• INTRODUCCIà N ♦ PROPIEDADES ORGANOLà PTICAS Las propiedades organolépticas de los alimentos, materias primas alimentarias, cosméticos, especialidades de uso oral, y otros, tienen un efecto determinante sobre su consumo y éxito comercial. De aquÃ− la necesidad de estudiar, definir y evaluarlas correctamente. Las propiedades descritas como organolépticas son: Gusto  â

Sabor

Olor Color  â

Aspecto

Textura Existe una gran confusión en la descripción de estas propiedades y se emplean múltiples matices en su indicación: Hedor, olor, aroma, fragancia, perfume â

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Desfavorable Favorable Las palabras empleadas para describir los olores, el gusto, el color, la textura, etc., implican apreciaciones de valor cualitativo y cuantitativo. Hay que resaltar que la respuesta organoléptica es debida a combinaciones de sensaciones quÃ−micas percibidas, por ejemplo en el gusto por los receptores situados en la lengua y el paladar, de moléculas esencialmente no volátiles y en el olor sensaciones obtenidas por interacción con los receptores olfativos, extendidos en los pasajes nasales y es debido básicamente a las sustancias volátiles. Existe una gran confusión en la determinación y en la descripción de las propiedades organolépticas. Por ejemplo algunas personas emplean indistintamente palabras como gusto, sabor, olor, aroma, perfume, sin un empleo conceptual único para las mismas. Para estandarizar estas definiciones y facilitar nuestro trabajo hemos adoptado las siguientes: SABOR = GUSTO + OLOR ASPECTO = TEXTURA + COLOR La definición de sabor y aspecto es arbitraria ,pero necesaria , para evitar la confusión inherente al estudio de estas propiedades, y adoptar unos criterios consistentes en su evaluación. Las sensaciones quÃ−micas recibidas por los diferentes receptores están condicionados por aspectos culturales, familiares, psicológicos, religiosos, y de muy diferente Ã−ndole (como indica el diccionario: 1

condición e inclinación natural propia de cada uno). Como es lógico, la evaluación de el sabor y la textura, es realizada mediante paneles de prueba especÃ−ficamente entrenados para la determinación y apreciación de sabores y aspecto de determinados productos. Los paneles son difÃ−ciles de constituir y de mantener y la tendencia actual es de sustituir o por lo menos complementar los paneles por métodos no sensoriales, como puede ser en el caso del olor por cromatografÃ−a de gases y descripción sensorial sistemática por expertos. Los métodos actuales en quÃ−mica del sabor son limitados, y tecnológicamente no demasiado avanzados. La evaluación por paneles como hemos expresado anteriormente debe estar dirigida al sujeto concreto. • EL GUSTO Como se ha indicado anteriormente la percepción del gusto se efectúa en las papilas gustativas situadas en la lengua y en el paladar. Las sustancias no tienen en general un sabor único: lo que se percibe suele ser una sensación compleja originada por uno o más de los gustos básicos: ácido, salado, dulce y amargo. Los productos que presentan gustos ácidos, salados y dulces permiten ,en general, establecer reglas asociadas a las funciones quÃ−micas o a la estructura quÃ−mica del producto. Los gustos salinos provienen en general de sales inorgánicas; los gustos dulces pueden predecirse a partir de la estructura quÃ−mica; los gustos ácidos están definidos por funciones carboxÃ−licas en producto orgánicos y en el gusto caracterÃ−stico de los ácidos inorgánicos. El gusto amargo no obedece a reglas y en general suelen presentarse gustos amargos en estructuras quÃ−micas muy dispares. Sin embargo, en aminoácidos y péptidos de bajo peso molecular existen reglas bastante bien documentadas para predecir el gusto. Como curiosidad señalaremos que el gusto amargo en bajas concentraciones sirve para resaltar o mejorar el sabor de los alimentos y en ciertos casos como medida de la calidad.  a)El gusto dulce Existe históricamente la idea de que el sabor dulce esta asociado a los grupos hidroxilo (-OH) debido a que su presencia es caracterÃ−stica en los azúcares. Sin embargo, los compuestos polihidroxilo varÃ−an grandemente en capacidad edulcorante, y muchos aminoácidos, algunas sales metálicas, y otros compuestos no relacionados, como el cloroformo (CHCl3) y la sacarina, son también dulces. Se ha propuesto una teorÃ−a ampliamente comprobada para describir y/o determinar el sabor dulce: teorÃ−a de la unidad AH/B o unidad sápida. La unidad sápida se consideró inicialmente como la combinación de un protón H de enlace ligado covalentemente y un orbital electronegativo situado a una distancia del protón de unos 3 à . AsÃ− pues, son esenciales para que una molécula tenga sabor dulce la existencia de átomos electronegativos vecinales. Además, uno de los átomos debe poseer un protón H de enlace. Los átomos de oxÃ−geno, nitrógeno y cloro frecuentemente juegan este papel en las moléculas dulces y los átomos de oxÃ−geno del grupo hidroxilo pueden cumplir la función AH o B de la molécula. A continuación se indican relaciones AH/B sencillas para el cloroformo (I), sacarina (II), y glucosa (III). Se ha añadido a la teorÃ−a AH/B una tercera caracterÃ−stica para ampliar su validez a las sustancias intensamente dulces como la aspartama. Esta adición incorpora a las moléculas dulces regiones lipofÃ−licas estereoquÃ−micamente apropiadas, designadas como γ, las cuales son atraÃ−das por regiones lipofilicas similares del receptor gustativo. Las porciones lipofÃ−licas de las moléculas dulces son 2

frecuentemente grupos metileno (-CH2-), metilo (-CH3), o fenilo (-C6H5). La estructura dulce completa esta geométricamente situada de tal modo que se produce el contacto triangular de todas las unidades activas (AH, B y γ ) con la molécula del receptor para las sustancias intensamente dulces. Los cambios de la estructura y estereogeometrÃ−a de las moléculas dulces conduce a una pérdida o supresión del sabor dulce o la inducción del sabor amargo. Para la determinación estándar de gusto dulce se emplea usualmente glucosa. b)El gusto amargo El amargor se asemeja al dulzor debido a su dependencia de la estereoquÃ−mica de las moléculas que desencadenan el estÃ−mulo; las dos sensaciones son puestas en marcha por caracterÃ−sticas similares de las moléculas, haciendo que algunas moléculas produzcan ambas sensaciones amarga y dulce, incluso simultáneamente. Si bien las moléculas dulces tienen que poseer dos grupos polares que pueden ser complementados con un grupo no polar y un grupo hidrófobo. Sin embargo, la mayorÃ−a de las sustancias amargas poseen una unidad sápida AH/B idéntica a la de las moléculas dulces, asÃ− como el grupo hidrófobo. La orientación de las unidades AH/B en la cavidad del receptor proporcionan la discriminación entre dulce y amargo. Si la geometrÃ−a de la molécula permite orientarse en ambas direcciones la molécula darÃ−a respuesta amargo-dulce. Este modelo describe adecuadamente la respuesta dulce-amarga de los aminoácidos en los cuales los isómeros D son dulces y los isómeros L son amargos. Las sales amargas poseen un mecanismo de recepción diferente relacionado con la suma de los diámetros iónicos de los componentes aniónicos y catiónicos de la sal. Las sales con diámetros iónicos inferiores a 6,5 à tienen un gusto puramente salino (LiCl = 4,98 à , NaCl = 5,56 à y KCL = 6,28 à ). Cuando aumentan los diámetros iónicos (CsCl = 6,96 à y CsI = 7,74 à ), las sales resultan cada vez más amargas. El cloruro de magnesio (8,50 à ) es por tanto muy amargo. Para la determinación estándar de gustos amargos se emplean usualmente cafeÃ−na y quinina. c)Gusto salino y ácido El cloruro sódico (NaCl) es el representante clásico del sabor salado, junto con el cloruro de litio (LiCl). Las sales tienen sabores complejos, que combinan gustos dulce, amargo, ácido y salino. El mejor ejemplo de ello es el hecho experimentalmente comprobado de que la sal común en concentraciones bajas es dulce y no salada. La complejidad del gusto de las sales hace que a veces no sea posible describirla empleando los gustos básicos y se empleen términos como quÃ−mico, jabonoso o metálico. Independientemente del mecanismo de percepción del gusto salino se conoce que los cationes causan el gusto salino y los aniones lo inhiben. Las sales inorgánicas de de sodio y litio producen únicamente sabores salinos, el potasio y otros cationes producen gustos salino y amargo. En las sales orgánicas complejas y en sales inorgánicas como polifosfatos los aniones no sólo inhiben el gusto salino sino que contribuyen al gusto por sÃ− mismos como en el caso de jabones (sales de sodio de ácidos grasos de cadena larga) o sulfatos detergentes como el lauril sulfato sódico enmascarando completamente el gusto del catión. En el gusto ácido contrariamente a la creencia popular, la acidez de una solución no parece ser determinante de la sensación ácida; más bien, otras caracterÃ−sticas moleculares poco comprendidas, parecen tener una importancia primaria (por ej., peso, tamaño, y polaridad). No se dispone de datos suficientes para determinar si los hidrogeniones (H3O+), los aniones inorgánicos u orgánicos, o las moléculas no disociadas tienen mucha influencia en la respuesta ácida. Para la determinación estándar de gustos salinos se emplea NaCl y para el gusto ácido HCl.

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Algunos términos relacionados con el gusto son: Potenciadores del sabor Los potenciadores de sabor como el glutamato monosódico, el inosinato o el guanilato se han empleado desde siempre en la preparación de alimentos (mediante productos fermentados como extracto de soja, quesos y otros) ya que contribuyen al gusto "umami" o delicioso de los alimentos cuando se utilizan a niveles que sobrepasan su umbral de detección propio y simplemente aumentan el sabor de otras sustancias. El mecanismo de actuación de estas sustancias es desconocido y sus efectos son notables y deseables para el sabor ( no sólo el gusto ) de hortalizas, productos lácteos, carnes, aves, pescados, etc. Para la determinación estándar de potenciadores de sabor se emplea usualmente glutamato monosódico. Astringencia Se le describe como una sensación seca asociada al sabor percibida, en la cavidad bucal (no en la lengua) que produce un fuerte encogimiento de los tejidos y es de ordinario debida a la asociación de taninos o polifenoles con proteÃ−nas o mucopolisácaridos de la saliva para formar precipitados o agregados fuertemente hidrófilos. Es frecuente para muchos individuos confundir o asociar la sensación astringente con el gusto amargo ya que numerosos polifenoles o taninos presentan ambos sensaciones. Algunos ejemplos de astringencia controlada presente en alimentos son el vino tinto y el té. En el caso del vino se suele reducir la presencia de taninos y polifenoles mediante la adición de proteÃ−nas de sangre (Hemoglobina) , hidrolizados de colágeno o gelatina. En vegetales o frutos vegetales como el plátano o los nÃ−speros, cuando la maduración es insuficiente aumenta la astringencia confiriendo al producto sabores no deseables. Efecto picante Existen varias sensaciones no especÃ−ficas o del trigémino neural que proporcionan una contribución importante a la percepción del sabor mediante la detección de la sensación picante, refrescante, de frÃ−o, umami o de atributos deliciosos, en los alimentos o sustancias en general. La sensación caracterÃ−stica quemante, cortante, aguijoneante que se conoce colectivamente como picante es difÃ−cil de separar de las producidas por los efectos de irritación quÃ−mica general y por los efectos lacrimógenos, que de ordinario se consideran sensaciones independientes del sabor. Existen sustancias picantes estrictamente orales (no contienen volátiles) como la pimienta negra y el jengibre, y otras como la mostaza, los rábanos, las cebollas, el ajo o especies aromáticas como el clavo que producen picor y aromas caracterÃ−sticos. Las sustancias picantes se añaden a los alimentos, en general, para aumentar su apetecibilidad y aceptación. Para la determinación estándar del efecto picante se emplea pimienta negra y blanca. Efecto refrescante Esta sensación se produce cuando ciertas sustancias quÃ−micas entran en contacto con los tejidos nasal u oral y estimulan receptores especÃ−ficos del gusto o del olor. Son ejemplo de este efecto la menta, la hierba buena o el xilitol.

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Para la determinación estándar del efecto refrescante se emplea xilitol. • OLOR La percepción del olor de los productos esta situada en las fosas nasales. Se emplean varias técnicas para evaluar olores. Además de las técnicas instrumentales que emplean cromatógrafos de gases y detectores de masas, las técnicas manuales implican el conocimiento de como los receptores perciben los olores. El gusto es menos dependiente de la intensidad, el olor es función de la interacción con los receptores olfativos y esta puede variar en intensidad (concentración), temperatura (más volátiles) y tiempo de exposición y en algunos casos la presencia de aditivos que aumentan la sensibilidad de los receptores (glutamato, inosinato, guanilato, etc.). El panelista de un ensayo de determinación de olor, puede provocar el flujo de aire a través de su nariz de forma ascendente o descendente, es decir, no sólo olemos aspirando sino también a través de la cavidad bucal se pueden percibir los olores ya sea de volátiles o de microgotas transportadas hasta los receptores del olfato.  • COLOR De las propiedades organolépticas es la que más fácilmente puede ser estandarizada su evaluación. Existen escalas de colores bien definidas que permiten comparar el color de soluciones lÃ−quidas y sólidos, y espectrofotómetros especializados en la determinación del color. No obstante se debe describir el color de los productos ya que hay matizaciones que sólo el ojo humano es capaz de hacer. Tanto en lÃ−quidos como en sólidos pueden presentarse interferencias en la percepción del color: transparencia, opalescencia en lÃ−quidos, tamaño de partÃ−cula, brillo, opacidad en sólidos. • TEXTURA La textura en sólidos en polvo y la apariencia en lÃ−quidos nos sirven para describir conjuntamente varias propiedades fÃ−sicas. La textura de los sólidos esta influida por el tamaño de partÃ−cula, la higroscopicidad del producto, el molturado, la plasticidad, etc. En los lÃ−quidos su "apariencia" varÃ−a fundamentalmente en función de sus propiedades reológicas y de su homogeneidad.  CONTRIBUCIà N DE LOS NUTRIENTES: a) ProteÃ−nas Las proteÃ−nas nativas por si mismas, no contribuyen significativamente en los sabores de los productos, pero, pueden tener una extensa influencia en la percepción de otros componentes mediante enlaces y reacciones de diverso tipo. Los productos de la hidrólisis de las proteÃ−nas, péptidos y aminoácidos son 5

considerablemente más reactivos. Los pequeños péptidos proporcionan sabores amargos y dulces. Los aminoácidos, por si mismos, no contribuyen excesivamente al sabor, pero, debido a su capacidad de reaccionar con múltiples compuestos o sufrir degradaciones oxidativas o térmicas, generan un amplio espectro de sabores.  Las reacciones de Maillard son los principales responsables del sabor y color de las proteÃ−nas. Los productos de degradación, la hidrólisis enzimática, la contaminación microbiológica en la medida de modificar, hidrolizar o degradan las proteÃ−nas, cambian las propiedades organolépticas y su digestibilidad. Los perfumes empleados en cosmética son fijados por las proteÃ−nas , que disminuyen su volatibilidad. Con olores agrios las proteÃ−nas enmascaran el olor y en algunos casos como en los embutidos de aves el agregado de proteÃ−na de soja potencia el gusto del mismo. b)Péptidos Los péptidos pueden contribuir a proporcionar sabores (gusto+olor) favorables y desfavorables. Más allá de las reacciones que puedan producirse en un medio complejo , en presencia de otros compuestos, los péptidos de 2 a 10 aminoácidos pueden en función de su carácter hidrófilo o hidrófobo presentar sabores amargos, dulces, salados y "umami" .Los péptidos hidrófilos son usualmente dulces, y los hidrófobos amargos o agrios. La estructura y composición en aminoácidos de los péptidos tiene importancia en el sabor que confieren a los alimentos. Las cadenas laterales de los péptidos y la presencia de aminoácidos básicos (arginina, histidina, etc.) como N-terminal , influyen grandemente en el sabor amargo. Un método de prever el gusto amargo es en función de la energÃ−a libre. Cuando la energÃ−a libre dividida por el número de aminoácidos de la cadena del péptido excede 1350 los péptidos son amargos: La hidrofobicidad de los aminoácidos no es la única razón de la presencia de gusto amargo. En el péptido es necesario se presenten dos sitios reactivos con los receptores del gusto, uno llamado de "enlace" y otro de "estimulación". La sustitución en cadenas peptÃ−dicas de L-aminoácidos por DL-aminoácidos reduce o modifica el gusto amargo, lo que indica la importante estereoespecificidad del gusto amargo.  c) Aminoácidos Péptidos y aminoácidos son el resultado de la hidrólisis de las proteÃ−nas. Los aminoácidos sufren diversos tipos de degradación durante la hidrólisis, formándose derivados por desaminación (-NH2) o descarboxilación, produciéndose modificaciones en la calidad nutricional de los hidrolizados y en sus propiedades organolépticas. Los aminoácidos son muy reactivos y contribuyen por diferentes vÃ−as a la generación de gustos, olores, colores, etc. Los aminoácidos puros contribuyen también al sabor por sus propios gustos individuales. La formación de sales de los aminoácidos modifica el gusto. Variaciones en el pH y la concentración o presencia de otros aminoácidos altera el sabor individual. En productos fermentados de pescado (anchoas y 6

