puedeser un vino, una sidra, un queso, un aceite, etc., sometiéndolo a la consi-deración de nuestros sentidos.

La información que proporciona un análisis químico, físico o micro-biológico respecto a un producto, por exhaustivo que sea, siempre es in-ferior a la que proporciona un comité de expertos catadores que trabajecon rigor.

2.9.1. La cata del vino: metodología

«Catar un vino, es someterlo a nuestros sentidos para estudiarlo, anali-zarlo, describirlo, juzgarlo calificarlo y clasificarlo».

Aunque en teoría todos podemos catar un vino, puesto que tenemoslos sentidos desarrollados, no todos tenemos la misma capacidad de per-cepción. Para convertir la degustación en cata, es necesario que el exper-to realice un gran esfuerzo no sólo para analizar y describir las impre-siones recibidas, sino para saber expresar esas sensaciones en términosclaros a fin de que su opinión llegue con un lenguaje comprensible, al ma-yor número de personas.

Existen diferentes tipos de cata, que se pueden agrupar en tres cate-gorías:

— Análisis de identificación y diferenciación

— Análisis de apreciación y clasificación

— Análisis descriptivo

Los tratamientos preventivos son: separación de las uvas podridasdurante la vendimia; desvinar pronto la pasta estrujada fermentada;impedir el acceso del aire mediante replección constante de las cubas;azufrado intenso.


— Análisis de identificación y diferenciación: Consiste en la presenta-ción de varias muestras sobre las que se debe decidir si son o nodiferentes unas de otras. Son pruebas muy simples que dan muybuenos resultados objetivos. Pueden ser pruebas por parejas (pre-sentando dos muestras a comparar), triangular (si se presentan dosvinos distintos en grupos de tres copas con distintas combinacio-nes), test duo-trio (en las que se presenta previamente un vino tes-tigo para comparar)

— Análisis de apreciación y clasificación: Sirve para comparar puntuary clasificar vinos de una misma clase u origen.

— Análisis descriptivo: Con él se trata de dar una descripción cuali-tativa y cuantitativa de cada uno de los caracteres de los vinos.Para este último tipo de cata, se necesita un especial dominio delamplio y rico vocabulario empleado en la cata.

Catar es a la vez ciencia, técnica y arte. Ciencia por tener principiosordenados a un fin; técnica porque se ejecuta con arreglo a unas normasy arte porque el fin que se tiene al apreciar un vino es estético. Describi-remos a continuación los mecanismos que en el arte de la cata son degran importancia para el conocimiento de un vino, de su calidad y de suscaracterísticas específicas y diferenciales.

Los parámetros principales que se analizan en la valoración y des-cripción de un vino son cuatro y a su vez se corresponden con las sensa-ciones que se perciben a través de la vista, olfato, gusto y tacto. Sin ex-tendernos demasiado, describiremos cada una de estas fases.

2.9.1.1. Fase visual

El sentido de la vista, es el primero que utilizamos para juzgar lasbondades o defectos de los vinos. Con el examen visual, se analizan ydescriben el color, la intensidad de color y el aspecto general del vino,llegándose a saber su juventud, madurez, limpieza, densidad, eferves-cencia, etc.

Tanto para la fase visual como para las siguientes, es muy importanteque la copa o catavinos sea la adecuada para la cata por la gran inciden-cia que ésta tiene sobre la calidad e intensidad de las sensaciones recibi-das. Deben estar hechas de cristal transparente, totalmente incoloro y sindibujos ni tallas. La capacidad debe ser suficiente para que unos 50 ó 60mL de vino ocupen una tercera parte de la misma.


El pie de la copa debe ser largo y fino para que la mano no toque elllamado cuerpo de la copa con lo que podría alterar la temperatura y elaroma El diámetro ha de ser menor que la base para que se concentrenmejor los aromas.

Color

Junto con la limpidez, es quizás el carácter visual más importante delanálisis sensorial de los vinos. Se le conoce como la cara del vino y es laprimera percepción importante del catador.

Se hace con el vino en absoluto reposo y empleando la siguiente téc-nica de observación. El catavinos con el vino a juzgar, se coloca delantede una superficie de color blanco óptico, e iluminada con luz natural. Acontinuación se inclina la copa hacia delante hasta formar con la hori-zontal un ángulo de 45° y se dirige la vista hacia el borde del líquido a finde poder comparar la superficie de fondo blanco con el color del vino enun espesor reducido. De esta forma, el experto (persona con adecuadoaprendizaje y suficiente práctica), podrá matizar exactamente el color delvino, debiendo apreciar su intensidad, vivacidad y tonalidad o matiz.

Viscosidad o fluidez

Es la observación visual de la caída que tiene un vino al verterlo en lacopa, o cuando se agita en la misma. Según la distinta viscosidad sepueden utilizar adjetivos como, fluido, suelto, normal, denso, oleoso, vis-coso, mucilaginoso.

El espacio vacío que queda en el catavinos debe permitir realizar pe-queños movimientos rotatorios sin peligro de verterlo, para llenar lacopa de vapores aromáticos. En el descenso por sus paredes se forma unaespecie de goterones llamados lágrimas y que los franceses llaman jambes(piernas), que al resbalar lentamente nos darán idea de la viscosidad delvino, informándonos de su riqueza en alcohol, glicerina y azúcar. Sonmás abundantes en vinos de alta graduación.

Es frecuente encontrar en un vino viscoso una alteración conocidacomo grasa o ahilado, producida por bacterias lácticas que segregan unasustancia mucilaginosa; lo que confiere al vino atacado este característi-co aspecto. También pueden ser debidos estos síntomas a que las vendi-mias de las cuales procede el vino en cuestión, pudieron ser atacadas poruna enfermedad criptogámica, la botrytis, que le comunica al vino ese as-pecto viscoso.


Limpidez o transparencia

Limpidez o transparencia «es la cualidad de un medio homogéneo, aser atravesado por la luz de una manera completa y uniforme». Por esta ra-zón es por lo que los vinos blancos que tienen un espectro de absorciónmayor, parecen más limpios y brillantes que los tintos.

El que un vino esté limpio o turbio no entraña sólo un defecto de ín-dole organoléptico, sino que pueden revelar alteraciones de otra natura-leza, como precipitaciones diversas o enfermedades de tipo microbia-nas. Además, la partículas causantes de la turbidez, interfierendirectamente en el sentido gustativo del vino que se cata, haciendo queparezca más áspero y menos armónico.

Para realizar las observaciones de limpidez en los vinos, se puedeoperar colocando la copa ante nuestros ojos y situando detrás de ella unafuente luminosa de manera que los tres elementos estén situados en linearecta tal como se muestra en la (Figura 2.7).

FIGURA 2.7. Observación directa.

Otra manera de analizar esta característica y que permite incluso de-tectar partículas más pequeñas que por el procedimiento anterior consisteen situar el ojo, la copa con el vino y la fuente de luz formando un ángu-lo lo más recto posible (Figura 2.8).

Las partículas que puede que en sí no sean visibles, se hacen patentesal reflejarse la luz en ellas. Es el fenómeno conocido como el efecto Tyn-dall, tan perceptible cuando los rayos de luz atraviesan una habitaciónobscura y se hacen visibles la partículas en suspensión.

Las partículas en suspensión que pueda contener un líquido, al seropacas y de forma irregular, no son atravesadas por la luz que reciben,sino que la difunden o reflejan en todas las direcciones, haciendo apare-cer a estos líquidos heterogéneamente iluminados, con las característicatípica de los líquidos turbios (A. Maveroff).


FIGURA 2.8. Observación indirecta.

Técnicamente la limpidez se puede medir con aparatos especiales, lla-mados nefelómetros; son contadores electrónicos de partículas, que pue-den incluso clasificarlas según sus tamaño.

Según lo observado se podrá hablar de un vino cristalino, brillante,limpio, opalescente, empañado, velado y turbio.

Efervescencia

El desprendimiento de gas carbónico a simple vista, puede conside-rarse un defecto cuando nos encontramos ante un vino tranquilo o unavirtud si se trata de un vino de tipo carbónico como los: espumoso, deaguja y gasificado.

El hecho de detectar gas carbónico en un vino tranquilo, significa queo bien conserva restos del que se produjo durante la fermentación alco-hólica, lo que le confiere carácter de juventud, o bien se trata de una fer-mentación accidental del vino, en cuyo caso se observa también ciertaturbidez producida por los microorganismos que han provocado la alte-ración.

En los vinos espumosos, el gas carbónico procede de una segunda fer-mentación alcohólica del vino, o de origen endógeno, alcanzando en bo-tella una presión mínima de 4 atmósferas a 20 °C.


Para su cata es importantísimo considerar ciertos caracteres especí-ficos como son, el tamaño, número y persistencia de las burbujas des-prendidas; de ahí que las copas normalizadas para el análisis sensorial, nosatisfagan plenamente esta exigencia, y deban ser copas más esbeltas, deltipo flauta o tulipán a fin de poder observar mejor el desprendimiento delgas, durante un trayecto más largo.

El tamaño de las burbujas

Son de calidad las de tipo pequeño, y de peores características a me-dida que su tamaño va siendo mayor.

El desprendimiento de burbuja

Se forma desde las paredes de la copa en el seno del vino, subiendohacia la superficie en hileras de burbujas llamadas rosarios; siendo su nú-mero, finura y persistencia caracteres altamente positivos. Las burbujasnacen de un punto de partida, que bien puede ser una pequeñísima par-tícula adherida a la pared de la copa, o bien a una irregularidad del cris-tal. Por esta razón los rosarios casi siempre suelen formarse en las pare-des y raras veces en el seno del vino, aunque en este último caso estambién perfectamente posible si existe una partícula en suspensión. Amedida que las burbujas ascienden hacia la superficie del vino, aumentande tamaño respecto de su situación de partida.

La persistencia de espuma

Se forma en la superficie del vino y es especialmente abundante en elmomento de servir el vino; luego es de carácter más atenuado dibujandoencajes que proceden del gas carbónico desprendido, o los llamados cer-cos, coronas, o cordones que se forman en la zona de contacto entre elcristal y superficie del vino (menisco).

En general en los vinos espumosos, tanto la estructura de la espuma,como la finura de las burbujas, depende de múltiples factores como sonla técnica de elaboración, la calidad del vino base, la temperatura a que sesirve, etc. Pero quizás el secreto de este fenómeno esté en el proceso decrianza en las cavas, con un adecuado envejecimiento del vino sobre suslevaduras.

Los vinos de aguja tienen una presión en botella menor de las 3 at-mósferas, medidas a 20 °C; su origen también puede ser de tipo endóge-


no. En estos vinos, se aprecia en la copa un lento desprendimiento del gascarbónico sin la formación de rosarios o de espuma persistente de los es-pumosos. Únicamente se puede observar en la superficie del vino y juntoa las paredes de la copa, un ligero anillo de espuma. Su nombre se lo debea la sensación picante que comunican en la boca por el carbónico quecontienen.

Por último, en los vinos gasificados, el gas carbónico es añadido arti-ficialmente o de forma exógena, presentando una menor calidad que losanteriores. Forman espuma poco persistente y el desprendimiento de lasburbujas es caótico y de mayor tamaño.

2.9.1.2. Fase olfativa

Las sensaciones más sutiles y refinadas que se consideran esencialesen una cata, se centran exclusivamente en las percepciones olfativas delvino. El olfato (diez veces más potente que el gusto), es el sentido que nosproporciona mayor información sobre un vino, pero también el que pro-porciona sensaciones más complejas y difíciles de definir.

El centro del olfato está en el epitelio olfativo de la mucosa nasal, si-tuado en la parte superior de la nariz. En este epitelio, las células olfati-vas, de forma alargada, están diseminadas proyectándose al exterior envesículas ciliares. Los olores se perciben o, directamente a través de losorificios de la nariz (Figura 2.9), o vía nasal directa (antes y después deagitar la copa para que el vino gire), o con el líquido dentro de la boca, através del la vía retronasal o buconasal. Aunque todos los olores se perci-ben en un mismo centro (el epitelio olfativo) como ya se ha indicado, elmismo componente aromático puede ser captado de distinta manera se-gún proceda de una vía u otra resultando dos aromas diferentes.

La explicación de esto puede estar en que el vino en la boca es some-tido a un calentamiento y a una agitación producida por la lengua, que nose produce en una copa de vino directamente olfateada.

En definitiva, el personaje principal en una degustación es el vino,y por tanto la copa debe permitir que los sentidos reciban toda la in-formación posible sin oponer ningún obstáculo. De ahí la importanciaque tiene una elección adecuada.


FIGURA 2.9. Imagen que muestra el centro del olfato y las dos vías de percepción.

El llegar a describir los aromas de un vino es muy difícil ya que ge-neralmente un vocabulario no puede expresar exactamente una sensa-ción. De ahí que sea típico asociar los aromas de los vinos con olores ca-racterísticos de nuestro entorno como flores, frutas, hierbas, especias,entre otros, facilitando así la comunicación de la sensaciones olfativas re-cibidas. Para que esta percepción se haga en las mejores condicioneshay que considerar, por su gran importancia, varios factores:

El recipiente

Debe ser el adecuado para tal fin. El que mejor cumple este cometidoes la copa normalizada de cata o «catavino».

Una correcta agitación

Esta operaciones mecánicas que consiste en una agitación circular delvino en la copa, es esencial para apreciar la calidad o tipos de aromas des-prendidos y la intensidad de los mismos. También en esta fase de lacata, se detectan con mayor facilidad los defectos aromáticos del vinocomo pueden ser el olor a picado, azufre, etc.


La temperatura

Generalmente cuanto más alta es la temperatura, más intenso es eldesprendimiento de aromas y la percepción olfativa será mejor. Pero pue-de suceder que estas altas temperaturas no sean tan convenientes para losdemás sentidos que se han de utilizar. Por ello para un análisis organo-léptico adecuado, las temperaturas más idóneas están, entre 10 y 12 °Cpara los vinos blancos, de 8 a 10 °C para los espumosos, de 12 a 16 °C paralos rosados y para los vinos tintos entre 16 y 20 °C.

El número de catas

El sentido del olfato puede fatigarse al realizar su función de manerarepetitiva, o bien embotarse por haber aspirado antes otro vino de aromamás intenso. Por estas razones no deben catarse más de ocho o diez vinospor sesión, juzgándose además vinos con aromas más o menos homogé-neos.

Estado físico y psíquico del catador

Debe estar predispuesto a realizar el sutil ejercicio de la cata. No esconveniente que los catadores se pongan colonias, lociones o perfumesantes de la cata, pues estos olores anulan totalmente los del vino. Del mis-mo modo cualquier circunstancia que conlleve a mermar la capacidadsensitiva del catador debe de ser evitada, como, comidas con especias, ca-tarros comunes, fumadores, etc.

La hora

El momento o la hora ideal para realizar el ejercicio de la cata escuando los sentidos del catador están más despiertos y pueden captar unamayor cantidad de matices. Este momento coincide con la última hora dela mañana y antes de la comida.

2.9.1.3. Fase gustativa

El gusto, junto con el olfato, es el sentido fundamental para la cata.Los órganos receptores gustativos, que son estimulables por las sustanciassápidas, están localizados en la lengua y se registran en unos puntos, lla-


mados papilas gustativas, distribuidos de forma irregular y unidas al ce-rebro mediante nervios (Figura 2.10). Éstas, solo proporcionan informa-ción sobre los cuatro sabores, dulce, ácido, salado y amargo.

Con mayor o menor intensidad, estos cuatro sabores están presentesen los vinos y dado que sólo las sensaciones azucaradas son agradablesmientras que las otras tres en estado puro resultan desagradables, sepuede decir que: «La virtud en un vino, está en el equilibrio de las cuatrosensaciones, en la potencia con que estimulan el sentido del gusto y en lapersistencia o período de tiempo que permanecen las sensaciones en laboca».

FIGURA 2.10. Imagen que muestra los órganos receptores del gusto.

Para llevar a cabo esta fase debe ingerirse una pequeña cantidad de lí-quido, con la boca entreabierta para permitir al mismo tiempo la entradade aire, y después de tenerlo entre la lengua y el paladar llevarlo lenta-mente y con atención hacia el final de la boca, extendiéndolo por los ca-rrillos para que gane el líquido superficie de contacto, sin tragarlo. Debeintroducirse el vino en todas partes para que las diferentes papilas que


perciben los sabores se impresionen. Esta toma de vino se acompaña deuna primera aspiración de aire por la boca entreabierta, de manera quelos vapores olorosos participen en la fase de ataque.

La exaltación del aroma o de un defecto de carácter volátil se obtienepracticando una pequeña aspiración de aire entre los labios entreabiertos,juntando un poco las mejillas. Este aire emulsiona el vino recalentado ylos vapores olorosos así arrastrados son percibidos por la vía retronasal.

En la cavidad bucal y especialmente en la lengua también se producenotras sensaciones distintas al gusto, pero no por ello menos importantesa la cata, como son las percepciones de carácter térmico, e incluso tácti-les a nivel de viscosidad y untuosidad, siendo, responsables de estas últi-ma sensación las papilas filiformes.

La saliva juega un papel de lubricación en la boca, restando caracteresácidos por ser su pH neutro. La sensación de astringencia o aspereza quecomunican algunos vinos, se debe a una falta de poder lubricante de lasaliva, al coagularse la mucina de ésta con los polifenoles de cierta clasede vinos.

Para que la última fase de la cata sea completa y correcta, es impor-tante tomar en la boca un sorbo pequeño de vino, de unos 10 mL reali-zando al mismo tiempo una suave aspiración de aire para hacerlo bur-bujear con el vino y así percibir los aromas de la boca. Tomando lamisma cantidad en cada degustación, las impresiones se recibirán de lamisma forma y en semejantes condiciones.

Así mismo el vino degustado se debe extender por toda la superficiede la boca para que todas la papilas gustativas se estimulen a la vez. Encaso de poner en contacto el vino con una zona restringida de la lengua,las impresiones recibidas pueden ser poco claras además de variablescuando se repita la degustación varias veces. El tiempo de esta etapasuele variar entre 5 y 15 segundos.

Por último, es conveniente entre vino y vino dejar transcurrir un cier-to tiempo o tomar una pequeña cantidad de un alimento neutro como elpan, o enjuagarse la boca con agua.

2.9.1.4. El tacto

Además de las sensaciones sápidas, en la boca se perciben sensacio-nes táctiles y térmicas, pudiendo definir en ella dos tipos de tacto: eltacto activo, que es el que experimentamos en la lengua, y el tacto pasivo


que experimentamos en el paladar y las mejillas. Las sensaciones de se-quedad y rugosidad, provocadas por la astringencia del vino debidas a lacausticidad que producen algunos ácidos del vino, las sensaciones térmi-cas producidas por el alcohol y las reacciones que provoca el contenido encarbónico de algunos vinos, son todas reacciones puramente táctiles, quehacen aparecer al vino con una configuración geométrica, en forma y vo-lumen.

Para terminar y como resumen, indicaremos una serie de conceptosdel equilibrio de sabores que es necesario tener en cuenta.

2.10. BIBLIOGRAFÍA

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sis y Control de los vinos. Ed. Dunod, París, 1975.

— Un vino soporta mejor la acidez cuando su grado alcohólico es máselevado.

— Los gustos ácidos, amargo y astringentes se suman.

— Los vinos más duros son ácidos y ricos en taninos.

— Una gran riqueza en taninos se soporta mejor si la acidez es débil ysu grado elevado.

— El grado es un elemento importante, no por el sabor del alcohol ensí, sino por el mejor equilibrio que permite obtener.

— En consecuencia, para que un vino sea logrado, debe haber entrelos grandes grupos sápidos y olorosos una justa relación, una com-binación favorable de constituyentes.


RUIZ HERNÁNDEZ, M.: La cata y el conocimiento del vino. Ed. A. Madrid Vicente.Madrid, 1995.

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S.A., 2000.


Tema 3

MEDICAMENTOS, QUÍMICA Y SALUD

Soledad Esteban Santos


3.1. Introducción3.2. Conceptos previos3.3. Breve historia de los fármacos3.4. Clasificación de los fármacos

3.4.1. Clasificación basada en la relación acción-estructura3.4.2. Clasificación basada en la acción farmacológica

3.5. Cómo se nombran los medicamentos3.5.1. Medicamentos genéricos

3.6. Mecanismo de acción de los fármacos3.6.1. Naturaleza de la biofase

3.6.1.1. Lípidos3.6.1.2. Proteínas3.6.1.3. Ácidos nucleicos

3.6.2. Tipos de interacción fármaco-biofase3.6.2.1. Enlace covalente3.6.2.2. Enlace iónico3.6.2.3. Uniones de diversos tipos

3.6.3. Métodos de estudio de la relación estructura química-actividadbiológica

3.7. Producción de fármacos3.7.1. Búsqueda de nuevos fármacos

3.7.1.1. Descubrimiento y estudio efectos biológicos en produc-tos naturales o sintéticos

3.7.1.2. Cribado o «screening» sistemático3.7.1.3. Modificación molecular3.7.1.4. Síntesis planificada racionalmente

3.7.2. Perspectivas futuras en el diseño de fármacos3.8. Comentarios sobre algunos fármacos muy conocidos y frecuentes

3.8.1. Medicamentos cardiovasculares3.8.2. Medicamentos que afectan al sistema nervioso central

3.8.3. Agentes antibacterianos3.8.3.1. Sulfamidas3.8.3.2. Antibióticos

3.8.4. Fármacos esteroidales3.8.5. Analgésicos3.8.6. Antiinflamatorios no esteroídicos3.8.7. Antihistamínicos3.8.8. Otros fármacos

3.9. Posibles aplicaciones didácticas3.9.1. Un ejemplo concreto: la aspirina

3.10. Conclusiones3.11. Bibliografía

3.1. INTRODUCCIÓN

Cuando hablamos de salud, inmediatamente asociamos esa palabracon la medicina, pero no tanto con la química. Pero si reflexionamos algomás despacio, el término «medicamento» ya sí lo vamos relacionandoalgo más con la química: farmacia, fármaco, laboratorio, productos quí-micos... Química, en definitiva. Y, efectivamente, los medicamentos síque están unidos a la química, y estrechamente además, tanto en suvertiente práctica (diseñar, fabricar, analizar medicamentos...), comoen su historia.

Los medicamentos tienen evidentemente una connotación general-mente positiva al asociarlos con la química. No obstante, hay otros as-pectos también conectados al tema de química y salud que ya no son tanpositivos sino, incluso, todo lo contrario. Tales son los fenómenos decontaminación desde sus diversos orígenes y procedencias. O los proble-mas causados por los casos de envenenamiento, más o menos intenso, através de nuestra alimentación. Asimismo, hay otros aspectos que re-presentan la cara y cruz de la química: por ejemplo, los problemas cau-sados por la radiactividad y, al mismo tiempo, todos los servicios que laradioquímica presta a la medicina.

Por último, dentro de este trinomio de salud/química/medicina cabenotros muchos capítulos, como el de los análisis clínicos, por ejemplo.Sin embargo, no nos detendremos en ellos, sino que nos centraremos en

La palabra griega pharmakon, de la que deriva el término fármaco,era utilizada en la antigüedad entre los alquimistas griegos para refe-rirse a los reactivos químicos.

el de medicamentos o, mejor dicho, en el de fármacos y medicamentos. Yesto porque todos tenemos en casa, o solemos tener, un botiquín o unsimple cajón con medicamentos, con los que tratamos de cuidarnos, decurarnos y, en definitiva, de velar por nuestra salud.

3.2. CONCEPTOS PREVIOS

Todos hablamos de medicamentos. También mencionamos a veces lapalabra «fármacos» y, en general, la tomamos como sinónimo de la an-terior. Sin embargo, esto no es del todo cierto, habiendo un matiz muyimportante a tener en cuenta, causa de su diferencia:

• Fármaco es toda sustancia químicamente pura que presenta unaacción biológica, lo cual no significa que pueda ser siempre utili-zada con fines terapéuticos. Su procedencia puede ser bien de fuen-tes naturales —es decir, su materia prima es de origen vegetal, ani-mal o, incluso, mineral— o bien de síntesis en un laboratorio.

• Medicamento es todo fármaco cuya actividad biológica se utilizaya para fines terapeúticos. Ello tiene una fácil explicación, sólopensando que muchos fármacos, aunque tengan una actividad bio-lógica apropiada para ciertos fines, pueden presentar —por ejem-plo— unos efectos secundarios en absoluto deseables para el hom-bre o los animales a los que fueran destinados.

Por esto, antes de que un fármaco pueda ser convertido —en sucaso— en un medicamento, ha de pasar por una serie de controles, tantofarmacológicos y toxicológicos (tipo de actividad, efectos secundarios y la-terales, carencia de actividad carcinogénica, etc.) como químicos, sobretodo analíticos (pureza, composición química, etc.). Y una vez que elfármaco supera esos controles, se le aprueba oficialmente para su intro-ducción en el mercado de medicamentos. Pero, además, se ha de presen-tar bajo una forma determinada, en general con uno o más principios ac-tivos y con excipientes, de tal manera que así pueda ser suministrado alpaciente (como comprimidos, inyecciones, etc.).

Otro término que no debe confundirnos es el de droga. Aunque ennuestro lenguaje cotidiano solemos emplearlo con una acepción negativa,

Es decir, no todos los fármacos pueden ser empleados como medi-camentos.


en realidad hace referencia a la materia prima de origen animal o vegetalque contiene algún o algunos principios activos, pero que no ha sidomanipulado (y mucho cuidado asimismo con su traducción del inglés,pues «drug» significa también medicamento).

Por otra parte, al tratar de medicamentos y fármacos no hay que ol-vidar el término de principio activo, que se definiría como el grupo ató-mico responsable de la actividad biológica del fármaco.

La ciencia que se dedica al estudio de los fármacos desde una pers-pectiva química es la Química Farmacéutica, que trata de investigar larelación entre estructura química y actividad biológica. De esto mismo seinfiere, pues, su carácter marcadamente interdisciplinar. Así, el diseño ysíntesis de los fármacos consisten básicamente en una química orgánica,mientras que su análisis se basa en ésta y sobre todo en una química ana-lítica orientada en ese sentido. Aunque asimismo es importante la apor-tación de la química física. Pero la Química Farmacéutica también estárelacionada con la biología: por ejemplo, en su vertiente bioquímica y far-macológica, a fin de estudiar el mecanismo de acción de los fármacos anivel molecular. Y con las matemáticas... Y la informática es actualmenteimprescindible en muchas facetas de la producción de fármacos, como esel caso de la modelización molecular.

A veces a esta ciencia se la conoce también como Química Terapéu-tica o como Química Médica, cuyo objetivo primordial es el estudioquímico de los fármacos, investigando la relación de su estructura y pro-piedades químicas con la respuesta biológica, para crear así los conoci-mientos necesarios para la creación de nuevos fármacos. Pero en reali-dad no son exactamente sinónimos ya que, al menos en lasuniversidades españolas, la Química Terapéutica queda integrada den-tro de la Química Farmacéutica, la cual es más amplia pues sus conte-nidos también abarcan el análisis y síntesis de fármacos. Ambas están,pues, muy relacionadas y son más bien traducciones alternativas al tér-mino inglés de Medicinal Chemistry.

3.3. BREVE HISTORIA DE LOS FÁRMACOS

Antes de ir a la actualidad y analizar los aspectos que más nos intere-san de los medicamentos y de los fármacos —tales como tipos, produc-ción, acción biológica, rutas más importantes de obtención...— haremosun pequeño viaje al pasado, contando algo de su historia, es decir, de losaspectos más significativos de su evolución a lo largo del tiempo.

MEDICAMENTOS, QUÍMICA Y SALUD 155

Desde los primeros momentos de su existencia, el hombre ha inten-tado luchar contra el dolor y contra la muerte, buscando remedios quepudieran ayudarle en esa lucha. Por ello, desde tiempo inmemorial se hanutilizado con ese objetivo productos del reino mineral y sobre todo plan-tas y a veces, también, ciertas partes de animales. Así, era conocido el po-der curativo de hierbas y de muchos tipos de vegetales, que se aplicabandirectamente o bien en forma de pócimas, extractos, ungüentos... El co-nocimiento que se tenía sobre la eficacia y utilización de esos remediosera evidentemente empírico, y así continuó durante muchísimo tiempo,prácticamente hasta una época muy reciente, el siglo XX.

Dejando aparte los tiempos prehistóricos, si nos internamos en laAntigüedad, en China encontramos testimonios sobre drogas de origenvegetal utilizadas ya hace miles de años y en las que fueron muy diestros:tal es el caso del «ma huang», con compuestos activos análogos a la efe-drina, empleado ya hace más de cinco mil años, o el «ch’ang shan», queera eficaz contra la malaria, según cita el emperador Sheng Nung en el3000 a. C. En la alquimia china, desde el siglo VI a. C. se conocían técni-cas y teorías curativas. Según el texto Tao Te Ching de Lao Tse, el equili-brio del cuerpo dependía de las proporciones de dos principios opuestos,el yin (principio femenino, frío, oscuro y negativo) y el yang (principiomasculino, caliente, luminoso y positivo). En cuanto a la India, tambiénnos han llegado testimonios sobre su conocimiento acerca del poder cu-rativo de muchas plantas, en obras como Caraca y Susruta.

Por otra parte, entre los egipcios se encuentran numerosas referenciasal empleo de medicamentos, con una terapeútica en mayor medida ba-sada en su extracción de organismos vivos, sobre todo de plantas (hojas,flores, raíces, tallos, semillas...). Pero también se utilizaban los proce-dentes del mundo mineral. Así, empleaban la estibina o sulfuro de anti-monio en la cosmética, para pintar cejas y ojos, pero debido muy proba-blemente a sus propiedades curativas y antisépticas (el famoso kohol,que continua usándose hasta hoy en los países árabes). O el natron, salque obtenían de los lagos salados de la región del Nilo próxima a Alejan-dría, constituida principalmente por carbonato sódico y que empleabanya desde el 5000 a. C. sobre todo en sus técnicas de embalsamamiento yde conservación de alimentos, aunque también en medicina. O el litargi-rio (PbO), el alumbre, el verdigris (carbonato de cobre hidratado), eloropimente (sulfuro de arsénico). Y eran diestros en la preparación deaceites y esencias, de bálsamos, ungüentos y píldoras.

Son muy extensos los testimonios escritos sobre todo ello contenidosen los papiros de medicina egipcia, de los que nos han llegado unos siete,


siendo los más importantes el de Smith (aprox. 1600 a. C.) y el de Ebers(aprox. 1500 a. C.), que reflejan incluso conocimientos en medicina muyanteriores a su escritura. Por ejemplo, en el de Ebers, entre otros muchoscasos, se indica la utilización de sulfuro de arsénico contra los panadizos(con lo cual se inicia el conocimiento rudimentario sobre la utilización dearsenicales como agentes antiinfecciosos), o de hojas de sauce para cier-tas lesiones (relación directa con la acción del ácido salicílico y, por tan-to, también con la aspirina). Otra veces señalan el empleo de carne frescasobre las heridas.

En cuanto al mundo occidental de la Antigüedad, es decir, griegos yromanos, hay que destacar, respectivamente, a Hipócrates (a. C.) y aGaleno (131-200 d. C.), dos figuras clave en la historia de la medicina. Elprimero nos ha legado sus tratados sobre medicina —llamados por esomismo tratados hipocráticos—, en los que describe numerosas enferme-dades y sus síntomas, así como la aplicación de remedios constituidosmuy a menudo por compuestos metálicos. Galeno utilizaba sobre todoproductos de origen vegetal. Aplicaban la teoría de Aristóteles de loscuatro elementos a la medicina: en todo organismo existen cuatro hu-mores (sangre, flema, bilis y bilis negra) que se encuentran en equilibriocuando el individuo está sano. Si se rompe ese equilibrio porque au-menta la proporción de un elemento, se produce la enfermedad y el tra-tamiento de Galeno para la curación consistía en administrar el elemen-to opuesto.

Existen importantes textos griegos sobre farmacopea, como el DeMateria Medica de Dioscórides, del siglo I d. C., en el que se citan muchoscompuestos inorgánicos con propiedades medicinales. Por ejemplo, losalumbres (sulfatos dobles de aluminio y un metal alcalino) eran muyutilizados por los romanos por su poder astringente, cualidad conocidadesde mucho tiempo atrás (2000 a. C.). También se menciona en esetexto la utilización de la «colchicina» —sustancia que en realidad se en-cuentra en las semillas del Colchicum autumnal— para combatir la en-fermedad de la gota, por lo que tal vez sea uno de los primeros fármacosantiinflamatorios (empleado, pues, desde hace más de 2000 años). Plinio,en su Historia Natural, hace también referencia a productos curativos yfue el médico romano Celso el que ha dejado más escritos sobre ello.

La práctica química toma una importante dirección hacia las aplica-ciones farmacéuticas con la alquimia, la cual representa una importantecontribución a la química terapéutica. Fundamentalmente esta vertientetuvo su origen en la alquimia china, que se desarrolla en estrecha cone-xión con la medicina. Para los chinos más importante que la fabricación


de oro a partir de otros metales era la obtención de elixires con los que elhombre pudiera alcanzar la perfección y la inmortalidad. Ya se ha trata-do de su teoría del equilibrio dentro del cuerpo según las proporciones delos opuestos yin y yang. Prepararon gran cantidad de remedios farma-céuticos por métodos químicos, estudiaron numerosos procesos de fer-mentación y obtuvieron medicamentos con alto contenido de hormonassexuales.

Esta idea del elixir de la vida también se desarrolló en la India, perofueron los chinos quienes probablemente la pasaron a los alquimistas ára-bes que, a su vez, la transmitieron al occidente cristiano medieval.

Y también en la Edad Media el alcohol se convirtió en un productomuy apreciado en las actividades farmaceúticas, principalmente como di-solvente. Esa misma palabra tiene un origen claramente árabe, aunque enel Occidente cristiano de aquella época se le llamase «aqua vitae» y «aquaardens», es decir, agua de vida o agua ardiente (por su carácter inflama-ble), respectivamente. En el siglo XIV hubo un alquimista muy relaciona-do con este producto. Se trata de Juan de Rupescissa (latinización delnombre Peratallada, en catalán, o Roquetaillade, en francés) franciscanomuy probablemente catalán, aunque también hay ciertas dudas de quepudiera haber nacido en la Cerdaña, en el mediodía francés. Llamaba alalcohol quintaesencia y atribuía al alcohol obtenido por diversas destila-ciones del vino unas cualidades curativas especiales, alegando que era la«esencia de los cielos». Y esas cualidades aumentaban si se disolvía en laquintaesencia el sol (oro), dando «oro potable», que sería lo que propor-cionaría salud y larga vida a los hombres. Esta valoración del alcohol con-dujo a buscar nuevas quintaesencias en muchas hierbas y minerales. Locual dio lugar, por una parte, a que en los monasterios se fueran culti-vando viñedos, se construyeran destilerías y se preparasen licores muy di-versos, algunos de los cuales con el tiempo han alcanzado gran fama(benedictine, charteux, mistelas, etc.). Y, por otra parte, promovió poste-riormente —en el siglo XVI— el desarrollo de la iatroquímica.

Así, el verdadero comienzo de la química farmacéutica tiene lugar enpleno Renacimiento, con Paracelso (1493-1541), cuyo verdadero nom-bre era Philippus Theofrastus Bombast von Hohenheim. Tomó estudiosen medicina y también se formó en alquimia. En su faceta de médico fueferviente defensor de los medicamentos de origen mineral, mientrasque los medicamentos grecorromanos eran fundamentalmente de origenorgánico. Desarrolló una teoría sobre la materia, la de los tria prima otres principios presentes en toda la materia (es decir, en todos los cuer-pos del reino mineral, vegetal o animal), que eran sal, azufre y mercurio.


Cuando su proporción se alteraba en un cuerpo, se producía la enfer-medad, que se curaba por la administración del producto químico ade-cuado. Tales eran las sales de los metales pesados, como las de mercurio,eficaces contra la sífilis, o las de antimonio, contra la esquistosomiasis.Su medicina tiene el nombre de medicina espagírica o espagirismo. Su-ponía que la materia sutil o energía se podía separar de la materia. Unavez que esa energía se separaba de las sustancias curativas —minerales,vegetales o animales— podía unirse a la energía propia del hombre yproducir la curación. De ahí ese nombre, del griego spao, separar, yageiro, juntar.

En cuanto a esas medicinas o remedios espagíricos, hay que destacarque eran preparados mediante un conjunto de procesos y técnicas quí-micas que constituían la llamada iatroquímica, fundada asimismo porParacelso. Era, pues, una especie de química médica, química farma-céutica y toxicología, ya que consideraba que la medicina debía apoyar-se en la química. Se extendió rápidamente por Europa y tomó granarraigo, sobre todo en los siglos XVI y XVII, dando lugar a un nuevotipo de médicos —híbridos de médicos/químicos/boticarios—, indepen-dientes de los médicos tradicionales. Paracelso fue, en realidad, el pri-mero en considerar la vida como un proceso químico, con lo que la en-fermedad era debida a alteraciones en ese proceso.

Por otra parte, el descubrimiento de América había supuesto para lasciencias de la naturaleza toda una fuente de innovaciones, ofreciendo estecontinente nuevos minerales, una nueva fauna y también una nueva ve-getación. Esto último, sobre todo, afectó muy directamente a la farma-copea al poner en contacto al mundo europeo con vegetales y drogashasta entonces desconocidos y que eran utilizados por los habitantes deaquellas tierras. Tal es el caso del árbol de la quinina y su corteza, em-pleado contra la malaria, las hojas de coca, los hongos sagrados o el témexicano. Esto influye en que la medicina se vaya orientando más haciaremedios de procedencia vegetal, sobre todo a partir del siglo XVII. Y enquímica abrió el paso a la actual química de productos naturales.

En el siglo XVIII el botánico sueco Carl Linneo (1707-1778) realizauna clasificación de las plantas, que resulta sumamente interesante parala farmacología, puesto que se empiezan a relacionar sus efectos biológi-cos, por una parte, con su tipo según esa clasificación, y por otra, con losdiferentes órganos del cuerpo humano. Se descubren así cualidades te-rapéuticas en muchas plantas, siendo tal vez la más importante la digital,que se empezó a utilizar contra la hidropesía y en determinados proble-mas cardiacos (descubrimiento realizado por Withering, 1741-1799).


En el siglo XIX tiene lugar una importante innovación en el mundo delos medicamentos. El objetivo de éstos no va a ser sólo la curación, sinoque se inicia una nueva dirección: la búsqueda de la lucha contra el dolor.Lucha en la que se consiguen éxitos sumamente significativos con el ha-llazgo de compuestos con capacidad anestésica. De esta manera, el fa-moso electroquímico Humphry Davy (1778-1829) descubre el poderanestésico del óxido nitroso, al que siguieron el éter dietílico (Long,1815-1875) y el cloroformo (Simpson, 1811-1870).

Ese mismo siglo es también testigo del enorme avance de la químicaorgánica, lo cual incide muy directamente sobre el desarrollo de los fár-macos. Con ello, determinados productos orgánicos de origen sintético seutilizan para distintos fines terapéuticos. Tal es el caso del hedonal, de po-der hipnótico (que no es otra cosa que carbamato de isopentilo, 1889) odel veronal, primer barbitúrico (1903).

Por otra parte, se avanza también en la extracción y purificación delos principios terapéuticos del mundo vegetal. Se aíslan así la morfina, laatropina, la quinina, la cafeína... Sin embargo, todos estos avances se de-ben a investigaciones de carácter totalmente empírico y a descubrimien-tos casuales. Pero esta situación empieza a cambiar a partir de mediadosdel siglo XIX gracias fundamentalmente a tres figuras: Pasteur, Koch ysobre todo Ehrlich. El biólogo y químico francés Louis Pasteur (1822-1895) reconoció la existencia de microorganismos y que muchas enfer-medades eran producidas por éstos. Aunque ya se conocía esta idea, Pas-teur logró demostrarla y encontrar medios para evitar el desarrollo deesos microorganismos, lo que le llevó a combatir importantísimas enfer-medades por distintos métodos, sobre todo con la aplicación de vacunas.A su vez, el bacteriólogo alemán Robert Koch (1843-1910) emplea nuevosmétodos analíticos microscópicos con los que consigue aislar bacteriascausantes de enfermedades tan extendidas y peligrosas como el ántrax ysobre todo la tuberculosis, destacando así en el estudio de enfermedadesinfecciosas (Premio Nobel de Medicina en 1905).

Con todo ello, se comienza a intentar dilucidar la estructura químicade algunos fármacos. Este hecho culmina en la figura de Paul Ehrlich(1854-1815), médico y biólogo también alemán a quien se le consideracon justicia fundador de la quimioterapia, que recibió el Premio Nobel deMedicina en 1908. Ehrlich lanzó la hipótesis de que si la enfermedad deun individuo era producida por un microorganismo externo, podría com-batirse esa enfermedad mediante la administración de una sustancia quefuera capaz de matar al microorganismo pero que no matase al individuo.Y esa sustancia debería tener una afinidad hacia los componentes cito-


plasmáticos del huésped. Con esto plantea el concepto de receptor comolugar donde la droga se encaja mediante una reacción química, ideacuyos principios básicos aun subsisten en la actualidad, aunque convariaciones conceptuales debidas a los avances en el conocimientocientífico.

Esa era la época en la que se habían descubierto los colorantes sinté-ticos, que teñían las fibras textiles. Y también se empezó a intentar utili-zarlos para teñir ciertos microorganismos incoloros y poderlos observarasí en el microscopio. Ehrlich pensó que los grupos funcionales capacesde teñir microorganismos tendrían por ello una afinidad protoplasmáticahacia esos microorganismos. Y con esto se comenzaron a estudiar las po-sibilidades curativas de muchos colorantes. Resultó de esta manera que elcolorante rojo tripan tenía actividad contra enfermedades causadas portripanosomas. Otra sustancia no colorante, pero de estructura muy rela-cionada con ellos, la germanina, resultó muy activa contra la enfermedaddel sueño. Investigando en esta dirección Ehrlich empezó a trabajar conarsenicales capaces de unirse a proteínas o a hidratos de carbono. Modi-ficando estructuras derivadas y relacionadas unas con otras y analizandosu actividad in vivo e in vitro llegó a la síntesis del famoso salvarsán, com-puesto que contenía As 3+ muy eficaz en el tratamiento de la sífilis (1910).

Volviendo a finales del siglo XIX, un hecho destacadísimo —no yasólo para esos momentos, sino para toda la historia de los fármacos— esla síntesis de la aspirina, por Felix Hoffman en 1898. Y entrando en el si-glo XX hay que resaltar la síntesis de la adrenalina (Stolz y Dakin, 1904),la de las primeras sulfanilamidas o sulfamidas (Gelmo, 1908) y la del yacomentado salvarsán (1910). Otros hechos que marcaron sendos hitos enla evolución y desarrollo de los fármacos fueron el empleo del fenobarbi-tal para tratar la epilepsia (Fisher y von Mering, 1912); el aislamiento dela insulina y su tratamiento en la lucha contra la diabetes (Banting yBest, 1921); el descubrimiento de la actividad de la acetilcolina en cuantoa mediadora en la transmisión nerviosa (Loewi, 1921); el aislamientode la vitamina C y otras vitaminas (Zilva y Szent-Györgyi, 1918 y 1928); eldescubrimiento de los antihistamínicos (Bovet y Staub, 1937); el descu-brimiento de la penicilina (Fleming, 1928) y la demostración de su acti-vidad bacteriostática y su preparación (Corey y Chain, 1940), lo cual lesvalió a los tres el Premio Nobel de Medicina en 1945; el descubrimientode péptidos con actividad antibiótica (Waksman y Dubos, 1939)... Desdeesos momentos comienza una época en la que se multiplica el número yvariedad de fármacos introducidos en el mercado, correspondiendo sobretodo a las dos décadas de 1940 hasta 1960, aproximadamente, los mo-mentos de mayor esplendor.


Sin embargo, los terribles problemas que produjo la talidomida (versección 3.6) dan inicio a una nueva etapa en la farmacología, a partir dela cual se exigió un control de los fármacos muchísimo más cuidado, ri-guroso y severo para que pudieran ser utilizados como medicamentos. Sehabía investigado intensamente en la búsqueda de un hipnótico o in-ductor al sueño que pudiese sustituir a los barbitúricos y que no presen-tase los graves inconvenientes de éstos (principalmente, su alta toxicidaduna vez alcanzada la dosis letal, responsable de un elevado número demuertes). Y ese nuevo hipnótico fue la talidomida, que a pesar de parecerun medicamento seguro resultó tener trágicas consecuencias, debido a losterribles defectos que provocaba en los fetos cuando lo ingerían mujeresembarazadas. Esos rígidos controles que desde entonces se exigió en losposibles nuevos medicamentos requirieron una mayor inversión de di-nero y tiempo que aumentaron muy sensiblemente los costes de pro-ducción, con lo que la industria farmacéutica ya no fue tan floreciente.

No obstante, hoy en día se han encontrado otros procedimientos desíntesis y su puesta a punto con la ayuda de las nuevas tecnologías, delmayor conocimiento de las teorías científicas y, sobre todo, de los grandesavances en bioquímica. Con todo ello, se han abierto perspectivas queayudarán a la obtención de nuevos medicamentos que alivien el dolor yprolonguen la vida del hombre.

3.4. CLASIFICACIÓN DE LOS FÁRMACOS

Ante el elevadísimo número de fármacos y medicamentos y su enormevariedad, uno de los principales problemas con el que se encuentran losquímicos farmacéuticos es el de su clasificación. Para ello se han seguidodiferentes criterios, lo que ha dado lugar a distintas clasificaciones.

3.4.1. Clasificación basada en la relaciónacción-estructura

Esta clasificación, basada en que la acción del fármaco esté o no di-rectamente relacionada con su estructura, si bien fue muy utilizada, seemplea menos en la actualidad, aunque en cierto modo siga mantenién-dose.

• El caso más general es aquél en el que hay una relación directa ac-ción biológica-estructura química. Ello da lugar a que muy frecuen-


temente basten pequeños cambios en la estructura del fármacopara provocar que el nuevo compuesto tenga una actividad dife-rente o, incluso, que llegue a ser inactivo. En la (Figura 3.1) apare-cen representados dos fármacos, ambos con estructuras corres-pondientes a sulfonamidas (ver sección 3.8.3.1), pero de actividadmuy distinta.

FIGURA 3.1. Estructuras de dos sulfonamidas: (a) sulfotiazol (antibacteriano) y (b) acetazolamida (diurético).

• No existe una relación directa entre acción biológica-estructura, delo cual los ejemplos son muy escasos. En este caso su acción bio-lógica obedece en general a que modifican las propiedades fisico-químicas de las membranas. Tal es el caso de moléculas tan dife-rentes como son las de dietiléter (CH3-CH2-O-CH2-CH3),cloroformo (CHCl3) u óxido nitroso (N2O), todos ellos anestésicosgenerales. O la cortisona y el naxopreno, ambos antiinflamato-rios, pero de estructuras muy distintas (ver después en Fig. 3.18c y3.22b, respectivamente).

3.4.2. Clasificación basada en la acción farmacológica

Es el criterio más empleado hoy en día. Se dividen así en dos gruposprincipales:


• Agentes farmacodinámicos: se emplean en enfermedades no infec-ciosas para corregir determinadas funciones fisiológicas anormales.La razón de ello es que como en los organismos superiores esas fun-ciones están reguladas mediante biomoléculas (como enzimas, hor-monas, neurotransmisores, etc.), si éstas están alteradas se pue-den emplear ciertas sustancias externas para corregir esa alteración.Pero siempre y cuando esas sustancias externas o xenobiótiocossean capaces bien de imitar o de antagonizar la acción de esas bio-moléculas, bien de modular su biosíntesis o metabolismo.

• Agentes quimioterapéuticos: se emplean en enfermedades infeccio-sas, contra microorganismos y parásitos, ya que son capaces dealterar su ciclo vital al interaccionar con sus procesos bioquímicos.Como en los microorganismos dichos procesos son diferentes alos de los organismos superiores, interfieren en los primeros perono en los segundos.

A estos dos grupos principales han de añadirse otros: grupo de las vi-taminas; grupo de las hormonas, y muchos otros fármacos muy diversosque pueden englobarse en una miscelánea de fármacos.

Cada grupo puede subdividirse a su vez en subgrupos. Así, atendiendoa los órganos sobre los que el fármaco ejerce su acción terapéutica; porejemplo, fármacos que actúan sobre el sistema nervioso central, sobre elsistema nerviosos periférico, sobre el sistema cardiovascular y renal, etc. Oatendiendo a sus efectos idénticos, como el grupo de los antihipertensoreso el de los anestésicos locales. A su vez, hay otras subdivisiones según la si-militud estructural de los fármacos, como el subgrupo de los β-lactámicoso el de las tetraciclinas, dentro del grupo de los antibióticos.

3.5. CÓMO SE NOMBRAN LOS MEDICAMENTOS

Otra importante cuestión es la de la nomenclatura de los medica-mentos. Por ello, se han desarrollado diversas maneras de nombrarlos.

En primer lugar, ya que los fármacos son compuestos químicos, ten-drán un nombre químico, regido por las reglas generales para nombraraquéllos, es decir, las de la IUPAC (International Union of Pure and Ap-plied Chemistry) y las de la IUB (International Union of Biochemistry).Así, cada fármaco quedará definido de manera inequívoca. No obstante,dada la complejidad de las moléculas de los fármacos, estos nombres re-sultan poco prácticos: son demasiado complicados y largos, difíciles de


retener en la memoria y sin información de su utilidad desde el punto devista terapéutico.

Por esa razón se recurre a otro tipo de nombres, que poco o nada tie-nen que ver con su estructura química. Tal es el caso de los llamadosnombres genéricos o Denominaciones Comunes Internacionales (DCI) se-gún la unificación y sugerencias de la Organización Mundial de la Salud(OMS). La OMS aconseja que los nombres genéricos no sean muy largos;que resulten fáciles de pronunciar y deletrear; que se diferencien unos deotros fonética y ortográficamente para no crear confusiones; que no con-tengan ningún término que pueda inducir al paciente a asociaciones ne-gativas (como el término de «cáncer», por ejemplo). Y, sobre todo, si unfármaco pertenece a un grupo de sustancias emparentadas farmacológi-camente, su nombre debe mostrar claramente esa relación. Para esto seutilizarán una serie de partículas —sufijos o prefijos, aunque apareceránsin guión en el nombre final—, tal como aparece en la Tabla 3.1.


TABLA 3.1. Sufijos y prefijos para los nombres genéricos de los medicamentos

Partícula Grupo Farmacológico

-acepam Fármacos del grupo del diacepam-acetamol Analgésicos relacionados con el paracetamolandr Esteroides andrógenos-buzona Analgésicos antiinflamatorios del grupo de la fenilbutazona-caína Anestésicos locales-cilina Antibióticos derivados del ácido penicilánico-ciclina Antibióticos del grupo de la tetraciclinacort Corticosteroides (excepto el grupo de la prednisolona)estr Sustancias estrógenas-metacina Antiinflamatorios del grupo de la indometacina-micina Antibióticos producidos por Streptomycesprost Prostaglandinassulfa Sulfonamidas antibacerianas-ticida Diuréticos del grupo de la clorotiacida-verina Espasmolíticos relacionados con la papaverina

(de acción semejante a la de la papaverina)

Por último, dada la importancia y volumen económico de la industriafarmacéutica, entra de lleno en el mundo de las patentes. De ahí que losmedicamentos tengan también una marca registrada, impuesta por la em-presa propietaria de la explotación de la patente y que normalmente indica

muy poco de su naturaleza química. Es, pues, el nombre comercial y se re-conoce porque en la parte derecha del nombre lleva un superíndice conuna R dentro de un círculo, ® (por ejemplo, Gelocatil®). Esto da tambiénlugar a que el mismo principio activo pueda aparecer en el mercado far-macéutico bajo nombres comerciales diferentes, a veces muy numerosos,como ocurre por ejemplo en el caso del paracetamol (DCI), que actual-mente se encuentra con unos treinta marcas registradas (Acertol, Actron,Apiretal, Dafalgan, Gelocatil, Melabon Infantil, Panadol, Termalgin, etc.).

Esto, evidentemente, da lugar a confusiones, por lo cual hay que tenerpresente que es con el nombre genérico, DCI, con el que se identifica ver-daderamente el fármaco o principio activo. No obstante, aunque el mis-mo nombre genérico corresponda al mismo fármaco, al ser de marca co-mercial distinta no siempre su acción farmacológica es la misma, ya queésta depende no sólo de la naturaleza química del fármaco, sino de otrosfactores. Por ejemplo, del tamaño del cristal o de sus partículas; de susformas e isómeros; del grado de hidratación del cristal; del excipiente oaglutinante; si es en disolución o en sal; del pH, etc.

3.5.1. Medicamentos genéricos

Mucho se habla en los últimos tiempos sobre los medicamentos genéri-cos o sin marca. Aparecen con frecuencia en los medios de comunicación ydesde los centros oficiales de sanidad se lanzan campañas para promover suconsumo. Pero ¿en qué consiste un medicamento genérico?, ¿qué lo distin-gue de otro no genérico?, ¿cuáles son sus posibles ventajas e inconvenientes?

Un medicamento genérico no es más que un medicamento en el que lapatente de su correspondiente principio activo ya ha caducado, por lo quesu precio de mercado no está recargado con el porcentaje destinado a losgastos de investigación y desarrollo. Y, obviamente, no todos los medica-mentos existentes en el mercado tienen un genérico, aunque Sanidad vaaprobando cada vez más medicamentos de este tipo. En ellos aparecerá tansólo el nombre de ese principio activo, por lo que se dice que son «sin mar-ca». Ésa es, pues, su gran y evidente ventaja, la de ser más baratos para elconsumidor y para la Seguridad Social. El medicamento genérico tiene unprecio de referencia marcado por el Sistema Nacional de Salud. Además,desde el punto de vista farmacológico, deberán tener bioequivalencia conlos medicamentos no genéricos, lo cual está controlado por la Administra-ción. Hay que recordar a este respecto cómo en un medicamento, apartedel principio activo, la actividad viene también influida por otros factoresque, aunque secundarios, tienen también su importancia.


El objetivo de esas campañas institucionales a las que antes aludimoses paliar el incremento del gasto farmacéutico. Pese a ello y a su gran ven-taja económica, en España los medicamentos genéricos sólo representanel 6,65% de la cuota de mercado, frente a la media europea, que oscila en-tre un 10 y 20% (cifras referidas al momento de campaña promovida el12 de noviembre de 2002). Esta menor cuota se debe a que entre nosotrosla política de medicamentos genéricos no se implantó hasta 1997, mien-tras que en otros países europeos se hizo algunos años antes.

A propósito de los medicamentos genéricos hay que resaltar algunosaspectos muy curiosos relativos a los mismos. Así, a veces un mismomedicamento genérico aparece comercializado bajo varias marcas dife-rentes, mientras que otras veces, sólo bajo una. Ya hemos visto el caso delparacetamol con varios medicamentos, siendo otro caso parecido el ge-nérico enalapril (antihipertensivo, cuyo efecto es pues controlar la tensiónarterial), se presenta comercializado con más de veinte nombres distintos(ver Tabla 3.2), mientras que otro antihipertensivo, la doxazosina, apare-ce bajo una marca comercial («cardurán»). Además, aunque esto no esmuy frecuente, un genérico puede no resultar más barato que uno de susmedicamentos de nombre comercial (sería el caso del medicamento «do-neka», una de las marcas comerciales del genérico enalapril). Sin em-bargo, en general los fármacos genéricos son como promedio un 26%más baratos que los de marca.


TABLA 3.2. Algunos genéricos y nombres de marcas comerciales correspondientes

Genérico Nombre comercial Efecto

Flurazepam Dormodor Hipnótico

Diazepam Valium AnsiolíticoAnsium LesviDiazepan de Leoetc.

Lorazepam Orfidal AnsiolíticoIdalprem

Enalapril Acetensil AntihipertensivoRenitecDitensorDebonalDonekaetc.

(Continúa)

En cuanto a la repercusión en nuestra vida cotidiana, expondremoscomo ejemplo una incidencia:

En cualquier caso, para comprender mejor todo lo anterior es nece-sario estudiar el mecanismo de acción de los fármacos, aspecto funda-mental para el diseño y síntesis de los mismos.

3.6. MECANISMO DE ACCIÓN DE LOS FÁRMACOS

El mayor reto en la búsqueda de nuevos fármacos es encontrar una te-oría que sea capaz de relacionar su estructura química con su acción te-rapéutica. Sin embargo, el descubrimiento de nuevos fármacos ha tenidoy tiene un fuerte componente empírico, dadas las grandes dificultades enhallar esa relación. Y ello debido en gran manera a que se desconoce aun

Cuando un paciente acude a la farmacia con una receta del médicosobre un medicamento de marca, el farmacéutico deberá informarle sidicho medicamento tiene un equivalente genérico de precio inferior. Enese caso, si el paciente prefiere llevarse el de marca, deberá abonar élmismo la diferencia entre su precio y el de referencia.


(Continuación)

Genérico Nombre comercial Efecto

Piroxicam Feldene AntiinflamatorioSasulenImprontaletc.

Diclofenaco Voltarén AntiinflamatorioDiclofenaco LlorensDiclofenaco de AldoUniónetc.

Amoxicilina Ardine AntibióticoClamoxylAmoxicilina EdigenAmoxicilina GéminisAmoxicilina de Sabater, etc.

el mecanismo de muchas enfermedades, sus conexiones con los procesosmetabólicos y la actividad fisiológica y metabólica de muchos fármacos.

Una de las primeras teorías en este sentido daba una explicaciónmuy sencilla: que ciertos grupos funcionales del fármaco (oxhidrilos,anillos aromáticos, átomos de nitrógeno básicos, etc.) se combinarían conciertos puntos receptores del organismo en cuestión. Esta teoría fueelaborada por Ehrlich, descubridor de una famosa medicina empleada ensu tiempo contra la sífilis y que contenía arsénico, llamada salvarsán(como ya se trató en la sección 3.3). Sin embargo, esta teoría aunqueaceptada en parte, es insuficiente, ya que se requieren otros condicio-nantes aparte de la existencia de esos grupos funcionales. Por ejemplo, esfundamental la configuración. Así, en el anticonceptivo dietilestilbestrol elisómero trans- es un estrógeno fuerte, mientras que en el isómero cis- laactividad en ese sentido es mucho menor. Otro ejemplo es el de la talido-mida: el enantiómero R (Figura 3.2) es un sedante muy eficaz, mientrasque el S es un agente teratogénico muy fuerte, por lo que causó dañosmuy importantes en los fetos de las pacientes embarazadas que tomaroneste medicamento.

FIGURA 3.2. Estructura de la R-talidomida.

Hoy en día se sabe que para que un medicamento sea efectivo ha decumplir ciertas condiciones:

• Antes de llegar a su receptor no debe ser metabolizado, ni excreta-do, ni absorbido en otros puntos diferentes a aquél (como puedenser proteínas, membranas, suero, etc.)

No obstante, sobre todo desde los últimos tiempos se están consi-guiendo grandes avances en ese sentido, logrando poco a poco ir dan-do explicación a la conexión entre la estructura de muchos fármacos ysu actividad biológica.


• Cuando llega a su receptor, debe adherirse con fuerza, para evitarcaminos metabólicos competitivos que tiendan a eliminarlo antesde que produzca su acción deseada sobre el organismo.

• Una vez que esa acción se ha producido, ha de ser eliminado del or-ganismo.

• Su concentración para que produzca su efecto terapéutico ha de sermucho menor que la concentración tóxica.

Con terminología más moderna, se denomina biofase al lugar delorganismo en el que el fármaco ejerce su acción. Pero antes de que la al-cance el fármaco, ha de atravesar desde la fase externa una serie de tra-mos, para lo que es necesario que se establezcan equilibrios termodiná-micos entre zonas de medio acuoso (fluidos inter e intracelulares) yzonas de naturaleza lipídica (membranas). Es muy importante tener encuenta, pues, no sólo los fenómenos de tipo químico, sino también de tipofísico-químico.