otros) los aminoácidos libres, conjuntamente con la creatinina y nucleótidos son responsables del sabor. La glicina, glutámico, alanina y arginina son los principales contribuyentes al gusto de las carnes rebosadas y fritas. Los sabores cárnicos, los sabores a carne asada o hervida son debidos a reacciones de aminoácidos sulfurados como la cistina con carbohidratos o la serina y la treonina reaccionan con la glucosa en el tostado del café para formar pirazinas. d) Grasas Las grasas y aceites juegan un papel muy importante en el desarrollo de sabores anormales por oxidación. La autooxidación de los lÃ−pidos y otras reacciones de degradación dan lugar a la formación de aldehÃ−dos y cetonas volátiles que son los que confieren a los alimentos sabores a pintura, grasos, metálicos, a papel, a cera, etc. cuando su concentración es suficientemente alta. Sin embargo, muchos de los gustos y olores más deseables en los alimentos, proceden de concentraciones modestas de estos mismos compuestos. En los productos cárnicos, especialmente en los productos curados como el jamón, longaniza, fuet, etc., los sabores identificativos de la calidad del producto son debidos esencialmente a los compuestos de la degradación de las grasas, generados por microorganismos, autooxidación o reacciones quÃ−micas.  CRITERIOS DE EVALUACION PARA UN PANEL Lo primero es definir que queremos evaluar. La evaluación que necesitamos nos ha de permitir definir con precisión las propiedades organolépticas de los productos que fabricamos y que se consuman por vÃ−a oral. En segundo lugar para qué queremos evaluarlos? Para asegurar su aceptación y éxito comercial. En tercer lugar como evaluarlos, con que medios materiales y humanos. La primera etapa es la selección y preparación de un panel de expertos en la caracterización organoléptica de los productos que se quieran evaluar. La metodologÃ−a que se propone es la siguiente: En base a ensayos de sabores básicos, determinar el perfil sensorial de las personas que formarán el panel. Independientemente de que el ensayo se realice con sustancias sencillas como NaCl (gusto salino), cafeÃ−na (gusto amargo), HCl (gusto ácido), glucosa (gusto dulce) y glutamato (gusto umami) se efectuará el ensayo en solución lÃ−quida y se empleará un colorante adecuado (enmascarante) para destruir la asociación de ideas sabor-color-olor. Dado que nos interesa homogeneizar la descripción de gustos, olores, colores y texturas, los panelistas tendrán una respuesta guiada, es decir, referente a parámetros y descripciones precisas que se le propondrán. Ejemplo: respecto a intensidad de gusto salino: no salado, algo salado, salado, muy salado. Esta primera prueba nos permitirá señalar que personas tienen umbrales adecuados de detección de gusto y olor. Aunque la sensibilidad para gustos y olores suele darse por igual, ciertos hábitos nutricionales, enfermedades padecidas, u otras consideraciones, pueden hacer necesario constituir paneles diferenciados para gusto y olor. Los resultados se expresarán en forma de gráficos tipo radar, al objeto de poder obtener resultados comparables y patrones de respuesta. A continuación se procederá a la educación del panel seleccionado en la detección de sabores estándar no primarios y relacionados con nuestros productos. Al igual que en los pasos anteriores se emplearán respuestas guiadas para obtener resultados comparativos y homogéneos. 7

Se someterá a la evaluación del panel sustancias usuales en su alimentación que por sus caracterÃ−sticas resulten comparativas con los que se desean describirse. Por ejemplo para un producto cárnico o de origen animal: Gustos cárnicos, torrados, salados, olores azufrados, animales, etc. En la última etapa se completará la educación del panel empleando los productos finales. En el aspecto material es necesario tener un local adecuado para la realización de las pruebas. Aunque resulte obvio es necesario que el nivel de olores en el mismo sea mÃ−nimo y que ofrezca condiciones inmejorables de limpieza e higiene, especialmente ausencia de polvo. Los paneles profesionales suelen disponer de cabinas individuales dotadas de buena iluminación sobre la muestra, tabiques laterales de separación, agua y vertedero para poder efectuar el enjuague de la cavidad oral entre muestras, aunque no es imprescindible suele suministrarse a los panelistas las muestras por delante de la cabina a efectos de que no vea la manipulación de la muestra y mantener el aislamiento y la concentración. Las pruebas se efectúan simultáneamente con todos los panelÃ−stas (el caso de escasez de medios podrÃ−a realizarse en tandas). 1.2 Procesado oral de los alimentos y la evaluación sensorial. La percepción de la textura supone la interacción del alimento con los dientes, membrana mucosa y saliva. Cualquier intento para describir la textura del alimento deberÃ−a tener por tanto en cuenta su naturaleza dinámica. La boca es enervada generosamente, y las sensaciones que se pueden presentar durante la masticación proporcionan muchos de los placeres que contribuyen al apetito. Los animales han desarrollado mecanismos sensoriales para evaluar la palatabilidad por el sabor y la textura como respuesta a la necesidad de evaluar la adecuación de materiales posibles como alimento. La textura es especialmente importante para los herbÃ−voros, proporcionando un examen del contenido nutricional. La evaluación de la palatabilidad del alimento comienza incluso antes de que sea colocado en la boca. Si se dice que “el primer bocado se realiza con los ojos”, el segundo es hecho por las manos mientras se manipula el alimento. La mayorÃ−a de los sensores orales sensibles están en la parte delantera de la boca, permitiendo que el alimento sea rechazado fácilmente. Además del examen nutricional del alimento, es importante una evaluación del potencial del alimento para gastar los dientes. • MASTICACIà N: La masticación, la primera etapa en la digestión del alimento, es un proceso complejo por medio del cual el alimento colocado en la boca es procesado en una forma adecuada para que sea tragado. Esto conlleva la rotura del alimento en forma de partÃ−culas más pequeñas, la incorporación de saliva, la aglomeración y formación de la mezcla resultante en un bolo alimenticio cohesivo, y finalmente el transporte del bolo a la faringe para prepararse a ser tragado. Para muchos alimentos procesados, la masticación es fisiológicamente innecesaria, pero permanece el instinto de masticar. 8

La masticación libera sabor y olor, aumentando el placer derivado del alimento, pero no un factor único tal como el tamaño de la partÃ−cula, la viscosidad o la persistencia del gusto da correlaciones simples con el número de mascados antes de la ingestión. La masticación es efectuada por músculos voluntarios que normalmente son controlados inconscientemente por un amplio conjunto de estÃ−mulos sensoriales de la boca. Modulación de la masticación: La masticación de los mamÃ−feros es una actividad motora cÃ−clica transmitida por un generador central normalizado. Es modulado por la retroalimentación sensorial de los receptores en el aparato masticatorio que registra la localización y el estado del alimento. Las entradas de este sistema de control son las sensaciones que surgen en la mucosa oral, el periodontio, los dientes, los músculos y los receptores en la articulación temporal-mandÃ−bula. Las salidas son el control de la fuerza del mordisco, la trayectoria mandibular, el comportamiento del tejido blando, y la iniciación del engullido. La secuencia masticatoria se puede dividir en tres fases: • ingestión-transferencia del alimento por la lengua entre los dientes. • Secuencia principal-masticación rÃ−tmica en la que el alimento es triturado y se forma el bolo alimenticio. • Evacuación y tragado. La textura se evalúa durante todos los tres estados. Se dividen las propiedades fÃ−sicas del alimento en dos clasificaciones amplias, intrÃ−nsecas y extrÃ−nsecas. Las propiedades intrÃ−nsecas son aquellas tales como la dureza, la fuerza y la elasticidad, que son detectadas principalmente en términos del comportamiento fuerza-deformación. Las propiedades extrÃ−nsecas son las determinadas por las caracterÃ−sticas superficiales, tales como la distribución del tamaño de partÃ−cula, el perfil superficial y el coeficiente de fricción, detectados por la lengua y la mucosa. Los homúnculos sensoriales ilustran la importancia relativa de la boca y su aparato sensorial. PodrÃ−amos decir en conclusión que las personas han desarrollado generosamente un sistema nervioso con el que evaluar el alimento antes de realizar el bocado para ser masticado, mucho menos que el tragado. La boca está extraordinariamente bien adaptada para el control y la trituración de una amplia variedad de tipos de alimentos. El resultado es una redundancia de la información de la boca para la masticación de alimentos cocinados y procesados; si una entrada sensorial es bloqueada, otra puede ocupar su puesto, por lo que las pautas de la masticación se ven muy poco afectadas. 1.3 Tà CNICAS SENSORIALES PARA EL ESTUDIO DE LA TEXTURA DE LOS ALIMENTOS: • LOS SENTIDOS HUMANOS: Los sentidos visuales son de particular importancia en la generación de una impresión inicial de la calidad del alimento. 9

Si la apariencia de un alimento crea un impacto negativo, entonces los otros sentidos no pueden entrar en juego de ninguna forma. El sentido visual a menudo es identificado con el color pero proporciona aportaciones de muchos más atributos de la apariencia que pueden influir en la elección del alimento, tales como el tamaño, la forma, el brillo superficial y limpidez. En concreto, los sentidos visuales pueden proporcionar una previsión temprana y firme de las propiedades de aroma y textura de los alimentos. El gusto se define como la respuesta de la lengua a los materiales solubles y no volátiles. à stos se han definido clásicamente como cuatro sensaciones primarias básicas gustativas: salado, dulce, agrio y amargo. Los receptores del gusto son grupos organizados de células, conocidos como papilas gustativas, localizadas en estructuras especializadas llamadas papilas. Están localizados fundamentalmente en la punta, los lados y en la parte posterior superior de la superficie de la lengua. El dulzor se detecta principalmente en la punta de la lengua, el salado y el agrio en los lados de la lengua y el amargo en la parte de atrás de la lengua. Los estÃ−mulos gustativos se caracterizan por el relativamente estrecho intervalo entre los estimulantes más débiles y los más fuertes y están fuertemente influenciados por factores tales como la temperatura y el pH. Los olores se detectan como volátiles que entran por el conducto nasal. Los compuestos olorosos se sienten por el epitelio olfativo, localizado en el techo de la cavidad nasal. Se han reconocido de 150 a 200 caracterÃ−sticas olorosas, y existe un intervalo muy amplio entre los estÃ−mulos más débiles y los más fuertes. Los receptores del olor se saturan fácilmente, y es corriente una anosmia especÃ−fica (ceguera a olores especÃ−ficos). Los estÃ−mulos tanto del gusto como del olor se pueden detectar solamente si son cedidos de modo efectivo desde la matriz alimentaria durante el curso de la masticación. El sentido quÃ−mico corresponde a una respuesta del dolor a través de la estimulación del nervio trigémino. El efecto es producido por irritantes quÃ−micos tales como el jengibre y la capsaicina, dando ambos una respuesta calorÃ−fica, y agentes quÃ−micos tales como el mentol y el sorbitol, que dan una respuesta refrescante. El efecto combinado de las respuestas del gusto, olor y quÃ−micas causan la sensación generalmente percibida como aroma. La textura se percibe por el sentido del tacto y comprende dos componentes: somestesia, una respuesta táctil superficial de la piel, y cinestesia, una respuesta profunda de los músculos y tendones. El contacto oral con un alimento puede tener lugar a través de los labios, la lengua, el paladar y los dientes, todos ellos provistos de información textural. En cuanto el alimento entra en la boca y es o bien mordido o bien manipulado entre la lengua y el paladar, tienen lugar cambios catastróficos en la estructura del alimento que influencian enormemente la forma en que los compuestos al gusto y olor son liberados por el alimento. Son de particular importancia el aumento de la temperatura y el descenso y la dilución mediante la saliva. Operación de procesos interactivos para los sentidos humanos Los factores que influyen en dicha liberación se están estudiando de modo activo en incluyen:

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. velocidad y modo de producción de superficie nueva. · velocidad de producción de saliva. · disolución y dispersión del alimento. · liberación de compuestos del gusto no volátiles y de compuestos olorosos volátiles. · transporte de los compuestos volátiles a la cavidad nasal. Estos procesos pueden llegar a tener efectos importantes en la percepción del aroma y pueden producir enormes dificultades para asegurar una alta calidad aromática si los cambios de los alimentos se realizan de modo que produzcan caracterÃ−sticas estructurales diferentes. Diagrama esquemático de los procesos que conducen a la percepción de la textura. Factores que influyen en la calidad de los datos sensoriales. Los factores que se deberÃ−an considerar en la evaluación de la actuación de los sujetos humanos en esta faceta son: -exactitud: respuesta correcta sin error sistemático -precisión: mostrando pequeñas variaciones -validez: midiendo la propiedad correcta. Primer mordisco Vista Apariencia Olfato Nasal Oral Gusto QuÃ−mico Visual Representación del orden temporal de las diferentes modalidades sensoriales. 2.GUSTO Y OLFATO. AnatomÃ−a y fisiologÃ−a • GUSTO Los tres sistemas quimiosensibles, el olfato, el gusto y el sentido quÃ−mico común, requieren la estimulación directa por sustancias quÃ−micas para la percepción sensorial. Su función consiste en vigilar constantemente las sustancias quÃ−micas nocivas y beneficiosas que se inhalan e ingieren. Las propiedades irritativas y de hormigueo son detectadas por el sentido quÃ−mico común. El sistema del gusto percibe sólo los sabores dulce, salado, agrio, amargo y, posiblemente, el sabor metálico y el del glutamato monosódico (umami). La totalidad de la experiencia sensorial oral se denomina “sabor”, es decir, la 11

interacción entre olor, gusto, irritación, textura y temperatura. Como la mayorÃ−a de los sabores se derivan del olor, o aroma, de las comidas y bebidas, la lesión del sistema olfativo se notifica con frecuencia como un problema de “gusto”. Es más probable que existan déficit de gusto verificables si se refieren pérdidas especÃ−ficas de las sensaciones de sabor dulce, agrio, salado y amargo. AnatomÃ−a y fisiologÃ−a Las células receptoras del gusto se reparten por toda la cavidad oral, la faringe, la laringe y el esófago; son células epiteliales modificadas localizadas en las yemas gustativas. Sobre la lengua, las yemas se agrupan en estructuras superficiales denominadas papilas; en el epitelio se encuentran también yemas gustativas extralinguales. Las células gustativas pueden lesionarse debido a su localización superficial. Los agentes nocivos suelen entrar en contacto con la boca mediante ingestión, aunque la respiración bucal asociada a obstrucción nasal o a otras condiciones (p. ej., ejercicio, asma) permite el contacto de la mucosa oral con agentes que se transmiten a través del aire. El promedio de vida de la célula receptora es de diez dÃ−as, lo que permite una recuperación rápida cuando se produce una lesión superficial. Asimismo, el sentido del gusto depende de cuatro pares de nervios periféricos: la parte anterior de la lengua de la cuerda del tÃ−mpano, una rama del séptimo par craneal (VII); la parte posterior de la lengua y la faringe, del nervio glosofarÃ−ngeo (IX); el paladar blando de la rama petrosa superficial mayor del VII par; y la laringe/esófago del nervio vago (X). Por último, las vÃ−as centrales del gusto, aunque no se conocen por completo en el ser humano parecen más divergentes que las vÃ−as olfatorias centrales. En el primer paso en la percepción del gusto se produce una interacción entre las sustancias quÃ−micas y las células receptoras. Las cuatro cualidades del gusto, es decir, los sabores dulce, agrio, salado y amargo, se expresan por diferentes mecanismos a nivel del receptor, y generan en último término potenciales de acción en las neuronas gustativas (transducción). Las sustancias con sabor difunden por las secreciones salivares y también por el moco secretado alrededor de las células gustativas, para interactuar con la superficie de éstas. La saliva asegura el transporte de las sustancias con sabor a las yemas y crea un ambiente iónico óptimo para la percepción gustativa. Las alteraciones del gusto pueden demostrarse por los cambios en los componentes inorgánicos de la saliva. La mayorÃ−a de las sustancias estimuladoras del gusto son hidrosolubles y difunden con facilidad; otras necesitan proteÃ−nas portadoras solubles para el transporte hasta el receptor. La cantidad y la composición de la saliva, por tanto, desempeñan un papel esencial en la función del gusto. El sabor de la sal se estimula por cationes como Naï“«, Kï“« o,. La mayorÃ−a de los estÃ−mulos salados se transducen cuando los iones atraviesan un tipo especÃ−fico de canal del sodio, aunque pueden intervenir también otros mecanismos ciertas. Variaciones en la composición del moco del poro gustativo o en el entorno de la célula gustativa podrÃ−an modificar el sabor salado. Asimismo, los cambios estructurales en las proteÃ−nas de los receptores cercanos podrÃ−an alterar la función de los receptores de la membrana. El sabor agrio corresponde a la acidez. El bloqueo de los canales especÃ−ficos del sodio por iones hidrógeno es el fenómeno inductor de este sabor. Sin embargo, como sucede con el sabor salado, 12