3.6.1. Naturaleza de la biofase

La biofase está constituida por unas biomoléculas con las que losfármacos interaccionan para ejercer así su acción. Estas biomoléculaspueden ser de tres tipos: lípidos, proteínas y ácidos nucleicos:

3.6.1.1. Lípidos

La biofase está constituida por lípidos de la membrana celular, siendoel número de fármacos que actúan sobre ellos bastante bajo. Su acción esrealmente inespecífica, pues da lugar a una alteración de las propiedadesfísico-químicas de la membrana. Entre esos fármacos hay muchos anti-sépticos y algunos antibióticos. Entre los primeros se encuentran deter-gentes, que son tensoactivos aniónicos o catiónicos, con lo cual la célulabacteriana muere por «lisis» o rotura. Tal es el caso del cloruro de benzal-conio, presente en muchos productos farmacéuticos para los ojos, comocolirios o lágrimas artificiales, por ejemplo (Figura 3.3) o de la clorhexidina.

Para conocer el mecanismo de acción de los fármacos es necesarioestudiar a nivel molecular los procesos bioquímicos entre el fármaco yla biofase.


FIGURA 3.3. Fragmento de un prospecto de un producto conteniendocloruro de benzalconio.

Como ejemplo de antibiótico con este tipo de acción cabe citar alantifúngico anfotericina B, cuya estructura química consta de una partehidrófoba, constituida por un sistema poliénico, y otra hidrófica, debidaa un sistema polihidroxilado (Figura 3.4). Ambos sistemas dan lugar a laformación de canales a través de la membrana que favorecen la salida delcontenido citoplasmático de las células del hongo, con lo que éste muere.De ahí la acción antifúngica de este antibiótico.

FIGURA 3.4. Estructura del antibiótico anfotericina B, con una parte hidrófoba y otra hidrófila.

O

O

H

OO

OH

O

NH2

H

N3C

OH

OH

OH

OH

OH OH

OH

OH

OH

CH3

CH3

CH3

COOH


3.6.1.2. Proteínas

Dentro de éstas, hay que distinguir dos tipos: enzimas y receptores demembrana.

Las enzimas por su naturaleza química son proteínas, mientras quepor su acción en el organismo son catalizadores de los procesos biológi-cos. Su función es, pues, disminuir la energía de activación de esos pro-cesos, con lo cual su velocidad se hace mucho mayor. Los mecanismos deactuación de estos biocatalizadores a nivel molecular son muy diversos,dependiendo de las peculiaridades estructurales de las enzimas. Pero to-dos las enzimas se caracterizan por su elevado grado de especificidad, porla naturaleza reversible de los procesos que gobiernan y por poseer el lla-mado «centro activo», que podría definirse como un entorno adecuadopara que la reacción química pueda tener lugar. Estos centros activos tie-nen una estructura tridimensional y en ellos se encuentra una serie deaminoácidos que serán los responsables de que se establezcan las inte-racciones con los reactivos correspondientes.

Los receptores de membrana son también proteínas, que en este casointervienen en procesos de comunicación intercelular. Se denominan asípor pertenecer casi todos a la membrana celular, estando situados haciael exterior de ésta, con lo cual pueden interaccionar con ligandos o men-sajeros. En este caso la interacción ligando-receptor tienen lugar en unazona determinada del receptor —equivalente al centro activo del enzi-ma— a través de la formación de enlaces, pero sin que el ligando sufraninguna modificación desde el punto de vista químico.

El término de receptor, en su sentido más estricto, como señala la «teo-ría de la adaptación inducida de Koshland», hace referencia al lugar deunión o de reconocimiento del fármaco que desencadena una respuestaquímica, lo cual depende de la naturaleza de dicho receptor. Tal es el casode la adrenalina, hormona que actúa sobre procesos cardíacos (ver sec-ción 3.8.1). Cuando la adrenalina se une a un determinado receptor car-díaco, se desencadenan unas reacciones que producen un aumento de lafuerza del latido del corazón. Pero ese receptor sólo conduce a ese efectocuando se une a la adrenalina.

Por ello, es importante tener en cuenta el alto grado de especificidadde los receptores por el ligando, ya que sólo reconocen a unas moléculasdeterminadas. Y así, un fármaco será útil si presenta también un alto gra-do de especificidad en relación con el lugar de unión, ya que sólo afecta-rá a un tipo de proteína receptor. Sin embargo, en la realidad esto no estan fácil ya que muy a menudo los fármacos producen efectos secunda-


rios, puesto que pueden afectar también a otras proteínas, sobre todo alaumentar su dosis.

3.6.1.3. Ácidos nucleicos

Algunos fármacos conducen a la muerte celular porque ejercen su ac-ción sobre los ácidos nucleicos, alterando los procesos de replicación,transcripción o traducción. Se emplean por ello sobre todo como antitu-morales o antineoplásicos (ver secciones 3.6.2.1 y 3.8.6), como antibacte-rianos y como antivíricos. En general dan lugar a la alteración de la es-tructura secundaria —es decir, en la doble hélice— de los ácidos nucleicos,aunque a veces pueden producir alteraciones en su estructura terciaria.

3.6.2. Tipos de interacción fármaco-biofase

La acción biológica de los fármacos viene determinada en su gran ma-yoría por su capacidad para formar enlaces selectivos con la biofase. Yesos enlaces dependen a su vez de la interacción estabilizante entre de-terminados grupos funcionales correspondientes a ambas especies. Lasnormas y leyes que rigen la formación de estas interacciones son las decualquier proceso químico. Así, las de la termodinámica, tendiendo aadquirir el estado de menor energía posible, según la ecuación:

∆G = ∆H – T∆S

Es importante considerar aquí que tanto el fármaco como la biofasese encuentran solvatados y que al interaccionar se desolvatan, lo cual con-duce a un aumento de desorden. Es decir, que el factor entrópico favore-ce dicha interacción.

Los tipos de estas interacciones entre fármaco y biofase, es decir, deuniones enlazantes, son en definitiva enlaces entre dos moléculas orgá-nicas. Por tanto, acudiendo a nuestro conocimiento sobre la teoría de en-laces, tendremos:

Receptor se define, pues, como la fracción estructural de una bio-molécula (enzima, canales iónicos, ácidos nucleicos, etc.) que al inte-raccionar con una molécula endógena o exógena da lugar a que se de-sencadene una respuesta biológica a través de una serie de procesosbioquímicos.


3.6.2.1. Enlace covalente

Es un enlace muy fuerte, con energías de enlace entre 350-450kJ/mol para enlaces sencillos y unos 650 kJ/mol para los dobles. Se pue-de considerar así una unión prácticamente irreversible, lo cual tiene im-portantes consecuencias biológicas, aprovechables desde el punto devista terapéutico. Ejemplo de esto son los fármacos antineoplásicos(ver secciones 3.6.1.3 y 3.8.6) del grupo de las β-haloalquilaminasββ (lla-madas también «mostazas nitrogenadas»): su acción (ver Figura 3.5)consiste en formar enlaces covalentes cruzados con ciertos pares de ba-ses de guanidina de las cadenas del DNA, con lo cual y tras la hidrólisislas sales de guanidinio correspondientes, la secuencia del DNA quedaalterada.

FIGURA 3.5. Acción de β-haloalquilaminasββ (o «mostazas nitrogenadas») sobre el DNA.

Cuando los enlaces entre la biomasa y el fármaco son relativamentedébiles, éste último es fácilmente desplazable por moléculas de agua delmedio. Es decir, la interacción fármaco-receptor es de carácter reversible,que es precisamente lo que interesa cuando lo que se pretende es que laacción del fármaco se realice a nivel molecular durante tan sólo un cortoperiodo de tiempo. Es decir, el fármaco combate la disfunción pero serestaura pronto el nivel fisiológico normal. Tal es el caso de los restantestipos de unión posibles, comenzando por el enlace iónico:


3.6.2.2. Enlace iónico

El enlace iónico es el de mayor energía de enlace de los de esta cate-goría de formación de interacciones reversibles (oscila entre 20-30kJ/mol). Se establece entre grupos cargados del fármaco (como son, porejemplo, los grupos de amonio cuaternario, carboxilato, sulfonamido,amino, heterociclos nitrogenados, etc.) y los de carga contraria de la bio-molécula receptora (como cadenas laterales ácidas de aminoácidos orestos básicos de aminoácidos).

3.6.2.3. Uniones de diversos tipos

• Uniones dipolares: En los fármacos suelen existir muchos enlacescarbono-heteroátomo, los cuales constituyen pequeños dipolos de-bido a que están polarizados por la distinta electronegatividad entreel átomo de carbono y los heteroátomos implicados. Y esos dipolospueden, a su vez, establecer con el receptor uniones dipolo-dipolo oion-dipolo. Estas uniones, muy frecuentes por el gran número deenlaces polarizados existentes, son muy débiles (5-30 kJ/mol).

• Unión por enlaces de hidrógeno: Se establece esta unión a travésde un átomo de hidrógeno ligeramente ácido —por estar unidopor enlace covalente a un átomo electronegativo— y un átomo da-dor de electrones, perteneciente a una base. Así, hidrógenos engrupos –OH, –NH2, –SH, con aniones (carboxilato, fosfato, sulfato)o con grupos con átomos con pares de electrones no compartidos(aminas, alcoholes, éteres, grupos carbonilo...). Una importante ca-racterística de estos enlaces es su direccionalidad, determinantepara la interacción fármaco-receptor cuando existen en los cen-tros receptores entornos a través de los cuales se pueden establecerenlaces de hidrógeno.

• Enlace por transferencia de carga: Se forman por la atracciónelectrostática originada por el solapamiento de orbitales π entreuna molécula dadora de electrones y otra aceptora. La energía deenlace puede llegar hasta unos 30 kJ/mol.

• Enlace de van der Waals y enlace hidrófobo: Es el enlace caracte-rístico de los restos hidrocarbonados. Aunque es muy débil (apro-ximadamente 2 kJ/mol), el gran numero de cadenas hidrocarbona-das hace que la suma total de estos enlaces llegue a constituir unaunión de fuerza considerable. Además puede venir reforzado por el


llamado enlace hidrófobo, muy importante en los sistemas biológi-cos: cuando se aproximan dos moléculas orgánicas por su parte li-pófila, aunque esas cadenas se ordenan hay un número mayor demoléculas de agua que se desordenan, con el consiguiente aumentode entropía del sistema, que hace que ∆G sea negativo, es decirque la energía libre disminuya, lo cual favorece ese proceso y seproduce una desolvatación.

• Enlace de coordinación: Las moléculas de muchos fármacos, alposeer en general muchos grupos dadores de electrones (aminas,cetonas, tioles, carboxilatos, sulfatos...), pueden actuar como li-gandos frente a metales de transición y formar con ellos complejos.Cuando intervienen ligandos bi- o polidentados, estos complejosconstituyen quelatos, de por sí muy frecuentes en los organismosvivos.

3.6.3. Métodos de estudio de la relación estructuraquímica-actividad biológica

Se parte ante todo de la idea de que la estructura química de los fár-macos puede correlacionarse matemáticamente con su respuesta o activi-dad biológica. Para ello se han buscado a través de distintos métodos laformulación de ecuaciones matemáticas en las que se contemplan una se-rie de parámetros que representan determinadas propiedades físico-quí-micas de los fármacos. Entre estos parámetros —en total más de 40— hayque destacar cuatro: parámetros de solubilidad (solubilidad, coeficiente dereparto y actividad superficial); parámetros electrónicos empíricos (quemiden el efecto electrónico de un sustituyente sobre la energía de la in-teracción fármaco-receptor, como son el pKa y la ionización); parámetroselectrónicos no empíricos (relacionados con los orbitales π, las energías delos electrones, etc.), y parámetros estéreos.

De esos métodos de estudio, actualmente se utilizan sobre todo lostres siguientes, que se basan a su vez en los cuatro parámetros anteriores:

• Modelos matemáticos: buscan la expresión de la actividad bioló-gica como una función de los parámetros que se atribuyen a cadagrupo sustituyente o a la parte original de la molécula. Los más per-fectos son los que se basan en parámetros físicoquímicos, modelosllamados lineales de energía libre, que consideran sobre todo losefectos electrónicos, estéreos e hidrófobos de los sustituyentes de lamolécula original sobre la formación del complejo ligando-receptor.


Uno de los más importantes e innovadores investigadores en estaárea fue Hansch.

• Modelos de polarización: se basan en las teorías sobre fuerzas in-termoleculares. Se usa muy pocas veces y sólo en el caso que el mo-delo anterior resulte ineficaz.

• Modelos de la química cuántica: se basan en la solución de laecuación de ondas de Schrödinger y en la aplicación de las mismasa los sistemas farmacológicos. Son sobre todo empleados los cál-culos con orbitales moleculares.

La utilización de ordenadores y programas informáticos son una he-rramienta poderosísima para trabajar con estos métodos, sobre todo conel último, dado el gran número de parámetros que contemplan.

3.7. PRODUCCIÓN DE FÁRMACOS

De los fármacos que se emplean actualmente la mitad, aproximada-mente, tiene su origen en la síntesis química, mientras que la otra mitadproviene de fuentes naturales, siendo éstas: microorganismos (12%); mi-nerales (7%); plantas fanerógamas superiores (25%), y animales (6%). Esdecir, de esas fuentes naturales la más importante es la de tipo vegetal ylas tres primeras son las que se estudian en Química Farmacéutica, mien-tras que la última, la de animales, pertenece más bien al ámbito de la Far-macognosia.

La Química Terapéutica tiene como uno de sus objetivos priorita-rios la búsqueda de nuevos fármacos que sean más selectivos, más po-tentes y menos tóxicos que los ya conocidos. Por otra parte, cuando sedescubre un compuesto con una estructura química definida que pre-senta un nuevo tipo de actividad biológica, se le denomina cabeza de se-rie. Entonces se toma como punto de partida, es decir, como modelo, a

De todo lo anterior se desprende que para comprender los princi-pios que rigen la química terapéutica no sólo hay que tener un buenconocimiento de la química orgánica y de la bioquímica, sino tam-bién de las bases de química física. Asimismo, es necesario recurrir ala química general. Y, además, a las matemáticas. Y a la informá-tica...


fin de encontrar modificaciones estructurales del mismo que puedanconducir a una mejora de su acción terapéutica. Ésta es la manipulacióndel modelo, que constituye en definitiva el proceso de desarrollo de unnuevo fármaco.

3.7.1. Búsqueda de nuevos fármacos

En un principio la mayoría de cabezas de serie provenía del descu-brimiento accidental de una actividad biológica en un determinado com-puesto o por el descubrimiento de efectos inesperados en fármacos yaexistentes. Es decir, el factor «casualidad» tenía el protagonismo. Y asíocurría hasta la década de 1960. No obstante, al irse conociendo cada vezmejor el mecanismo de acción de los fármacos a nivel molecular, asícomo la naturaleza de los procesos bioquímicos de las patologías, se hahecho posible el buscar métodos de obtención de nuevos fármacos basa-dos en una planificación cada vez más racional.

La introducción de nuevos fármacos tiene lugar, pues, a través deestos pasos: a) descubrimiento y estudio de los efectos biológicos; b) cri-bado o «screening»; c) modificación molecular; d) síntesis planificada ra-cionalmente. A su vez, los compuestos con principios activos que se hanido descubriendo en diversas fuentes han sido utilizados como cabezas deserie para mejorar su calidad terapéutica.

3.7.1.1. Descubrimiento y estudio de los efectos biológicos en productos naturales o sintéticos

A lo largo de la historia se han ido descubriendo las propiedades cu-rativas de muchos productos extraídos de fuentes naturales, sobre tododel reino vegetal. Pero era un conocimiento empírico, iluminado por laexperiencia y la costumbre. Ello llevó a que con el tiempo, sobre todo apartir del siglo XIX, se fueran buscando modificaciones. Veamos algunosejemplos:

Sertürner, en 1806, trabajando con los alcaloides del opio, aisló lamorfina (ver sección 3.8.5). Unos años después se aisló la codeína y en1848, la papaverina, aunque sus propiedades espasmolíticas en músculoliso fueron descubiertas mucho después. Por esto último, se procedió a lasíntesis de derivados de la papaverina, uno de los cuales, el verapamilo, seutiliza como agente contra la angina de pecho.


Otro alcaloide importante es la quinina (Figura 3.6) aislada en la cor-teza de la quina, que inició la ruta de síntesis de análogos de la misma,con lo cual se obtuvieron los nuevos fármacos antimaláricos cloroquina yprimaquina.

Cuando el alcaloide atropina —uno de los alcaloides más importantesde las solanáceas— se aisló de la «atropa belladona», se descubrió su uti-lidad en oftalmología (Figura 3.6). Después se buscó la síntesis de análo-gos cuya acción biológica fuera más breve, lo cual condujo a la síntesis dela homatropina.

FIGURA 3.6. Ejemplo de alcaloides con propiedades curativas: (a) Quininay (b) Atropina.

La ergotoxina se aisló del cornezuelo del centeno, lo que después con-dujo al aislamiento de otros alcaloides y al producto de síntesis LSD (versección 3.8.2), famoso alucinógeno de los años 60, cuyas propiedadescomo tal fueron descubiertas por Albert Hofmann en 1943.

La efedrina, alcaloide le la efedra, por su difícil extracción llevó a lasíntesis de su análogo anfetamina, eficaces ambos como estimulantescentrales y supresores del apetito (ver sección 3.8.2).

Otro compuesto de origen vegetal, aunque ya no alcaloide, es la sali-cilina, aislada de la corteza del sauce, que fue utilizada en el tratamientode las fiebres reumáticas. Al estudiar las propiedades de uno de sus me-tabolitos, el ácido salicílico, se descubrió que además poseía propiedadesantipiréticas, lo que condujo a la síntesis de análogos del mismo, que fi-nalmente culminó en la obtención de la aspirina (ver sección 3.8.5), suacetil derivado (Felix Hoffmann, 1897).

Entre los productos naturales de origen animal hay que destacar eldescubrimiento de hormonas, vitaminas y neurotransmisores. Así, en


extractos de la glándula tiroides de mamíferos se aisló en 1914 la hor-mona del tiroides o tiroxina. En 1889 se había comenzado el estudio deextractos pancreáticos. Al analizar el páncreas, tanto en extractos como invivo, se observó que su extracción en perros producía la muerte por dia-betes. Todo ello llevó al aislamiento de la insulina, en 1922, lo cual con-dujo a su obtención en 1926, ya purificada y cristalizada.

Son también de gran interés, sobre todo en los últimos tiempos, mu-chos compuestos extraídos de venenos y toxinas de reptiles, peces y anfi-bios. Algunos de ellos bloquean los canales de los iones Na+, como la te-trodoxina (aislada del llamado «pez globo») o aumentan la permeabilidadde la membrana celular frente a esos iones, como la batracotoxina (aisla-da de la piel de ciertos sapos).

Como ejemplo paradigmático de microorganismos como fuente na-tural de fármacos, hay que citar el descubrimiento de los antibióticos (pe-nicilinas, cefalosporinas, tetraciclinas o cloroanfenicol, ver sección 3.8.3).

Descubrimiento casual

Existen también muchos ejemplos del descubrimiento por casualidadbien de determinadas acciones biológicas en compuestos que no eran fár-macos o bien de nuevas acciones biológicas en compuestos ya utilizadoscomo tales. Así, dentro del primer caso tenemos el ejemplo muy claro dela nitroglicerina, sustancia empleada tradicionalmente como explosivo,pero que después se ha desarrollado como vasodilatador: el origen de ellofue la detección de ciertas alteraciones cardiovasculares producidas entrelos trabajadores de las fábricas de nitroglicerina. O ciertas observacionesen los laboratorios de química orgánica hicieron que la acetanilida y la fe-nilbutazona se utilizaran como antipiréticos. O que se descubriera que lapenicilina pudiera emplearse como antibacteriano. O del ya citado LSD.Del segundo caso, aparecerán algunos ejemplos a lo largo del tema, a loque se hará referencia expresa en su momento.

3.7.1.2. Cribado o «screening» sistemático

Se someten compuestos químicos, tanto de origen natural como sin-tético, a diferentes ensayos biológicos a fin de explorar su posible activi-dad, es decir, su perfil farmacológico. Estos ensayos se llevan a cabo enmodelos animales (ensayos en animal vivo) o, más frecuentemente, sobretejidos u órganos aislados. Es, pues, un método esencialmente empírico ycon un gran porcentaje de azar, si bien ha dado importantísimos resul-


tados en la industria química de los últimos tiempos. No obstante, admi-te ciertas variantes para paliar ese problema del azar, con lo que se puede,en cierto modo, dirigir ese estudio:

• Cribado exhaustivo

Sobre un número más bien pequeño de compuestos se realiza una ele-vada cantidad de pruebas farmacológicas y bioquímicas, además muy va-riadas. Teniendo en cuenta que las moléculas estudiadas provienen decostosos procesos de síntesis o de extracción, se busca en ellos el mayornúmero posible de aplicaciones terapéuticas por medio de ese exhaustivoestudio de sus propiedades biológicas.

• Cribado aleatorio

Sería en cierto modo el inverso del anterior: sobre una gran variedadde compuestos (que pueden ser cientos o, incluso, miles), sintéticos o na-turales, a veces ya conocidos y con determinadas aplicaciones farmaco-lógicas, se realizan ensayos orientados hacia una determinada actividad.Tal es el caso de ciertos tipos de antibióticos.

• Cribado combinado

Como su nombre indica, es una combinación de los dos anteriores:sobre una enorme cantidad de moléculas (que en este caso pueden llegara cientos de miles) se realizan al mismo tiempo diferentes ensayos bioló-gicos in vitro. Las técnicas actuales de robotización han permitido la au-tomatización de estas pruebas biológicas. Por otra parte, la síntesis or-gánica ha desarrollado la llamada síntesis combinatoria que permite laobtención de forma simultánea de una gran cantidad de moléculas rela-cionadas estructuralmente (muchas veces en forma de mezclas), sobre lasque se pueden hacer las pruebas biológicas. Cuando una mezcla de com-puestos responde positivamente a esas pruebas, es decir, muestra algúntipo de actividad, se procede en una segunda fase al aislamiento y purifi-cación de los componentes activos. Los procesos de síntesis se realizan endisolución y, más que nada, sobre soporte sólido, y las moléculas de par-tida suelen ser fragmentos o monómeros existentes en fármacos de acti-vidad conocida.

3.7.1.3. Modificación molecular

Partiendo de fármacos ya conocidos, se van modificando sus estruc-turas a fin de obtener nuevos fármacos con mejores propiedades tera-


péuticas y características físico-químicas más adecuadas. El procedimien-to consiste en tomar como prototipo una sustancia química de actividadbiológica conocida y de estructura claramente establecida y someterla a de-terminados procesos químicos para sintetizar homólogos o análogos es-tructurales y ensayar en ellos su posible actividad. Los procesos químicosson, en definitiva, reacciones características de la química orgánica (cierreo apertura de anillos; formación de homólogos superiores o inferiores;introducción, eliminación o sustitución de grupos voluminosos; introduc-ción de dobles enlaces; introducción de centros ópticamente activos, etc.).Esos fármacos de partida constituyen, pues, cabezas de serie. Este estudiopor modificación molecular puede deberse a diversas causas:

• Aparición de efectos secundarios inesperados en un determinadofármaco ya conocido, sobre todo en el caso de efectos secundariosútiles desde el punto de vista terapéutico (como ya se ha comentadoanteriormente). Tal es el caso de un antihistamínico, la prometazina,en el que se observó que producía también efectos sedantes. Se es-tudió el potenciar ese último efecto con estructuras derivadas, locual dio lugar a la síntesis de la clorpromazina, utilizada como neu-roléptico.

• Otras veces se ha observado que la utilidad de un fármaco es debidaa alguno de sus metabolitos (por metabolismo se entiende el con-junto de procesos bioquímicos mediante los cuales el organismo eli-mina todo cuerpo extraño que se le introduce). Por ejemplo, se ob-servó que en el metabolismo tanto de la acetanilida como de laacetofenetidina, utilizados como analgésicos antitérmicos, se pro-ducía como metabolito el llamado paracetamol, que es el que se usaactualmente con ese fin terapéutico (Figura 3.7).

• En algunos procesos de síntesis de fármacos se ha encontradosque determinados intermedios de síntesis de los mismos tienen sumisma actividad biológica, consecuencia de tener una estructuramuy parecida. La ventaja de estos intermedios es que su obten-ción es siempre más fácil y económica, por lo que resultan más con-venientes para que constituyan una nueva cabeza de serie. Tal es elcaso del primer antivírico efectivo en el tratamiento del SIDA, elAZP, descubierto en un programa de diseño y síntesis de nuevos fár-macos antivíricos. El AZP resultó ser un intermedio sintético avan-zado de uno de ellos.

• En aquellos casos en que los fármacos se administran como racema-tos, últimamente se tiende a introducirlos en el mercado en la formaenantiómera que es activa, el eutómero, ya que es muy común que de


esas dos formas una tenga la actividad biológica en mucha mayormedida que la otra. Es lo que se conoce en inglés como «chiral switch».

FIGURA 3.7. Paracetamol (a), metabolito de la acetanilida (b)y de la acetofenetidina (c).

3.7.1.4. Síntesis planificada racionalmente

Es lo que se conoce también como diseño racional de fármacos. Laidea básica consiste en sintetizar fármacos que respondan a una acciónfarmacológica determinada. Es decir, en conseguir un fármaco «a la me-dida» de nuestras necesidades. Esto implica el conocer con gran exactitudlos procesos bioquímicos correspondientes a la patología o infección quese quiere combatir. Así, establecer las diferencias entre las células sanas ylas afectadas en procesos patológicos, o entre las células del huésped y lasdel parásito en los infecciosos. Esta vía supone evidentemente enormesdificultadas, mayores que en las vías anteriores, por lo que el diseño ra-cional de fármacos está aun mucho menos desarrollado. No obstante, seestán dando en los últimos tiempos enormes avances en este sentido,gracias sobre todo a que se van conociendo mejor tanto los mecanismosenzimáticos de acción de los fármacos a niveles molecular y submolecu-lar como los parámetros físicoquímicos relacionados con su actividad.Ejemplo de ello es el caso perteneciente al capítulo del SIDA, con el di-seño de inhibidores de la proteasa del virus causante de esa enfermedad.

Modelización molecular

Dentro del diseño racional de fármacos, también es de gran ayuda lallamada modelización molecular, que se conoce como «diseño de fárma-cos asistido por ordenador» o CADD (Computer Assisted Drug Design). La


modelización molecular ha de hacerse mediante métodos de aproxima-ción, que pueden ser de dos clases:

• Aproximación directa: puede hacerse así cuando se conocen datosacerca de la estructura tridimensional de la macromolécula, lla-mada macromolécula diana, sobre la que se intenta diseñar algún li-gando selectivo. Dichos datos son aportados por difracción de rayosX a partir de la molécula cristalizada. De esta manera, esos datospermiten su visualización tridimensional, mediante la utilización deprogramas gráficos. Lo cual permite, a su vez, que cuando se diseñael nuevo ligando se consideren aspectos que completen las caracte-rísticas electrónicas y geométricas del centro activo de la macro-molécula diana.

• Aproximación indirecta: tiene lugar cuando no se dispone de esosdatos sobre la estructura tridimensional de la macromolécula diana.Se hace entonces la superposición gráfica de un conjunto de ligan-dos que sean selectivos frente a un determinado receptor, con loque se obtiene una estructura tridimensional del fragmento conestructura común a todas las moléculas estudiadas.

Una ventaja innegable de este método de la modelización molecular esque con él se pueden predecir la estereoespecificidad de la interacción fár-maco-receptor.

3.7.2. Perspectivas futuras en el diseño de fármacos

El diseño de fármacos, como ya se ha dicho, implica el conocimientode las patologías a nivel molecular. Por ello, los últimos avances en bio-química —sobre todo en lo relativo al conocimiento de los genes— y enbiotecnología, permiten la utilización de nuevas estrategias y procedi-mientos. Así:

— La terapia génica, que estudia los procesos implicados en la sín-tesis de componentes esenciales de la célula mediante la inter-vención de genes.

— Se pueden alterar organismos genéticamente, lo que da origen amuchos procesos de ingeniería genética: tal es la producción engrandes cantidades de insulina y de hormona del crecimiento par-tiendo de Esquerichia coli alterado genéticamente.


— La genómica, con la que se pueden determinar las secuenciasDNA/RNA.

— La proteómica, que estudia la función de las proteínas elaboradaspor los genes, lo que permite determinar cuándo un individuo po-drá sufrir ciertos efectos secundarios al administrársele determi-nados fármacos, porque estará predestinado por su proteoma.

La modificación genética de las células somáticas podrá evitar, ali-viar o incluso curar algunas enfermedades en las que el componente ge-nético sea importante (neurodegenerativas, como el Parkinson o el Alz-heimer; cánceres; hemoglobopatías, etc.). Y también en enfermedades sincomponente genético; por ejemplo, se han empezado a emplear los genesdel factor de crecimiento del endotelio vascular para estimular el creci-miento de vasos sanguíneos nuevos en obstrucciones de arterias por es-clerosis. En esta dirección, se está estudiando también la posibilidad deque en un organismo deficiente en una determinada proteína (caso, porejemplo, de la insulina en los diabéticos) pueda ser ésta sintetizada in vivopor ese mismo organismo mediante la acción de un gen.

Los genes se pueden ya identificar y también clonar. Éste es el capí-tulo de la manipulación genética, mediante la cual ciertos genes defec-tuosos pueden sustituirse por otros correctos, lo cual permite corregir de-terminadas patologías. Se puede obtener en el laboratorio lo que seconoce como «ácido nucleico recombinante»: ese ácido se codifica paraun gen determinado, el cual a su vez mediante unas determinadas técni-cas biotecnológicas se introduce en un cromosoma «huésped», con elfin de que ejerza unos efectos terapéuticos determinados. Asimismo, losgenes recombinantes pueden transferirse a un virus modificado, el cual seinyecta in vivo al paciente (por ejemplo, en el caso de tumores malignos).Otra posibilidad es que las células del paciente (células madre de la mé-dula o de la sangre circulante, o mioblastos de una biopsia, por ejemplo)se traten ex vivo con ese virus modificado por el gen recombinante, y lue-go de así tratadas se reinyecten al paciente. Es muy importante tener encuenta que según las últimas investigaciones, se ha observado que tam-bién las células madre pueden obtenerse —además de como se hacía tra-dicionalmente a partir de embriones, cerebro o médula ósea— del tejidoadiposo, es decir, simplemente de la grasa, que se puede extraer me-diante un procedimiento tan poco traumático como es la liposucción. Sinembargo, estas células madre procedentes del tejido adiposo sólo puedentransformarse en células del músculo, cartílago o huesos. Por esta razón,las células madre de origen embrionario siguen siendo las más intere-santes. No obstante, hasta el momento sólo se han obtenido de embrionesen sus primeras etapas, creados mediante fertilización in vitro.


3.8. COMENTARIOS SOBRE ALGUNOS FÁRMACOS MUY CONOCIDOS Y FRECUENTES

En este apartado trataremos, aunque sea brevemente, de las caracte-rísticas más importantes de algunos fármacos. Unos, porque su nombrenos resulta familiar y son de todos conocidos por su uso muy frecuente(tal sería el caso de la aspirina o la penicilina). Otros, no tan conocidos denombre, pero que actúan contra enfermedades y trastornos muy comu-nes. O también, porque determinadas circunstancias de su descubri-miento o de historia les han hecho famosos, tanto en sentido positivocomo negativo (tal es el caso de la talidomida). O por la esperanza que re-presentan en muchas enfermedades clasificadas generalmente como in-curables (como el cáncer o el sida) o por su gran actualidad (como los an-tiparkinsonianos).

Atendiendo a su clasificación de acuerdo con su actividad —pero nosegún su estructura— los medicamentos generalmente se distribuyen enocho grupos farmacológicos:

a) medicamentos cardiovasculares; b) medicamentos que afectan alsistema nervioso central; c) antibacterianos; d) esteroides; e) anihistamí-nicos; f) analgésicos; g) antiinflamatorios no esteroidales, y h) misceláneade medicamentos diversos.

A continuación, se harán algunos comentarios de los medicamentosmás sobresalientes de algunos de estos grupos en el sentido ya apuntado.

En este sentido, este apartado puede tener una aplicación didácticainmediata, de cara sobre todo a mostrar a los alumnos el estudio de losfármacos desde la perspectiva ciencia/tecnología/sociedad.

Este es el motivo de que todos estos trabajos e investigaciones esténactualmente rodeados de problemas de tipo moral y ético que unaparte de la sociedad plantea ante esta nueva vertiente de la ciencia. Pro-blemas que requieren también unas nuevas disposiciones legales yuna nueva concienciación de la ciudadanía, para que se haga un ba-lance entre los posibles perjuicios que pueden surgir y los innegablesavances que esos estudios pueden proporcionar para aliviar el dolorhumano.


3.8.1. Medicamentos cardiovasculares

En relación con el funcionamiento anómalo del corazón, uno de lossíntomas más comunes es la tensión alta o hipertensión. El primer me-dicamento que se encontró contra la hipertensión fue la reserpina. Pri-meramente se descubrió entre los alcaloides de Rauwolfia serpentina, decuyos extractos fue aislada alrededor de 1950, lo que permitió determinarsu estructura y sintetizarla en el laboratorio. Tanto la reserpina naturalcomo la sintética se utilizaron con éxito. Su acción farmacológica sedebe a que provoca la liberación del organismo de una sustancia, la no-repinefrina (o noradrenalina) responsable de la contracción del músculocardíaco. Al ser liberada y destruida en el organismo, el músculo del co-razón puede ya expandirse, con lo que la presión sanguínea disminuye.

Pero además se encontró que la reserpina tenía otra importantísimaacción fisiológica: en 1953 se observó que actuaba como tranquilizante osedante en ciertos trastornos de tipo psicótico (ver sección 3.8.2). Estedescubrimiento fue además la base de la psicofarmacología.

Otro medicamento que evita la contracción del corazón es el propa-nolol, aunque su mecanismo de acción es ya diferente: se sabe que actúacomo agente de bloqueo adrenérgico, ya que compite con la adrenalina (oepinefrina) y la noradrenalina en sus sitios receptores. Cuando el corazónrecibe un estímulo indebido, el propanolol evita que se contraiga, ya quela norepinefrina como vimos, es la que producía esa contracción. Formaparte así del grupo de «fármacos antiadrenérgicos». Éstos son tambiénefectivos contra la angina de pecho, la cual se produce porque cuando elcorazón late a ritmo más rápido del habitual —debido a tensión alta o aarteriosclerosis— tiene lugar un suministro inadecuado de oxígeno, quese traduce en el dolor agudísimo característico de esa enfermedad.

Por otra parte se han desarrollado también otros agentes de este tipodestinados a actuar contra el glaucoma. Éste se caracteriza por una ele-vada presión dentro del globo ocular producida por los fluidos del interiordel ojo, siendo una importante causa de ceguera. En un principio se tra-taba sobre todo con adrenalina, aunque actualmente hay nuevos fárma-cos cuyos efectos colaterales son menores.

Otro importante subgrupo de medicamentos en enfermedades delcorazón son los diuréticos, que actúan contra el hinchamiento de los te-jidos producido por retención de fluidos o edema. Éste, a su vez, da lugara que la presión sanguínea aumente y a que se produzcan también tras-tornos en hígado y riñones. Un diurético muy efectivo es la furosemida,que se obtiene de un compuesto muy sencillo, el ácido 2,4-dicloroben-


zoico, a través de una síntesis orgánica no muy complicada, en varios pa-sos (Figura 3.8).

FIGURA 3.8. Síntesis del diurético furosemida.

3.8.2. Medicamentos que afectan al sistema nerviosocentral

Actúan modificando selectivamente el sistema nervioso central y sedenominan también agentes psicoactivos o psicotrópicos. Tal vez sea eldescubrimiento de los fármacos psicotrópicos uno de los adelantos másimportantes en farmacología, ya que los tranquilizantes en concreto hanpermitido mejorar las condiciones de vida de muchísimos enfermos contrastornos mentales, principalmente con psicosis y neurosis. La acciónpsicotrópica consiste en que estos fármacos modifican el estado de áni-mo. En conjunto hay cuatro categorías, aunque su separación a veces noes tan nítida: tranquilizantes; antidepresivos; estimulantes y depresoresdel apetito, y psicotomiméticos.

Entre la de los tranquilizantes los más antiguos son los barbitúricos,que se conocen desde los primeros años del siglo XX. Son hipnóticos e in-ductores del sueño, y se obtienen por una sencilla y corta síntesis orgá-


nica, en la que se parte de dos compuestos muy simples, urea y ácido ma-lónico sustituido. Como puede observarse, se obtiene un ácido barbitúri-co sustituido (Figura 3.9) y según cuáles sean los sustituyentes resultandistintos barbitúricos.

FIGURA 3.9. Síntesis de barbitúricos.

A pesar de su actividad tienen serios inconvenientes: producen hábi-to y, además, se alcanza fácilmente la dosis letal, sobre todo cuando seingiere alcohol al mismo tiempo. Por este motivo, se buscaron otroshipnóticos que no fueran barbitúricos, como el clorhidrato de fluracepam.Después, a mediados de la década de 1950, se descubrieron los primerosfármacos verdaderamente psicotrópicos, al observarse el efecto tran-quilizante en la reserpina, como hemos visto anteriormente (sección3.8.1). Aquí tenemos una muestra de lo que se trató en la sección 3.7.1.1sobre el descubrimiento de una actividad nueva en un fármaco ya cono-cido. A la reserpina siguió la clorpromazina, en 1954. Pero ambos tienenimportantes efectos colaterales, por lo que se siguieron buscando otrosfármacos.

Son tranquilizantes, además de los mencionados, el clorodiazepóxidoy el diazepam, ya que calman la tensión nerviosa y la ansiedad, pero sinafectar a la conciencia. Ambos son conocidos por otros nombres, que nosresultan mucho más familiares. Así, el clorodiazepóxido es el famoso li-brium, que es también un relajante muscular, obteniéndose a partir de p-cloroanilina mediante una síntesis bastante complicada. Pero aun más fa-moso es el valium o diazepam, de estructura y síntesis parecida alanterior (Figura 3.10).

Durante la síntesis de derivados de la adrenalina (Figura 3.11a) sedescubrieron las anfetaminas, compuestos derivados de la anfetamina,sintetizada en 1887 (Figura 3.11b). Estructuralmente, son fenilalquila-minas. Pertenecen ya al grupo de estimulantes y depresores del apetito y


en tiempos fueron muy utilizadas aunque hoy su uso está prohibido porcaer dentro de los problemas de drogadicción. Pero los estimulantes ce-rebrales utilizados desde hace más tiempo son la cafeína, teobromina y teo-filina. El hombre obtenía estos compuestos mediante extractos acuososde ciertas plantas (café, té, cacao) y los tomaba para estimular su mente ydisminuir su fatiga. El más potente es la cafeína, que tiene también efec-tos diuréticos y es vasodilatador, aunque a grandes dosis produce efectosnegativos (como insomnio y taquicardia). Su estructura (Figura 3.11c)como la de los otros dos, deriva de la xantina.

FIGURA 3. 11. (a) Adrenalina (R = CH3) y noradrenalina (R = H); (b) Anfetamina; (c) Cafeína

La cafeína se utiliza en medicina sobre todo combinada con otros pro-ductos, como aspirina, paracetamol (Figura 3.12), ácido cítrico o ácidobenzoico, por ejemplo.


FIGURA 3.10. (a) Librium o clorodiazepóxido; (b) Valium o diazepam.

En cuanto a la categoría de los psicotomiméticos, su utilización tam-bién está fuera de la ley, en general, ya que producen alucinaciones, deli-rio, ansiedad y otros trastornos tanto mentales como físicos. De ellos losmás conocidos son el LSD o dietilamida del ácido lisérgico, que tan famosose hiciera en los años sesenta, sobre todo entre los grupos hippies, y tam-bién el tetrahidrocannabinol, principio activo del cannabis (Figura 3.13).

FIGURA 3. 13. (a) Tetrahidrocarbinol; (b) LSD.

3.8.3. Agentes antibacterianos

Muchas y graves son las enfermedades causadas por bacterias (desdela sífilis o el ántrax hasta la tuberculosis o la pneumonía). Forman partede lo que se conoce como microorganismos, entre los que se incluyen,


FIGURA 3. 12. Fragmento del prospecto de un medicamento en el que la cafeína y la codeína están asociadas al paracetamol.

además de las bacterias, virus y muchos hongos, que asimismo producenenfermedades.

El grupo de las bacterias, en realidad, está constituido por miles de es-pecies, por lo que para su estudio fue necesario realizar una clasificación.Desde el punto de vista terapéutico Gram las dividió en dos clases, segúnque se tiñeran o no con el llamado «reactivo de Gram» (consistente sim-plemente en violeta cristal y yodo). Las que se tiñen toman una colora-ción azul y se denominan Gram-positivas. El resto, o no se afectan por elcolorante o simplemente adquieren una débil coloración rosácea, y sonlas Gram-negativas (estas denominaciones aparecen en los prospectosde muchos medicamentos). Esta clasificación, aparentemente bastantearbitraria, en realidad obedece a un criterio razonable: el hecho de quemuchas bacterias no se tiñan (Gram-negativas) se debe generalmente aun elevado contenido de lípidos en sus paredes, con lo que serán tambiénpor ello más difíciles de destruir. Es decir, su respuesta fisiológica antelos fármacos será mucho menor.

Las enfermedades causadas por bacterias fueron el principal motivode muerte hasta que se descubrieron los antibacterianos, que se caracte-rizan por ser casi los únicos medicamentos que verdaderamente curan lasenfermedades, en lugar de simplemente aliviarlas o evitarlas. Los prime-ros antibacterianos fueron las llamadas sulfamidas, en 1935, con las quese inició un proceso de creación de nuevos fármacos que culminó sobretodo con el descubrimiento de la penicilina o, de forma más general, conel de los antibióticos.

3.8.3.1. Sulfamidas

Aunque así se conoce habitualmente a estos antibacterianos, es mejoremplear el nombre de «sulfonamidas», ya que son derivados de la amidadel ácido sulfanílico o ácido 4-aminobencenosulfónico (es decir, son sul-fanilamidas). Por esto, la unidad de la 4-aminobencenosulfonamida siem-pre está presente en su estructura (Figura 3.14):

FIGURA 3.14. Estructura básica de las sulfamidas (4-aminobencenosulfonamidas).


Su descubrimiento, en 1935, fue debido a Domagk, que observóque un colorante azoico, el prontosil era un agente muy efectivo enenfermedades producidas por los tipos de bacterias de estreptococosy estafilococos. Pronto comprobó que el agente antibacteriano eraprecisamente tan sólo un fragmento de ese colorante, la sulfanilami-da, que se producía por reducción de aquél. Este acontecimientomarcó un hito en la historia de la farmacología, ya que esos medica-mentos eran activos contra las bacterias sin producir toxicidad contrael hombre. Pronto se comenzaron a sintetizar muchísimas moléculasnuevas de este tipo, aunque en realidad sólo se comercializaron unas40. Posteriormente los antibióticos han ido desplazando en gran ma-nera a las sulfamidas, que realmente son bacteriostáticos y no bacte-ricidas, es decir, evitan la multiplicación de las bacterias pero no lasmatan.

3.8.3.2. Antibióticos

Se denominan antibióticos a determinadas sustancias químicas espe-cíficas, derivadas o producidas por organismos vivos y que son capaces deinhibir procesos vitales de otros organismos vivos, incluso en muy pe-queñas concentraciones. La etimología de esta palabra —del griego, «anti»y «bio»— así lo indica, «contra la vida». Este término fue acuñado prime-ramente por Paul Vuillemin en 1889 y después por Waksman —que sehiciera famoso por su descubrimiento sobre todo de la estreptomicina y laneomicina— en 1942.

Los primeros antibióticos se aislaron de microorganismos, pero hoyen día también se aíslan de plantas y animales superiores. Se conocenmás de 3000 antibióticos, aunque comercialmente se utilizan muchísimosmenos, unas docenas tan solo, debido a que frecuentemente presentan to-xicidad también para el huésped. Por ese enorme número es fácil suponerque habrá muy distintos tipos de antibióticos, que se han clasificado se-gún distintos criterios. Así, se han establecido subgrupos según su es-tructura química parecida (como β-lactámicos, tetraciclinas, etc.), según

Sin embargo, en algunos casos está resurgiendo su consumo, mo-tivado sobre todo por la resistencia ante los antibióticos de las nuevascepas de bacterias y por los problemas alérgicos suscitados por éstos úl-timos.


su biosíntesis o según su actividad biológica. Aquí solo atenderemos a tra-tar brevemente sobre los siguientes grupos: penicilinas, cefalosporinas, te-traciclinas, eritromicina, aminoglicósidos y cloroanfenicol.

• Penicilinas

Su descubrimiento abre la etapa farmacológica de los antibióticos,una de las más importantes y útiles para la vida del hombre. Se inicia en1929, cuando el médico escocés Alexander Fleming descubre casi demodo fortuito actividad antibacteriana en una plaqueta con estafilococos,debido a la presencia de un moho. El crecimiento de esos estafilococosera inhibido por una sustancia producida durante el desarrollo de esemoho, que no era otro que el Penicillium notatum. Sin embargo, dichasustancia, la penicilina, no pudo ser aislada hasta diez años después, enque Chain y Florey lo lograran (1939).

Posteriormente se fueron aislando otras penicilinas en otros mohosrelacionados con aquél, tratándose todas ellas por tanto de penicilinas na-turales. La llamada penicilina G o bencilpenicilina fue la primera en lograrimportancia farmacéutica, con actividad en ciertas enfermedades pro-ducidas por bacterias Gram-positivas. En su estructura aparece un anillode cinco miembros con un átomo de S unido a un anillo de cuatro miem-bros que es una β-lactama (Figura 3.15a).

Después se han creado variantes en estas estructuras mediante la in-troducción de cadenas laterales distintas, con lo que se fueron mejorandolas propiedades de estos fármacos. Así, se abrió el campo de las penicili-nas semisintéticas, obtenidas a partir de las naturales. La acción antibac-teriana de unas y otras se debe a que inhiben la síntesis de la pared celu-lar de las bacterias.

• Cefalosporinas

El nombre corresponde a un grupo de antibióticos bactericidas, loscuales tienen su origen en uno de los metabolitos —el llamado cefalos-porina C— del hongo Cephalosporium acrimonium. De ahí su nombre.Por modificaciones químicas de ese metabolito se obtienen esos anti-bióticos. La estructura de las cefalosporinas es en cierto modo parecidaa la de las penicilinas, en cuanto a que tienen un anillo con un heteroá-tomo de azufre, pero en este caso es de seis miembros, en lugar de cinco(Figura 3.15b).



FIGURA 3.15. (a) Penicilina G; (b) Cefalosporinas; (c) Tetraciclinas; (d) Cloroanfenicol.

Su acción y espectro de aplicación es asimismo bastante parecido alde las penicilinas, por lo que muchas veces son útiles para ser empleadasen casos de alergias a aquéllas. Se utilizan en enfermedades debidas a co-cos Gram-positivos y a muchas bacterias Gram-negativas.

• Tetraciclinas

Estos antibióticos, que se obtienen también en procesos de fer-mentación fúngica, en unos casos pueden ser bactericidas y en otrosbacteriostáticos. Tienen así un espectro muy amplio y se utilizanmucho, aunque a veces producen alergia y tienen efectos secundarios(problemas dentales, diarreas, etc.) por lo que no se administran alas embarazadas. Sin embargo, son de los pocos medicamentos efi-caces contra enfermedades producidas por rickettsias, enfermedadesno muy comunes pero gravísimas. Generalmente se administran deforma oral. La estructura de estos antibióticos es la que aparece en lafig. 3.15c.

• Eritromicina

La estructura de este grupo de antibióticos es bastante compleja: unanillo de lactona grande, de 12 a 16 átomos, que contiene también ungrupo ceto y que se une a una o más unidades de azúcar (Figura 3.16).


FIGURA 3.16. Estructura de la eritromicina.

Generalmente son bacterioestáticos, aunque alguno sea bactericida.Se suele reservar la eritromicina para infecciones de estafilococos en lasque los demás antibióticos son inactivos y, además, en casos de pacientescon alergias a las penicilinas.

• Aminoglicósidos

En su molécula también existen unidades de azúcares, como en elcaso anterior, pero su estructura es aun más compleja. Los más impor-tantes de este grupo son la neomicina y la estreptomicina. La primera esmuy útil en enfermedades de bacterias Gram-negativas, pero puede pro-ducir sordera, por lo que sólo se suele administrar en forma de ungüentos.

En cuanto a la estreptomicina (Figura 3.17), su descubrimiento en1944 por el norteamericano de origen ruso Selman Abraham Waks-man (Premio Nobel de Medicina en 1952) fue al principio un enorme éxi-to, por resultar un antibiótico de un extenso espectro y de muy baja toxi-cidad. Pero pronto se desarrollaron cepas de microorganismos resistentesy, a veces, se comprobó que también producía sordera. Por ello, se res-tringió su uso casi sólo al tratamiento de la tuberculosis.


FIGURA 3.17. Estructura de la estreptomicina.

• Cloroanfenicol

Es un antibiótico barato y de amplio espectro, por lo que fue muy uti-lizado en los años cincuenta. Sin embargo, se comprobó que podía produ-cir un tipo de anemia irreversible, por lo que su uso quedó muy restringidoen muchos países. Se puede obtener vía fermentación o bien por síntesistotalmente química, debido a su estructura relativamente sencilla, con ungrupo nitro (Figura 3.15d), a partir de benzaldehido y beta-nitroetanol.

3.8.4. Fármacos esteroidales

Los esteroides son un importante tipo de compuestos naturales, encuya estructura siempre está presente un sistema tetracíclico de perhi-drociclopentanofenantreno, como el representado en la Figura 3.18a, enel que las dos pequeñas líneas representan dos grupos metilo. Estos com-puestos son muy numerosos y se encuentran en todos los organismos ve-getales y animales, si bien son más importantes los de estos últimos. Elesteroide animal más abundante es el colesterol, que por degradaciónbioquímica da lugar a otros esteroides indispensables para la vida, comoel calciferol o vitamina D3, los ácidos biliares o sobre todo la cortisona (Fi-gura 3.18c), así como hormonas sexuales.

Este grupo abarca una gran cantidad de fármacos con acción y apli-caciones muy diversas. La mayoría de ellos se sintetiza a partir de este-roides naturales. Así, una importante materia prima de éstos es un este-roide, la diosgenina, componente de un camote, la raíz de barbasco,planta que crece en muchos países tropicales, sobre todo en México. De ladiosgenina se obtienen fácilmente la progesterona (Figura 3.18b), de la


FIGURA 3.18. (a) Núcleo esteroídico; (b) Progesterona; (c) Cortisona.

que se pueden obtener muchas hormonas sexuales y anticonceptivos ytambién la cortisona. No obstante, estas obtenciones plantean frecuente-mente delicados problemas químicos de laboratorio, resueltos muchas ve-ces con ayuda de la microbiología.

Entre los fármacos esteroidales se encuentran las hormonas sexuales,las hormonas adrenocorticales, los anticonceptivos orales, diversos agen-tes metabólicos y muchos agentes antiinflamatorios. Entre estos últimoses muy conocida la cortisona, que se utiliza contra la artritis y en procesosinflamatorios, pero presenta graves efectos secundarios. Por ello, se hanbuscado otro tipo de antiinflamatorios de carácter no esteroídico (comose verá después).

Las hormonas sexuales tienen diversas aplicaciones. Por ejemplo,algunas se emplean para combatir el cáncer de próstata. Los estrógenos,hormonas sexuales femeninas, son adecuados para aliviar los transtor-nos del embarazo, menstruación y menopausia. Por otra parte, se des-cubrió que otra hormona sexual femenina natural, la progesterona, blo-queaba la ovulación y que los estrógenos aumentaban su efectividad enese sentido. De aquí surgió la investigación sobre anticonceptivos orales,con el fin de buscar modificaciones químicas de los estrógenos que tu-vieran efectividad por vía oral. Se ha conseguido una gran variedad deellos, si bien se ha hallado que producen riesgo de trombosis comoefecto colateral.

3.8.5. Analgésicos

Entre estos fármacos, cuyo objetivo es el alivio del dolor, destaca la as-pirina, que tiene además la particularidad de ser el único medicamentoque se obtiene a escala industrial como producto totalmente químico.Aunque las propiedades antirreumáticas de los derivados del ácido sali-cílico —como la salicilina, asilada de la corteza del sauce— se conocíandesde hacía mucho tiempo, la síntesis del acetil derivado, la aspirina, notuvo lugar hasta 1897 (ver sección 3.7.1.1), tratándose de una síntesis muysencilla (Figura 3.19).

A pesar de su gran efectividad, la aspirina por su acidez irrita la paredestomacal, produciendo riesgo de úlcera como efecto colateral, por lo quese han buscado otras alternativas. Tales son, por ejemplo, un fármaco deestructura relacionada, el paracetamol (Figura 3.7), también con actividadanalgésica y antipirética como tiene la aspirina, aunque no antiinflama-toria, o la codeína, de estructura muy parecida a la morfina (Figura 3.20ay b), a partir de la cual se obtiene en su mayor parte.



FIGURA 3.19. Síntesis de la aspirina.

FIGURA 3. 20. (a) Morfina y (b) Codeína; (c) Histamina.

3.8.6. Antiinflamatorios no esteroídicos

La cortisona, a pesar de tener una gran efectividad como agente an-tiinflamatorio, produce efectos colaterales no deseados de considerableimportancia. Esto provocó que se investigaran otras vías de conseguir fár-macos también de acción antiinflamatoria, pero que no fueran esteroi-dales. Se encontraron así una serie de fármacos, como ibuprofeno, naxo-preno, indometacina, piroxicam y fenilbutazona Sus estructuras son muydiferentes a la de la cortisona, aunque entre ellos a veces presentan algúnparecido, si bien lejano. Tal es el caso de los dos primeros, con una ca-dena lateral derivada del ácido propiónico (Figura3.21) y del tercero, de-rivada del ácido acético. Se utilizan en artritis reumatoide, bursitis y enmuchos procesos inflamatorios dolorosos, ya que también poseen pro-piedades analgésicas. Tampoco presentan la tendencia a causar úlceras,como ocurre con la aspirina, ya mencionada en el apartado anterior.

FIGURA 3.21. Antiinflamatorios no esteroídicos: (a) Ibuprofeno; (b) Naxopreno.

3.8.7. Antihistamínicos

Son efectivos contra los estados alérgicos. El principio de su aplica-ción es el planteamiento de que los síntomas producidos por esos estadosalérgicos —erupción cutánea, ojos llorosos, etc.— se deben a la histamina(Figura 3.20c), producida por reacción de un alérgeno con un anticuerpodel organismo que sufre la alergia. El primer antihistamínico que se uti-lizó como tal fue la difenhidramina o benadril, en el que también se en-contró otra interesante propiedad farmacológica, la de inducir al sueño.

Conviene observar cómo el ibuprofeno, por ejemplo, a pesar de seruna molécula aparentemente complicada, es muy fácil de ser nom-brada según las reglas de nomenclatura de la Química Orgánica: es elácido α-p-isobutilfenilpropiónico.


3.8.8. Otros fármacos

Son tantos los grupos de fármacos y tan elevado el número de distin-tos compuestos que integran cada grupo, que seguidamente sólo se haráuna brevísima referencia a algunos de los más importantes, teniendoque dejar muchos otros (tales como hormonas y vitaminas, de las que yase trata en otros temas de este texto, aunque desde otra perspectiva):

• Prostaglandinas

Se aislaron por vez primera, en los años cincuenta, del líquido pros-tático humano, aunque algunos de sus efectos ya se habían detectado algoantes. Son de naturaleza lipídica, de estructura está muy relacionadacon los ácidos grasos esenciales ya que se sintetizan en el organismo apartir de los ácidos grasos insaturados, tales como el ácido araquidónico.Su utilización en farmacología tiene importantes y variadas aplicaciones,como son en el tratamiento de la hipertensión, del asma, de úlceras, en lainducción al parto, en el aborto y en dermatitis, entre otras muchas.

• Agentes antivirales

Hay importantes y extendidas enfermedades de origen vírico. Sinembargo, no hay muchos fármacos efectivos contra los virus, debidoprincipalmente a los cambios que éstos experimentan. Por ello, en esoscasos las vacunas sólo tienen una eficacia limitada y muchos fármacosson útiles no para la cura de la enfermedad, sino para evitarla, por lo quese deben administrar antes de que se declare aquélla (caso de la varicela,por ejemplo). Otro medio de combatir ese tipo de enfermedades es desa-rrollando el sistema de defensa del huésped. Un fármaco importante eneste tipo de enfermedades es el interferon, contra la hepatitis C.

• Agentes antineoplásicos

Se ha investigado mucho sobre el cáncer, invirtiendo enormes es-fuerzos y cantidades de dinero. Sin embargo, esto no ha dado aun los fru-tos esperados, debido principalmente a que todavía no se conoce bien lagénesis y el mecanismo de esa enfermedad y a que, en realidad, existenmuchos y muy diferentes tipos de cáncer.

En la lucha contra el cáncer se utilizan sobre todo este tipo de medi-camentos, los agentes antineoplásicos, que pueden evitar la metástasis yaliviar el dolor, prolongando en muchos casos la vida del enfermo e, in-cluso, lograr su curación. Su nombre proviene del término sinónimo decáncer, neoplasia (del griego, «neos», nuevo, y «plasia», formación). Esta


enfermedad o, mejor dicho, grupo de enfermedades, se caracteriza poruna división incontrolada y anormal de células que van invadiendo así atejidos normales vecinos y producen tumores. El empleo de estos fárma-cos se basa en el hecho de que las células cancerosas se reproducen másrápidamente que las normales.

Sin embargo, también interfieren en la mitosis de éstas últimas, por loque además de los tejidos cancerosos atacan a los tejidos sanos. Por otraparte, presentan importantes efectos tóxicos secundarios, disminuyen osuprimen la respuesta inmunológica del organismo y, además, las célulascancerosas rápidamente se hacen resistentes a estos fármacos. Para tratarde evitar o aminorar en la medida de lo posible esos efectos negativos enel organismo, se utiliza la combinación —o «cocktail»— de distintosagentes antineoplásicos, según los casos. Pese a ello, los antineoplásicoshasta el momento sólo son, en general, paliativos, ya que no curan la en-fermedad. Sólo ayudan, pues, a su remisión temporal, por lo que hay querecurrir a otras medidas, tales como la cirugía y la radioterapia.

Los mecanismos por los que inhiben el crecimiento celular son muy di-versos, pero a grandes rasgos casi todos esos procesos implican una interfe-rencia en la biosíntesis del DNA (ver secciones 3.6.1.1 y 3.6.2.1). Así, uno delos primeros en utilizarse con este objetivo fue un agente alquilante, el gasmostaza, pero al ser muy tóxico fue pronto sustituido por compuestos activoscon una estructura parecida y de toxicidad menor, las mostazas nitrogenadas(Figura 3.5). Otros antineoplásicos son análogos estructurales del ácido te-trahidrofólico, compuesto muy importante en la síntesis del DNA. Posterior-mente se fueron introduciendo análogos de bases púricas y de bases pirimi-dínicas. Por otra parte, también existen alcaloides naturales e, incluso,antibióticos que pueden emplearse como antineoplásicos.

3.9. POSIBLES APLICACIONES DIDÁCTICAS

Dado que algunos de los fármacos aquí tratados —así como otrosque no están incluidos— son utilizados con bastante frecuencia e inclusoforman parte del botiquín de nuestros hogares, no es complicado extraerde ellos algunas aplicaciones didácticas.

• Prospectos y envases de medicamentos

En este sentido, se puede mostrar a los alumnos los prospectos de al-gunos medicamentos usuales —por ejemplo, mediante una transparen-cia— y señalar en dichos prospectos los distintos componentes del medi-


camento en cuestión. Y de esos componentes resaltar el que constituya elprincipio o principios activos (Figura 3.3, 3.12 y 3.22).