se cree que existen otros mecanismos. Numerosos compuestos quÃ−micos se perciben con un sabor amargo, incluidos cationes, aminoácidos, péptidos y compuestos de gran tamaño. En la detección de estÃ−mulos amargos intervienen, al parecer, mecanismos más diversos, como el transporte de proteÃ−nas, los canales del calcio, las proteÃ−nas G y otras vÃ−as mediadas por un segundo mensajero Las proteÃ−nas salivares pueden ser muy importantes para el transporte de estÃ−mulos lipofÃ−licos amargos a las membranas del receptor. Los estÃ−mulos dulces se unen a receptores especÃ−ficos relacionados con los sistemas de segundos mensajeros activados por la proteÃ−na G. Según algunos estudios, en los mamÃ−feros los estÃ−mulos dulces pueden acceder directamente a los canales iónicos • OLFATO Existen tres sistemas sensoriales construidos especÃ−ficamente para controlar el contacto con sustancias ambientales: el olfato (olor), el gusto (sabores dulce, salado, agrio y amargo) y el sentido quÃ−mico común (detección de irritación o picor). Como requieren la estimulación por sustancias quÃ−micas, se denominan sistemas “quimiosensibles”. Los trastornos olfatorios consisten en alteraciones pasajeras o permanentes: pérdida completa o parcial del olfato (anosmia o hiposmia) y parosmias (disosmia: olores distorsionados; fantosmia: olores fantasma). Tras las exposiciones quÃ−micas, algunas personas describen un aumento de la sensibilidad a los estÃ−mulos quÃ−micos (hiperosmia). El sabor es la experiencia sensible generada por la interacción del olor, el gusto y los componentes irritantes de los alimentos y las bebidas, asÃ− como por la textura y la temperatura. Como la mayorÃ−a de los sabores dependen del olor, o aroma, de los alimentos que se ingieren, las lesiones del sistema olfatorio se identifican con frecuencia como un problema del “gusto”. AnatomÃ−a y fisiologÃ−a Los receptores olfativos primarios se localizan en áreas de tejido, denominadas neuroepitelio olfatorio, situadas en la porción más superior de las fosas nasales A diferencia de otros sistemas sensoriales, el receptor es el nervio. Una porción de una célula receptora olfatoria se envÃ−a a la superficie del epitelio nasal y el otro extremo se conecta directamente a través de un axón largo a uno de los dos bulbos olfatorios del cerebro. Desde aquÃ−, la información se transmite hasta numerosas áreas cerebrales. Las sustancias olorosas son compuestos quÃ−micos volátiles que deben contactar con el receptor olfatorio para que se produzca la percepción del olor. Las moléculas olorosas son atrapadas y después se difunden por el moco para unirse a los cilios situados en los extremos de las células del receptor olfatorio. Se ha descubierto recientemente una familia multigénica que codifica los receptores de olor en los nervios olfatorios primarios. Esto ha permitido investigar cómo se detectan los olores y la organización del sistema olfatorio. Cada neurona puede responder ampliamente a concentraciones elevadas de diversas sustancias olorosas, pero sólo responderá a una o a unas pocas si las concentraciones son bajas. Tras la estimulación, las proteÃ−nas del receptor de superficie activan los procesos intracelulares que convierten la información 13

sensorial en una señal eléctrica (transducción). No se sabe por qué finaliza la señal sensorial a pesar de la exposición continua al estÃ−mulo oloroso. Las porciones de los receptores olfatorios que se conectan de forma directa con el cerebro son filamentos nerviosos finos que atraviesan una placa de hueso. Debido a su localización y delicada estructura, estos filamentos son vulnerables a las lesiones por cizallamiento causadas por golpes en la cabeza. Asimismo, como el receptor olfatorio es un nervio, entra en contacto fÃ−sico con las sustancias olorosas y conecta directamente con el cerebro, las sustancias que penetran en las células olfatorias pueden viajar a lo largo del axón hasta el cerebro. Debido a la exposición continuada a compuestos que lesionan las células receptoras olfatorias, podrÃ−a perderse la capacidad olfatoria en los primeros años de vida, si no fuera por una cualidad de importancia fundamental: los nervios receptores olfatorios pueden regenerarse y sustituirse siempre que el tejido no se haya destruido por completo. Sin embargo, si el sistema se ha lesionado a un nivel más central, los nervios no se pueden regenerar. El sentido quÃ−mico común se inicia por la estimulación de terminaciones nerviosas libres y múltiples del 5º nervio craneal (trigémino) situadas en la mucosa. Con este sentido se perciben las propiedades irritantes de las sustancias inhaladas y se desencadenan reflejos para limitar la exposición a los agentes peligrosos: estornudos, secreción de moco, reducción de la frecuencia respiratoria o, incluso, contención de la respiración. Los estÃ−mulos de aviso intensos promueven la eliminación de la irritación lo antes posible. Aunque el picor o irritación que producen las sustancias es de intensidad variable, en general, el olor de una sustancia se detecta antes que la irritación . Sin embargo, una vez que la irritación se ha detectado, pequeños aumentos de la concentración aumentan la irritación más que la apreciación olorosa. El picor puede evocarse por interacciones quÃ−micas o fÃ−sicas con los receptores. Las propiedades de aviso de los gases o vapores tienden a relacionarse con su solubilidad en el agua. Las personas anósmicas requieren, al parecer, concentraciones mayores de agentes quÃ−micos picantes para poder detectarlos, pero los umbrales de detección no aumentan con la edad. Tolerancia y adaptación La percepción de los agentes quÃ−micos puede estar alterada por contactos previos. Se desarrolla tolerancia si la exposición a un producto disminuye la respuesta a exposiciones posteriores. La adaptación se produce cuando un estÃ−mulo constante o que se repite con rapidez se acompaña de una respuesta cada vez menor. La adaptación también tiene lugar cuando se ha producido una exposición prolongada a concentraciones bajas o rápidamente, con algunos agentes quÃ−micos, en presencia de concentraciones muy elevadas. Esto último puede provocar una “parálisis” olfatoria rápida y reversible. El picor nasal tÃ−picamente muestra menos adaptación y desarrollo de tolerancia que las sensaciones olfatorias. Las mezclas de agentes quÃ−micos pueden alterar también las intensidades percibidas. En general, cuando se mezclan sustancias olorosas, la intensidad olorosa total percibida es menor de lo que cabrÃ−a esperar al sumar las intensidades individuales (hipoaditividad).

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El picor nasal, sin embargo, muestra en general aditividad con la exposición a múltiples agentes quÃ−micos y una sumación de la irritación con el tiempo. Con sustancias olorosas e irritantes en la misma mezcla, el olor siempre se percibe con menor intensidad. A causa de la tolerancia, adaptación e hipoaditividad, no debe confiarse en estos sistemas sensoriales para valorar la concentración de agentes quÃ−micos en el ambiente. Los agentes ambientales pueden acceder al sistema olfatorio a través de la circulación sanguÃ−nea o del aire inspirado y se han descrito casos de pérdida de olfato, parosmia e hiperosmia. Entre los agentes responsables figuran compuestos metálicos, polvos metálicos, compuestos inorgánicos no metálicos, compuestos orgánicos, polvos de madera y sustancias presentes en diversos ambientes profesionales, como en los centros metalúrgicos y en las fábricas Tras las exposiciones agudas y crónicas pueden roducirse lesiones que serán reversibles o irreversibles, dependiendo de la interacción entre la sensibilidad del huésped y el agente nocivo. Los principales atributos de las sustancias son bioactividad, concentración, capacidad irritativa, duración de la exposición, Ã−ndice de aclaramiento y sinergismo potencial con otros agentes quÃ−micos La sensibilidad del huésped varÃ−a según el fondo genético y la edad. Existen diferencias, dependientes del sexo, en el olfato, la modulación hormonal del metabolismo de las sustancias olorosas y las diferencias en anosmias especÃ−ficas. Las diferencias individuales dependen de factores como consumo de tabaco, alergias, asma, estado de nutrición, enfermedades previas (p. ej., sÃ−ndrome de Sjögren), ejercicio fÃ−sico en el momento de la exposición, patrones de flujo aéreo nasal y, posiblemente, aspectos psicosociales. La resistencia del tejido periférico a la lesión y la presencia de nervios olfatorios uncionantes pueden alterar la sensibilidad. Los conductos nasales se ventilan con 10.000 a 20.000 litros de aire al dÃ−a, que contienen cantidades variables de agentes potencialmente dañinos. Las vÃ−as respiratorias superiores absorben o eliminan casi por completo los gases muy reactivos o solubles y las partÃ−culas mayores de 2 mm . Por suerte, diversos mecanismos previenen la lesión tisular. Los tejidos nasales están enriquecidos con vasos sanguÃ−neos, nervios, células especializadas con cilios móviles y glándulas productoras de moco. Las funciones defensivas son la filtración y el aclaramiento de partÃ−culas, la eliminación de gases hidrosolubles y la identificación precoz de agentes dañinos mediante la detección mucosa y olfatoria de agentes irritantes que desencadenan una alarma y evitan al sujeto una mayor exposición. Las concentraciones bajas de agentes quÃ−micos se absorben en la capa mucosa, son separadas por los cilios funcionantes (aclaramiento mucociliar) y después se tragan. Los agentes quÃ−micos pueden unirse a proteÃ−nas o metabolizarse con rapidez y convertirse en productos menos dañinos. En la mucosa nasal y en los tejidos olfatorios residen numerosas enzimas metabolizadoras . A nivel del bulbo olfatorio, pueden existir también mecanismos de protección que impidan el transporte central de sustancias tóxicas. El exceso de protección puede precipitar un ciclo de empeoramiento de la lesión. El aumento del flujo sanguÃ−neo nasal y de la permeabilidad de los vasos sanguÃ−neos provoca hinchazón 15

y obstrucción. La función ciliar, necesaria para el aclaramiento mucociliar y para el olfato normal, puede estar alterada. Las variaciones del aclaramiento aumentarán el tiempo de contacto entre los agentes nocivos y la mucosa nasal. Las alteraciones intranasales del moco alteran la absorción de sustancias olorosas o de moléculas irritantes. El exceso de potencia en la capacidad de metabolización de toxinas favorece la lesión tisular, aumenta la absorción de toxinas y, posiblemente, incrementa la toxicidad sistémica. El tejido epitelial lesionado es más vulnerable a exposiciones posteriores. Asimismo existen efectos más directos sobre los receptores olfatorios. Las toxinas pueden alterar el Ã−ndice de recambio de las células receptoras olfatorias (normalmente, de 30 a 60 dÃ−as), lesionar los lÃ−pidos de la membrana de las células receptoras, o modificar su ambiente interno o externo. Aunque es posible la regeneración, el tejido olfatorio lesionado puede mostrar alteraciones permanentes o atrofia, o bien la sustitución del tejido olfatorio por tejido no sensorial. Los nervios olfatorios proporcionan una conexión directa con el sistema nervioso central y pueden servir como vÃ−a de entrada de diversos agentes exógenos, como virus, disolventes y algunos metales. 3.AROMA Y SABOR 3.1 INTRODUCCION La aceptación de un alimento depende muchos factores, entre los que destacan sus propiedades sensoriales como el color, el aspecto, el sabor, el aroma, la textura y hasta el sonido que se produce al masticar. Se ha demostrado que la selección de alimentos y la percepción agradable o desagradable dependen de factores sociales y culturales. Los compuestos responsables del aroma y del sabor son los componentes que están en menor concentración, pero tiene un efecto fundamental en la calidad y aceptación del alimento. Si bien el aroma y el sabor de los alimentos son fisiológicos estrechamente relacionados entre sÃ−; los compuestos responsables en cada caso tiene propiedades fÃ−sicas y quÃ−micas diferentes; en el primero son sustancias de mayor peso molecular, no volátiles, solubles en agua y están en menor número que aquellas relacionadas con el aroma, que forzosamente deben ser volátiles para que lleguen a los centros olfativos. Otra caracterÃ−stica fundamental es la naturaleza quiral de estos compuestos, ya que los receptores quÃ−micos del aroma y sabor son capaces de distinguir entre las diversas formas enantioméricas. FLAVOR Por flavor se entiende la sensación producida cuando se ingiere un alimento percibida principalmente por los sentidos del gusto y del olfato. En ciertos casos, el flavor también significa la suma de las caracterÃ−sticas de la sustancia que produce la sensación. Durante el procesado se potencia el flavor de los productos para hacerlos más apetecibles. . 3.2 SABOR El sabor implica una percepción global integrada por excitaciones de los sentidos del gusto y del olfato, y en muchas ocasiones, se acompaña de estÃ−mulos dolorosos, visuales, táctiles, sonoros y hasta de 16

temperatura. Cuando se habla de sabor, en realidad se refiere a una respuesta compuesta por muchas sensaciones y cuyo resultado es aceptar o rechazar el producto. Aunque, estrictamente hablando, el sabor es sólo la sensación que ciertos compuestos producen en la superficie de la lengua, el paladar y los receptores trigeminales. Si bien una persona puede percibir cientos de sabores distintos, todos ellos son combinaciones de los sabores primarios, como sucede con la percepción del color. En general, el sabor se considera como un fenómeno multidimensional, integrado por cinco sabores primarios: dulce, amargo, salado, ácido y umami. Este último se incluyó recientemente como parte de los sabores primarios, debido al hallazgo de receptores gustativos especÃ−ficos. Cada uno de los sabores básicos corresponde a un determinado compuesto; asÃ−, el sabor dulce es producido por diferentes compuestos, como azúcares, aldehÃ−dos, alcoholes y cetonas; el sabor amargo es producido por alcaloide; el salado se debe a las sales de sodio; el ácido es generado por iones hidrógeno; y el umami por aminoácidos como el glutamato monosódico. La identificación de cada sabor se lleva a cabo en la lengua y el paladar, aunque de manea especÃ−fica, ésta tiene lugar en los botones gustativos localizados dentro de las papilas gustativas. Las papilas gustativas son de 4 tipos: fungiformes, filiformes, foliadas y calciformes; se encuentran localizadas en zonas mas o menos definidas de la lengua, y cada una de ellas contiene de 1 a15 botones gustativos. Alrededor de 100 células conforman la estructura de los botones gustativos, aunque solo algunas actúan como receptoras del sabor, y se encuentran localizadas alrededor de una terminal nerviosa. Las células receptoras responden solo a uno de los cinco sabores primarios, aunque en un mismo botón existen células receptoras para todos ellos, en diferente proporción, por lo que cada botón responde preferentemente a un sabor especÃ−fico. Para poder percibir el sabor de una sustancia, ésta debe disolverse en la saliva y difundirse a través de un canal localizado en la parte superior del poro gustativo. Las sustancias como sales y otros compuestos de bajo peso molecular, se difunden rápidamente hacia los receptores, a diferencia de otras moléculas de mayor tamaño, como proteÃ−nas que en general carecen de sabor. Una ves que alguna sustancia presente en la superficie de la lengua llega a las células receptoras, ésta interacciona con las proteÃ−nas receptoras de la membrana celular acopladas a las proteÃ−nas G ( sabores dulce, amargo y umami) o bien, a través de los canales iónicos (salado y ácido), produciendo una diferencia de cargas eléctricas entre el interior y el exterior de la membrana celular, lo que da lugar a la liberación de los neurotransmisores y la transmisión del impulso nervioso al bulbo raquÃ−deo y al tálamo, donde la información se integra con las sensaciones del tacto y el olfato. Después la información se envÃ−a a la corteza cerebral, donde el sabor es identificado 0.003 segundos después. Las proteÃ−nas g en estado inactivo generalmente se encuentran cerca de las proteÃ−nas receptoras; cuando el receptor es activado por contacto con alguna sustancia la proteÃ−na g responde activándose a sÃ− misma por un breve perÃ−odo, y después pasa a la forma inactiva. La proteÃ−na G consta de tres subunidades llamadas alfa (gustidicina), beta y gamma. En su forma inactiva las subunidades se encuentran unidas entre sÃ−. La subunidad alfa esta asociada a una molécula de guanosÃ−n difosfato (GDP); cuando el receptor activa la proteÃ−na G, la subunidad alfa intercambia el GDP por una molécula de guanosÃ−n trifosfato (GTP), y se separa de las subunidades beta y gamma. La subunidad alfa-GTP activa la encima adenilato ciclasa que transforma el ATP en 3-5-AMP cÃ−clico, el cual actúa como segundo mensajero, mientras que las subunidades beta y gamma inducen un aumento en la concentración de calcio intracelular. Lo que en conjunto lleva a la liberación de neurotransmisores y la transmisión del impulso nervioso. Los receptores del gusto son proteÃ−nas transmembrana formadas por siete dominios, que se unen a los compuestos del sabor sólo cuando éstos se encuentran en solución. Estas proteÃ−nas se denominan T1Rs; entre ellas, los T1R2 y T1R3 actúan como receptores del sabor dulce y el receptor T1R3 en combinación con el T1R1 funciona como receptor de aminoácidos en mamÃ−feros. Además, los nucleótidos estimulan la respuesta del receptor T1R3, por lo que probablemente forma parte de los receptores del umami; otros probables receptores de este sabor son el mGluR4 y mGluR. Si bien cada botón gustativo puede detectar todos los sabores, algunas áreas de la lengua reconocen ciertos sabores mejor que otras. Lo ácido se percibe principalmente en los márgenes laterales del tercio posterior de la lengua; lo 17