Asimismo, se pueden comentar algunos de los símbolos, siglas y nú-meros que aparecen en los envases de los medicamentos. Estos signos su-ministran una información sobre ciertos datos, de interés tal vez algunosde ellos, aunque en general resultan incomprensibles para el usuario. Ta-les son la caducidad, lote de fabricación, si se suministra con receta mé-


FIGURA 3.22. Prospectos de algunos medicamentos: (a) Aspirina; (b) Antiinflamatoriocon ibuprofeno.

(a)

(b)

dica, si requiere condiciones especiales de conservación, etc. (Figura 3.23).Veamos algunos de ellos:

Símbolos

��: caducidad inferior a cinco años

�: se expende con receta médica ordinaria.

� : se expende con receta médica ordinaria pero requiere un segui-miento especial (para sustancias psicotrópicas).

� : se expende con receta especial y requiere talonarios específicos(en sustancias estupefacientes).

(Si no hay ningún círculo, no precisa ningún tipo de receta)

❆ : condiciones de conservación especial (en el frigorífico)

z : material radiactivo

Números

Aparece un número de seis cifras que comienza por s, 7, 8 ó 9 que esel código nacional y que identifica al medicamento.

Siglas

A veces aparecen los siguientes grupos de letras:

— EPF o especialidad farmacéutica publicitaria: se trata de medica-mentos que pueden ser publicitados en los medios de comunica-ción, y que no son pagados por la Seguridad Social.

— ECM o de especial control médico: el farmacéutico debe notificarel número de medicamentos de esta clase que haya expedido asícomo el nombre de los médicos que los hayan recetado.

— TLD o tratamiento de larga duración: medicamentos para enfer-medades de tipo crónico, de largo tratamiento.

— DH o de diagnóstico hospitalario: medicamentos que exigen prue-bas de diagnóstico hospitalario antes de su prescripción (ejemplo:antibióticos de nueva generación, anticancerígenos, etc.).

Fecha de caducidad y lote de fabricación

— La fecha de caducidad viene reflejada con el mes y el año.

— Aparece una letra en mayúscula seguida de un número: la letra co-rresponde al año de fabricación (ejemplo; H, año 1993; I, 1994; J,1995; K, 1996, etc.) y el número es el del lote.


Cupón de precinto

Es el rectángulo que recorta el farmacéutico para unirlo a la receta dela Seguridad Social. Está compuesto por un código de barras y una seriede letras y símbolos, figurando así esta información:

— Importe del medicamento reembolsado por la Seguridad Social(ASSS).

— Nombre del laboratorio, nombre del medicamento y cantidad deunidades (como comprimidos, supositorios, mililitros, etc).

— Código nacional (otra vez).

— Código de barras.

(a) (b)

FIGURA 3.23. Fragmentos de envases de medicamentos: (a) Símbolos, código nacional,lote, caducidad...; (b) Cupón de precinto.

• Fórmulas de fármacos

También puede escribirse en la «pizarra» o exponerse en una transpa-rencia la fórmula de un determinado fármaco y señalar en ella ciertos tiposfuncionales orgánicos: un grupo fenilo, un grupo OH, un grupo COOH, etc.Así, los alumnos tendrán la oportunidad de reconocer la relación entre tan-tos medicamentos que nos resultan familiares y la química. En los casos deestructuras relativamente sencillas, puede proponerse como ejercicio es-cribir el nombre según las reglas correspondientes a la nomenclatura de laquímica orgánica. Tal es el caso de medicamentos como la aspirina, el ibu-profeno, la anfetamina, alguna sulfamida sencilla, etc.

• Síntesis de fármacos

También se puede estudiar «sobre el papel» la síntesis de algún fár-maco, siempre y cuando sea sencilla: se representaría en la pizarra y se



discutiría cómo determinados grupos funcionales reaccionarían para darla nueva molécula del fármaco.

Otra posibilidad sería llevar a cabo en el laboratorio la obtención dealgún fármaco, consultando la bibliografía pertinente. Y bien podría ha-cerse por un proceso de síntesis, eligiendo los casos en que ese procesofuera fácil, como el de la aspirina (o mejor dicho, del ácido acetilsalicíli-co). O bien por un proceso de extracción, como para obtener la cafeína apartir de café o de las hojas del té.

• Lecturas sobre fármacos y medicamentos

Por otra parte, se pueden proponer en la clase determinadas lecturas,por ejemplo para matizar sobre algunos aspectos de los fármacos (Figu-ra 3.24). Para ello se pueden utilizar las incluidas en los medios de co-municación. Muchos son los artículos y noticias que sobre estos temasaparecen en los medios impresos. Y no sólo en determinadas revistas dedivulgación de acreditada validez, como pueden ser Muy Interesante,Quo, Conocer, etc., sino que los periódicos dedican siempre alguna pági-na a aspectos relacionados con nuestra salud.

• Debates

Otra aplicación didáctica podría consistir en suscitar en el aula algúndebate acerca de ciertos temas relacionados con los contenidos de este capí-tulo y que sean de actualidad —hecho muy frecuente en los últimos tiem-pos— como son, entre otros, la clonación de genes o la utilización de célulasmadre. Muchos de los artículos de este tipo pueden servir a tal fin (Figu-ra 3.25), sobre todo los que tratan acerca de los aspectos éticos de la ciencia,con lo cual también se puede confrontar con la ideología de la prensa dondeaparecen. Todo ello podrá contribuir al aprendizaje de valores de los alumnos.

3.9.1. Un ejemplo concreto: la aspirina

Podríamos integrar todo lo anterior. Así, volviendo al caso de la as-pirina, prototipo de medicamento casi «idóneo» para esta clase de ejer-cicios, podríamos:

Todo ello puede constituir un buen refuerzo didáctico al tratarse enel aula los temas de la Química del Carbono.


FIGURA 3.24. Lecturas sobre los medicamentos genéricos: (a) Fragmento de un artículode El País, 1 de abril de 2003; (b) Noticia aparecida en Madrid 20 Minutos, 13 de

noviembre de 2002.


FIGURA 3.25. Temas para debate: fragmentos de dos artículos aparecidos en el diarioABC, (a) del 30 de octubre de 2002 y (b) del 17 de enero de 2003.

(a)

(b)

— Mostrar un prospecto de aspirina (Figura3.23 a) y señalar en él:

• su principio activo, el ácido acetilsalicílico.

• otros componentes que actúan de excipientes, etc.

• sus acciones farmacológicas (analgésico, antipirético, etc.)

• el símbolo ® que aparece como superíndice en su nombre co-mercial y discutir su significado.

— Mostrar un envase de aspirina y comentar sus símbolos y siglas.

— Escribir su fórmula estructural y distinguir en ella los grupos fun-cionales.

— Justificar su nombre de «ácido acetilsalicílico» partiendo de esafórmula.

— Escribir su esquema de síntesis, explicarla y discutir en clase susdiversos pasos (ver Fig. 3.18).

— Realizar en el laboratorio la síntesis «real» de ese fármaco.

— Realizar algún comentario sobre determinados aspectos históricosrelativos a este medicamento.

— Trabajar sobre alguna lectura relacionada con la aspirina (suspropiedades terapéuticas, su historia, etc.).

Pero en todos los casos habría que tener muy presente el nivel del cur-so y las características del alumnado.

3.10. CONCLUSIONES

No hay aquí espacio para seguir comentando acerca de otros fárma-cos que han representado avances significativos para la medicina, talescomo aquéllos para las úlceras y la diabetes. O las aplicaciones de las hor-monas y vitaminas.

Quedan por otra parte importantísimas lagunas, como la consecuciónde la curación del cáncer, SIDA, ciertos tipos de hepatitis, esclerosis múl-tiple, parkinson, demencia senil, asma, muchas dolencias cardíacas... o deotros transtornos menos graves pero bastante problemáticos, como, porejemplo, la periodontitis e, incluso, el simple catarro. Sin embargo, esaslagunas podrán ser llenadas gracias a los avances en las diversas áreas dela ciencia y la tecnología, lo cual exige su colaboración e integración enun saber tan marcadamente interdisciplinar —según ya se apuntó al co-mienzo de este tema— como es la Química Farmacéutica.


Y, sobre todo, en la actualidad el futuro inmediato más prometedor loconstituyen las perspectivas ofrecidas por el ámbito de la biología mole-cular y la biotecnología. Aunque en un futuro más lejano la ciencia siem-pre puede reservarnos alguna sorpresa...

3.11. BIBLIOGRAFÍA

AVENDAÑO, C. (coordinadora): Introducción a la Química Farmacéutica, 1.a edición.Interamericana-Mc Graw Hill. Nueva York, etc. 1993.

AVENDAÑO, C. (coordinadora): Introducción a la Química Farmacéutica, 2.a edición.Mc Graw Hill Interamericana. Madrid, etc. 2001.

CLARAMUNT, R. M.: «Fármacos y medicamentos en el siglo XXI» en A Distancia(UNED). 2001, vol.19, 3, pp. 51-56.

DELGADO CIRILO, A., MINGUILLÓN LLOMBART, C. y JOGLAR TAMARGO, J.: Introduccióna la Química Terapéutica. PPU, S.A. (Promoción y Publicaciones Universita-rias, S.A.). Barcelona, 2000.

ESTEBAN, S.: Química del Carbono en las Enseñanzas Medias. Ed. UNED (Colec-ción Educación Permanente). Madrid, 1995.

ESTEBAN, S.: Introducción a la Historia de la Química. Ed. UNED (Colección Cua-dernos de la UNED). Madrid, 2001.

ESTEBAN, S.: «El botiquín de casa: una forma de aprender química» en Revista Eu-reka sobre Enseñanza y Divulgación de las Ciencias, 2004, vol.1, n.o 3, pp.224-232. En http://www.cepcadiz.com/asesorias/experimentales/EUREKA/revista/index.htm.

KOROLKOVAS, A. y BURCKHALTER, J. H.: Compendio Esencial de Química Farma-céutica. Ed. Reverté, S.A. Barcelona, 1979.

PUERTO, J.: El hombre en Llamas. Paracelso. Ed. Nivola. Madrid, 2001.THOMAS, G.: Chemistry for Pharmacy and the Life Sciences. Prentice Hall. London,

etc. 1996.WITTCOFF, H. A. y REUBEN, B. G.: Productos Químicos Orgánicos Industriales. Li-

musa. México, etc.1999.


www.uned.es/publicaciones

Bloque temático II

LA QUÍMICA Y LA TECNOLOGÍAALIMENTARIA

Tema 4

LA QUÍMICA EN LA CONSERVACIÓNY PROTECCIÓN DE LOS ALIMENTOS

M. Magdalena Gálvez Morros


4.1. Introducción4.2. Definición y origen de los compuestos químicos que protegen y

mejoran los alimentos4.2.1. ¿Qué son los aditivos alimentarios?

4.3. Legislación4.4. Colorantes

4.4.1. Colorantes de origen natural4.4.2. Colorantes de síntesis química4.4.3. Colorantes para superficies

4.5. Conservadores4.5.1. Microorganismos que atacan a los alimentos4.5.2. Características y clasificación

4.6. Antioxidantes4.6.1. Introducción4.6.2. Antioxidantes: su efecto y clasificación

4.6.2.1. Sustancias químicas empleadas como antioxidantes4.6.2.2. Sustancias con acción antioxidante además de otras

acciones4.6.2.3. Sustancias que refuerzan la acción antioxidante de otras

4.7. Estabilizantes, espesantes, gelificantes, emulgentes y antiespumantes4.7.1. Espesantes4.7.2. Estabilizantes4.7.3. Emulgentes o sustancias tensoactivas (ténsidos)

4.7.3.1. Acción de los emulgentes4.7.3.2. Parámetros químicos para fijar el tipo de emulsionante

que requiere un alimento4.7.4. Antiespumantes

4.8. Acidulantes, basificantes y antiaglomerantes4.8.1. Acidulantes y basificantes4.8.2. Antiaglomerantes

4.9. Potenciadores del sabor4.10. Edulcorantes

4.10.1. Hipótesis estructurales para el sabor dulce4.10.2. Medida de la intensidad del sabor dulce4.10.3. Edulcorantes con bajo valor calórico4.10.4. Edulcorantes acalóricos4.10.5. Proteinas naturales de alto poder edulcorante4.10.6. Otros edulcorantes menos frecuentes

4.11. Otros grupos de aditivos4.11.1. Levaduras químicas4.11.2. Aditivos no incluidos en los grupos anteriores

4.1. INTRODUCCIÓN

Desde su aparición sobre la tierra el hombre ha luchado contra la na-turaleza para conseguir alimentos que le aseguren su subsistencia enuna lucha que no siempre ha resultado exitosa y ha constituido un factorlimitante para el desarrollo de las diversas civilizaciones y el crecimientode la población mundial.

La población humana, que en los últimos siglos se había mantenidoprácticamente constante debido a las epidemias, crisis de hambre gene-ralizadas, etc., experimenta en el último siglo un aumento exponencial ypasa desde 1000 millones de habitantes en 1820 a 5700 millones en 1995y, según estimaciones del Banco Mundial se espera una población de11.000 millones para el año 2050.

Este aumento, que lleva también apareado una mejora del nivel devida, se debe fundamentalmente a la Química que, entre otras muchas co-sas, ha hecho posible que crezca la provisión de alimentos necesariapara mantener una población cada vez mayor.

Los abonos químicos, que comienzan a utilizarse con el resurgir de laquímica en la segunda mitad del siglo XIX, han hecho crecer exponen-cialmente el rendimiento de las cosechas, y los fitosanitarios que surgenen la segunda mitad del siglo XX las han protegido del ataque de los in-sectos, sobre todo en los países desarrollados. No es un dato exagerado,sino comprobado por la FAO, que un tercio de los agricultores indios tra-baja todo el año para dar de comer a los insectos, los ratones, las bacte-rias y los hongos.

En el año 2000 se dedica a los cultivos agrícolas la misma superficieque en 1950 y la producción de cereales en el mundo ha aumentado enun 235% en solo esos cincuenta años. El uso de fertilizantes y fitosanita-

rios permite un ahorro de 26 millones de kilómetros cuadrados de tierras(Rusia y Canadá juntos).

Sin embargo no queremos detallar aquí el enorme papel con que laQuímica ha contribuido al aumento de la producción mundial de ali-mentos ya que alargaría demasiado este capítulo, preferimos dejarlopara un próximo curso de «La Química y la vida II» y centrarnos exclu-sivamente en la química de los alimentos ya elaborados.

La Química nos ayuda a producir más alimentos, pero esto no es su-ficiente. En nuestro planeta se pierde casi la mitad de los alimentos pro-ducidos. Según la FAO se pierde el 50% de los alimentos perecederos,como pueden ser, la leche, carne, pescado y el 25% de los no perecederos,como harina, azúcar, etc., y lo que es peor, según la Organización Mun-dial de la Salud, se consume gran cantidad en mal estado produciendoenfermedades de origen alimentario.

Entre otros objetivos, en este tema se pretende exponer cómo la quí-mica ha conseguido:

— Que las pérdidas de alimentos no sean mayores.

— Mejorar tecnológicamente la calidad de los alimentos elaborados.

— Mejorar su calidad nutritiva.

— Crear nuevos alimentos.

La venta mayoritaria de alimentos preparados y conservados ha su-puesto una nueva revolución social, ha cambiado radicalmente el mer-cado del trabajo y nuestra forma de vivir y ha permitido la incorporaciónde la mujer al mercado del trabajo, liberándola en gran parte del trabajoque supone su preparación diaria. Ello además, haciéndolo con absolutagarantía de salubridad. La mayoría de los alimentos elaborados que con-sumimos son posibles gracias a la química y sin embargo pocas veces elconsumidor es consciente de este hecho.

Ese «slogan» con el que a menudo hemos visto promocionar un ali-mento

Es entonces tan prioritario la conservación de los alimentos y suprotección contra microorganismos patógenos, como el aumento de suproducción.


debería sustituirse por este otro

4.2. DEFINICIÓN Y ORIGEN DE LOS COMPUESTOSQUÍMICOS QUE PROTEGEN Y MEJORAN LOS ALIMENTOS

La moderna Tecnología de los alimentos ha conseguido con opera-ciones básicas como, Esterilización, Pasterización, Congelación y Secadoentre otras, hacer posible una nueva forma de vivir. De la forma de ali-mentarse de nuestros abuelos, donde la mayoría de las familias y comu-nidades producían sus propios alimentos, a la forma actual de obtenerloshay un largo camino. El hombre ha pasado de productor a consumidor yla nueva forma de alimentarse ha permitido la creación de las grandes ur-bes lejos del medio rural.

La química ha hecho posible la cadena del frío que permite conservarlos alimentos y transportarlos en frigoríficos, preservando sus propie-dades nutritivas y alargando su vida tanto en los mataderos, como en losgrandes almacenes, las tiendas y por último en los frigoríficos y neverasdomésticas. Todos estos aparatos funcionan con gases criogénicos y estánaislados térmicamente con resinas sintéticas.

Pero la química hace más, permite la preparación y venta al consu-midor de alimentos elaborados añadiéndoles unas sustancias químicas,«los aditivos», con las que se consigue alargar su periodo de conservación ala vez que ayudan a que tengan mejor sabor.

4.2.1. ¿Qué son los aditivos alimentarios?

Los aditivos alimentarios son sustancias químicas que se añaden a losalimentos, sin propósito de cambiar su valor nutritivo, con tres finalidadesfundamentales:

«CONSÚMALO TRANQUILO, LA QUÍMICACUIDA DE USTED»

«NO TIENE QUÍMICA»

LA QUÍMICA EN LA CONSERVACIÓN Y PROTECCIÓN DE LOS ALIMENTOS 219

— Modificar su carácter organoléptico: colorantes, edulcorantes, po-tenciadores del sabor, etc.

— Conservarlos durante más tiempo protegiéndolos de los microor-ganismos alterativos o patógenos: conservantes, antioxidantes, re-guladores del pH.

— Estabilizar su aspecto físicos: emulgentes espesantes y estabili-zantes.

Hay compuestos que pueden tener varias funciones en los alimentos,por ejemplo la vitamina C que, además de su valor vitamínico sobrada-mente conocido, se utiliza como poderoso antioxidante. Ésta, cuando sele añade a un alimento como fortificante no estará sujeta a la legislaciónde aditivos, pero sí lo estará cuando se añada como antioxidante.

Si bien los aditivos han alcanzado su mayor auge con la civilizaciónde consumo, no son algo nuevo; desde la antigüedad el hombre ha senti-do la necesidad de conservar sus alimentos.

Ya el hombre primitivo descubrió que la carne y el pescado se con-servaban mejor con el ahumado, y si bien lo hacía de forma intuitiva ofruto de la casualidad, hoy sabemos que uno de los componentes delhumo es el aldehído fórmico, que disuelto en agua da lugar al formolque queratiniza las proteínas e impide su putrefacción por lo que se utili-za también para guardar las preparaciones anatómicas.

La salazón nació en los desiertos del Asia Central en el 5000 a. C.Existen escritos de la utilización de la sal por los sumerios hacia el 4000a. C y del agua salada del Mar Muerto por los hebreos 1600 años a. C.Hoy en día utilizamos también el cloruro sódico como aditivo para con-servar los alimentos pero ya, conociendo su mecanismo de conservaciónpor el que rebaja la actividad del agua de los alimentos y por tanto su po-sibilidad de deterioro.

Los egipcios utilizaban el vinagre con el aceite para conservar sus ali-mentos en una forma similar al escabechado que se sigue usando ennuestros días. También, en Roma y Grecia para conservar los vinos, usa-ban el ácido sulfuroso.

Las especias en la Edad Media, adquirieron gran valor debido no sóloa sus sabores característicos, sino a su capacidad para aumentar la con-servación de carnes y pescados. Éstas y otras sustancias químicas de po-der conservante, se sabe hoy día que contienen ácido benzoico.

Tanto el ácido acético como el dióxido de azufre y el ácido benzoico,se siguen usando en la actualidad como aditivos aunque ya de formamás científica y controlada.


4.3. LEGISLACIÓN

Cuando comienza a desarrollarse la química en el siglo XVII se vandescubriendo nuevas sustancias adecuadas para la conservación de ali-mentos; así entre otras muchas, podríamos citar junto a sus fechas de co-mienzo de utilización, las siguientes:

— Borax: Introducido por Hoffer en 1775

— Ácido sórbico: Aislado del aceite de acerola por Hoffmann en 1859.

— Ácido acetil-salicílico (aspirina): Lo patenta Hoffmann en 1900.

— Formaldehído: Es introducido para la conservación de la leche en1907.

— Ácido dehidroacético: Su acción antimicrobiana se descubreen1947.

La gran proliferación de sustancias añadidas a los alimentos hacenecesaria en 1950 una revisión mundial de estas sustancias y la intro-ducción de una legislación que las controle. Estados Unidos fue el primerpaís en darse cuenta de esta necesidad, tanto para las medicinas comopara los alimentos, y aunque crea en 1906 la Food and Drug (FDA), no eshasta 1958 cuando este organismo publica la primera enmienda sobreaditivos.

La primera Conferencia Internacional sobre Sustancias Añadidas a losAlimentos se celebra en Europa en 1959 y es precisamente un profesor es-pañol, el profesor Villanua, quien propone la creación del Codex Alimen-tarius Mundi, organismo de carácter internacional que tiene el cometidode elaborar las directrices en materia alimentaría. Se crea en 1960 y lasnormas en él reflejadas serán traspuestas a los diferentes países paraelaborar las pertinentes legislaciones.

En nuestro país la «Comisión Interministerial de Alimentos» se creaen 1960 con el encargo de elaborar el texto del «Código Alimentario Es-pañol». Siete años después, en 1967 se publica el decreto 2487/1967, fir-mado por el General Franco, que aprueba su primer texto y obliga a sucumplimiento. Se publica anualmente y recopila toda la legislación ac-tualizada en materia alimentaria, con el objetivo de proteger al consu-midor y trasladar todas las directrices comunitarias. También existe y asi-mismo se publica, un «Código Alimentario Resumido».

Las primeras leyes sobre aditivos alimentarios datan en España de1971, siendo sus fechas de publicación las siguientes:


— 1981 (R/26.2.81, B.O.E. 27/3/82). Primeras listas positivas de adi-tivos autorizados, lo que automáticamente excluye de la adición alos alimentos, cualquier sustancia que no esté incluida en ella.

— 1983 (R/11.4.83, B.O.E. 13/5/83). Con carácter internacional, seasigna a cada uno de los aditivos un número de identificación quedeben figurar en todos los envases. Si el aditivo está autorizado entoda la UE su número viene precedido de una E y si la autoriza-ción es solo para un país determinado, se precede de la inicialcorrespondiente.

— 1983 (R/16.11.83, B.O.E. 28/12/83): Se publica la primera Regla-mentación Técnico Sanitaria que se actualizará en 1988.

— 1987 (0/23.7.87, B.O.E. 4/8/87): Se amplia el número de aditivosaceptados y se actualizan los números de identificación.

— 1996: El BOE actualiza la legislación para colorantes y edulco-rantes, delimitando exactamente qué cantidades de estos puedenañadirse y a qué alimentos.

— 1997 (B.O.E. 22.3.97): Se actualizan nuevamente los números deidentificación y además, se definen en el Anexo I los que puedenañadirse a todos los alimentos en general, en los Anexos II y III losque sólo pueden añadirse a determinados alimentos y en el AnexoIV, los aditivos alimentarios permitidos para niños y lactantes.

A partir de 1983 la autorización de cualquier aditivo, exige la aproba-ción de una extensa documentación a presentar en el Ministerio de Sa-nidad y Consumo que incluye los siguientes apartados:

— Bibliografía y explicación de las necesidades de este compuesto.

— Análisis de pureza según normas oficiales.

— Cinética del aditivo, deducida con aditivos marcados con isótoposradiactivos.

— Pruebas toxicológicas en dos especies animales y en voluntarioshumanos.

— Efectos cancerígenos.

— Efectos de la reproducción.

— Acumulación a través del tiempo.

La autorización se hace inicialmente con carácter provisional, tras-formándose posteriormente, si procede, en definitiva. Cuando la sustan-


cia no tiene ningún peligro toxicológico se autoriza su empleo a discre-ción del fabricante y se publica con la notación quantum satis. En casocontrario, se le asigna una Ingesta Diaria Admisible o IDA, definida como:«la cantidad máxima de un aditivo que puede consumirse diariamente sinriesgo para la salud». Se expresa en mg/kg de peso corporal y de acuerdocon ella y, teniendo en cuenta las cantidades máximas de un alimento quepuede consumir una persona se legisla la cantidad que se le puede añadir.

Posteriormente han seguido y seguirán saliendo disposiciones en elB.O.E. que vienen recomendadas por directrices internacionales que tra-tan de adecuar la legislación con los últimos adelantos tecnológicos.

Además de las directrices o recomendaciones dadas por el BOE, sepublican libros que ayudan a los fabricantes al uso correcto de los aditi-vos. Entre ellos están: Las listas positivas de aditivos alimentarios, publi-cadas por el Ministerio de Sanidad y Consumo y Los Aditivos en los Ali-mentos (Según la UE y la Legislación Española) de: A. Madrid Vicente y J.Madrid Cenzano.

En los siguientes apartados se irán enumerando los aditivos alimen-tarios que se han publicado en el BOE, con los números de identificaciónasignados. Así, como veremos en las tablas correspondientes, la cifra delas centenas indica la función fundamental, o la principal aplicación quetiene cada uno de ellos.

4.4. COLORANTES

Ya el primer capítulo, dentro de las características organolépticas delos alimentos (4.7) nos introduce en su color. Si consideramos que estacualidad es el primer contacto que tiene el consumidor con los alimentos(después, juzgará su textura y sabor...), nos podemos dar cuenta de su im-portancia. Es una cualidad característica y bien definida que sirve no sólopara identificarlos sino que, a la hora de juzgar su calidad, algún cambiodetectado en el mismo, puede provocar en el consumidor un inmediato ycontundente rechazo a adquirirlo.

— Con todo lo expuesto, podemos concluir, que los aditivos no seañaden indiscriminadamente sino que su adición esta sujeta acontroles nacionales e internacionales.


De ahí, la importancia de los aditivos colorantes como sustanciaspara recuperar el color natural de un alimento que lo ha perdido, enmuchos casos durante el procesado, contribuyendo de este modo a ha-cerlo más agradable. No tienen solo un objetivo estético; su consumo másapetitoso, va a contribuir a una mejor digestión.

Los números de identificación van desde el E-100 hasta el E-199 y es-tán publicados en el BOE del 22-1-96. A modo de ejemplo, en las dos ta-blas siguientes se dan algunos colorantes admitidos, de uso y cantidadrestringidos (Tab. 4.1), o de uso general (Tab. 4.2) y, si bien en ellas no sereflejan todos los que existen, la relación está bastante actualizada.


TABLA 4.1. Colorantes de uso y cantidades restringidos (Anexo IV)

Colorante Producto alimenticio Nivel máximo

E-127, Eritrosina Cerezas de coctel y/o confitadas 200mg/kg

Cerezas dulces en almibar 150mg/kg

E-154, Pardo FK Kipper 20mg/kg

E-173, Aluminio Cobertura de confitería Quantum satis

E-180. Litolrubina BK Corteza comestible de queso Quantum satis

E-123 Amaranto Vinos aromatizados, bebidas alcohólicas con un grado alcohólico inferior al 15% 30mg/kg

E-160 b Annato, bixina, norbixina Margarina, preparados grasos y grasas

no emulsionadas Masas para rebozar. Queso madurado naranja, amarillo y blanco marfil. Pescados ahumados 10mg/kg

E-160 b Annato, bixina, norbixina Productos de aperitivos, salados secos

a base de patatas, cereales o almidón. Corteza comestible de queso y tripas comestibles 20mg/kg

E-160 b Annato, bixina, norbixina Cereales de desayuno en copos o

expandidos y/o aromatizados con sabor a frutas 25mg/kg


TABLA 4.2. Colorantes de uso general admitidos (Anexo I)

Número Denominación NúmeroCEE usual asignado

E-100 Curcumina 75300E-101 i) Riboflavina

ii) Riboflavina-5-fosfatoE.102 Tartrazina 19140E-104 Amarillo de quinoleina 47005E-110 Amarillo ocaso FCF

Amarillo anaranjado S 15985E-120 Cochinilla, ácido carmínico, carmines 75470E-122 Azorubina, carmoisina 14720E-123 Amaranto 16185E-124 Ponceau 4R, rojo cochinilla A 16225E-127 Eritrosina 45430E-128 Rojo 2G 18050E-129 Rojo Allura AC 16035E.130 Azul patente V 42051E-132 Indigotina, carmín índigo 73015E-133 Azúl Brillante FCF 42091E-140 Clorofilas y 75810

Clorofilinas 75845E-141 Complejos cúpricos de clorofilas y clorofilinas 75815E-142 Verde S. Verde Lisamina 44090

Verde ácido brillante BSE-150 a Caramelo natural (1)E-150 b Caramelo de sulfito cáusticoE-150 c Caramelo amónicoE-150 d Caramelo de sulfito amónicoE-151 Negro brillante BN, Negro PN 28440E-153 Carbón vegetalE-154 Marrón FK (Pardo FK)E-155 Marrón HT (Pardo HT) 20285E-160 a Carotenos

i) Mezcla de carotenos 75130ii) Beta-carotenos 40800

E-160 b Annato, bixina, norbixina 75120E-160 c Estracto de pimentón, capsantina capsorrubinaE-160 d LicopenoE-161 e Beta-apo-8’-carotenal (C30) 40820E-160f Ester etílico del ácido beta-apo-8’-caroténico (C30) 40825

También quedan autorizadas las lacas de aluminio preparadas a par-tir de los colorantes de este anexo.

Pueden ser de origen natural o de síntesis química. Los primeros, talcomo su nombre indica son aquellos que se extraen directamente deproductos que hay en la naturaleza. Los segundos, son compuestos quí-micos introducidos a partir del desarrollo que tuvo la industria químicaen el siglo XIX.

4.4.1. Colorantes de origen natural

E-150, Caramelo

Es con mucho el colorante de origen natural más usado para colorearalimentos, representando más del 90% de todos los colorantes añadi-dos. Es un compuesto de composición compleja y se obtiene por calen-tamiento de un azúcar comestible bien solo o mezclado con otras sus-tancias químicas.

De forma natural se encuentra en alimentos por formarse al calentarproductos ricos en azúcar, como por ejemplo en el horneado de produc-tos de bollería y galletas. Es el colorante típico de las bebidas de cola, asícomo de otras muchas bebidas alcohólicas como ron, coñac, etc.

Dependiendo del modo de fabricación, existen cuatro tipos diferentes.Los caramelos de los tipos I y II se obtienen calentando exclusivamenteazúcar y tienen consideración legal de productos naturales, por lo que noestá sometido a más limitaciones que las de la buena practica del fabri-cante, apareciendo con la notación quantum satis. Hay algunas excep-ciones como en los yogures, en los que se limita su cantidad a 150 mg/kgde producto. Los caramelos de tipo III y IV, se obtienen calentando elazúcar con algunos otros compuestos como amoniaco o sulfito amónicoy tienen limitada su ingestión diaria según el comité FAO/OMS en 200mg/kg de producto (Tab. 4.2).

E-100, Curcumina

Colorante obtenido de la cúrcuma, especia obtenida del rizoma de laplanta del mismo nombre que se cultiva en la India. Proporciona a los ali-mentos un color amarillo que se emplea para colorear mostazas y prepa-rados para sopas salsas y quesos. Es el componente fundamental delcurry al que confiere su color amarillo característico.


E-120, Cochinilla (acido carmínico)

Es un compuesto complejo que se encuentra presente en las hembrasde unos insectos parásitos de determinadas especies de cactus. Propor-ciona un típico color rojo, muy apreciado antes de la aparición de los co-lorantes de síntesis química. Durante el siglo pasado las Islas Canariasfueron su principal centro de producción, siendo su extracción una de lasprincipales industrias.

Los insectos que producen este colorante son muy pequeños, por loque hacen falta unos 100.000 para producir 1kg de colorante. Con aguacaliente, se extrae el ácido carmínico que por si mismo no tiene color,pero que produce un rojo intenso al unirse con metales como el calcio oaluminio. Confiere a los alimentos a los que se añade un color rojo bri-llante muy atractivo sin añadir ninguna toxicidad y aunque es probable-mente el colorante con mejores características biotecnológicas, se empleapoco por su elevado precio.

E-140, Clorofila

Las clorofilas son los pigmentos responsables del color verde de losvegetales, su estructura química es muy compleja y solo a partir de 1940se formuló su composición completa que incluye un átomo de magnesiocomo eje central.

Su interés en tecnología alimentaria no reside solamente en el empleocomo colorante verde sino también en impedir que se degraden los ali-mentos que lo contienen de forma natural durante el procesado y el al-macenamiento de los mismos. Cuando se calientan, pierden el magnesiotrasformándose en otras sustancias llamadas feofitinas y el color verde tí-pico, se sustituye por un color pardo oliváceo mucho menos atractivo.Esto es lo que ocurre en el escaldado de las verduras previo a su conge-lación y en el enlatado. La reacción se retarda en un medio pH básico,por lo que la adición de bicarbonato sódico a las verduras antes del es-caldado contribuye a mantener su color verde.

E-160, Carotenoides

Los carotenoides y xantofilas forman un extenso grupo de más de 450sustancias diferentes, de las cuales un 10% tiene actividad como vitamina A.Se extraen de las plantas que los contienen, como el aceite de palma, eltomate, la zanahoria, el pimentón, etc., y proporcionan a los alimentos


colores amarillos, rosas o anaranjados. Se usan cada vez más en tecno-logía alimentaria, sobre todo recientemente, debido a las restriccionesque la legislación impone a los colorantes de síntesis química.

E-161, Xantofilas

Son derivados oxigenados de los carotenoides y abundan en el reinovegetal y animal. La cantaxantina, obtenida de la concha de los crustáceos,está unida a una proteína y tiene un color verde. Con el calentamiento, serompe la unión con la proteína cambiándose el color a rojo. Esto explicael cambio de color de los mariscos al cocerlos. Se ha utilizado amplia-mente en forma de píldoras para conseguir un bronceado rápido pero suuso se ha restringido en muchos países porque se ha asociado su consu-mo en dosis altas a problemas oculares.

4.4.2. Colorantes de síntesis química

Los colorantes sintéticos comienzan a usarse, como hemos dicho an-teriormente, en el siglo XIX con el desarrollo de la Química. Ya en 1860 secoloreaba el vino con fucsina y los macarrones y mantequilla con dini-trocresol. Últimamente, la preocupación por la seguridad de los alimentosy la presión del público ha hecho que se revisen las autorizaciones legis-lativas, lo que ha obligado a muchas empresas alimentarias a supervisarla formulación de sus productos y a sustituir, siempre que sea tecnológi-camente factible, los colorantes artificiales por otros naturales.

Precisamente ha sido esta preocupación por la seguridad de los ali-mentos lo que ha hecho que todos los colorantes hayan sido revisados deforma exhaustiva en lo que respecta a sus efectos sobre la salud, restrin-giendo o prohibiendo su uso ante cualquier duda. En los Países Nórdicos,todos estos colorantes están prácticamente prohibidos; en otros estánpermitidos, pero el tipo y cantidad usada varía según sus legislaciones. En

España la cantidad total de colorantes sintéticos está limitada entre100 y 300 mg/kg para cualquier producto alimenticio sólido y a 70 mg/kgen bebidas refrescantes.

En general, los colorantes sintéticos son más estables que los natura-les ante las operaciones tecnológicas, pero también presentan algunosproblemas, como el que se decoloren por la acción del ácido ascórbico quese emplea mucho como aditivo antioxidante. La fórmula de algunos co-lorantes sintéticos se muestra en la (Figura 4.1)


FIGURA 4.1. Fórmulas y nombres de algunos de los colorantes de síntesismás empleados.

En ella vemos que la mayoría son moléculas con grupos cromóforos,generalmente compuestos de diazonio con este radical unido a anillosaromáticos.


E-102, Tartracina

Su uso está autorizado en más de sesenta países incluida la Unión Eu-ropea y los Estados Unidos. Es ampliamente utilizado en productos de re-postería, galletas, helados, sopas y bebidas refrescantes a las que confiereun color amarillo limón. La tartracina es por ejemplo, el colorante que seemplea para las paellas como sustitutivo del azafrán por el elevado preciode esta especia natural.

E-104, Amarillo de quinoleina. E-110, Amarillo anaranjado S

Estos dos colorantes se utilizan para colorear refrescos de naranja, ca-ramelos, helados, etc. En 1984 se les acusó de cancerígenos y de provocaralergias y trastornos en los niños, acusaciones que aunque no se han de-mostrado, han restringido su empleo. Se absorben muy poco en el tractodigestivo, pero su uso como aditivo alimentario esta prohibido en algunospaíses como Estados Unidos Canadá y Japón.

E-123, Amaranto

Es el colorante típico que se ha usado desde principios de siglo para co-municar el color rojo a los alimentos. En 1970 dos grupos de investigadoresrusos lo acusaron de cancerígeno y aunque no pudo probarse tal asevera-ción se prohibió en Estados Unidos en 1976. En la mayoría de los países,incluido España, se está tendiendo a eliminarlo de casi todos los alimentos.

E-124, Rojo Cochinilla. E-120-4R, Rojo Ponceau

A pesar de la semejanza del nombre no tiene ninguna relación (apar-te del color) con la cochinilla (E-120). Se utiliza para dar el color fresa alos caramelos, productos de pastelería, helados, sucedáneos del caviar yderivados cárnicos o confituras,.

Aunque se les han atribuido efectos cancerígenos, aún no se han po-dido demostrar.

E-127, Eritrosina

Una característica peculiar de este colorante es la de incluir en su mo-lécula cuatro átomos de yodo, lo que hace que este elemento representemás de la mitad de su peso total. Es el más popular en los postres lácteoscon aroma de fresa, usándose también en patés de atún o salmón.

El principal riesgo sanitario está en la posible acción sobre el tiroidespor su alto contenido en yodo. Aunque en su forma original se absorbe


muy poco, no se conoce muy bien si en el metabolismo, con las bacteriasintestinales, pueden producirse derivados iodados e incluso yodo libre,más fácilmente asimilable, por lo que igual que ocurre con otros, se estátendiendo a limitar su empleo, principalmente en helados y alimentosdestinados a uso infantil.

E-131, Azul patentado V

Es el más utilizado para conseguir tonos verdes en los alimentos; deahí que prolifere su empleo en conservas vegetales y mermeladas. Otroque proporciona este color es el verde ácido brillante pero tiene el uso au-torizado sólo para bebidas.

4.4.3. Colorantes para superficies

Son colorantes que se utilizan, mezclados con azúcar y aglutinantes,para recubrimiento de grageas, confites, peladillas, chicles, bolitas, etc.Los más importantes son:

— E-170 Carbonato cálcico

— E-171 Dióxido de titanio

— E-172 Oxidos e hidróxidos de hierro

— E-173 Aluminio

— E-174 Plata

— E- 175 Oro

De éstos, hay algunos que tienen otras aplicaciones como por ejemplo,el carbonato cálcico que se utiliza también como antiapelmazante. Por úl-timo citaremos el E-189, pigmento de color rojo rubí que se utiliza ex-clusivamente para el recubrimiento de quesos porque, al no pasar alproducto, no tiene ningún efecto sobre el consumidor.

4.5. CONSERVADORES

Los aditivos conservantes son sustancias químicas que causan lamuerte de los microorganismos patógenos o al menos inhiben su creci-miento hasta concentraciones incapaces de producir la toxina corres-pondiente. En su mayoría son ácidos orgánicos no tóxicos o sus sales al-calinas, que al crear un medio con pH ácido en el alimento, imposibilitanel crecimiento del microorganismo.


Estos aditivos con números de identificación que van del E-200 hastael E-299, y la relación autorizada por el Código Alimentario Español y pu-blicada en el BOE, se muestra en la (Tabla 4.3).

Tienen como objetivo fundamental, retardar al máximo el deterioroque se produce en los alimentos por dos causas: La acción de los micro-organismos y las reacciones químicas.


TABLA 4.3. Relación de los aditivos conservadores que permite el Código Alimentario Español

Ácido sórbico .......................................................................................... E-200Sorbato sódico......................................................................................... E-201Sorbato potásico...................................................................................... E-202Sorbato cálcico ........................................................................................ E-203Ácido benzoico ....................................................................................... E-210Benzoato sódico ...................................................................................... E-211Benzoato potásico.................................................................................... E-212Benzoato cálcico...................................................................................... E-213p-hidroxibenzoato de etilo........................................................................ E-214Derivado sódico del éster etílico del ácido p-hidroxibenzoico ...................... E-215p-hidroxibenzoato de propilo ................................................................... E-216Derivado sódico del éster propílico del ácido p-hidroxibenzoico.................. E-217p-hidroxibenzoato de metilo ..................................................................... E-218Derivado sódico del éster metílico del ácido p-hidroxibenzoico ................... E-219Anhídrido sulfuroso.................................................................................. E-220Sulfito sódico ........................................................................................... E-221Sulfito ácido de sodio............................................................................... E-222Disulfito sódico ........................................................................................ E-223Disulfito potásico...................................................................................... E-224Sulfito cálcico. ......................................................................................... E-226Nitrito potásico ........................................................................................ E-249Nitrito sódico........................................................................................... E-250Nitrato sódico.......................................................................................... E-251Nitrato potásico ....................................................................................... E-252Ácido acético........................................................................................... E-260Acetato potásico ...................................................................................... E-261Diacetato sódico (acetato ácido de sodio) .................................................. E-262Acetato cálcico ........................................................................................ E-263Acetato láctico ......................................................................................... E-270Ácido propiónico ..................................................................................... E-280Propionato sódico .................................................................................... E-281Propionato cálcico ................................................................................... E-282Propionato potásico ................................................................................. E-283Anhídrido carbónico ................................................................................ E-290

4.5.1. Microorganismos que atacan a los alimentos

Los microorganismos que atacan a los alimentos se clasifican en: al-terativos cuando alteran las características organolépticas de los alimen-tos como, el color, sabor, olor, etc. y patógenos cuando producen toxinasque pueden resultar muy perjudiciales para la salud del consumidor.Entre éstas últimas están:

— La toxina butírica. Se produce en conservas mal esterilizadas por laacción de la bacteria clostridium botulinum, una de las sustanciasmás tóxicas que existen, (miles de veces más tóxica que el cianuro).

— Las aflatoxinas. Son sustancias que actúan como potentes agentescancerígenos y se producen por el crecimiento de ciertos hongos.De ahí que existan poderosas razones, además de las económicas,para evitar la alteración de los alimentos.

La tecnología alimentaria ha puesto a punto métodos físicos, como laesterilización por el calor, deshidratación, congelación, etc., que, aunqueson de gran eficacia, resultan insuficientes si no se ayudan con los méto-dos químicos.

4.5.2. Características y clasificación de estos aditivos

Hay muchos alimentos que ya la naturaleza los ha provisto de la exis-tencia de algunos conservantes; es el caso del ácido benzoico que se formaen las uvas y ciruelas pasas impidiendo su putrefacción, o del ácido lác-tico que se forma durante la fermentación de los yogures proporcionán-doles una relativa estabilidad frente a la leche.

Seguidamente, ordenándolos por la complejidad química de su mo-lécula, vamos a ir detallando las características de los más importantes delos expuestos en la (Tabla 4.3). Entre los ácidos orgánicos, citaremos:

E-260, Ácido acético

Es particularmente activo contra levaduras, bacterias y hongos. Se uti-liza libre en salsas o como sal sódica o cálcica. Un ejemplo es el diacetatosódico empleado como conservante del Ketchup.

El vinagre, que es simplemente ácido acético diluido, se ha usadodesde tiempos remotos para conservar carnes y pescados. Una muestra desu utilización es la tradicional salsa de escabeche de nuestros días.


E-280, Ácido propionico

Se forma de manera natural en la fermentación propiónica. En elqueso Emmental por ejemplo, se produce hasta un 1% contribuyendo asu conservación. La acción de este ácido es mayor frente a hongos quefrente a bacterias. Su eficacia depende del pH llegando a ser máxima apH 5 y de efecto nulo para valores de pH superiores a 6. Se utiliza bas-tante en productos de panadería y en quesos en general, para evitar la for-mación de mohos.

E-200, Ácido Sórbico

Es un ácido de cadena lineal insaturado (3,4-hexadienoico). Tiene laventaja sobre los ácidos saturados de no poseer olor ni sabor cuando seusa en concentraciones adecuadas (menor del 0,3%). Su actividad apa-rece a valores de pH inferiores a 6,5, empleándose mucho en bollería, re-cubrimiento de quesos, bebidas, mermeladas, etc.

E-210, Ácido Benzoico

La actividad de este ácido se ejerce sobre la pared celular y es tambiéninhibidor de las enzimas del ciclo cítrico y la fosforilación oxidativa. Eseficaz el ácido no disociado, a valores de pK = 4,19. Se usan más sus salesalcalinas porque son más solubles que el ácido. En muchas especias na-turales, como la canela y el clavo, se encuentra en forma de glucósidosiendo precisamente su presencia, lo que les confiere su actividad comoconservantes.

Hay otras sales de síntesis química, derivadas del ácido benzoicocomo los parahidroxibenzoatos, que se comercializan con los números deidentificación comprendidos entre el E-214 y el E-219. Son especialmen-te útiles contra levaduras y hongos, pero no contra bacterias. Su principalventaja es la de ser activos en medio neutro al contrario de otros que sólolo son en medio ácido como ya hemos visto.

La OMS considera aceptable la ingestión de hasta 5 mg/kg de pesocorporal y día. Aunque ha sido el conservante más utilizado, la tendenciaactual se orienta a disminuir su empleo sustituyéndolo por otros de saborneutro, como los sorbatos. Se elimina por la orina en forma de ácido hi-púrico sin presentar ninguna contraindicación.


E-220 hasta E-228, Anhídrido sulfuroso y sulfitos

Estos compuestos se utilizan mucho en vinificación para desinfectarel material y para controlar la fermentación beneficiándose del hecho deque el dióxido de azufre, utilizado a razón de 50 a 100 ppm, es más tóxi-co para las bacterias y los mohos que para las levaduras. No causan pro-blemas toxicológicos a las dosis de utilización habitual.

Tienen también la doble acción de impedir el pardeamiento enzimá-tico que se produce en la oxidación de la uva y otras frutas o productosvegetales, cuando se rompe la piel que las protege del contacto directocon el oxigeno ambiental (ver Tema II). Los grupos fenólicos presentes enel alimento, catalizados por las enzimas fenol-oxidasa(a) y fenol-hidroxi-lasa (b) se oxidan, produciendo el color pardo característico de las qui-nonas y melanoidinas.

El anhídrido sulfuroso, al ser un reductor, inhibe esta reacción de oxi-dación del mismo modo que también se inhibe en medio ácido. Por estarazón si queremos que, por ejemplo, una manzana o una pera no se pon-gan pardas después de trocearlas, bastará con añadir zumo de limón o denaranja.

Una sencilla práctica que puede ser muy ilustrativa de esta reacciónpara los alumnos, es la siguiente. Dividir una manzana en tres trozos ytriturarlos o trocearlos, dejando el primer trozo sin añadir nada; al se-gundo añadir sulfitos o sencillamente zumo de naranja, al tercero unasgotas de fenol y que interpreten los cambios de color.

E-290, Anhídrido carbónico (CO2)

Su efecto se explica parcialmente por la débil acidificación que com-porta, pero esencialmente por su efecto específico disuelto. El modo de


acción no es bien conocido; es concomitante de la inhibición de la respi-ración y resultaría de la inhibición de ciertas enzimas, especialmente lasdescarboxilasas. A su presencia se debe también la mayor garantía desalubridad en las aguas y bebidas carbonatadas. No presenta ninguna to-xicidad, lo que le hace ser un aditivo interesante desde el punto de vistasanitario. Se utiliza en la conservación de la carne fresca y productos ve-getales.

E-250, Nitritos y Nitratos

Se utilizan como conservante de carnes y embutidos ya que presentanla ventaja, adicional a su poder conservante, de que el tanto unos comootros como consecuencia de una serie de reacciones bacteriológicas, danlugar a la formación de NO; éste con la mioglobina produce nitrosilmio-globina, como vemos en (2), cuya coloración roja evita la decoloración na-tural que con el tiempo se produce en carnes y embutidos.

bacteriasNaNO3 → NaNO2 + 1/2O2

NaNO2 + H2O → NaOH + NO2H(2)

NO2H + H2O → NO + H2O + NO3H

NO + Mioglobina → Nitrosilmioglobina

Hay que evitar su uso en conservas vegetales porque, al usarse tam-bién los nitratos como abonos en los vegetales comestibles, concreta-mente en las verduras, se ha comprobado que hay un aumento del con-tenido de N2 al quedar retenido en ellas todo el que no se ha metabolizadoen aminoácidos y proteínas.

Los vegetales que tienen una mayor tendencia a fijar el N2 del sueloson las lechugas, espinacas y acelgas, por lo que desde 1997 la directivade la UE ha limitado el contenido máximo a 500 mg/kg. para las lechugasy 250 mg/kg. para acelgas y espinacas.

Un ejemplo del uso de los nitritos como conservantes lo podemosver en la siguiente etiqueta. Es la de una panceta ahumada, (bacon), en laque además del conservante E-250 (nitrito sódico) está indicada la adi-ción de un estabilizante y un antioxidante de cuya función se hablará enapartados posteriores.


FIGURA 4.2. Etiqueta de «BACON» con el E-250 como conservante.

Modernamente, según se ha ido incrementando el uso de aditivoshan ido prohibiéndose como conservantes algunos compuestos, comoel ácido acetilsalicilico (aspirina) y los salicilatos, el ácido bórico y boratosy ciertos antisépticos de mercurio entre otros, que anteriormente se usaronpara este fin por ser buenos conservantes, pero que pueden también tenerun efecto acumulativo por su empleo en otros usos.

4.6. ANTIOXIDANTES

4.6.1. Introducción

Las grasas y los aceites, tan empleados en la industria alimentaria,pueden sufrir diferentes transformaciones que además de reducir el valornutritivo del alimento, producen compuestos volátiles que proporcionanolores y sabores desagradables.

Estas transformaciones se deben a una serie de reacciones no desea-bles entre las que están las reacciones de oxidación, a las que los ácidosgrasos insaturados tienen gran sensibilidad. La mayor o menor oxidacióny, por tanto, el grado de deterioro dependerá del tipo de grasa o de aceite.En términos generales, las que más fácilmente se afectan son las de ori-gen marino, seguidas de los aceites vegetales y de las grasas animales. (re-cordemos las expresión sabe a rancio o está rancio, referidas a alimentosque han sufrido este deterioro).

Los alimentos, como se indica en el Tema 1, epígrafe 1.2.4, se oxidanprincipalmente por sus moléculas grasas, que son las más lábiles a la oxi-dación, dando lugar a radicales libres de acción muy perjudicial.

En la (Figura 4.3), se esquematiza el mecanismo de la reacción gene-ral de oxidación de una grasa, (a) y una de las varias reacciones no desea-bles que originan su deterioro (b).


FIGURA 4.3. Esquema general (a) y detallado (b) de la oxidación de una grasa.

Los cuatro pasos que se observan en (b) son:

1. Ataque del oxígeno atmosférico sobre el carbono α-metileno, (elmás próximo al doble enlace), liberándose un hidrógeno unido a élmediante ruptura homolítica.

2. El lípido (grasa), se queda con un electrón libre convirtiéndoseen un radical.

3. La grasa transformada en radical libre fija una molécula de O2

transformándose en un radical peróxido.

4. Finalmente este radical es capaz de fijar un hidrógeno dando lugara un hidroperóxido.

La presencia de los radicales libres en los alimentos, tiene multitud deacciones peligrosas para la salud, ya que tienden a captar H+ de los ali-mentos alterando otros nutrientes.


Como ejemplo podemos citar la acción de los oxidantes sobre lasproteínas de la piel. Los polipéptidos de las proteínas de forma naturaltienen sus cadenas unidas por un cierto número de puentes sulfhidriloque ayudan a mantener su estructura terciaria.

Cuando una persona envejece, las proteínas se oxidan por diferentescausas como: el oxígeno atmosférico, las grasas alimentarias con radica-les libres o, los contaminantes entre otros, y a consecuencia de esta oxi-dación, se van produciendo nuevos puentes sulfhidrilo entre las cadenasque van quedando mas ligadas entre sí. Como resultado, la piel se tornadura e inelástica y va perdiendo la posibilidad de recuperación después dela presión. Por eso, cuando se mueven los músculos de la cara en un ric-tus repetido, la piel no vuelve a su posición inicial y aparecen las arrugas.

A nivel vascular este endurecimiento puede tener consecuencias mu-cho más graves. Si las arterias pierden elasticidad, cuando aumenta lapresión sanguínea o cuando una sustancia extraña es arrastrada por el to-rrente circulatorio, como el colesterol LDL o malo (como vulgarmente sele llama), se puede producir arteriosclerosis u otras patologías isquémicascomo el infarto.

Esta teoría del envejecimiento por el cross-linking de las proteínas, hasido desarrollada por el Dr. Denhan Horman que, sugiere dos métodospara paliar o retardar en lo posible tales efectos:

4.6.2. Antioxidantes: su efecto y clasificación

Los antioxidantes son compuestos químicos que se añaden a los ali-mentos para impedir su oxidación. Los permitidos por el Código Alimenta-rio Español están agrupados por la legislación, según la O/23/87 dentrodel grupo 3 con sus números de identificación correspondientes que vandesde el E-300 al E-399. A su vez, se clasifican en 3 subgrupos. (Tabla 4.4).

— Sustancias con acción antioxidante

— Sustancias con acción antioxidante además de otras acciones

— Sustancias que refuerzan la acción antioxidante de otras sustancias

— Evitar en nuestra alimentación las grasas oxidadas y la presenciade metaleso contaminantes, como los aldehídos del humo del ta-baco, capaces de llegara catalizar esta oxidación y

— Añadir antioxidantes a nuestra dieta.



TABLA 4.4. Aditivos antioxidantes permitido, según el Código Alimentario Españolpublicados en el BOE de fecha 4-8-87

Ácido ascórbico ......................................................... E-300L-ascorbato sódico (sal sódica de dicho ácido) ............. E-301L-ascorbato cálcico (sal cálcica de dicho ácido)............ E-302Ácido palmitil 6-L-ascórbico........................................ E-304Estractos de origen natural ricos en tocoferoles (aceite

de oliva) ................................................................ E-306Alfa-tocoferol sintético ................................................ E-307Gamma-tocoferol sintético .......................................... E-308Delta-tocoferol sintético............................................... E-309Galato de propilo....................................................... E-310Galato de octilo ......................................................... E-311Galato de dodecilo..................................................... E-312Butilhidroxianisol (BHA) .............................................. E-320Butilhidroxitoluol (BHT)................................................ E-321

Anhídrido sulfuroso .................................................... E-220Sulfito sódico ............................................................. E-221Sulfito ácido de sodio ................................................. E-222Disulfito sódico........................................................... E-223Disulfito potásico........................................................ E-224Sulfito cálcico............................................................. E-226Lecitinas .................................................................... E-322

Ácido láctico.............................................................. E-270Lactato sódico ............................................................ E-325Lactato potásico ......................................................... E-326Lactato cálcico ........................................................... E-327Ácido cítrico .............................................................. E.330Citratos de sodio ........................................................ E-331Citratos de potasio ..................................................... E-332Citratos de calcio ....................................................... E-333Ácido tartárico........................................................... E-334Tartratos de sodio ...................................................... E-335Tartratos de potasio.................................................... E-336Tartrato doble de sodio y potasio ................................ E-337Ácido ortofosfórico..................................................... E-338Ortofosfato de sodio................................................... E-339Ortofosfato de potasio................................................ E-340Ortofosfato de calcio .................................................. E-341Etilen-diaminotetracetato cálcico disódico (EDTA CaNa2) . E-385Éster cítrico de los mono y diglicéridos de ácidos

Grasos-alimenticios ................................................ E-472c

Sustancias con acción

antioxidante

Sustancias que refuerzan

la acción antioxidante

de otras sustancias

Sustancias con acción

antioxidante además de otras

acciones

De un modo general, su acción se esquematiza en la reacción (3), en laque vemos que el antioxidante reacciona con el radical libre, cediéndoleun hidrógeno y regenerándose la grasa inicial.

4.6.2.1. Sustancias químicas empleadas como antioxidantes

Hay sustancias naturales que se emplean como antioxidantes. La vi-tamina C o ácido L-ascórbico (E-300) y sus sales L-ascorbato sódico (E-301) son un ejemplo concreto de éstos. Su poder antioxidante radica enque al pasar a ácido dehidroascorbico liberan espontáneamente hidróge-no, que reacciona con el radical libre y regenera la grasa, (4).

Los tocoferoles Vitamina E (E-307), alfa-tocoferol, Vitamina B y L-ri-boflavina, también son enérgicos antioxidantes. A su presencia en el acei-te de oliva se debe la mayor resistencia de éste a la oxidación frente aotros aceites.

En general puede actuar como antioxidante alimentario cualquiercompuesto que ceda H+ a los radicales libres, siempre que no se formenderivados tóxicos.

Algunos fenoles pueden actuar como antioxidantes convirtiéndoseen quinonas, productos nada tóxicos, por lo que están admitidos comoantioxidantes alimentarios. El BHT (E-320) y el BHA (E-321) son unejemplo de fenoles y cuyas estructuras son las siguientes:


(3)

(4)

BHT, E- 321, (2-6 di-terbutil p-cresol) y el BHA, E-320, (2-tertbutil 4-metoxifenoly 3-terbutil 4-metoxifenol)

En 1947 se hizo un estudio aleatorio del cáncer de estómago en USAobservándose que era superior al 40%. Se recomendó añadir BHT a loskelogs y otros alimentos, con el fin de que el americano medio ingiriese2 mg por día y habitante, pudiéndose observar en posteriores estudios,que ese tipo de cáncer había disminuido hasta un porcentaje inferior al36%.

En general, se recomienda ingerir vitaminas C, E, B2 o B3, tomar mu-cha fruta y no abusar de las grasas.

4.6.2.2. Sustancias con acción antioxidante además de otrasacciones

Ya en el apartado anterior hemos visto algunos compuestos como eldióxido de azufre y derivados que además de su acción conservadorapor la que están clasificados en el grupo 2, tienen poder reductor, pro-piedad ésta que los faculta para ser empleados como antioxidantes. Deahí que se incluyan también en este apartado pero conservando el nú-mero de identificación que tienen como conservantes.

4.6.2.3. Sustancias que refuerzan la acción antioxidante de otras

Son agentes sinérgicos que aunque por sí mismos no son antioxi-dantes, potencian la acción de otros. Por ejemplo, las trazas de metalespesados provenientes de latas de envases, aceleran el proceso de oxida-ción actuando de catalizadores. Sin embargo estos iones metálicos pue-


den perder sus propiedades características si son secuestrados por unasustancia (agente quelante) que, sin ser antioxidante, reaccione con ellos einhiba su efecto catalítico, con lo que se favorecerá la acción de los an-tioxidantes.

Como agentes quelantes se utiliza, el etilen-diamino-tetracético (EDTA)cuyo mecanismo de acción está esquematizado en la (Figura 4.4). Enella se puede ver cómo una molécula de EDTA envuelve los iones metáli-cos, en este caso de cobalto, estableciendo con él enlaces covalentes co-ordinados (lineas de trazos), y formando el complejo.

FIGURA 4.4. Molécula de EDTA envolviendo un átomo de cobalto y formandoun quelato.


La formación de complejos como éstos por quelación, tiene gran in-terés en la tecnología alimentaria porque estabilizan el color, el aroma yla textura de los alimentos.

En general, los agentes quelantes mejoran el color y el aroma de lasconservas vegetales, tienen acción anticoagulante en la sangre, facilitan elproceso de cristalización del azúcar al destruir el complejo metal-azúcary, en la obtención de extractos, el uso continuado de antioxidantes yagentes lácteos evita la disgregación del complejo caseínico.

Muchos, como los ácidos policarboxílicos (oxálico y succínico), losácidos hidrocarboxílicos (láctico, málico, tartárico y cítrico), los ácidospolifosfóricos ATP, pirofosfatos, aminoácidos, péptidos, proteínas y porfi-rinas, son componentes naturales de los alimentos que actúan comoagentes quelantes.