amargo en la parte posterior, lo salado en la punta y en los lados, y lo dulce en la punta. El cerebro detecta el tipo de sabor, según la proporción de estimulación de las diferentes papilas gustativas. • Los 5 sabores basicos a)Sabor dulce La estereoquÃ−mica de los agentes saporÃ−feros es lo que definitivamente provoca una determinada sensación; por ejemplo, la sacarina es aproximadamente 300 veces mas dulce que la sacarosa, pero su metilación en posición para, reduce este poder edulcorante a la mitad; aún más, cuando se convierte en m-nitrosacarina por medio de una nitración, presenta un amargor tan pronunciado como el de la quinina. La misma sensación presenta con el 2-amino-4-nitropropoxibenceno que es 4.000 veces más dulce que la sacarosa, mientras que el 2,4-dinitropropoxibenceno es muy amargo. Lo mismo sucede con los isómeros de varios azúcares, como es el caso de la α-D-manosa, que es dulce, mientras que la β-D-manosa es amarga: la L-glucosa es ligeramente salada y la D-glucosa es dulce; por otra parte, los aminoácidos D y L también presentan este fenómeno. Estas variaciones se deben a modificaciones en la estructura quÃ−mica, ya que el sitio receptor es especÃ−fico para cada estÃ−mulo y además existe una relación entre la percepción de lo dulce y lo amargo. Aminoácido L-Isómero Ôcido glutámico à nico Asparagina InsÃ−pido Fenilalanina Ligero amargo Histidina Sin sabor-amargo Isoleucina Muy amargo Leucina Ligero amargo Metionina Sin sabor Serina Ligero dulce Valina Ligero dulce Sabor de algunos aminoácidos en sus formas isoméricas

D-Isómero Sin sabor Dulce Dulce con ligero sabor amargo Dulce Dulce Muy dulce Dulce Muy dulce Muy dulce

Cada compuesto tiene una determinada capacidad para producir estas sensaciones, asÃ−, en el caso de los sabores dulces, la capacidad o poder edulcorante se mide en relación con la sacarosa, a cuyo dulzor subjetivamente se le otorga un poder edulcorante de 1 o de 100. Por ejemplo, la lactosa tiene un poder de edulcorante de 0.27 frente a la sacarosa (por lo que vemos que tiene muy bajo poder edulcorante); otro ejemplo serÃ−a aspartamo que tiene un poder edulcorante de entre 100 y 350 (lo que nos indica un elevado poder edulcorante). Después de que se propusieran varias teorÃ−as sobre el mecanismo de percepción del sabor dulce, se llegó a una que originalmente se desarrolló para los sabores dulces, pero que al parecer se puede extrapolar a otros sabores. TEORIA MOLECULAR DEL SABOR DULCE. Tª TRIPARTITA Se considera que tanto la molécula estimulante como el sitio receptor bucal contienen dos átomos electronegativos, A y B, separados por una distancia de 3à , uno de los cuales está protonado como AH. La unidad AH es un grupo formado por un átomo de oxÃ−geno o nitrógeno al que se halla unido otro de hidrógeno, como OH, NH, NH2. La unidad B es un grupo del que forma parte el oxÃ−geno, el nitrógeno, o cualquier otro centro electronegativo que sea capaz de atraer un átomo de hidrógeno, asÃ−, la interacción 18

inversa entre estos dos pares de átomos provoca que AH establezca puentes de hidrógeno con B y se genere una pequeña diferencia de potencial que es transmitida al cerebro. En el caso de los azúcares, no es necesario que contengan carbonos anoméricos libres para inducir esta sensación, puesto que la sacarosa, por se un compuesto no reductor, es dulce. Algunos isómeros de los monosacáridos, como la galactosa y la manosa, llegan a establecer uniones intramoleculares y reducen la posibilidad de interaccionar con el sitio activo de la boca. Existen muchas sustancias sintéticas, y algunas naturales, que tienen un poder edulcorante mucho mayor que el de la sacarosa; para explicar esto, se modificó la teorÃ−a anterior y se añadió el llamado factor γ y que representa la parte hidrófoba del agente dulce y del receptor, y que puede ser un medio, un metileno o un fenilo. Las distancias entre estas tres unidades son las siguientes: A,B= 2,6à ; B,γ = 5,5à y entre A,γ= 3,5à . La distancia orbital entre el protón AH y B es de unos 3,0à . Debido a que la membrana de las células de la lengua tiene un carácter lipoproteÃ−nico, un determinado grado de apolaridad en la molécula aumenta la interacción, ya que ahora se unen tanto por puentes de hidrógeno como por enlaces hidrófobos; es decir, se considera que el acoplamiento de los triángulos formados por AH, B, γ (del edulcorante y del receptor) son los verdaderos responsables de la percepción. Con este modelo se explica el alto dulzor de la fructosa con su grupo metileno, -CH2- , como factor γ. Algunos compuestos sintéticos, como la sacarina son de 240 a 350 veces más dulces que la sacarosa, lo cual se relaciona con su estructura AH-B rÃ−gida y con su alta hidrofobicidad; además, no sufre transformaciones de tautomerismo al disolverse en agua, por lo que no cambia la intensidad de dulzura con el tiempo. Se ha visto que cuando la estructura quÃ−mica de los azúcares y de otros edulcorantes sufre pequeñas transformaciones, se provocan grandes alteraciones, ya que fácilmente pasan de dulce a amargo; esto incluso se puede observar con la sacarina, ya que algunas personas consideran que es una combinación de estos dos sabores; por estas razones, se piensa que debe existir una similitud entre los mecanismos de percepción de ambos. De hecho, el modelo AH-B es igualmente aplicable a los amargos, con algunas diferencias con respecto al modelo aplicable para el dulce. b)Sabor amargo La percepción del sabor amargo es similar a la del dulzor debido a su dependencia estereoquÃ−mica con las moléculas que desencadenan este estÃ−mulo. La mayorÃ−a de las sustancias amargas poseen la unidad AH-B idéntica a la de las moléculas dulces, asÃ− como un grupo hidrófobo (γ). La orientación de las unidades AH-B en el receptor genera una respuesta dulce o amarga, lo cual explica que los D-aminoácidos sean dulces y los isómeros L posean un sabor amargo. Al parecer, cuando AH y B se reduce a la mitad, la percepción se transforma de dulce a amargo; en estas condiciones la cercanÃ−a de estos grupos induce el establecimiento de puentes de hidrógeno intramoleculares que provocan una pequeña hidrofobicidad y hacen que la molécula no produzca puentes de hidrógeno abiertos como en el caso del dulce. La mayor parte de las sustancias responsables del sabor amargo son compuestos orgánicos que contiene nitrógeno y alcaloides, presentes en fármacos y sustancias potencialmente tóxicas. c)Sabor salado La sensación de lo salado se debe fundamentalmente a las interacciones de los cationes y los aniones con los receptores de la lengua, asÃ− como sucede con el sabor amargo. Los cationes causan el sabor salado y los aniones lo inhiben, además a concentraciones bajas pueden producir un sabor dulce. El cloruro de sodio se toma como referencia del sabor salado y a diferencia de otras sales, incrementa la salivación y la percepción del dulzor, además, enmascara o disminuye notas metálicas y amargas. Las sales inorgánicas de sodio y litio como NaCl y LiCl, con un diámetro iónico inferior a 6,5 à , 19

producen únicamente sabores salinos, mientras que el potasio y otros iones producen notas salinas y amargas. A medida que aumenta el diámetro iónico de la sal, el sabor salado se reduce y se incrementa lo amargo, asÃ− el KCl (6,28à ), el CsCl (6,96à ) y el MgCl2 (8,5à ), resultan amargos en orden creciente. Algunos aniones como el lauril sulfato de sodio y los polifosfatos, no solo enmascaran el sabor del catión sino que producen una sensación de sabor compleja que se describe como jabonosa o básica. d)Sabor ácido El sabor ácido es considerado como el más simple de todos los sabores y es causado por muchos sustancias que en disolución generan iones hidrógeno; el ácido clorhÃ−drico se emplea se emplea como estándar del sabor ácido. Sin embargo, cada sustancia llega a tener otras notas, como el ácido cÃ−trico que produce cierto dulzor. En las mismas condiciones de pH, los ácidos orgánicos, como el acético tienen un sabor ácido de mayor intensidad que ácidos de los minerales; sin embargo, a valores de pH de 6,5 la diferencia en el sabor es mÃ−nima. La percepción en el sabor ácido depende de la naturaleza de la molécula, del pH, de la acidez y del efecto amortiguador de la saliva, asÃ− como de otros componentes presentes en el alimento. Recientemente, se ha señalado que la intensidad del sabor ácido es proporcional a la sima de la concentración molar de los iones hidrógeno libre; donde el grado de ionización de los ácidos orgánicos depende del pH del sistema. e)Umami Al tradicional cuarteto de sabores que conocÃ−amos, se sumaba, a comienzos del siglo pasado, un inesperado 5º sabor, más difÃ−cil de identificar, el umami. Aunque su aceptación ha sido recientemente, su descubrimiento se remonta a principios del S.XX, cuando fue identificado por el investigador japonés Kikunae Ikeda. Ikeda, atraÃ−do por el sabor de las algas marinas, logró aislar la molécula responsable en 1908, demostrando que el secreto de su particular sabor, era un aminoácido, el glutamato monosódico. Más tarde se comprobaba que la percepción del umami se veÃ−a muy aumentada cuando, además del aminoácido, habÃ−a otra sustancia quÃ−mica en el alimento ingerido, un nucleótido llamado IMP. Percibir el sabor umami es, para quienes no lo conocen, casi tan difÃ−cil como describirlo. Se detecta un rasgo común en el sabor de espárragos, tomates, quesos o carnes, alimentos fundamentalmente proteicos y en la salsa de soja. De todas maneras la existencia de este sabor en los alimentos puede verse eclipsada por otros mas fuertes y pasar desapercibido. A principios del año 2000, se halló un receptor gustativo especÃ−fico para el glutamato monosódico y otros similares, que fue aceptado como la prueba definitiva de que el umami es, sin lugar a dudas, un sabor básico. El receptor (mGluR4) fue hallado en la lengua de roedores, en los que se habÃ−a observado una percepción del gusto muy similar a la de los seres humanos. Recientemente se ha identificado un nuevo receptor gustativo que responde a los aminoácidos, y que podrÃ−a estar implicado en la percepción de ese 5º sabor. El receptor de los aminoácidos forma parte de una familia de receptores ya conocida por los investigadores: los T1Rs. En concreto, el T1R2 y el T1R3 habÃ−an sido identificados hace unos años como componentes del receptor del sabor dulce. Esta vez ha sido otra combinación, la de las moléculas T1R1 y T1R3, la identificada como receptor gustativo de los aminoácidos en mamÃ−feros. Se ha demostrado que el T1R1+3 funciona como un sensor que detecta casi una veintena de aminoácidos esenciales en la forma en que se encuentran normalmente en la naturaleza. 20

Se ha comprobado asÃ− que existe una estrecha relación de parentesco entre el receptor de los sabores dulces y el receptor gustativo de los aminoácidos, que tienen en común el receptor T1R3. Además, los cientÃ−ficos comprobaron que los nucleótidos, y en concreto la IMP, aumenta la respuesta de los receptores de aminoácidos, confirmando su implicación en la percepción del sabor umami. El umami incrementa la sensación de dulzor en alimentos ácidos, amplifica la sensación de sabor producida por diversas sustancias y modifica el tiempo de residencia con los receptores gustativos, balanceando la percepción del sabor en general. El adenosÃ−n-monofosfato (AMP), que fue aprobado por la administración de Drogas y alimentos de Estados Unidos (FDA) como bloqueador del sabor amargo, también se relaciona con el grupo de compuestos responsables del umami. 3.2.2 Fenómenos de percepción asociados con los sabores básicos Existen otros fenómenos en la percepción del sabor como la astringencia, pungencia, sabor metálico y efecto refrescante. La astringencia sólo se percibe en la cavidad bucal y no en la lengua; se describe como una sensación de sequedad acompañada de un fuerte encogimiento de los tejidos, debido a algunos ácidos y a moléculas con grupos hidroxilos adyacentes, como los taninos y polifenoles que puede formar agregados hidrófilos con proteÃ−nas y muco polisacáridos de la saliva. Es frecuente confundir la astringencia con el gusto amargo debido a que algunos compuestos generan ambas sensaciones. La astringencia es una caracterÃ−stica de calidad en bebidas como el té negro y el vino tinto. También confiere sabores desagradables en frutos como el plátano y es un indicativo de maduración insuficiente. El efecto picante o pungente es producido por compuestos como capsaicinoides, piperina y gingeroles, que están presentes en especias y vegetales como pimienta negra, jengibre, mostaza, rábano, cebolla, ajo, clavo y chile. La pungencia se describe como un conjunto de sensaciones trigeminales no especÃ−ficas que producen dolor quemante, aguijoneo, irritación y lagrimeo que se conoce colectivamente como picante. El término trigeminal se refiere a los nervios que corren del cerebelo a la cara y las cavidades bucal y nasal. Como ejemplo de esta pungencia podemos citar los chiles habanero, de árbol y piquÃ−n, pertenecientes al género capsicum que son muy picantes, con valores de 200.000, 150.000 y 60.000 unidades Scoville (prueba subjetiva para medir el grado de pungencia), respectivamente; cuyo sabor es causado en un 90% por la presencia de capsaicina y dehidrocapsaicina. Por otra parte, el efecto refrescante se produce cuando ciertos compuestos como la menta, hierbabuena y xilitol estimulan receptores especÃ−ficos de gusto y olfato. Por último, el gusto metálico que generalmente se asocia con la oxidación es generado por la presencia de sales de mercurio, plata, hierro, cobre o estaño. 3.3 AROMAS El olor es una sustancia volátil percibida por el sentido del olfato y por la acción de inhalar. En muchas ocasiones, este término tiene una connotación desagradable, ya que los que generalmente se consideran agradables reciben el nombre de aromas. Para que pueda percibirse algún olor, la molécula estimulante debe ser volátil (de bajo peso molecular) y además, se requiere de una corriente de aire para que la transporte a los centros olfativos de la nariz; éstos son muy sensibles, tienen un alo poder discriminatorio, son capaces de captar aproximadamente 10.000 compuestos diferentes en 20 niveles de concentración y con un umbral mÃ−nimo de 10-18 molar. Además de que la cantidad del agente activo es muy importante para captar un determinado olor, la velocidad de flujo a través del conducto nasal influye en forma decisiva; por esta razón, el umbral de percepción puede ser modificado hasta 100 veces, al estimular el sistema nervioso simpático, ya que éste controla el tamaño de los vasos sanguÃ−neos y por tanto el volumen de aire que circula en la nariz. Debido a que este sistema depende a su vez de los estados de salud y psicológico del individuo, la sensibilidad para captar un olor puede cambiar de un dÃ−a a otro, o incluso durante un mismo dÃ−a. Además, el cerebro no sólo puede captar y reconocer los miles de compuestos odorÃ−feros, también puede almacenar la información y 21

recordarla después de largos periodos de tiempo. Al igual que en el sabor, se distinguen 7 olores primarios descritos: alcanfor, etéreo, mentolado, floral, pungente, pútrido y almizcle o perfumado. El ser humano tiene de 10 a 20 millones de receptores olfativos localizados en una superficie de 10 cm2 de la región posterior de la nariz. Cuando un compuesto volátil llega al epitelio olfativo situado en el techo de la cavidad nasal, se acopla a receptores especÃ−ficos, la unión o acoplamiento entre el compuesto odorÃ−fero con el receptor se produce por afinidad quÃ−mica, al igual que en la percepción del sabor, ésta depende de la estructura quÃ−mica de la sustancia en cuestión, generando una señal nerviosa que puede procesar el cerebro. Cada olor se caracteriza por la activación de varios receptores, la combinación de estos receptores es propia de cada olor y permite que el cerebro lo reconozca. Una molécula volátil es capaz de acoplarse a varios receptores, y a su vez, un mismo receptor interviene en olores distintos. Por lo que, cuando el compuesto activo llega al epitelio olfativo, genera un patrón de activación especÃ−fico que se transmite al bulbo olfativo, donde la información es reorganizada para crear un mapa exclusivo del olor que se está percibiendo y que permite al cerebro reconocer la naturaleza de cada aroma. La acción del agente activo depende de su tamaño y de sus grupos funcionales, por lo que la estereoquÃ−mica desempeña un papel muy importante. Cambios aún muy pequeños en la calidad y la concentración en la composición del olor pueden modificar el patrón de percepción y modificar la calidad del olor percibido. Por ejemplo el trans-2-enal, por encima de su lÃ−mite de percepción (0.1 µg/kg), tiene un olor a madera, por arriba de 8 µg/kg tiene un olor a grasa y a 30µg/kg el olor se vuelve desagradable. Asimismo, en el caso de los aldehÃ−dos, el tamaño de la cadena es determinante para que se produzca una percepción sensorial especÃ−fica. A continuación se indican algunos ejemplos de olores complejos y sus componentes olorosos primarios: • Almendra: alcanfor, floral, mentolado • Limón: alcanfor, floral, mentolado, picante • Ajo: etéreo, picante, pútrido • Rancio: etéreo, mentolado, picante 3.4 Aspectos fisicoquÃ−micos en la percepción del sabor y del aroma El reto para la industria de los sabores es producir la misma nota de sabor y aroma en cada uno de los diversos grupos de alimentos, por ejemplo el sabor a fresa tanto en alimentos sólidos (caramelo), lÃ−quidos (leche o batidos) y en semisólidos (yogurt). La percepción del aroma y el sabor esta directamente relacionado con la estructura, naturaleza quÃ−mica y propiedades fisicoquÃ−micas (como hidrofobicidad, solubilidad, volatilidad…) de los compuestos activos, pero también con la composición y estructura de cada alimento. La matriz que conforma la estructura de los alimentos es compleja y comprende varias fases, ya sea lÃ−quida, sólida o gaseosa. La afinidad de los componentes del sabor por alguna de estas fases puede acelerar o retardar la liberación de alguno de los componentes del sabor y por tanto modificar la percepción global del sabor, por lo que se han desarrollado cientos de formulaciones para un solo tipo de sabor, pero con aplicaciones especÃ−ficas acordes a la composición de cada producto. 3.4.1 PROCESO DE MASTICACIà N Durante la masticación, los compuestos volátiles y no volátiles se disuelven y son extraÃ−dos de la matriz del alimento a la fase lÃ−quida de la saliva. Los compuestos no volátiles son percibidos en los receptores del gusto; mientras que los compuestos volátiles son transportados desde la saliva a la fase de vapor en la cavidad bucal y, posteriormente, conducidos a través de la garganta hasta los receptores del olfato. La intensidad del estÃ−mulo depende de la fracción de los componentes de aroma y sabor que pueda tener acceso a los centros receptores. Sin olvidar que la velocidad con la que estos compuestos son liberados y transportados, depende de las propiedades fisicoquÃ−micas de las macromoléculas que constituyen la matriz del alimento. 22

La liberación de los componentes del sabor involucra también factores fisiológicos y aspectos del comportamiento humano como: volumen de la cavidad bucal, cantidad de saliva, el flujo de aire entre la boca y la nariz, el número de veces que el alimento es masticado, etc. En condiciones ideales, la liberación o extracción, asÃ− como el transporte de los componentes de un sistema dependen de los coeficientes de partición y difusión entre dos fases (aire-agua, aceite-agua, aire-aceite, etc.). El coeficiente de partición es un parámetro que describe la distribución de un compuesto ente dos fases en un sistema de equilibrio, y es una medida de su volatilidad. No obstante, la masticación e ingesta de alimentos es un proceso dinámico, donde los compuestos activos presentes en el alimento pasan a una fase lÃ−quida, sin que se alcance el equilibrio. Existen dos mecanismos que describen la liberación de componentes entre dos fases; el primero es el modelo convectivo, en el que se asume que las fases forman una mezcla homogénea, y el transporte de masa a través de la interfase ocurre por difusión interfacial. El segundo mecanismo, corresponde al modelo difusivo que ocurre cuando ambas fases forman una mezcla heterogénea; en este caso, el transporte de masa depende de la difusión, de la distancia entre las fases, de la viscosidad y del tiempo. La masticación no sólo rompe la estructura, también induce cambios en la viscosidad, volumen y composición del alimento. La saliva constituye el medio de transferencia hacia los receptores del gusto y el olfato; las enzimas presentes en ella como la α-amilasa y lipasa inducen cambios en la composición y viscosidad del alimento, lo que modifica la difusión interfacial de los compuestos del sabor. Asimismo, por su capacidad para neutralizar ácidos, la saliva puede incrementar la volatilidad de algunas bases como el 2-acetil-piridina y el 2-metoxi-pirazina. Del mismo modo, se genera un efecto de dilución, ya que sólo una fracción 10 a 100 veces menor de los compuestos volátiles extraÃ−dos por la saliva son transferidos a los centros receptores del gusto y del olfato, debido a que una parte de éstos se une a las glucoproteÃ−nas presentes en la saliva, lo que modifica la intensidad del estÃ−mulo. Además, del efecto de dilución, algunos compuestos pueden permanecer un mayor tiempo en la cavidad bucal y en la cavidad retronasal, debido a que quedan retenidos en la mucosidad que recubre boca, garganta y nariz. 3.4.2 EFECTO DE MACROMOLà CULAS EN LA PERCEPCIà N DEL SABOR La liberación de los compuestos de aroma y sabor depende también del grado de unión y afinidad tanto quÃ−mica y fÃ−sica de estos compuestos con las macromoléculas de la matriz del alimento. Papel de los lÃ−pidos en la percepción del sabor Los lÃ−pidos tienen un gran impacto en las caracterÃ−sticas sensoriales de alimentos, ya que no sólo modifican la percepción del sabor, también son responsables de su estabilidad, porque a partir de ellos se sintetizan un gran número de compuestos volátiles y no volátiles. La distribución de los componentes entre la fase oleosa y lÃ−quida es heterogénea y depende del coeficiente de partición entre las dos fases. A mayor valor del coeficiente, mayor hidrofobicidad del compuesto. En general, la presencia de lÃ−pidos en alimentos, aumenta la persistencia de compuestos de carácter hidrofóbico, debido a un mayor tiempo de residencia y exposición ante los receptores del gusto y del olfato, lo que explica en parte, la rápida extinción de la percepción del sabor en productos bajos en grasa y la necesidad de emplear saborizantes encapsulados. Los lÃ−pidos también son responsables de la estabilidad fÃ−sica y quÃ−mica de aroma y sabor. Al reducir el contenido de lÃ−pidos, los compuestos hidrófobos tenderán a volatilizarse con mayor facilidad y se perderán durante el almacenamiento prolongado. Igualmente, las reacciones de deterioro de lÃ−pidos alteran el sabor de alimentos.

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Papel de los carbohidratos en la percepción del sabor Los carbohidratos incluyen compuestos de bajo peso molecular que participan directamente como agentes del sabor, asÃ− como oligosacáridos y polisacáridos. Estos últimos carecen de sabor, pero modifican el patrón de percepción. Además, una gran cantidad de compuestos del aroma y sabor provienen de la degradación de carbohidratos que se produce mediante las reacciones de oscurecimiento no enzimático. En particular, las gomas y el almidón, se emplean como extensores, espesantes o gelificantes; incrementan la viscosidad del sistema y retrasan la velocidad de liberación de liberación de los agentes de sabor y aroma. Por ejemplo, la pectina y el almidón reducen la volatilidad y extracción de compuestos del sabor y aroma en yogurt, asÃ− como la intensidad del sabor dulce en la sacarosa. El proceso de difusión en una solución depende del contenido de humedad y el diámetro de la molécula, asÃ− como de las propiedades reológicas del sistema. A mayor diámetro molecular de observa una menor difusión. Si además hay un aumento en la viscosidad del sistema, la velocidad de difusión será menor, y se inducirá un cambio en el perfil del sabor y aroma, debido a un cambio en la velocidad con que las moléculas alcanzan a los receptores. El efecto de los polisacáridos depende de su concentración; cuando éstos se encuentran por debajo de la concentración crÃ−tica, el efecto en la percepción del sabor es mÃ−nimo, pero cuando se sobrepasa esta concentración, el aumento en la viscosidad del sistema reduce significativamente la percepción del sabor. El valor de la concertación crÃ−tica se define como la mÃ−nima concentración a la cual las cadenas del polisacárido se presuponen entre sÃ− para formar una red tridimensional. Aunado al cambio en la viscosidad del sistema; las ciclodextrinas y en menor grado la amilopectina, forman complejos de inclusión molecular, estabilizados por interacciones hidrofóbicas, en donde algunos compuestos volátiles y ácidos grasos quedan atrapados en la región helicoidal de estos polisacáridos, con lo que se reduce la concentración de compuestos que alcanzan la fase de vapor del sistema. Papel de las proteÃ−nas en la percepción del sabor Es necesario recordar que la percepción del aroma y sabor se da precisamente por la interacción de los componentes activos con las proteÃ−nas que constituyen los centros receptivos. Las proteÃ−nas pueden unirse a los compuestos de aroma y sabor a través de dos mecanismos: a) reversible a través de interacciones de Van der Waals y b) de forma irreversible mediante el establecimiento de interacciones covalentes o electrostáticas. Tanto los aldehÃ−dos como las cetonas y en menor grado los ésteres, se unen con proteÃ−nas; en particular, los aldehÃ−dos pueden reaccionar con grupos amino libres de la lisina o con grupos imidazol de la histidina y quedar irreversiblemente unidos a proteÃ−nas, mientras que los ésteres se pueden unir a proteÃ−nas mediante interacciones hidrofóbicas. El tipo de interacciones dependen de la conformación de la proteÃ−na y de la distribución especÃ−fica de grupos hidrofóbicos e hidrofÃ−licos. Cuando una proteÃ−na se encuentra en un estado desnaturalizado, ya sea por efecto de tratamiento térmico o por cambios en el pH, y expone un mayor número de residuos hidrofóbicos, tiene una mayor tendencia a formar complejos con compuestos volátiles por medio de interacciones hidrofobias. Asimismo, los compuestos de aroma y sabor pueden quedar fÃ−sicamente atrapados dentro de la red de proteÃ−nas en los procesos de gelificación, por lo que el grado de interacción entre los compuestos de aroma y sabor con proteÃ−nas depende en gran medida de factores como pH, temperatura y fuerza iónica que afectan la conformación de la cadena polipeptÃ−dica. 3.4.3 MATERIALES DE EMPAQUETAMIENTO El empaque juega un papel primordial en la percepción de aroma y sabor, dado que tiene como principal función proteger al producto y prolongar la vida útil. Desde el punto de vista de la quÃ−mica del sabor, el 24

material de empaque debe evitar la pérdida de compuestos odorÃ−feros ajenos al producto, brindar protección contra reacciones de deterioro como la oxidación, y sobre todo no interactuar con los componentes del producto. 3.5MECANISMOS DE LA GENERACIà N DE AROMAS Y SABORES Las principales reacciones en la generación de los compuestos responsables del aroma y sabor son la hidrólisis y la oxidación de lÃ−pidos, reacciones enzimáticas, reacciones de oscurecimiento no enzimático y reacciones fotoquÃ−micas. Los compuestos del sabor son moléculas que pueden ser no volátiles (con baja presión de vapor, como sacarosa, glucosa, capsaicina, etcétera) o volátiles, que al entrar en la boca se volatilizan y generan aromas; las primeras sólo estimulan el sentido del gusto, y las segundas estimulan tanto el gusto como el olfato; estos compuestos derivan primordialmente de la hidrólisis de proteÃ−nas, carbohidratos, lÃ−pidos, ribonucleótidos y pigmentos. Estos biopolÃ−meros tienen muy poco efecto en el gusto, pero los productos provenientes de la hidrólisis generan sabores dulce, salado, amargo, ácido y umami en alimentos y bebidas. Por otra parte, los compuestos del aroma son compuestos volátiles de bajo peso molecular, generados por la oxidación de lÃ−pidos, reacciones de Maillard, caramelización, degradación y por la interacción de los productos de estas reacciones. Debido a que cada uno de los constituyentes de los alimentos (tanto frescos como procesados) es un sustito potencial en alguna transformación quÃ−mica, enzimática o microbiológica, el número de reacciones que éstos favorecen es muy grande, por lo que existe una amplia variedad de compuestos tales como ácidos, alcoholes, aldehÃ−dos, azúcares, cetonas, ésteres, éteres, furanonas, furanos, mercaptanos, terpenos, sales, aminoácidos, lactosas, pirazinas, pirroles, piridinas, pirimidinas, piranonas, sulfuros, oxazoles, oxazolinas, tiofenos, tiazoles y otros, que forman parte del sabor y del aroma de muchos productos. Tradicionalmente se ha considerado que la sÃ−ntesis de todas estas moléculas quÃ−micamente tan distintas, se efectúa mediante uno de los cuatro mecanismos siguientes: biosintético, enzimático directo, enzimático indirecto y pirolÃ−tico. Sin embargo, éstos pueden reunirse en dos grandes grupos: biosintético y por efecto de las altas temperaturas. En el primero se incluyen todas las transformaciones que se efectúan por los sistemas enzimáticos y por los microorganismos propios, añadidos o contaminantes. Mecanismos de formación de sabores en alimentos Nombre Mecanismo CaracterÃ−sticas Metabolitos secundarios Los sabores son terpenos y Biosintético sintetizados durante el desarrollo ésteres como en la menta, los normal de tejidos cÃ−tricos, la pimienta y el plátano Los sabores se forman por la Formación del sabor de la cebolla Acción enzimática directa acción de enzimas sobre por la acción de la aliinasa sobre moléculas precursoras del sabor sulfóxidos Los sabores se forman por la Los sabores se caracterizan por la oxidación de los precursores del Acción enzimática indirecta presencia de grupos ácido y (oxidación) sabor, mediante agentes oxidantes carbonilos generados enzimáticamente Los sabores se forman de Los sabores se caracterizan por la PirolÃ−tico precursores, al someter el alimento presencia de pirazinas, derivados a tratamientos térmicos furánicos y otros Por otra parte, en el segundo caso están considerados los cambios que sufren los alimentos cuando se someten a un tratamiento térmico, como cocción, freÃ−do y esterilización. Los productos crudos de origen animal, como la leche y la carne, tienen un aroma y un sabor muy pobre; sólo después de que éstos se exponen a un tratamiento térmico, desarrollan las propiedades sensoriales que los hacen tan atractivos al consumidor. En estado crudo, el sabor de estos alimentos se debe a sales, aminoácidos, 25