4.7. ESTABILIZANTES, ESPESANTES, GELIFICANTES,EMULGENTES Y ANTIESPUMANTES

Estos aditivos, tal como marca el Código Alimentario Español, estánreunidos en el grupo 4 con sus números de identificación (Tabla 4.5).


TABLA 4.5. Lista de estabilizantes, espesantes y gelificantes permitidos y publicada en el BOE del 4/8/87

E-322........................................ LecitinasE-339........................................ Ortofosfatos de sodioE-340........................................ Ortofosfatos de potasioE-341........................................ Ortofosfatos de calcioE-400........................................ Ácido algínicoE-401........................................ Alginato sódicoE-402........................................ Alginato potásicoE-403........................................ Alginato amónicoE-404........................................ Alginato cálcicoE-405........................................ Alginato de propilenglicolE-406........................................ Agar-AgarE-407........................................ CarragenanosE-410........................................ Harina de semillas de algarrobaE-412........................................ Harina de semillas de guarE-413........................................ Goma de tragacantoE-414........................................ Goma arábigaE-415........................................ Goma xantanaE-416........................................ Goma karaya

(Continúa)

4.7.1. Espesantes

Los espesantes son los primeros aditivos de la tabla, con números deidentificación desde el E-400 al E-436. Son polisacáridos (carbohidratosformados por la unión glucosídica de numerosos monosacáridos) que secaracterizan por su elevado peso molecular. Son incoloros, insípidos ehidrocoloides, cualidad esta última por la que retienen agua, hinchándo-se. Poseen muchos grupos hidroxilo libres, y su facilidad para formar ge-les hace que se usen para espesar salsas, sopas y flanes. Son atacados confacilidad por reactivos químicos.

Los más usados como el almidón y derivados, agar-agar, goma arábiga,goma Santana, sorbitoles (D-glucitol), manitol y glicerol, son generalmen-te hidratos de carbono hidrocoloides y se añaden en una concentraciónaproximada del 2%. La utilización del almidón como aditivo alimentariose basa en sus propiedades de interacción con el agua, especialmente en


(Continuación)

E-420........................................ i) sorbitolii) Jarabe de sorbitol

E-421........................................ ManitolE-422........................................ GlicerolE-430........................................ Estearato de polioxietileno (8)E-431........................................ Estearato de polioxietileno (40)E-432........................................ Monooleato de polioxietileno (20) sorbitanoE-433........................................ Monopalmitato de polioxietileno (20) sorbitanoE-434........................................ Monoestearato de polioxietleno (20) sorbitanoE-435........................................ Triestearato de polioxietileno (20) sorbitanoE-436........................................ i) PectinasE-440........................................ ii) Pectina amídica

Fosfátidos de amonioE-442........................................ i) Difosfato disódicoE-450 a) .................................... ii) Difosfato trisódico

iii) Difosfato tetrasódicoiv) Difosfato t3trapotásicoi) Trifosfato pentasódico

E-450 b) .................................... ii) Trifosfato pentapotásicoi) Polifosfato de sodio

E-450 c) .................................... ii) Polifosfato de potasiopi) Celulosa microcristalina

E-460........................................ ii) Celulosa en polvoE-461........................................ MetilcelulosaE-463........................................ Hidroxipropilcelulosa

la capacidad de formación de geles; sin embargo el almidón natural no secomporta bien en todas las situaciones que pueden presentarse en losprocesos de fabricación de algunos alimentos elaborados, inconvenientesque se obvian con el empleo de almidones modificados.

Una de las modificaciones que más se utilizan es el entrecruzamiento,que consiste en la formación de puentes entre las cadenas de los polisa-cáridos del almidón. Si los puentes se forman con trimetafosfato tendre-mos el fosfato de almidón y si se forman con epiclorhidrina se obtendrá eléter glicérico de almidón. Se utilizan los almidones modificados en la fa-bricación de helados conservas y salsas.

4.7.2. Estabilizantes

Son polisacáridos estructurales que se caracterizan por formar puen-tes de hidrógeno. En ellos hay uniones alfa y beta. La característica ali-mentaria más importante de los polisacáridos con unión alfa es la de serdigeribles por los mamíferos.

Los polisacáridos estructurales con enlaces beta-glicosídicos son cons-tituyentes del tejido estructural de los vegetales. Los mas importantes en-tre ellos son: celulosa, hemicelulosas, pectinas y agar-agar.

A diferencia de los polisacáridos alfa, los beta no son digeribles por losmamíferos. Sólo los mamíferos rumiantes pueden, por ejemplo, digerir yasimilar la celulosa, debido a unas bacterias que viven en sus poliestó-magos, y que son capaces de efectuar esa función.

La celulosa, al no ser digerible por el hombre, se usa como espesanteacalórico y aporte de fibra. Más aún que la celulosa se usa la carboximetilcelulosa, en la que la sustitución de los OH se da entre un 0,4 y un 1,2%.Evita irritaciones intestinales al ser menos cristalina que la celulosa.

Se utilizan los estabilizantes en la fabricación de algunos productos defritura, como buñuelos o churros porque al absorber agua, forman unacapa hidratada que dificulta la penetración del aceite, resultado un pro-ducto menos grasiento. Un ejemplo del poder hidratante de estos aditivoslo tenemos en el puré de patata al que hoy día estamos tan acostumbra-dos, y cuya comercialización es posible gracias al estabilizante E-450, alE- 300 (vitamina C) añadido como antioxidante para que la patata no par-dee y al E-223 (bisulfito sódico) como conservador.


4.7.3. Emulgentes o sustancias tensoactivas (ténsidos)

Una emulsión es una dispersión difásica de dos líquidos inmiscibles.La fase continua es la dispersante y la discontinua, la fase dispersa. Enalimentación se distinguen dos tipos fundamentales de emulsiones, segúnque:

— La fase dispersante sea el agua y la dispersa un aceite, como la ma-yonesa o los helados que son emulsiones de aceite en agua. A estasemulsiones se les denomina emulsión O/W (emulsión de aceiteen agua).

— La fase dispersante sea el aceite y la dispersa el agua, por ejemplola mantequilla y la margarina, en cuyo caso tendremos una emul-sión W/O (emulsión de agua en aceite).


TABLA 4.6. Emulgentes permitidos por el Código Alimentario Español

E-470 ......... Sales sódicas, potásicas y cálcicas de los ácidos grasosE-471 ......... Mono y diglicéridos de los ácidos grasosE-472 a ...... Ésteres acéticos de los mono y diglicéridos de los ácidos grasosE-472 b ...... Ésteres lácticos de los mono y diglicéridos de los ácidos grasosE-472 c....... Ésteres cítricos de los mono y diglicéridos de los ácidos grasosE-472 d ...... Ésteres tartáricos de los mono y diglicéridos de los ácidos grasosE-472 e ...... Ésteres monoacetiltartáricos y diacetiltartáricos de los mono y

diglicéridos de los ácidos grasosE-472 f ....... Ésteres mixtos acéticos y tartáricos de los mono y diglicéridos de los

ácidos grasosE-473 ......... SucroesteresE-474 ......... SucroglicéridosE.475 ......... Esteres poliglicéridos de los ácidos grasosE-476 ......... Polirricinoleato de poliglicerolE-477 ......... Esteres de propilenglicol de los ácidos grasosE-478 ......... Esteres mixtos de ácido láctico y ácidos grasos alimenticios con el

glicerol y el propilenglicolE-478 ......... Aceite de soja oxidado por calor y reaccionado con mono y

diglicéridos de los ácidos grasos alimenticiosE-481 ......... Estearoil-2-lactilato sódicoE.482 ......... Estearoil-2-lactilato cálcicoE-483 ......... Tartrato de esteariloE-491 ......... Monoestearto de sorbitanoE.492 ......... Triestearato de sorbitanoE-493 ......... Monolaurato de sorbitanoE-494 ......... Mono-oleato de sorbitanoE-495 ......... Monopalmitato de sorbitanoH-4511 ...... Caseinato cálcico

Los agentes tensoactivos, tanto de origen natural como sintético(Tabla 4.6), encuentran su aplicación en la tecnología alimentaria. Así sonusados por ejemplo, para humedecer superficies lipófilas, para aumentarlas condiciones de solubilidad, y sobre todo para la preparación y estabi-lización de dispersiones de todo tipo.

4.7.3.1. Acción de los emulgentes

Los emulgentes pueden ser de dos tipos: los no iónico, que son los an-tiespumantes y los iónicos, que a su vez pueden ser aniónicos o catiónicos.

Su acción se debe a la peculiar arquitectura de sus moléculas. Éstasdeben tener una parte lipófila o hidrófoba, que se disuelva bien en la faseno acuosa y otra parte polar o hidrófila que se disuelva fácilmente enagua. La parte hidrófoba en general es una larga cadena alquílica y la hi-drófila contiene grupos disociables o también, grupos hidroxilos o poli-glicoles esterificados. En pequeñas concentraciones se reparten en ambasfases y al cargar las micelas negativamente se produce la formación deuna doble capa eléctrica y se evita la agregación de las gotículas de grasa.

Si hacemos en casa una mayonesa, a pesar de que esté muy bien he-cha, con el tiempo el aceite acaba subiendo a la superficie por su menordensidad y se romperá la emulsión. ¿Cómo consiguen los fabricantes demayonesas y helados que sus emulsiones no se rompan? Sencillamenteañadiendo un emulgente.

En la (Figura 4.5) se observa cómo el emulgente, una sal alcalina de unácido graso, penetra en la gota de grasa por su parte hidrocarbonada lipó-fila y, al mantenerse en el exterior el ión COO– todas las gotitas de grasaquedarán cargadas negativamente, lo que impide su agregación, caso (A).

En el segundo caso (B), en el que no se añada emulgente, debido a lamenor densidad de la grasa, las micelas ascenderán produciéndose laagregación.

FIGURA 4.5. Mecanismo mediante el cual los detergentes impiden la agregación de las micelas de grasa.


Los ténsidos iónicos estabilizan las emulsiones O/W, en los que elgrupo alquílico queda disuelto en la superficie de la gota oleosa y el restopermanece en la fase acuosa.

Cada emulgente puede dispersar sólo una cantidad limitada de líqui-do en la fase interna, es decir, tiene una determinada capacidad. Si este lí-mite se sobrepasa, se rompe la emulsión por dilución conjunta con la faseexterna. Esta capacidad de los emulgentes así como otros parámetros re-lacionados, es diferente para cada uno de ellos.

4.7.3.2. Parámetros químicos para fijar el tipo de emulsionanteque requiere un alimento

En los modelos descritos anteriormente los emulgentes pueden teneruna fuerte parte lipófila y una débil porción hidrófila, lo que haría quefueran liposolubles y que estabilicen una emulsión W/O. Lo mismo puededecirse de los emulgentes con una fuerte porción hidrófila y una débilparte lipófila y que estabilicen una emulsión O/W. ¿Como se podrá portanto elegir el emulgente más adecuado a cada tipo de emulsión?

Con objeto de cuantificar numéricamente la fuerza relativa o actividadde los grupos hidrofílicos o lipofílicos de los emulsionantes, se ha desa-rrollado el concepto de HLB, que se define como, «la relacción entre lacantidad de grupos hidrofílicos o lipofílicos que tiene el emulgente».

% en peso grupos hidrofílicosHLB = ——————————————

% en peso grupos lipofílicos

Su valor se puede determinar a partir de las constantes dieléctricas yel comportamiento cromatográfico de los emulgentes.

Existe una escala del 0 al 20 (Tabla 4.7), que nos da la relación detanto por ciento en peso de los grupos hidrofílicos y lipófilos. Así, losemulgentes que tienen un valor de HLB comprendidos entre 1 y 9 sonaquellos en los que la atracción por la fase acuosa es menor que por lalípica; son por tanto lipófilos y son más solubles en aceite, por lo que seutilizan para estabilizar emulsiones W/O como por ejemplo la margari-na, grasa que tiene un 20% de agua, en cuya etiqueta se especifican losemulgentes añadidos, además de los acidulantes, conservantes y vita-minas.


Los que tienen el valor HLB comprendido entre 10 y 20 poseen mayoratracción por la fase acuosa, son hidrófilos solubles en agua y se utiliza-rán para estabilizar emulsiones O/W como la mayonesas y los helados.

Los emulgentes neutros se orientan en la superficie de las micelas ogotículas de aceite, mientras que los grupos polares quedan en fase acuo-sa. La coalescencia de las gotículas de una emulsión O/W se producecuando no existe la presencia de una envoltura hidratada, más o menoscerrada, formada por los grupos polares.

La coalescencia de las gotículas de agua a través de la doble capa degrupos hidrófobos sólo es posible cuando existe la suficiente energía dis-ponible como para destruir la interacción hidrofóbica del emulgente.

La estabilidad de una emulsión se logra cuando se bloquea la movili-dad de las gotículas. Los hidrocoloides estabilizan por ello las emulsionesO/W al aumentar la viscosidad de la fase externa.

Una subida de temperatura actúa negativamente en la estabilidad delas emulsiones, llegando a la rotura de la misma si se agita, bate o au-menta la presión. Otra posibilidad de destruir la emulsión puede ser me-diante la adición de iones que actúan sobre la doble capa eléctrica rom-piendo la estabilidad o las características de los emulgentes.


TABLA 4.7. Emulgentes utilizados en alimentación con su valor de HLB

Compuesto Valor HLB

Ácido oleico..................................................................... 1,0Triestearato de sorbitano................................................... 2,1Monoestearilglicérido ....................................................... 3,4Monoestearato de sorbitano.............................................. 4,7Monolaurato de sorbitano................................................. 8,6Gelatina .......................................................................... 9,8Triestearato de polietilensorbitano ..................................... 14,9Metilcelulosa .................................................................... 10,5Monoestearato de polioxietilensorbitano ............................ 14,9Monoolearato de polioxietilensorbitano ............................. 15,0Oleato sódico .................................................................. 18,0Oleato potásico................................................................ 20,0

4.7.4. Antiespumantes

Son productos que tienen la propiedad de formar una capa en la in-terfase líquido-aire de las soluciones alimentarias, lo que permite la eli-minación de espumas en los zumos. Entre los más usados está por ejem-plo el dimetilpolixilosano.

4.8. ACIDULANTES, BASIFICANTES Y ANTIAGLOMERANTES

4.8.1. Acidulantes y basificantes

Se añaden a los alimentos para modificar su pH con objeto de ade-cuarlos a su preparación. Se emplean, por ejemplo, acidificantes comopor ejemplo el E-505, HCl, para las conservas y congelados de frutas yverduras o el E-355, ácido cítrico como vemos en la (Figura 4.6). Con ellosse potencian los aromas ya que la constitución química de los aromas,casi todos esteres naturales, son más volátiles en medio ácido. El E- 500,carbonato sódico, se emplean como basificantes para precipitar com-puestos amargos, como es el caso de la preparación de aceitunas.

FIGURA 4.6. Etiqueta de alcachofas que especifica el acidulante añadido (ácido cítrico).


4.8.2. Antiaglomerantes

Son sustancia higroscópicas que preservan a productos que tienden aapelmazarse por su tendencia a absorber agua, formando una película hi-drófobica. Un ejemplo conocido por todo el mundo es la sal común ytambién las sales de especias, sopas o salsas en polvo. Gracias a estos adi-tivos ya no es necesario el añadir arroz o garbanzos a los saleros que,como el de la (Figura 4.7) tienen un antiapelmazante añadido.


TABLA 4.8. Acidulantes y correctores de acidez, según el Código Alimentario español. BOE 4-8-87

296................................... Ácido málico297................................... Ácido fumárico343................................... Ortofosfato magnésico350................................... Malatos de sodio

i) Malato sódicoii) Malato ácido de sodio

351................................... Malatos de potasioi) Malato potásicoii) Malato ácido de potasio

352................................... Malatos de calcioi) Malato cálcicoii) Malato ácido de calcio

353................................... Ácido metatartárico354................................... Tartrato cálcico355................................... Ácido.cítrico363................................... Ácido succínico370................................... 1,4 Heptano lactona375................................... Ácido nicotínico380................................... Citrato triamónico381................................... i) Citrato férrico amónico

ii) Citrato férrico amónico verde500................................... Carbonatos de sodio

i) Carbonato sódicoii) Carbonato ácido de sodioiii) Sesquicarbonato de sodio

501................................... Carbonatos de potasioi) Carbonato potásicoii) Carbonato ácido de potasio

FIGURA 4.7. Etiqueta de un salero donde se ha añadido el E-536como antiapelmazante

4.9. POTENCIADORES DEL SABOR

Hoy día son compuestos muy polémicos a nivel europeo. General-mente son glutamatos, siendo el glutamato monosódico (E-621) el másutilizado. Aunque su función es aumentar el sabor de los alimentos, hayotros como tioles y ésteres que se añaden porque dan olor y sabor. Porello, se catalogan como aromas y no están sujetos a la misma legislaciónque los aditivos.

4.10. EDULCORANTES

Con el nombre de edulcorantes se designan compuestos naturales osintéticos que tienen sabor dulce, pero que carecen de poder energético oes prácticamente insignificante, por lo que es nulo su valor nutritivo.(Tabla 4.9).


Estas sustancias edulcorantes tienen un interés particular en los paí-ses desarrollados para poder reducir con ellos el exceso de hidratos decarbono en la dieta y la preparación de alimentos light. Desde hace tiem-po son empleados con este fin la sacarina y el ciclamato, aunque no faltaninvestigaciones muy discutidas sobre la idoneidad de su empleo.

Hace unos años, se pensó que el sabor dulce se correspondía con laestructura química de los mono y disacaridos y por ello a estos com-


TABLA 4.9. Relación de edulcorante y dosis máxima admitida por la legislaciónEspañola. BOE 12-1-98

N.o asignado Denominaciónpor la CEE

E-420 Sorbitoli) sorbitolii) Jarabe de sorbitol

E-421 ManitolE-953 Isomaltito

E-965 Maltitol

i) Jarabe de maltitol

E-366 Lactitol

E-967 Xilitol

E-950 —

Productos alimenticios Dosis máxima

Cereales para desayuno Quantum satisCereales u otros productos a base decereales, de valor energético reducidoo sin azúcares añadidos.

Complementos alimenticios Quantum satisComplementos sólidos de la dieta

Frutas y hortalizas elaboradas Quantum satisConfituras, jaleas y mermeladas.Preparados de fruta, excepto losusados en la fabricación de bebidas abase de zumos. Todos ellos de valorenergético reducido o sin azúcaresañadidos.

Pastelería y repostería Quantum satisProductos de pastelería, repostería,bollería. Derivados del cacao,chocolate y sucedáneos. Turrones ymazapanes; todos ellos de valorenergético reducido o sin azúcaresañadidos.Salsas Quantum satisSalsas y mostazas

Bebidas alcohólicas excluida la cerveza 350 mg/LSidra y perada

Bebidas no alcohólicas 350 mg/LBebidas aromatizadas a base de agua,a base de leche y derivados y a basede zumos de frutas. Todas ellas dereducido valor energético o sinazúcares añadidos.

puestos, se les denominó glúcidos. Posteriormente, se demostró que haymonosacáridos que no son dulces y compuestos con estructura químicamuy diferente que son mucho mas dulces que los hidratos de carbono.

A la relación expuesta en la tabla anterior, hay que añadir los si-guientes:

— E-951, Aspartamo

— E-952, Acido ciclámico y sus sales de sodio y calcio

— E-954, Sacarina y sus sales de sodio, potasio y calcio

— E-957, Taumatina

— E-959, Neohesperina DC

4.10.1. Hipótesis estructurales para el sabor dulce

La búsqueda de sustancias edulcorantes es una tarea nada fácil. La re-lación entre la estructura y el sabor dulce no está suficientemente acla-rada, siendo la hipótesis más aceptada la de Shallenberger y Acree.

Según esta teoría, se considera que tanto la molécula estimulantecomo el sitio receptor bucal tienen dos grupos; uno donador (B) y otroaceptor de protones (AH) separados por la distancia de 0,3 nm. La inter-acción inversa entre estos dos grupos (Figura 4.8) hace que AH establez-ca puentes de hidrógeno con B y se genere una diferencia de potencialque es transmitida al cerebro. El siguiente esquema indica cómo se hacela interacción entre los grupos del compuesto dulce y el receptor.

FIGURA 4.8. Interacción entre los grupos AH y B.

Existen muchas sustancias sintéticas y algunas naturales, que tienenun poder edulcorante mucho mayor que el de la sacarosa; por ejemplo lasacarina que es de 200 a 500 veces más dulce que la sacarosa. Para ex-plicar esto, Kier en 1972 amplía la teoría de Shallenberger, e introduce untercer factor o punto de unión, X, que representa la parte hidrófoba delagente dulce y del receptor y que puede ser un grupo metilo, metileno ofenilo.


Teniendo en cuenta que las membranas de las células de la lenguatienen un carácter lipoproteínico, creando un determinado grado deapolaridad en la molécula aumentará la interacción; las uniones ahorason tanto por puentes de hidrógeno como por enlaces hidrófobos. La es-tructura creada por las uniones AH-B, que era rígida, lo es ahora máspor la alta hidrofobicidad, la molécula no sufre transformaciones detautomerismo al disolverse en agua y no cambia la intensidad del dulzorcon el tiempo.

En la siguiente figura vemos cómo la glucosa y la sacarina, compues-tos químicamente bien diferentes, poseen estructura rígida y los gruposdonador B y aceptor de protones AH están a la distancia necesaria(0,3 nm) para proporcionar los puntos de enlace con la proteína recepto-ra del sabor dulce.

FIGURA 4.9. Estructuras químicas comparadas de la glucosa y la sacarina.

Se ha visto que cuando la estructura química de los azúcares y otrosedulcorantes sufren pequeñas transformaciones, se provocan grandes al-teraciones. Así, parece ser que cuando la distancia entre AH y B se redu-ce a la mitad, la percepción se transforma de dulce a amargo. La cercaníaentre los dos grupos induce a la formación de puentes de hidrógeno in-tramoleculares que provocan una pequeña hidrofobicidad e impiden que


la molécula produzca los puentes de hidrógeno abiertos que son los quedan lugar a la interacción con el sitio activo de la boca y permiten la per-cepción del sabor dulce.

Durante los años 80 se han hecho sustanciales contribuciones al co-nocimiento de las características estructurales necesarias para una altaintensidad de dulzor (Waltters 1991). Se ha propuesto la existencia de unreceptor que contiene al menos 8 sitios de reconocimiento específicos y lapotencia edulcorante dependería de la efectividad de la interacción entreellos. Una culminación de estos trabajos fue el descubrimiento en 1987del, ácido sucronónico, un potente edulcorante que es unas 200.000 vecesmás dulce que la sacarosa (en dilución al 2%).

Además del sabor dulce, un edulcorante alimentario deberá no teneracción alguna perjudicial a la salud. Por otro lado, hay que tener encuenta su solubilidad, estabilidad a diversas temperaturas y valores depH; que su sabor dulce no esté acompañado de otros sabores secundarioso que permanezcan en el paladar y, finalmente, que su poder edulcoran-te respecto a la sacarosa haga que sea económico su empleo. Por ello, hoyse discute el uso de una serie de nuevos compuestos.

4.10.2. Medida de la intensidad del sabor dulce

Para la medida de la intensidad del sabor dulce de una sustancia(dulzor), hemos de considerar: el valor del umbral de percepción (con-centración mínima de una solución acuosa de la sustancia que se ensaya,a la que se percibe el sabor dulce) y la afinidad del edulcorante por la pro-teína receptora.

Con objeto de cuantificar la intensidad del sabor dulce de cada com-puesto, es decir, la capacidad de una sustancia para causar esa sensa-ción, se les compara con la sacarosa, a cuyo dulzor se da el valor arbi-trario de 1.

El factor sacarosa es por tanto un número por el cual debe sermultiplicada la concentración de una solución acuosa de edulcorante,con objeto de obtener el mismo poder edulcorante que una disoluciónde sacarosa con igual concentración

Este factor es dependiente de la concentración y puede expresarseen moles/litro o en gramos/litro.


4.10.3. Edulcorantes con bajo valor calórico

Polioles

Se discute mucho sobre el valor calórico de los polioles, debido a lacomplejidad de los métodos de medida y a la dificultad de formar gruposhomogéneos de sujetos. En la legislación del etiquetado sobre propieda-des nutritivas (Directiva 90/496/CEE; Real Decreto 930/1992) se ha pro-puesto para todos los polioles un valor nutritivo de 10 kJ/g. Se puedeconstatar que los polioles derivados de disacáridos tienen este bajo valorcalórico, debido a su incompleta absorción en el estómago o intestino.Los que más se utilizan son el gucitol, maltitol.

Teniendo en cuenta sus diferentes propiedades y el efecto buscado enel producto alimenticio (mayor o menor dulzor, mayor o menor retenciónde humedad, mayor o menor sensación de frescor) el tecnólogo de ali-


En la Tabla 4.10, se da una lista del poder edulcorantes de algunoscompuestos, relativa a la sacarosa.

TABLA 4.10. Poder edulcorante de algunos compuestos, relativo a la sacarosa

Sacarosa = 1 En solución

Glucosa........................................................................... 0,6Fructosa........................................................................... 1,4Lactosa ............................................................................ 0,4Sorbitol............................................................................ 0,5Manitol............................................................................ 0,6Ciclamato ........................................................................ 20-30Sacarina.......................................................................... 300-500Dulcina............................................................................ 150-250Esteviosido....................................................................... 300Asparmato....................................................................... 200Acesulfam........................................................................ 200Glicirricina amónica ......................................................... 50Naringin dihidrocalcona................................................... 300Monolina ......................................................................... 2500Taumatina ....................................................................... 5000

mentos, dependiendo de la aplicación concreta a la que los destine, se-lecciona un poliol u otro, o una mezcla de ellos.

Azúcar invertido

Se da este nombre a la mezcla de azúcares (glucosa mas fructosa),producida cuando la sacarosa se hidroliza química o enzimáticamente.

El azúcar invertido se produce en forma natural en la miel de abeja.Asimismo en los jugos de frutas con pH ácido, al sufrir algún tratamien-to térmico, se percibe un ligero aumento del dulzor, debido a la hidrólisisde la sacarosa.

En la reacción de hidrólisis de la sacarosa observamos que:

— El poder rotatorio de la luz polarizada se invierte al producirse la hi-drólisis.

— La suma de los dulzores de la D-Glucosa (0,6) y la D-Fructosa (1,4)es el doble que el de la sacarosa (1).

Sacarosa + H2O → D-Glucosa + D-Fructosa(α)D = +66° (α)D = +52° (α)D = –93°

Poder edulcorante =1 Poder edulcorante = 0,6 Poder edulcorante = 1,4

Por tanto, simplemente utilizando la sacarosa hidrolizada consegui-remos el mismo dulzor con la mitad de concentración de edulcorante quecon la sacarosa sin hidrolizar.

El hecho de que la disolución de fructosa + glucosa sea dextrógira espor lo que se le da el nombre de azúcar invertido. En las etiquetas de al-gunas mermeladas «light»se pueden ver leyendas de este tipo, No contie-ne sacarosa pero si glucosa.

4.10.4. Edulcorantes acalóricos

Los edulcorantes acalóricos, o no nutritivos, son compuestos de po-der edulcorante muy superior al de la sacarosa. Algunos serían nutriti-vos, en sentido estricto, pero dado su alto poder edulcorante, las caloríasque aportan al organismo son insignificantes por las pequeñas dosis aque se emplean. Las principales propiedades de los edulcorantes intensosson:


— Alta intensidad de dulzor.

— Ausencia de otras propiedades tecnológicas (no son higroscópicos,no se caramelizan, no confieren textura).

— Apropiados para diabéticos.

— No carcinogénicos.

La propuesta de la Directiva Comunitaria de Edulcorantes contemplala utilización de seis edulcorantes intensos: sacarinas, ciclamatos, aspar-tamo, acesulfame-k, neohesperidina-dihidrochalcona y taumatina en di-versos productos y a dosis variables en función de éstos.

Sacarina

La sacarina es un benzoisotiazol, concretamente la o-benzosulfimida-sódica. Su dulzor fue descubierto accidentalmente por I. Remsen y C.Fahlberg cuando la sintetizaron en 1879 en la John Hopkins Universitydurante la oxidación de la o-toluenosulfonamida. Se sintetiza por dosprocesos diferentes:

— El método de Remsen-Fahlberg, que parte del tolueno.

— El método de Maumee, que parte del ácido antranílico y permiteobtenerla con mayor pureza.

La forma más usada es la sal sódica dihidratada, que tiene un elevadopoder edulcorante: 350-500 (con relación a una disolución de sacarosa al10%), aunque tiene cierto sabor residual amargo o «metálico». Es unpolvo blanco, cristalino, de punto de fusión 226-230 °C, muy soluble enagua y no afectado en solución por el bajo pH o la alta temperatura.

La sacarina se absorbe de manera lenta e incompleta (95%) en el in-testino y se excreta de forma rápida e inalterada por orina principal-mente. Algunos estudios en ratas alimentadas con altas dosis de sacarina(5% o más de la dieta) durante largos periodos de tiempo reseñaroncierto aumento de tumores de vejiga, pero posteriores estudios epide-miológicos en humanos, incluso en diabéticos, no han detectado au-


mento de riesgo (Morgan y Wong, 1985). A pesar de ello, no está permi-tida en EE UU.

No se metobiliza a ningún indicador electrófilo, ni se reabsorbe en tú-bulos renales. La saturación de la secreción renal observada en ratas a lasaltas dosis citadas no se da en el hombre con altas monodosis orales de2gr. (Renwich, 1985). El Comité Mixto FAO/OMS ha fijado una IDA pro-visional de 2,5 mg/kg de peso corporal.

En España están autorizadas las sacarinas (ácida, sódica y cálcica) enlos siguientes alimentos y dosis.

— Gaseosas y bebidas refrescantes aromatizadas: 150 ppm máximo

— Yogures edulcorados, de fruta y aromáticos.

— Productos dietéticos (para diabéticos): sin especificar dosis.

La Propuesta de la Directiva de Edulcorantes Comunitaria contemplala autorización de la sacarina y sus sales sódicas, cálcica y potásica, con elnúmero de aditivo E-954, para uso en muy diversos productos: bebidasrefrescantes, postres, cereales de desayuno, helados, jaleas y mermeladas,confites, chicle sin azúcar.