azúcares, ácidos grasos libres y algunas otras sustancias de bajo peso molecular. Cabe señalar que los aromas y sabores desagradables también son originados por estos mecanismos, como consecuencia de un mal procesamiento y deterioro durante su almacenamiento, propiciado por contaminación ambiental con agua y aire, por interacción con otros componentes del alimento y con los materiales de empaque, asÃ− como por alteración microbiana. A continuación se explicarán brevemente los dos mecanismos de sÃ−ntesis de las sustancias responsables del sabor y del aroma de la mayorÃ−a de los alimentos. 3.5.1BIOSà NTESIS Los compuestos generados mediante biosÃ−ntesis también se denominan naturales; en general, son metabolitos secundarios, que se forman durante el ciclo normal de crecimiento de los tejidos vegetales y frutos, de microorganismos o por la acción de sistemas enzimáticos endógenos y/o exógenos. Estos compuestos permanecen in situ, es decir, dentro del producto, y el sabor se percibe directamente cuando se consume el alimento. Los productos vegetales como frutas, verduras, hojas y flores son los productos que en estado natural contienen una mayor cantidad de compuestos volátiles y no volátiles generados por biosÃ−ntesis. Procesos bioquÃ−micos como glucólisis, ciclo de Krebs, y otros distintivos de cada especie generan un gran número de compuestos: a) amargos, como la cafeÃ−na del café, la teobromina del cacao, la limonina de los cÃ−tricos, etcétera; b) ácidos, como ascórbico, cÃ−trico, fumárico, acético y málico; c) pungentes como la capsaicina de los chiles (ajÃ−s, pimentón, etcétera) y la piperina de la pimienta; además de un gran número de sustancias volátiles responsables del aroma. Estas sustancias no están distribuidas homogéneamente en el tejido, por lo que es común que las propiedades sensoriales de frutos y vegetales varÃ−en dentro del mismo producto. Los ciclos bioquÃ−micos y por ende la producción de compuestos volátiles y no volátiles se asocia con múltiples factores. En primer término, la genética de cada fruto o planta establece un metabolismo diferente, por lo que cada producto exhibe un perfil sensorial caracterÃ−stico, ocasionado por la proporción cualitativa y cuantitativa de esas moléculas activas. Estas diferencias también se presentan incluso en una misma variedad de producto, ya que se pueden sintetizar los mismos componentes, pero en diversas concentraciones. Además de los aspectos genéticos, las condiciones climatológicas (temperatura, humedad, tiempo de exposición a la luz solar), tipo de suelo (pH, disponibilidad de nutrimentos) y las prácticas culturales (rotación de cultivos, riego, fertilización, adición de hormonas, formación de injertos) también influyen de manera decisiva. En general, cuando una planta se cultiva en circunstancias desfavorables, como falta de agua o temperaturas extremas, tiene un bajo rendimiento y frutos pequeños, pero con una alta concentración de compuestos de bajo peso molecular, que incluyen tanto compuestos del aroma como sus precursores. La calidad de los frutos también depende de las condiciones en las que se efectúe su maduración, ya que ésta no es igual si se termina en la planta o si el fruto se cosecha inmaduro y se almacena en una cámara acondicionada para la maduración. Los frutos también se ven afectados por las condiciones de almacenamiento, ya que acorde con la temperatura y la disponibilidad de oxÃ−geno se favorece un ciclo bioquÃ−mico especÃ−fico que repercute en la sÃ−ntesis de ciertos volátiles. En general, el proceso de maduración se acelera por un aumento en la temperatura; por ejemplo, la mayor concentración de acetato isoamÃ−lico, principal componente del sabor en plátanos (Musa sapientum), se presentó cuando la maduración se llevo a cabo de 20 a 25ºC; sin embargo, al madurar estos frutos a 30ºC la concentración de este compuesto disminuyó significativamente y aumentó la producción de etanol. En la mayorÃ−a de los productos vegetales, el contenido de proteÃ−nas y lÃ−pidos es muy bajo; estos compuestos son fundamentales para establecer los procesos biosintéticos, cuya integración es compleja.

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A pesar de que todos los vegetales deben su aroma a las diversas rutas metabólicas, existen diferencias entre aquellas que se presentan en las frutas y las de las verduras. El etileno es un gas conocido como hormona universal de maduración y es producida por la mayorÃ−a de las frutas y vegetales; se sintetiza a partir de la metionina vÃ−a la S-adenil metionina y el ácido aminociclopropano-1-carboxÃ−lico (ACC) por la acción de las enzimas ACC-sintetasa y ACC oxidasa. Esta hormona induce la maduración al igual que la senescencia o envejecimiento en frutas y tejidos vegetales. Las frutas se dividen en dos grupos de acuerdo con la producción y la respuesta al etileno como: frutas climatéricas (plátano, aguacates, manzanas, peras, tomate, etcétera) y frutas no climatéricas (uvas, fresa, cÃ−tricos, sandÃ−a, etcétera). Las frutas crecen en la planta hasta alcanzar un máximo, para dar inicio a la maduración; en las frutas climatéricas, este proceso es acompañado por un aumento en la tasa de respiración y producción de etileno, a diferencia de las frutas no climatéricas cuya tasa de respiración basal no aumenta luego de alcanzar su máximo crecimiento. Las frutas climatéricas generalmente se recolectan inmaduras para distribuirlas comercialmente, y terminan de madurar fuera del árbol; se recomienda evitar la acumulación de etileno y reducir la temperatura, para aumentar su periodo de conservación. Aunque, hay frutas climatéricas como la manzana que tienen una actividad respiratoria baja y que pueden almacenarse durante más tiempo. La presencia de etileno también puede reducir la vida útil de frutos y vegetales, por ejemplo, el brócoli tiene una producción de etileno muy baja, pero es muy sensible a éste compuesto y muestra un cambio en la coloración del verde al amarillo, en demérito de sus caracterÃ−sticas de calidad. Algunos aromas generados por el metabolismo de los Principales constituyentes de los alimentos Componente Aroma • Ôcidos orgánicos: pirúvico, acético, propiónico, acetoacético, butÃ−rico, hexanoico, octanoico. • à steres: piruvatos, acetatos, propionatos, butiratos, acetoacetatos, hexanoatos, octanoatos. Carbohidratos: glucosa, fructosa, sacarosa • Alcoholes: etanol, propanol, butano, hexanol, octanol. • AldehÃ−dos: acetaldehÃ−do, propanal, butanal, hexanal, octanal. • Terpenos: linalol, limoneno, pinenos, citronelal, citral, geranial. Ôcido pirúvico, acetaldehÃ−do, etanol, isopropanal, isopropanol, ácido α-ceto-isobutÃ−rico, 3-metilbutanal, 3-metibutanol, Aminoácidos: alanita, valina, leucina, isoleucina, ácido α-ceto-isocaproico, 2-metilbutanal, fenilalanina, serina, treonina, glicina, cistina, 2-metilbutanol, benzaldehÃ−do, fenilacetaldehÃ−do, cinamaldehÃ−do, hidroximaldehÃ−do, cistéina, serina Ï”-hidroxibenzaldehÃ−do, Ï”-hidroxi-fenilcetaldehÃ−do, Ï”-hidroxi-cinamaldehÃ−do, tiazoles, glioxal. Trans-2trans-decadienal, hexanal, trans-2-octenal, Ôcidos grasos: linoleico trans-2-pentanal, trans-2-hexenol, cis-3-hexenal, cis-3-hexenol, propanal. Ôcidos orgánicos: cÃ−trico, málico, Ôcido pirúvico, acetaldehÃ−do, etanol oxalacético, láctico Carotenoides: β-caroteno β-ionona AROMA EN FRUTAS Las frutas climatéricas en estado inmaduro presentan un periodo bien definido en el que su respiración basal es reducida; después de algunos dÃ−as, la respiración se incrementa bruscamente, dando inicio al 27

climaterio y a la maduración. Por otra parte, las frutas no climatéricas se caracterizan porque su patrón de respiración permanece prácticamente constante una vez cortadas de la planta o del árbol; a diferencia de las anteriores, éstas normalmente permanecen en el árbol hasta que maduran. El etileno aun en concentraciones muy bajas, del orden de 0.1 ppm, causa una fuerte alteración a los sistemas genéticos, induce la sÃ−ntesis de un gran número de enzimas, tales como proteasas, lipasas, amilasas, pectinasas, lipoxigenasas, clorofilazas y otras más. En estas condiciones de actividad enzimática establece una complicada red de cambios metabólicos, que se traslapan y acoplan, lo que da origen a la conversión del almidón, de las pectinas, de la clorofila, etcétera; con esto, el fruto verde, duro, astringente, y falto de sabor, adquiere caracterÃ−sticas sensoriales aceptables. Cabe indicar que el periodo preclimatérico puede incrementarse para mantener la fruta inmadura durante más tiempo, y reducir la cantidad de oxÃ−geno disponible para la respiración y mantener la temperatura de 15ºC; una temperatura inferior puede provocar daño por frÃ−o. Durante este proceso de maduración, aparecen los compuestos volátiles responsables del aroma. Se ha visto que en estado inmaduro existen muy pocos volátiles; por ejemplo, en el plátano, el 70% de éstos corresponden al hexanal y al trans-2-hexenal, sin embargo, el producto maduro, puede tener más de 375 de estas sustancias, entre las que destacan los grupos de ésteres, alcoholes, carbonilos y éteres fenólicos. Compuestos volátiles del aroma del plátano Acetato 3-metil-butÃ−lico Butirato amÃ−lico Acetato isoamÃ−lico Eugenol Propionato amÃ−lico Acetato metÃ−lico Butirato amÃ−lico Pentanona Alcohol hexÃ−lico Butano Acetato butÃ−lico Alcohol amÃ−lico Butirato butÃ−lico à ter metÃ−lico del eugenol Acetato hexÃ−lico Por otra parte, en estudios realizados en manzanas se observó que la producción de ésteres está directamente relacionada con la presencia de etileno, debido a que este compuesto regula la acción de la enzima alcohol-acil-CoA-transferasa (AAT); a diferencia de la acumulación de azúcares, ácidos, aldehÃ−dos y alcoholes regulados por las enzimas alcohol deshidrogenada (ADH) y lipoxigenasa (LOX). La compleja gama de compuestos que se encuentran en el aroma de frutas se sintetiza según seis mecanismos principales: a) transformación de carbohidratos con incremento en la concentración de azúcares solubles y degradación de la pared celular; b) conversión de aminoácidos, como la leucina y la valina, en moléculas ramificadas metiladas, derivadas de ésteres y de alcoholes; c) utilización de los ácidos grasos para la sÃ−ntesis de alcoholes, ésteres, cetonas y ácidos; d) oxidación enzimática de los ácidos linoleico y linolénico y generación de hexanal y nonanal y los oxiácidos de nueve a 12 átomos de carbono, e) conversión de la L-fenilalanina en ésteres fenólicos, principalmente, el eugenol y su derivado metÃ−lico, f) sÃ−ntesis de terpenos y derivados carotenoides.

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a) Conversión de azúcares. Los azúcares son los componentes no volátiles de mayor importancia en frutas, no sólo por su asociación con el sabor dulce, ablandamiento y el desarrollo de color, sino porque brindan un balance con los ácidos generados durante la maduración. El contenido de azúcares solubles aumenta durante la maduración y éstos actúan como fuente de carbono para los precursores del aroma. Los principales azúcares presentes en fresas son sacarosa, fructosa, glucosa, y en menor proporción inositol y sorbitol. La fructosa y en menor grado la glucosa actúan como precursores en la formación de furanonas como 2,5-dimetil-4-hidroxifuranona (DMHF), que tiene un gran impacto en el sabor de fresas, debido a su bajo nivel de detección de hasta 4x10-5 mg/kg. Los aldehÃ−dos, como la vainillina y benzaldehÃ−do forman parte importante de los compuestos aromáticos en frutas; este último, es el principal componente del aroma de almendras amargas, y se encuentra también en durazno, ciruela y chabacano. Ambos aldehÃ−dos se producen por la acción de las enzimas beta-glucosidasa e hidroxilasa a partir de glucósidos cianogénicos. b) Conversión de aminoácidos. El contenido de alanita, leucina, isoleucina y valina se incrementa considerablemente en el climaterio, gracias a la acción de las proteasas; a su vez, estos aminoácidos son sustratos en transformaciones de desaminación, decarboxilación, reducción y esterificación, con lo cual se sintetizan diversos ésteres y alcoholes, como el acetato de isopentilo tÃ−pico en el plátano, butirato de metilo en manzana, butirato de etilo en piña y manzana, acetato de octilo en naranja. En frutos no climatéricos como la fresa, el contenido de aminoácidos libres se encuentra asociado con la formación de ésteres, en donde participan varias enzimas como la alcohol aciltransferasa (ATT) que cataliza la transferencia de grupos acilo, la α-amino-transferasa, la α-ceto-descarboxilasa y la alcohol-deshidrogenasa (ADH), entre otras. Es interesante mencionar que aun dentro de un mismo fruto, cada aminoácido es utilizado en diferentes fracciones celulares; por ejemplo, en el caso del jitomate, los sistemas enzimáticos solubles actúan sobre la leucina, mientras que la mitocondria utiliza la alanita y el ácido aspártico. A partir de la leucina se obtienen compuestos como el 3-metil-butanol y ésteres como los 3-metilbutiratos y 2-cetoisocaproatos; de la isoleucina se derivan el alquil-2-metilbutanoatos, el 2-metilbutirato; y de la valina se sintetizan el 2-metil-l-propanol, el acetato 2-metil-propÃ−lico, el ácido 2-metil-propiónico y el ácido 2-cetrovalérico. c) y d) Utilización de ácidos grasos. Como se indicó en el capÃ−tulo de lÃ−pidos, sólo los ácidos grasos libres de cadena corta (menos de 12 átomos de carbono), son volátiles y presentan un determinado olor. Sin embargo, aunque los de cadena más larga no huelen, son precursores importantes en la sÃ−ntesis de los aromas de muchos frutos. Para su utilización, como primer paso debe haber una actividad lipásica que los libere de los triacilglicéridos. Los ácidos grasos poliinsaturados localizados en la membrana celular son extraÃ−dos de ella durante el picado, o por cambios en la estructura celular debida a la senescencia o a procesos de limpieza, manejo y congelación. Una vez libres, los ácidos linoleico y linolénico entran en la β-oxidación y la oxidación por la lipoxigenasa. Este conjunto de transformaciones trae consigo la sÃ−ntesis de aldehÃ−dos, alcoholes, cetonas, ésteres, ácidos, lactosas, etcétera, todos de bajo peso molecular que se han identificado en la facción volátil de muchas frutas. La acción de la lipoxigenasa es igualmente decisiva en la sÃ−ntesis de los aromas, ya que de ella se deriva la mayorÃ−a de los componentes volátiles en casi todos los vegetales, pero en cada caso su acción es muy particular. La lipoxigenasa oxida los ácidos grasos y produce los correspondientes hidroperóxidos, que en el caso del ácido linoleico están en los carbonos 9, 12, 13 y 16; de todos éstos, los que están en posición 9 y 13 son los más comunes, y en el jitomate se generan en una proporción de 95:5, respectivamente. Su ruptura produce una serie de sustancias volátiles que son diferentes según se trate del carbono 9 o del 13. Sin embargo, el tomate no cuenta con la enzima que hidroliza el hidroperóxido 9, pero tiene al menos seis isoenzimas (TomoloxA, TomoloxB, TomoloxC, TomoloxD y TomoloxD9) que actúan en el hidroperóxido 13, y que generan sustancias volátiles de seis carbonos, tales como hexanal (CH3 CH2 -CH2 -CH2 -CH2 CHO), 3-hexenal (CH3 CH2 CH= CH CH2 CHO) y 2-hexenal (CH3 CH2 CH2 CH= CH 29