Ciclamato

El ciclamato es el ácido ciclohexil sulfámico.

Su dulzor fue descubierto accidentalmente en 1937 por M. Sveda en laIllinois University cuando investigaba las propiedades antipiréticas de losderivados del ácido sulfámico. Aunque se han propuesto numerosas mo-dificaciones del método sintético original de Audrieth y Sveda, siguesiendo éste el utilizado en la actualidad: la sulfonación de la ciclohexila-mina con ácido clorosulfónico.

La forma más usada es la sal sódica, que tiene un poder edulcorantede 30-50 y carece de sabor residual amargo. Es un polvo blanco, cristali-


no, muy soluble en agua, no afectado en solución por el bajo pH o la altatemperatura.

Aproximadamente el 40% del ciclamato ingerido se absorbe en el in-testino y se elimina inalterado por la orina. El resto se metaboliza par-cialmente a ciclohexilamina, capacidad que varía de un individuo a otrosiendo el promedio del ciclamato no absorbido del 30%, (Vettorazzi,1986). Esta metabolización la lleva a cabo la microflora intestinal. Se eli-mina principalmente por la orina, aunque una pequeña parte es bio-transformada por desaminación e hidroxilación del anillo antes de laexcreción, (Drasar et al., 1972).

Algunos estudios en ratas catalogaron la ciclohexilamina como agen-te inductor de cáncer de vejiga; no obstante, más de treinta estudios pos-teriores no han mostrado carcinogenicidad en el hombre y los estudios si-guientes se han centrado en los efectos sobre la reproducción (Ferrando,1981). El comité mixto FAO/OMS ha fijado una IDA de 11mg/kg de pesocorporal.

Igual que con la sacarina, la Directiva de Edulcorantes Comunitariacontempla la autorización del ciclamato y sus sales sódicas y cálcicas, conel número de aditivo E-952 para uso en muy diversos productos, comobebidas refrescantes, sidra y perry, postres, cereales de desayuno, mer-meladas y jaleas, helados, confites o chicle sin azucar entre otros.

Aspartamo

El edulcorante aspartamo es el éster metílico del dipéctido L-aspartil-L-fenilalanina y se metaboliza generando dos aminoácidos. Su dulzor fuedescubierto accidentalmente cuando, en 1965, investigadores de Searle yCo. sintetizaban el tetrapéptido terminal de la gastrina y observaron queel resto L-aspártico era fundamental para el dulzor pero que el resto L-fe-nilalanina era modificable sin pérdida de dicho dulzor (Mezur et al.1969). También quedó patente la importancia decisiva de la configura-ción espacial ya que los isómeros DD, DL y LD no son dulces (Cramer eIkan, 1977).

Se sintetiza a partir del ácido aspártico y del éster metílico de fenilala-nina, bien por síntesis química con la que se obtienen otros productos se-cundarios, o más específicamente por síntesis enzimática. Ésta a su vez sepuede llevar a cabo con determinadas cepas de bacterias para obtener elaspartamo, o con termolisina inmovilizada a papaína para obtener un pre-cursor del mismo.


Es un polvo blanco, cristalino, con el punto de fusión a 196 °C y unpoder edulcorante de 120-200 (135 respecto a una disolución de sacarosaal 10%); no deja sabor residual ya que en su punto isoeléctrico su solubi-lidad es mínima (1%). En ella, en la solubilidad, influyen bastante el pH yla temperatura; su estabilidad es máxima a bajas temperaturas y valoresde pH igual a 4. La degradación se hace por hidrólisis del enlace éster me-tílico, bien por la ruptura de la unión peptídica o por un reacomodo in-tramolecular, que da origen a la dicetopiperidina. Esta inestabilidad pue-de limitar una de sus potenciales aplicaciones.

La molécula de aspartamo no se absorbe directamente sino que semetaboliza, como cualquier dipéptido, y son los productos de la hidrólisislos que se absorben. Su catabolismo, aumenta por tanto los niveles plas-máticos de fenilalanina, pudiendo causar problemas a personas aquejadasde fenilcetonuria.

La fenilcetonuria es una enfermedad originada por la carencia com-pleta o deficiencia de la enzima hidroxilasa de la fenilalanina del hígadoque transforma la fenilalanina en tirosina; la acumulación de la fenilala-nina o de sus derivados en la sangre, provoca una mielización deficientedel cerebro ocasionando retraso mental.

Se ha constatado no obstante, que con las ingestas normales de con-sumo de aspartamo no se incrementa la fenilalanina plasmática hasta ni-veles tóxicos para estos pacientes y que ingestas muy superiores a la es-perada, no producen niveles tóxicos para sujetos normales.

Por otra parte, la dicetopiperacina, que se halla en el aspartamo co-mercial al 1,5% como máximo, se asoció a la aparición de pólipos uterinosen ratas. Aunque posteriores estudios no lo han podido confirmar, lo quesí han revelado éstos es que el metabolito principal de la dicetopiperacinaes la fenilacetilglutamina, que normalmente está presente en la orina comoconsecuencia del metabolismo de la metilalanina (Beerens 1981).

El Comité Mixto FAO/OMS ha establecido para el aspartamo y la di-cetopiperacina una IDA de 40 y de 7,5 mg/kg de peso corporal, respecti-vamente. En España actualmente se autoriza en gaseosas y bebidas re-frescantes aromáticas, (a dosis de 600 ppm máximo) y en alimentosdietéticos, en dosis tales que su consumo no suponga una ingesta diariasuperior a 40mg/kg de peso corporal. Es también preceptivo, que en losenvases figure junto al contenido en aspartamo por unidad, la siguientemención: Edulcorante artificial aspartamo, no apto para fenilacetonuricos.

La Propuesta de Directiva de edulcorantes comunitaria contempla laautorización del aspartamo, con en número de aditivo E-951, el sorbitol o


ciclamato entre otros para su uso en muy diversos productos, como lasconfituras dietéticas la cuales llevan también leyendas como «sin azúcarni fructosa añadidos».

4.10.5. Proteínas naturales de alto poder edulcorante

El afán de obtener compuestos edulcorantes naturales capaces desustituir a la tradicional sacarosa, ha llevado a identificar varias proteínasque, entre otras propiedades, dan sensación de dulzor. Las principalesson, monelinas, taumatinas y miraculina.

Monelina

Es un complejo proteínico con un peso molecular de aproximada-mente 11.500 y con un punto isoeléctrico de 9,03. Se extrae de la bayamenispermacea Dioscoreophillum cumminsii. No contiene histidina ni hi-dratos de carbono y sus cadenas polipeptídicas A y B, formadas por 44 y50 aminoácidos respectivamente, están unidas por enlaces no covalentes.Estas cadenas cuando están aisladas no son dulces, pero su recombina-ción regenera poco a poco este sabor aunque nunca se llega a alcanzar laintensidad de sabor de la proteína natural.

Es soluble en agua, y se desnaturaliza tanto con tratamientos térmicosintensos como a valores de pH extremos. Su poder edulcorante es apro-ximadamente 2.500 veces el de la sacarosa y la sensación de dulzor sepuede mantener en la boca hasta 60 minutos. Actualmente, no tiene unaaplicación comercial.

Taumatina

Se encuentra en el llamado katemfe, que es la parte gelatinosa que cu-bre las semillas o los frutos de una planta africana conocida como Thau-matococcus danielli; se han aislado dos fraccionas denominadas tauma-tina I y II, ambas con un peso molecular de 21.000. Tienen 207aminoácidos, de los cuales muchos son básicos por lo que el punto isoe-léctrico es 11,7 o más. En su estructura primaria hay cinco grupos de tri-péptidos idénticos a los que se encuentran en la monelina. Es muy solubleen agua y contiene en la molécula ocho enlaces disulfuro que le confierenuna alta resistencia a la desnaturalización térmica.

Su poder edulcorante es de más de 1.600 veces el de la sacarosa y nodeja sabores o resabios extraños como los que se perciben con la sacari-


na. Tiene también la peculiar característica de reducir hasta 10 veces elumbral de captación de los sabores frutales y de menta. Se utiliza cadavez más en algunos paises europeos como aditivo edulcorante comercial.

Miraculina

La miraculina es una glucoproteina con un peso molecular de 44.000,que se extrae de la pulpa de la fruta tropical Synsepalum dulcificum concarbonato sodico a un pH de10,5. En forma pura no tiene sabor perocuando se ha consumido, transforma la percepción de los compuestosácidos en muy dulces. Así por ejemplo, el zumo de limón sabe a zumo delimón dulce cuando la boca se ha enjuagado con una solución de mira-culina; ésto se debe probablemente a que se une a los receptores de loscorpúsculos gustativos y modifica su función. Tiene el gran inconve-niente de que se desnaturaliza rápidamente por lo que hoy día tampocotiene aplicaciones comerciales.

4.10.6. Otros edulcorantes menos frecuentes

Dentro de este apartado, se han agrupado aquellos edulcorantes queson difíciles de estudiar por encontrarse en concentraciones muy reduci-das. Entre ellos citaremos:

Esteviósid

Glucósido formado por una molécula de esteviol, a la que a través de ungrupo hidroxilo del carbono número 13, se le une la soforosa. Se extrae delas hojas de la Stevia Rebaudiana, planta originaria del Paraguay. Llega a serhasta 300 veces más dulce que la sacarosa pero su elevado precio limita suuso. Tiene muchas posibilidades de ser utilizado en un futuro próximo.

Glicirrina

La glicirrina o ácido glicírrico tiene la estructura de saporina, se en-cuentra en la raíz del regaliz (glicirrina glabra), del que es el principio ac-tivo más importante. Éste, es el diglicurónido del ácido glicirrétinico. Tan-to la forma ácido como la sal, consumidas en altas concentracionesincrementan la presión sanguínea y favorecen la retención de agua y decloruro sódico. Por su similitud molecular con la cortisona, es un edul-corante poco usado.


Dihidrocalcona

Es el último de los compuestos que citaremos de este grupo. Deriva delas flavonas del citrus y posee un sabor dulce relativamente puro que sepercibe lentamente, el cual persiste un cierto tiempo.

4.11. OTROS GRUPOS DE ADITIVOS

4.11.1. Levaduras químicas

Se les llama así a aquellos compuestos químicos que sustituyen a laslevaduras naturales y resultan mucho más económicos. Se preparan paraliberar gas en el seno de una masa o pasta en condiciones adecuadas detemperatura o humedad, con el objetivo de levantar y ahuecar la masa.

Los más utilizados son el bicarbonato sódico y los carbonato y bicar-bonato amónicos; los dos últimos liberan dióxido de carbono con el calor,pero el primero necesita un medio ligeramente ácido. Observando las eti-quetas de algunos productos de bollería, podremos leer cómo se le haañadido bicarbonato sódico (E-500) para sustituir a la levadura, y unacidulante que facilitará el desprendimiento de CO2.

4.11.2. Aditivos no incluidos en los grupos anteriores

Finalmente para concluir con los aditivos, hay otros tipos que se en-globan en un grupo común, como son los almidones modificados, losblanqueantes y los clarificantes.

Los almidones modificados: Son aquellos cuyas propiedades se hanmejorado a fin de adaptarlos lo más convenientemente a las necesidadestecnológicas del procesado de los alimentos. Pueden ser aditivos estabi-lizantes, emulsionantes o espesantes y utilizarse para sales, lípidos y pro-ductos con distinto pH; es decir se puede disponer de un almidón modi-ficado para cada necesidad.

Dependiendo del modo de preparación, se les conoce como almidoneslevemente hidrolizados, pregelatinizados, entrecruzados u oxidados y cuyouso está sujeto también a la legislación vigente.

Los aditivos blanqueantes y clarificantes se usan para las harinas ypara eliminar las turbideces de salsas, entre otras muchas aplicaciones.


El tratamiento térmico o congelado de los vegetales suele producir ex-cesivo reblandecimiento porque modifica su estructura molecular, dán-dole un aspecto pastoso que lo haría poco apetecible para el consumo;por ello, se utilizan sustancias químicas endurecedoras como el sulfatoalumínico potásico con el que se mantiene la textura dura y crujiente delos pepinillos en vinagre por ejemplo. También hay ceras que tienen di-versos usos como, el recubrimiento de la superficie de envases para con-servas entre otros. Todos ellos contribuyen a hacer posible nuestra formaactual de alimentarnos.


Tema 5

LA QUÍMICA EN LA MEJORA DE LA CALIDAD NUTRITIVA

DE LOS ALIMENTOS

M. Magdalena Gálvez Morros


5.1. El etiquetado nutricional5.2. Alimentos mejorados en su calidad nutritiva5.3. Contribución de la química a la creación de nuevos alimentos5.4. Bibliografía

5.1. EL ETIQUETADO NUTRICIONAL

La antigua teoría que decía que existía un único principio nutritivo enlos alimentos mantenida hasta el siglo XVIII, fue rebatida por los primerosquímicos que se dedicaron a analizarlos. Sorprende ahora la fecha rela-tivamente reciente, de la apertura del primer laboratorio oficial de análi-sis de alimentos que se monta en Weede (Alemania) en 1860.

Se analizan entonces por primera vez de forma científica los compo-nentes de los alimentos. W. Hanneberg y F. Stohonneman, sus primerosdirectores, desarrollaron el primer procedimiento para la determinaciónde tales componentes. Se dividía la muestra en porciones para analizarpor separado humedad, grasa, cenizas y nitrógeno.

En una primera porción, se analizaba el contenido en nitrógeno y, conel valor obtenido, multiplicado por 6,25 que es el factor medio en el que elnitrógeno se encuentra en las proteínas, se obtiene el contenido de pro-teínas.

En otra porción se efectuaba una digestión, ácida primero y alcalinadespués, imitando la digestión natural en el estómago e intestino, lla-mando al residuo no disuelto fibra bruta. La porción restante, despuésde descontar humedad, grasa, cenizas y proteínas denominada extractolibre de nitrógeno, se creía que representaba los hidratos de carbono. Deestos análisis, quedan definidos entonces los componentes de los ali-mentos en:

— Macronutrientes: Proteínas, Grasas e Hidratos de carbono.

— Micronutrientes: Minerales y Vitaminas.

— Residuo de fibra alimentaria.

Modernamente el análisis instrumental, con la cromatografía, es-pectrometría y otras Técnicas abanzadas, permite que los actuales la-boratorios puedan analizar exactamente la composición en macro y mi-cronutrientes de los alimentos, de tal forma que dietistas yconsumidores pueden diseñar la dieta equilibrada ideal adaptada acada individuo.

La moderna legislación obliga a facilitar al consumidor la composi-ción de los alimentos elaborados y a incluir los resultados en el etiqueta-do nutricional con objeto de que éste, le permita conocer las caracterís-ticas nutricionales de los alimentos, qué cantidad en nutrientes contiene,cuantas calorías proporciona y otros datos importantes que permitanconsumirlos de forma adecuada a sus gustos y necesidades. Sin embargopocos consumidores leen este etiquetado nutricional del que pueden ob-tenerse interesantes datos.

Asimismo está legislado, que todos los productos alimenticios queno se venden a granel deben llevar este etiquetado con una informaciónbásica en la que se indique:

— Denominación.

— Composición entre paréntesis.

— Qué son los llamados «cuatro grandes»: kilocalorías totales, proteí-nas, grasas e hidratos de carbono.

— Calorías que aporta el producto por cada 100 g si es sólido, o porcada 100 mL si es un líquido.

— Cantidad de nutrientes que tiene el producto en volumen o peso(por cada 100 g o por cada 100 mL).

— Fecha de consumo preferente.

— Vitaminas y minerales cuando el producto contiene al menos un15% de la cantidad diaria recomendada (CDR).

Un etiquetado así, puede capacitar al consumidor para la elección deuna dieta adecuada a sus necesidades.

5.2. ALIMENTOS MEJORADOS EN SU CALIDADNUTRITIVA

La química, además de analizar los alimentos, puede mejorar su cali-dad nutritiva modificando su contenido proteico, su contenido graso,


sus hidratos de carbono o sus micronutrientes para adecuarla a las dife-rentes necesidades dietéticas de cada individuo.

Algunos ejemplos de alimentos cuya composición natural ha sidomodificada para adecuarla a las necesidades dietéticas de los diferentesconsumidores la veremos a continuación.

Leche desnatada o semidesnatada

Aunque el contenido normal de grasa en la leche de vaca es de 3,5 a4,5 g/100mL, siendo el mínimo que exige la legislación para la leche en-tera del 3,2% de grasa, una misma marca comercializa varios tipos de le-che con diferente contenido en grasa.

Así, a la leche semidesnatada se le extrae grasa hasta dejar una con-centración de 1,55 g/100mL (la legislación admite un mínimo de 3,2% yun máximo de 1,8% para este tipo de leche). A la desnatada se le extrae lagrasa hasta que queda una concentración de 0,2 g/100mL, siendo el má-ximo que admite la legislación del 0,3%.

Leche maternizada

Es leche enriquecida en lactosa y con el resto de azúcares en la com-posición y porcentaje de la leche de mujer.

Alimentos enriquecidos con ácidos omega-3

Los ácidos omega-3 como el eicosa pentaenoico (EPA) y el docosahe-xanoico (DHA) son ácidos grasos esenciales, e imprescindibles para la sín-tesis de las prostaglandinas. Al no poder ser sintetizados por el hombre nilos animales en su metabolismo, hay que tomarlos necesariamente de losalimentos. El nombre de omega-3 proviene de que tienen un doble enlaceen el tercer carbono más próximo al grupo funcional, además de otros do-bles enlaces en otras posiciones. También son esenciales los omega-6como el ácido linoleico. Desde hace pocos años, concretamente desdemarzo de 1996, se comercializan por ejemplo los huevos enriquecidos conDHA. Este ácido graso destaca por diversas propiedades entre las que po-demos citar que:

— Mantiene el equilibrio de las grasas en la sangre

— Impide la agregación plaquetaria, por lo que incide favorablementeen caso de riesgo cardiovascular y

LA QUÍMICA EN LA MEJORA DE LA CALIDAD NUTRITIVA DE ALIMENTOS 273

— Se trata de un lípido fundamental para el desarrollo y funciona-miento del sistema nervioso central.

Como ya se ha indicado, debe ser aportado a través del consumo deproductos ricos en este tipo de lípidos, como el pescado azul.

Hace unos años, se utilizaba el aceite de pescado como complementode piensos de las gallinas con el fin de enriquecer los huevos en DHA,pero tenía el inconveniente de que el producto tomaba el sabor a pescadoy además se necesitaban una serie de procesos químicos y de refina-miento que encarecían notablemente la producción. Afortunadamente,una compañía estadounidense descubrió el tipo de alga que posee un altocontenido en DHA, y actualmente se utiliza como parte del pienso de lasgallinas.

Gracias a los avances tecnológicos, hoy día también se añaden estosácidos grasos a galletas, margarinas, productos lácteos, patés de hígadode cerdo y salchichas de ave, además de huevos, (Figura 5.1). Pero aligual que sucede con todos los alimentos que poseen una cantidad mayorde determinados nutrientes, el abuso puede resultar perjudicial. De he-cho, el exceso de DHA en el organismo puede provocar defectos en la coa-gulación de la sangre.

La cantidad diaria recomendada de estos lípidos para la poblaciónadulta se sitúa en torno a 1,25 gramos (para los niños un poco más).

En el caso de la leche, la legislación, al haber cambiado su composi-ción respecto a la suya inicial, prohíbe aplicarle el nombre de leche. Elproducto que se comercializa está elaborado a partir de leche desnatadaa la que se han incorporado, ácido oleico procedente del aceite de oliva,ácidos graso omega-3 (de origen marino) y vitamina E.

Los ácidos grasos omega-3 y oleico que contiene el aceite de oliva, in-ciden positivamente en todos los factores de riesgo asociados a la patolo-gía cardiovascular. Mejoran el perfil lipídico elevando el colesterol bueno(HDL), reduciendo tanto el colesterol malo (LDL) como los triglicéridos,evitan la oxidación de las grasas que posteriormente dan lugar a la placade ateroma y facilitan el funcionamiento del endotelio vascular y de lamembrana celular.

Los peces son los únicos vertebrados que pueden sintetizar estoscompuestos y por tanto la mejor forma de asegurarse este aporte es co-mer pescado prácticamente todos los días.


En definitiva, limpian las arterias y las mantienen flexibles, previ-niendo de esta forma el infarto y los accidentes cerebro-vasculares. Asi-mismo, reducen la presión arterial, mejoran la glucemia y ayudan a evitarla obesidad, factores que también elevan el riesgo coronario.

Este tipo de alimentos será necesario para personas con riesgo de infar-to por acúmulos de colesterol, pero por otra parte no deberá ser consumidopor personas que no sean propensas a esta patología ya que comunicará unafluidez a la sangre que podría alterar el mecanismo de coagulación.

Las dietas pobres en grasas saturadas y abundantes en lípidos mo-noinsaturados y del tipo omega-3 pueden ayudar también a prevenir tu-mores de mama, próstata y colon, según los datos de varios experimentos.


FIGURA 5.1. Diversos productos enriquecidos.

Pan o maíz enriquecidos con lisina

Los cambios de composición pueden hacerse para aumentar el valorbiológico relativo del contenido proteico de un alimento, por ejemplo elcaso del pan enriquecido con lisina.

No todas las proteínas son igualmente útiles para alimentación hu-mana, cada proteína tiene un valor biológico relativo (VBR) para la espe-cie humana, que dependerá de la composición aminoacídica de sus ca-denas. Las proteínas más eficaces para el hombre serán aquellas quecontengan los mismos aminoácidos que los de las proteínas humanas yen similar porcentaje. La falta o escasez de algún aminoácido interrumpela síntesis proteica y hace que no puedan ser utilizados los otros, dismi-nuyendo así el valor biológico de la proteínas.

Las proporciones relativas de aminoácidos requeridas por los niñoslactantes se aproximan mucho a la composición aminoacídica de la lechehumana y del huevo, por lo que se toma como estándar (100) para deter-minar el valor biológico de las otras.

Las proteínas de la harina de trigo o maíz tienen un VBR bajo, (solo60), debido a que son bajas en algunos aminoácidos limitantes, como la li-sina o el tiptófano. En poblaciones cuya alimentación fundamental es elpan, un enriquecimiento del mismo con estos aminoácidos, contribuiríaen gran medida a cubrir las necesidades proteicas de la población.

Tratamiento alcalino de las proteína

El tratamiento con álcalis aumenta también en muchos casos el valorbiológico relativo (VBR) de las proteínas. Un ejemplo curioso del apro-vechamiento de las proteinas del maíz, se describió en un estudio antro-pológico publicado por Katz et al. en la revista Science (184, 765, 1974).

Estos investigadores llegan a la conclusión de que la supervivencia dealgunas tribus precolombinas, se debe a que utilizaban para la elabora-ción de las tortillas de maíz, base de su alimentación, el maíz con un tra-tamiento térmico- alcalino.

La preparación de este cereal se hacia en las tribus que sobrevivieroncon el proceso conocido en Méjico con el nombre de nixtamalización, pa-labra india que derivada de nixtlique significa ceniza de cal y tamalli quesignifica masa de maíz. El proceso consistía en cocer los granos de maízcon agua y cal (1-3%) durante 30 minutos previamente al proceso demolienda y elaboración de la harina.


El maíz nixtamalizado tiene un (VBR) superior al maíz crudo. En esteúltimo, el triptófano está en forma inaprovechable y las lisina y niacina seencuentran ligadas, por lo cual no se pueden aprovechar. Con el trata-miento se liberan la lisina y el triptófano y aumenta el (VBR). Además, alliberarse la niacina y el triptofano, su precursor natural, se evita la Pela-gra, enfermedad que también se llama de las «3D»;porque produce: Der-matitis, Diarrea y Demencia. Esta enfermedad ha sido endémica en po-blaciones de la península del Yucatán y algunas regiones de India yÁfrica.

5.3. CONTRIBUCIÓN DE LA QUÍMICA A LA CREACIÓNDE NUEVOS ALIMENTOS

La aplicación de la química ha contribuido también a crear nuevosalimentos con ventaja económica sobre los naturales. Veamos solo algu-nos ejemplos:

Grasas modificadas

Las grasas son sólidas a temperatura ambiente debido a su constitu-ción molecular fundamentalmente saturada, mientras que la presencia enlos aceites de abundantes dobles enlaces hace que disminuya su punto defusión. De este hecho se saca partido para trasformar aceites en grasa.

Fue Hippolyte Mege-Moutries un químico francés, el primero queconsiguió en 1900 esta trasformación, que hoy en día se hace continua-mente a escala industrial, para obtener margarinas con el doble objetivode producir una mantequilla barata y exenta de grasas animales. El su-cedáneo de la mantequilla (margarina) se preparó removiendo aceites ve-getales con gas hidrógeno en presencia de un catalizador de níquel atemperaturas entre 140 y 200 °C.

La hidrogenación de los dobles enlaces de un aceite insaturado con-ducirá a su trasformación en una grasa saturada con punto de fusión máselevado y consistencia más sólida a temperatura ambiente.

El aceite de palmiste o coco que ya son de consistencia semisólida atemperatura ambiente se endurecen fácilmente hasta la consistencia de lamargarina con la hidrogenación total o parcial.

Cada grasa tiene un determinado margen de fusión y en el estadio detransición entre su estado totalmente sólido o fundido contiene tanto


componentes líquidos como sólidos. El contenido en sustancias sólidas(SFC) es un índice importante para cada una. Hay algunas que se man-tienen parcialmente fundidas dentro de un mayor margen de temperatu-ras y son las que se utilizan para la fabricación de determinados tipos demargarina que aunque se queden largo tiempo en nevera, se conservan enperfectas condiciones para ser extendidas.

Otras, con margen de fusión más limitado se utilizan en pasteleríapara rellenos cremosos y deben tener unas características determinadas;por una parte no deben aportar componentes oleosos al pastel ni poseeruna consistencia demasiado blanda para que al manejar o comer el pastelse pueda escapar la crema y, por otra, deben entrar rápidamente en fu-sión con la temperatura del cuerpo para que se derritan sobre la lengua yliberen su buen aroma.

Esto se consigue con aceites de palmiste o coco, de ahí, la gran de-mando que hay de ambos en el mercado. La fracción de cuerpos grasossólidos puede aumentarse con hidrogenación total o parcial sin que porello se eleve excesivamente el punto de fusión.

En la etiqueta de ciertas margarinas, está indicando además de su ori-gen, Aceites y grasas vegetales parcialmente deshidrogenadas, el porcentajeque tienen de ellas. Así, el contenido en grasa de la margarina light es del40% y el de la normal 61%.

Proteínas extruidas

Las proteínas son el principio inmediato en los alimentos de mayorvalor económico, sobre todo las proteínas de la carne y el pescado de es-tructura típica fibrosa.

La producción de proteínas de carne en el mundo es sólo el 30% de laproteína total consumida, el restante 70% es proteína vegetal de estruc-tura globular (50% de cereales y 20% de semillas oleaginosas); esta últimacon un coste de producción mucho menor.

Por reacciones químicas de texturización es posible cambiar la es-tructura globular de las proteínas vegetales y trasformarlas en fibrosas, esdecir se pueden trasformar proteínas caras en proteínas baratas.

Se entiende por texturización el proceso mediante el cual se consigue eldespliegue y desdoblamiento de la estructura terciaria de las proteínas ve-getales de tipo globular para conseguir el alineamiento de las proteínas fi-brosas.


En la (Figura 5.2), se esquematiza la reacción de texturización o des-naturalización que tiene lugar en las proteínas de soja durante el procesode fabricación de proteínas extruidas, las cuales se usan como sustitutivode la carne por resultar mucho más económicas y con el mismo valor nu-tritivo.

FIGURA 5.2. Formación de cadenas fibrosas a partir de proteínas globulares de soja.

El primer paso es un desdoblamiento de las cadenas proteicas proteí-nas naturales que se consigue con la adición de un álcali o con un au-mento de temperatura, seguido de un rearreglo de los grupos sulfhidriloy disulfuro y finalmente la orientación longitudinal de las cadenas, debi-do a la acción de un ácido y a la fuerza mecánica que proporciona la ex-trusión.

Surimi

El pescado es otro ejemplo de proteínas caras, y, sin embargo, el con-sumo de pescado en el mundo podría duplicarse sin incrementar dema-siado el precio en el caso de que se explotaran otros recursos; especies nohabituales y pescado picado. Mucho está haciéndose al respecto peropodría hacerse mucho más, el surimi es un ejemplo de esta posibilidad.

Surimi es una palabra japonesa que significa músculo picado y escomo su nombre indica músculo de pescado, lavado, pasado a través deun tamiz añadiéndole aditivos y generalmente congelado.

El surimi no es un alimento en sí, sino una base proteica que sirvepara la fabricación de una serie de alimentos entre los que ocupa un lugardestacado los sucedáneos de marisco.

Se vende en todo el mundo, principalmente comercializado por em-presas japonesas, coreanas, tailandesas y chilenas. En España, a partir deél, se hacen patas de cangrejo rebozadas, filetes empanados, albóndigas ypalitos de cangrejo entre otros, tal como vemos en la (Figura 5.3).


FIGURA 5.3. Pasta de cangrejo rebozada, filetes empanados, albóndigas, palitos decangrejo y otros sucedáneos de mariscos elaborados con Surimi.

Todo esto, son sólo algunos ejemplos, pero podrían darse muchosmás, que prueban lo que la investigación, en este caso la química, puedehacer por la humanidad. Cerrar los ojos a sus avances es renunciar al pro-greso y creemos que los científicos actuales no solo tienen que investigarsino también comunicar y ayudar a conocer al publico en general la uti-lidad de los avances de la Ciencia.

Queremos terminar con la misma frase con la que termina HenriBraconnot su libro Memoire sur le Caséum et sur la lait (1830), uno de losprimeros publicados de Tecnología alimentaria.

...«Lo que he dicho prueba que la verdadera Ciencia es la que nosenseña a aumentar nuestro bienestar obteniendo el mejor partido de to-dos los bienes de la naturaleza»


5.4. BIBLIOGRAFÍA

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9 788436 250169

35256

ISBN: 978-84-362-5016-9

uned la química en la vida cotidiana

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