CHO); el primero a partir del ácido linoleico y los dos restantes, del ácido linolénico. Cabe indicar que a pesar de que en los jitomates inmaduros se encuentra la mayor actividad lipoxigenasa, no hay gran producción de volátiles, debido a que en estas condiciones, existe muy poca acción de la lipasa y, por ende, no hay producción de los ácidos grasos libres que sirven de sustrato a la enzima oxidativa. Cuando los hidroperóxidos 9 también se rompen, como en el caso del pepino, se producen otras sustancias igualmente importantes, tales como 2,6-nonadienal (CH3 CH2 CH= CH -CH2 -CHO) y 2-nonenal (CH3 CH2 -CH2 -CH2 -CH2 -CH2 CH=CH CH= CH -CHO). Otros aldehÃ−dos que también se ha identificado son el 2,4-heptadienal (CH3 CH2 CH= CH- CH= CH-CHO), el 2,4-decadienal (CH3 CH2 -CH2 -CH2 -CH= CHCH= CH- CHO), 2-heptanal (CH3 CH2 -CH2 -CH2 -CH= CH- CHO) y el 2-octenal (CH3 CH2 -CH2 -CH2 -CH2 CH= CH- CHO). A su vez, estos aldehÃ−dos pueden transformarse en alcoholes por medio de la alcohol deshidrogenada, o bien, en ácidos mediante la correspondiente oxidación; los ésteres derivan de la reacción entre estos alcoholes y ácidos. Este tipo de mecanismos se presenta en frutas tales como el mango, cuyo aroma y sabor están relacionados con su composición de ácidos grasos, de donde derivan alrededor de 100 compuestos que constituyen el 25% del total de volátiles actualmente identificados. • Conversión de la L-fenilalanina, la L-tirosina y el ácido cinámico. En el caso del plátano, mediante la degradación de la L-fenilalanina, se obtiene eugenol y su derivado metÃ−lico, ambos tÃ−picos del aroma de esta fruta. Sin embargo, en otros vegetales también se emplea la tirosina y el ácido cinámico, que siguen una ruta común. Cabe indicar que los cinamatos de metilo se consideran volátiles importantes en muchas otras frutas. f) SÃ−ntesis de terpenos y derivados carotenoides. Estos compuestos constituyen un grupo muy importante de compuestos aromáticos. Los apocarotenoides o norisoprenos derivan de compuestos carotenoides que comparten con los monoterpenos el mismo origen biosÃ−ntetico, dado que derivan de la condensación de pirofosfato isopentenÃ−lico, quien es trasformado a pirofosfato de geranilo. Además, el pirofosfato de geranilo da lugar a muchos otros terpenos por la acción de diversas enzimas como oxidorreductasas. En particular, los cÃ−tricos deben su aroma a la presencia de diversos terpenoides; éstos se sintetizan en las glándulas que están distribuidas en forma heterogénea en las capas pigmentadas del flavedo y que producen aproximadamente 12 ml del correspondiente aceite esencial por cada 100 cm2 de cáscara. El tejido blanco interno llamado mesocarpo o albedo no tiene la capacidad de generar estos aceites, pero contiene diversos glucósidos amargos: la hesperidina se encuentra en el limón y la naranja, y la naringina en la toronja. Los terpenoides no son exclusivos de los cÃ−tricos como agentes aromatizantes; también abundan en tomate, melón, papaya, fresa, en diversas especias, hierbas y flores. Son un grupo de compuestos derivados del hidrocarburo isopreno de cinco átomos de carbono que actúa como monómero, de los cuales existen varias clases: los de dos unidades de isopreno se llaman monoterpenos, los de tres, cuatro, seis y ocho reciben los nombres de sesquiterpenos (del latÃ−n sesqui, que significa uno y medio), diterpenos, triterpenos y tetraterpenos, respectivamente. Las moléculas de isopreno se unen generalmente en un arreglo tipo cabeza-cola, como ocurre con los monoterpenos, pero también existen en forma de cola-cola, para integrar las dos partes de los carotenoides. Sólo los terpenoides volátiles (principalmente monoterpenos y en segundo término los sesquiterpenos) contribuyen al aroma de los vegetales; sin embargo, algunos como la limonina (de 401 átomos de carbono y no volátil), son responsables del sabor amargo de varios cÃ−tricos. Clase de terpenos en la naturaleza Unidades de isopreno Monoterpeno 2

Fórmula condensada C10H16

Ejemplo Citral, limonero

30

Sesquiterpeno

3

C15H24

Farnesol, β-sinesal

Diterpeno

4

C20H32

Fitol, vitamina A

Triterpeno

6

C30H48

Esteroles, limonina

Tetraterpeno

8

C40H64

Carotenoides

Caucho Varios miles Varios cientos Politerpeno Tanto los monoterpenos como los sesquiterpenos pueden estar oxigenados en forma de aldehÃ−dos, cetonas, alcoholes, ácidos y ésteres; son los derivados oxigenados los realmente responsables de los aromas de los cÃ−tricos. Por ejemplo, en el aceite de limón hay 95% de limoneno y sólo 2% de citral; a pesar de que este aldehÃ−do se encuentra en tan baja proporción, es suficiente para conferir las propiedades sensoriales tÃ−picas a este producto. Los monoterpenos pineno, mentol, geraniol, carvona, etcétera, son sustancias tÃ−picas que se encuentran en los volátiles de diversas frutas y especias; dada su estructura quÃ−mica, algunos presentan carbonos asimétricos y por lo tanto existen en dos formas óptimamente activas; asÃ−, el pineno se encuentra como a y b, al igual que la carvona en sus isómeros L y D, y difieren en sus propiedades sensoriales. Entre los sesquiterpenos, el β-selineno, el α-eudesmol y la notcatona se encuentran en los aceites esenciales de apio, de eucalipto y de naranja, respectivamente. Cabe indicar que por tener una cadena mayor de átomos de carbono, los sesquiterpenos tienen temperaturas de ebullición más altas que las de los monoterpenos. Los mecanismos moleculares involucrados en la generación de aromas presentan cambios asociados con procesos de adaptación, por ejemplo, al comparar el perfil de terpenoides de fresas cultivadas se encuentra dominado por el monoterpeno, linalool y el sesquiterpeno nerolidol; a diferencia de las fresas silvestres que contienen monoterpenos olefinicos y mirtenil derivados del pineno. Este cambio en el perfil de aromas se debe a la pérdida del gen citrocromo-P540, que codifica la enzima que cataliza la hidroxilación del pineno a mirtenol en las fresas cultivadas. Los norisoprenoides son volátiles de nuevo a 13 carbonos derivados de la degradación de carotenos (C40), tiene un lÃ−mite de detección extremadamente pequeño y se forman in vivo por reacciones enzimáticas o por degradación térmica; por ejemplo, la α-ionona, β-ionona, β-ciclocitral y β-damascenona provienen del α y β-caroteno, de la α y β-criptoxantina y neoxantina, respectivamente; aun cuando estos compuestos contribuyen al 8% del total de la intensidad del aroma, representan el 78% del aroma floral del jugo de naranja. AROMA DE VERDURAS Las frutas se caracterizan por producir ésteres, y las verduras por sintetizar diversos compuestos derivados del azufre, por lo que mucha gente los considera como olores desagradables y no aromas. En esta categorÃ−a de alimentos se encuentran la cebolla, el ajo, la cebolleta y muchos otros del género Allium, asÃ− como el rábano, la mostaza, el berro, la col, etcétera, de la familia de las crucÃ−feras. El mecanismo que genera estos compuestos se considera enzimático directo. Al igual que con las frutas, estas transformaciones son muy complejas y se interrelacionan; es decir, los metabolismos de los ácidos grasos, de los hidratos de carbono y de los aminoácidos están conectados mediante una complicada red enzimática, los precursores no volátiles se convierten en una gama muy amplia de compuestos azufrados. En el tejido intacto, estos productos contienen tanto las moléculas aromáticas como sus respectivos precursores; estos últimos son generalmente sulfóxidos o glucósidos de peso molecular más alto, no volátiles, cuya aglucona es propiamente el aroma. Cuando el fruto sufre un daño mecánico (golpe, mordida, corte, congelación, escaldado, etcétera) que rompe su estructura celular, una enzima glucosidasa se pone en contacto con el precursor y lo hidroliza, liberando la fracción volátil odorÃ−fica. 31

Algunos sistemas enzimáticos tienen la peculiaridad de regenerar el aroma perdido de vegetales que han sido sometidos a un tratamiento térmico. Por ejemplo, cuando se deshidrata el brócoli, la zanahoria, la cebolla y el rábano, en el proceso se volatilizan sus aromas y queda un producto poco aromático, pero que contiene los precursores correspondientes. El aroma perdido puede regenerarse si estos deshidratados se incuban con un extracto enzimático proveniente de un fruto seco, pues en estas condiciones las enzimas actúan sobre dichos precursores y liberan los aromáticos volátiles. Como ya se indicó anteriormente, los compuestos azufrados con determinantes en estas verduras. Estas sustancias son orgánicas, de peso molecular bajo, tienen olor fuerte cuando están concentradas, pero agradable cuando se diluyen. Se conocen aproximadamente 420 moléculas que contienen azufre y que han sido identificadas en diversos alimentos; muchas están en forma natural en algunos productos, otras se sintetizan cuando se someten a un tratamiento térmico, y otras se generan por alguno de los mecanismos que a continuación se explicarán. a) Productos del género Allium. En este caso, los precursores son sulfóxidos de la L-cisteÃ−na, cuyo azufre está unido a diversos grupos. En la cebolla está el sulfóxido de S-1-propenil cisterna, mientras que en el ajo se encuentra el sulfóxido de S-2-propenil cistéina. La enzima llama aliinasa (S-alquil-L-cisteÃ−na sulfóxido liasa) es la que efectúa la ruptura de estas moléculas. La acción de la aliinasa en la cebolla genera amoniaco, ácido pirúvico y ácido sulfónico; este último es muy inestable y se descompone sin intervención enzimática, en monosulfuros (CH3CH=CHSH), disulfuros (CH3CH=CHS-SCH=CHCH3) y trisulfuros (CH3CH=CHS-S-SCH=CHCH3), asÃ− como en óxido de S-tiopropanal (CH3CH2CH=S=O, agente responsable del efecto lacrimatorio), en mercaptanos y en tiofenos. Además, en una segunda etapa, el óxido de S-tiopropanal reacciona con el con el piruvato y sintetiza propanol y 2-metil-pentanal-2. Cabe indicar que en la cebolla, una proporción del sustrato está unida a residuos de ácido aspártico y que la enzima sólo actúa en el sustrato libre del aminoácido. Por esta razón, se encuentra la γ-L-grutamil-transpeptidasa, que transfiere el ácido glutámico a otro aminoácido, liberando el sulfóxido. Se ha visto que la actividad de esta segunda enzima es más fuerte en las cebollas tiernas que en las que están muy maduras, por lo que en estas últimas, la aliinasa sólo utiliza una fracción del sulfóxido. En el caso del ajo, el sulfóxido de S-2-propenil cisterna se convierte en amoniaco, ácido pirúvico y tiosulfinato de dialido; este último, también llamado aliicina, también se convierte en diferentes sulfuros y disulfuros de metilo y de alilo, caracterÃ−sticos de los volátiles del ajo. Además de los productos del género Allium, existen otros de la familia brasita, como brócoli, coliflor y calabaza, que también contienen sulfóxidos de alquil-cisteÃ−na. Por su importancia destaca el sulfóxido de S-metil-cisteÃ−na, del cual se derivan disulfuros, trisulfuros y tetrasulfuros de metilo y de etilo; también se encuentra el sulfóxido de S-metil-metionina que da origen al sulfuro de dimetilo, tÃ−pico de estos vegetales y que tiene un umbral de detección muy bajo, de aproximadamente 0.33 μg/L. Otro ejemplo de este mecanismo de generación de aromas mediante sulfóxidos es el hongo Letinus edodes, cuyo precursor está unido a un residuo de ácido glutámico (igual que en la cebolla) que se libera por la acción de la γ-L-grutamil-transpeptidasa. En este caso, el ácido lentÃ−nico es atacado por la S-alquil-L-cisteÃ−na sulfóxido liasa, y lo transforma en ácido tiosulfÃ−nico, que a su vez se convierte quÃ−micamente en lentionina, que es el compuesto cÃ−clico responsable del aroma. Compuestos azufrados presentes en aceites esenciales de ajo y cebolla Monoazufrados Disulfuros Trisulfuros Metil-alilsulfuro Dimetil disulfuro Trimetil disulfuro 3-alil tio-ácido propiónico

Metil-propil-disulfuro

2-propenil-trisulfuro

Metanetiol

Metil-etil-disulfuro

Dirpopil-trisulfuro

Tiazolidina

1,3 ditiano

1,2,4-tritiolano-3,5-dietil

32

3-3'-tio bis, 1-propeno

1,3-propan ditiol

2,5-dimetil-tiofeno

2-propenil disulfuro

2,5-dimetil-tiazolio

Dialil disulfuro

2-propenil-metil-disulfuro 3,3-tienil-2-ácido propenoÃ−co b) Productos de la crucÃ−feras. Los sustratos son glucosinolatos o tioglucósidos, como la β-D-tioglucosa, responsable del aroma y de la pungencia de estos vegetales. Entre los principales glucosinolatos responsables del aroma podemos mencionar la singrina, la sinalbina y la mirosina, que se encuentran en productos tales como la col, el rábano y la mostaza, entre otros. El mecanismo es semejante al de la cebolla y el ajo, ya que una vez dañado el tejido, la enzima tioglucosidasa actúa sobre el sustrato no volátil y libera la aglucona que, mediante diversos arreglos quÃ−micos, se transforma en isotiocianatos y nitrilos; a su vez, éstos se convierten en otros compuestos, tales como tioles, alcoholes, mercaptanos, sulfuros, disulfuros y trisulfuros. De todos los volátiles sintetizados, el isotiocianato de alilo y el nitrilo de alilo son los más comunes. 3.5.2GENERACIà N DE AROMA Y SABOR POR ENZIMAS MICROBIANAS En contraste con los vegetales y frutas, en donde la acción de enzimas endógenas es responsable de las caracterÃ−sticas sensoriales de los productos, los productos lácteos y carnes fermentadas, masas de panaderÃ−a, vino, cerveza, etcétera, deben su aroma y sabor a la acción de enzimas endógenas y exógenas, estas últimas generalmente de origen microbiano. De la misma forma, algunas bacterias presentes en carne y enzimas endógenas son responsables de la proteólisis y de la transformación de algunos aminoácidos libres. A partir de aminoácidos azufrados como cisteÃ−na y cistina, se generan aminas con olores putrefactos extremadamente desagradables, como cadaverina a partir de lisina, putrescina a partir de glutamina, histamina a partir de histidina y tiramina a partir de tirosina, etcétera, por lo que es fundamental tener un control de los procesos enzimáticos que tienen lugar durante el almacenamiento y procesamiento de alimentos. Se ha reconocido la capacidad de ciertos microorganismos para sintetizar compuestos como alcoholes, ésteres, lactosas y terpenos, entre otros, a partir de diversos medios de cultivo. Por ejemplo, el Geotrichum candidum y las levaduras de los géneros Hansenula y Pichia producen alcoholes y ésteres; la Trichoderma viride produce la lactona gentil-6-alfa pirina, que tiene un fuerte olor a coco; algunas especies de Ceratocystis, Penicillium, Aspergillus, Sacharomices y Pseudomonas sintetizan terpenos volátiles, con la ventaja de que estas biotrasformaciones son estereoespecÃ−ficas. 3.5.3 GENERACIà N DE AROMAS POR EFECTO DE TRATAMIENTO Tà RMICO En general, los productos crudos de origen animal como leche, carne, huevo, pescado, asÃ− como cereales y oleaginosas son insÃ−pidos. La aplicación de un tratamiento térmico, mejora su textura, aroma y sabor por lo que éstos se vuelven más apetitosos. En la generación del aroma y sabor por efecto del tratamiento térmico intervienen varios mecanismos como la pirolisis o degradación térmica, la caramelización, degradación de ribonucleótidos y tiamina, la reacción de Maillard y la degradación térmica de lÃ−pidos. Tanto la reacción de caramelización como la de oscurecimiento no enzimático o de Maillard, no sólo producen pigmentos oscuros, sino que también son responsables de la formación de un gran número de sustancias volátiles. Ambas reacciones son complejas y no se conocen exactamente los procesos de sÃ−ntesis de muchas de las sustancias que resultan de ellas. La sola descomposición térmica de la glucosa genera aproximadamente 80 compuestos orgánicos de bajo peso molecular, tales como aldehÃ−dos, cetonas, dicetonas, lactosas, furanos y dihidrofuranos. El número y tipo de compuestos aumenta significativamente con la adición de un solo aminoácido, dentro de la reacción de Maillard. 33

Principales compuestos producidos por reacciones de oscurecimiento no enzimático Caramelización (glucosa) Reacción de Maillard (alanina y glucosa) Pirazinas Monóxido de carbono Bióxido de carbono

Metil-pirazina

FormaldehÃ−do

2,6-Dimetil-pirazina

Ôcidos fórmico, acético, láctico, pirúvico, acrÃ−lico

2,5-Dimetil-pirazina 2-Etil-5-metilpirazina

AcetaldehÃ−do 2,3,5-Trimetil-pirazina GlicoaldehÃ−do 3,5-Dietil-2-metil-pirazina Glioxal 3,5-Dietil-2-metil-pirazina Ôcido glioxÃ−lico 2-Metil-pirazina-6-acetilpirazina AcroleÃ−na 2-Etil-6-metilpirazina PiruvaldehÃ−do Carbonilo 5-Metil-2-furaldehÃ−do 3-hidroxi-2-butanona 2-Furil-metil-cetona 1-hidroxi-2-butanona Acetona 3-hidroxi-3-metil-2-ciclopentanona Acetol 3-etil-2-hidroxi-2-ciclopentanona Dihidroxiacetona Compuestos heterocÃ−clicos GliceraldehÃ−do 2,3-dihidro-5-hidroxi-6-metil-4(H)piranona AcetoÃ−na Furaneol Diacetilo 2,3-dihidro-3,5-dihidroxi-6-metil-4(H)piranona Ôcido levulÃ−nico 5-hidroximetil-2-furfural Furano Dihidro-2-metil-3(2H)-furanona 2-Metil-furano 4-hidroximetil-2-metil-1,3-dioxalano Alcohol furfurÃ−lico 5-metil-2-furfuriol Ôcido 2-furoico Compuestos heterocÃ−clicos nitrogenados 2-FuraldehÃ−do 2-acetil-pirrol 5-(Hidroxi-metil)-2-furaldehÃ−do 34

Isomaltol

Dimetil-1(H)-benzimidazol

2-Furi-hidroximetil-cetona Reacción de Maillard

2,3-dihidro-1-metil-4(H)-piridina

La reacción de Maillard tiene diversas vÃ−as que resultan en la formación de un gran número de compuestos de bajo peso molecular. Los principales compuestos volátiles derivados de la reacción de Maillard son aldehÃ−dos, cetonas, dicetonas, y compuestos heterocÃ−clicos que contienen oxÃ−geno, nitrógeno y azufre; entre estos últimos destacan pirazinas piridinas, pirroles, porrolidinas, pironas, pirrolizinas, piperazinas, furanos, furanonas, oxazoles, oxazolinas, tiofenoas, tiazoles, ditioles, ditianos, ditiinas, triotiolanos, tiazolinas, tiazolidinas y tretatianos. En general, los compuestos volátiles generados por la reacción de Maillard se pueden dividir en tres grupos: a) productos de la fragmentación de azúcares: furanos, pironas, ciclo pentanos, carbonilos y ácidos, b) productos de la degradación de aminoácidos: aldehÃ−dos y compuestos azufrados, y c) producidos de reacciones secundarias: pirroles, piridinas, imidazoles, oxazoles, tiazoles y compuestos de condensación aldólica. Es muy importante resaltar el papel que desempeña la temperatura. Cada posible ruta de sÃ−ntesis que se observa en estas transformaciones tiene una determinada energÃ−a de activación y, por lo tanto, su velocidad está en función de la temperatura. Es decir, según sea la temperatura que se alcance en un sistema, será la vÃ−a degradativa que prevalezca y la generación de un determinado tipo de compuestos. En un alimento con una composición compleja, podrÃ−a haber cientos de lÃ−neas semejantes integrando un sistema de muy difÃ−cil estudio. La reacción de Strecker, que forma parte del mecanismo de oscurecimiento no enzimático, involucra la desaminación oxidativa y descarboxilación de aminoácidos en presencia de compuestos dicarbonÃ−licos, y forma aldehÃ−dos con un átomo de carbono menos que el aminoácido original y una aminocetona. Esta reacción es la fuente principal de compuestos carbonÃ−licos; sin embargo, a pesar de su abundancia, no son tan importantes en el aroma como lo son los compuestos heterocÃ−clicos. La cisterna es susceptible a la degradación de Strecker, ya que forma no sólo el aldehÃ−do y la aminocetona correspondientes, sino además sulfuro de hidrógeno, amoniaco y acetaldehÃ−do; estos últimos son a su vez intermediarios en la formación de compuestos altamente odorÃ−feros, como el amoniaco que actúa como sustito en la formación de pirazinas. Las pirazinas son un grupo de sustancias muy importantes y claramente relacionadas con los aromas de los productos fritos, cocidos y horneados, tales como papas, café, nueces, cacao, galletas, etcétera. También se han identificado en diversos vegetales en estado fresco; son tan potentes que su umbral de detección está generalmente por debajo de 1 ppm. Entre los grupos más importantes de pirazinas destacan: • Alquil-pirazinas. Incluyen compuestos como la 2,5-dimetil-pirazina, la 3-etil-2,4-dimetil-pirazina y la 2-etil 3,5-dimetil-pirazina, tÃ−picos de las papas horneadas, y se sintetizan en la cáscara de este tubérculo; también se han identificado otras 13, tales como 2-isobutil-3-metil-pirazina, 2,3-dietil-5 metil-pirazina y 2,6-dietil-3-metil-pirazina. Se generan mediante la degradación de Strecker, por la reacción de las α-dicetonas con aminoácidos para formar α-amino-cetonas que a su vez, si se condensan entre sÃ−, generan un compuesto heterocÃ−clico que a través de una oxidación genera la pirazina. • Metoxi-pirazinas. En este grupo está la 2-isobutil-3metoxi-pirazina, responsable del aroma tÃ−pico de los pimientos verdes recién cortados (Capsicum annuum), los chÃ−charos (Pisum sativum), el café tostado y algunos chiles (ajÃ−s); está considerada como una de las sustancias más potentes conocidas, ya que su umbral de detección en agua es de 0.002 μg/L.

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• Acetil-pirazinas. De éstas, las más conocidas son la 2-acetil-pirazina, la 5-acetil-pirazina y la 6-acetil-pirazina, que se han identificado en productos fritos y tostados, tales como las palomitas de maÃ−z, el tabaco y la carne. Dentro de esta categorÃ−a se encuentran la 2-acetil-3-metil-pirazina y la 2-acetil-3-etil-pirazina. • Otras pirazinas. En este grupo se incluyen muchas otras pirazinas de menor importancia, tales como la acetonil-pirazina y las pirazinas bicÃ−clicas. Por su parte, los pirroles son compuestos nitrogenados que se supone derivan de la prolina y de la hidroxiprolina por la degradación de Strecker; sin embargo, también se pueden formar mediante un mecanismo distinto que requiere de otros aminoácidos y de azúcares de seis átomos de carbono. Entre los más conocidos están 2-formil-pirrol y el 2-acetil-pirrol. Las piraditas son compuestos que en concentraciones bajas tienen un aroma agradable, pero que se torna muy fuerte y desagradable cuando están concentradas; contienen nitrógeno en su molécula y no son tan abundantes como las pirazinas o los pirroles. Los furanos también representan otro grupo importante de compuestos, ya que se han identificado 70 en el aroma del café, 25 en el del pan y asÃ− en muchos otros alimentos; entre los principales resalta el maltol, con un caracterÃ−stico aroma de caramelo, y su derivado, el etil-maltol, que es de cuatro a seis veces más potente que el primero. Como los furanos no contienen nitrógeno, su sÃ−ntesis se lleva a cabo sólo con monosacáridos, por medio de su deshidratación o de la degradación de Strecker. Estructura de piridinas y furanos derivados de la reacción de maillard Los compuestos heterocÃ−clicos azufrados derivados de la reacción de Maillard incluyen tiazoles y tiofenos, además de tritiolanos, tiazolinas, tetratianos y otros; éstos se sintetizan por la reacción entre la metionina, la cistina, la cisterna o el anhÃ−drido sulfuroso (proveniente de la descomposición de la cisterna), con diferentes compuestos intermedios, tales como aldehÃ−dos, amoniaco y otros. Los derivados de los tiazoles, como el trimetil-tiazol y el 2-isobutil-tiazol, tienen aromas que recuerdan el del cacao y el del jitomate, respectivamente. Por su parte, los tiofenos sólo se han encontrado en alimentos que han sido sometidos a altas temperaturas; en cambio, las pirazinas existen en ciertos vegetales frescos; se han observado que el dimetil-tiofeno y algunos trisulfuros insaturados se producen a expensas de trisulfuros saturados y disulfuros insaturados. En el café tostado se han identificado varios compuestos azufrados que incluyen mercaptanos, sulfuros, disulfuros y trisulfuros, entre los que destacan el 5-metil-furfuril-mercaptano y el furfuril-mercaptano; este último tiene un umbral de detección muy bajo de 0.01 μg/L y en concentraciones hasta de 0.5 μg/L da la nota agradable de café, pero a más de 5 μg/L, es desagradable. Por otra parte, en los vegetales cocidos se genera una serie de compuestos volátiles muy similares, que varÃ−an únicamente en su concentración y que sugiere son el resultado de una degradación de metabolitos comunes; en sistemas modelo se han comprobado que algunos de ellos derivan de diferentes aminoácidos. Durante la cocción de papa, zanahoria, coliflor, maÃ−z, lechuga, apio, cebolla y otros, se sintetizan anhÃ−drido sulfuroso, metanol, propanal, acetona, sulfuro de dimetilo, metilpropanal, 3-metilbutanol, metanol y acroleÃ−na. Durante el cocimiento de espárragos se identifica un aroma caracterÃ−stico del sulfuro de dimetilo, que se encuentra en una concentración que va de 3 a 10 ppm; éste proviene de la hidrólisis térmica de los precursores correspondientes, principalmente de la metilmetionina. Paralelamente también se genera el compuesto cÃ−clico 1,2-ditiaciclopentano, proveniente de la descarboxilación del ácido asparagúsico, cuya biosÃ−ntesis ya se describió. Degradación de la tiamina La tiamina o vitamina B1 es un compuesto bicÃ−clico formado por una pirimidina sustituida y un anillo de 36

tiazol unidos mediante un enlace metilénico que puede romperse cuando a esta molécula se le aplica un tratamiento térmico a un pH>=4,5; la porción de pirimidina es estable pero el derivado metil-tiazólico es susceptible a degradación térmica, por lo que puede generar compuestos volátiles azufrados y nitrogenados de intenso aroma como furanos, tiofenos y anhÃ−drido sulfuroso que imparten aromas cárnicos. Muchos de estos compuestos pueden también formarse por la reacción de Maillard, como el 2-metil-3furfuril y el bis(2-metil-3furfuril) disulfuro, y son algunos de los principales componentes del aroma de carne de res y pollo. Se ha reportado que la degradación térmica de la tiamina genera una concentración 20 veces mayor del 2-metil-3furfuril que la ribosa, cuando reacciona con cisterna a un pH de 5.7. Degradación térmica de lÃ−pidos Los lÃ−pidos incluyen triacilglicéridos, fosfolÃ−pidos y colesterol; este grupo de compuestos tiene un papel multifuncional, pues está relacionado con la percepción bucal, además actúa como vehÃ−culo de compuestos no polares relacionados con el aroma. La fracción lipÃ−dica es un sustrato fundamental en la generación de volátiles, pues una gran cantidad de los compuestos del aroma y sabor provienen de la degradación de lÃ−pidos, e incluyen hidrocarburos alifáticos, aldehÃ−dos, cetonas, alcoholes, ácidos carboxÃ−licos, ésteres, lactosas y alquilfuranos. El tratamiento térmico puede inducir la ruptura del enlace éster de los triacilglicéridos con la consecuente liberación de ácidos grasos, además acelera oxidación de las cadenas alifáticas, donde las grasas insaturadas son más susceptibles a la reacción de autooxidación que las grasas saturadas. Por otra parte, los fosfolÃ−pidos que forman parte de la membrana celular, contienen una mayor cantidad de ácidos grasos insaturados que los triglicéridos por lo que son muy sensibles a la oxidación. Asimismo, la ruptura del enlace éster de los fosfolÃ−pidos es más rápida que la de los triacilglicéridos, por lo que son una fuente importante de compuestos volátiles. Del mismo modo, el colesterol es también susceptible a la oxidación cuando se expone a luz, calor y oxÃ−geno. El 7-cetocolesterol es uno de los componentes más representativos derivado de la oxidación del colesterol; la carne de res y los productos cárnicos pueden contener cerca de 3.5 ppm de este compuesto, cantidad sólo inferior a la reportada para el huevo en polvo, pero mayor a la de otros alimentos como leche, queso y cereales.

La autooxidación de los lÃ−pidos ocurre en forma espontánea en presencia de oxÃ−geno, generando numerosos productos intermediarios y finales. El mecanismo de autooxidación involucra la formación de radicales libres en donde un lÃ−pido RH es activado por calor, luz o por catalizadores metálicos para descomponerse en radicales libres inestables R y H'. En presencia de oxÃ−geno estos radicales libres forman el radical peróxido R00, que reacciona con otro lÃ−pido RH y genera un hidroperóxido ROOH y el radical libre R correspondiente, a través del cual se propaga la reacción en cadena. La reacción termina cuando los radicales libres se combinan entre sÃ−, formando compuestos estables que se acumulan en el sistema. Los hidroperóxidos son intermediarios importantes en la autooxidación de grasas, son no volátiles, inodoros e insÃ−pidos y relativamente inestables, por lo que tienden a fragmentarse y forman compuestos odorÃ−feros. Los hidroperóxidos pueden formar radicales alcoxi e hidroxilo que se descomponen rápidamente por oxidación, ruptura o ciclación, formando un sinnúmero de compuestos volátiles como aldehÃ−dos, alcoholes, cetonas, además de radicales libres que reingresan a la cadena de propagación. La naturaleza de los volátiles formados a partir de la degradación de hidroperóxidos depende de la composición de la cadena y del punto de ruptura. Los compuestos generados incluyen al hexanal, heptanal, octanal, nonanal, undecanal, 2-nonenal, 2-docenal, 3-hexenal, 4-decenal, 2,3-nonadienal, 2,4-decadienal, entre otros; todos ellos responsables del olor a grasa y rancio (figura 8.26), En general, estos compuestos tienen umbrales de detección superiores, por ejemplo, los aldehÃ−dos trans-2-nonenal y el trans-2-trans-4-decadienal poseen un umbral de detección de 0.08 y 0.07 ppb, ambos imparten notas a grasa, en tanto que los ácidos carboxÃ−licos son responsables de la sensación acre común en el aroma a carne El malonaldehÃ−do y otros compuestos que reaccionan con el ácido tiobarbitúrico son los principales productos de la ruptura de los hidroperóxidos provenientes de los ácidos araquidónico y linoleico, 37

Además de la autooxidación, los ácidos grasos saturados e insaturados pueden sufrir reacciones de descomposición cuando se someten a temperaturas elevadas en presencia o ausencia de oxÃ−geno por deshidratación, descarboxilación, hidrólisis y deshidrogenación. La degradación de los ácidos grasos saturados con oxÃ−geno lleva a la formación de mono-hidroxiperóxidos, cuya ruptura produce compuestos de bajo peso molecular semejantes a los producidos por la reacción de auto oxidación. Sin embargo, se ha demostrado que al eliminar el oxÃ−geno mediante una corriente de nitrógeno, se reduce la formación de compuestos derivados de la oxidación de lÃ−pidos. Asimismo, al calentar los lÃ−pidos a una temperatura superior a los 200°C los triacilglicéridos se fragmentan, generando cetonas, lactonas, ésteres, metilcetonas, hidrocarburos saturados e insaturados, aldehÃ−dos, acroleÃ−na, monóxido de carbono, entre otros compuestos de bajo peso molecular. Los umbrales de percepción de lo compuestos volátiles derivados de los lÃ−pidos son superiores a los que presentan los compuestos azufrados y nitrogenados provenientes de la reacción de Maillard, por lo que tienen un impacto menor en el aroma. Sin embargo, los aldehÃ−dos saturados e insaturados de seis a 10 carbonos representan la principal proporción de componentes volátiles. Las notas de aroma que imparten estos aldehÃ−dos se describen como verdes, grasos y rancios. Los ácidos grasos poliinsaturados n-3 y n-6 han recibido gran atención debido a que su consumo reduce la incidencia de enfermedades coronarias. Se comprobó que un incremento de ácidos grasos poliinsaturados generaba una mayor cantidad de compuestos volátiles derivados de la oxidación térmica de lÃ−pidos en el aroma de la carne de diversas especies animales, con una mayor concentración e alcoholes y aldehÃ−dos saturados e insaturados, n-alcanos, 2-alquenos, 1-alcanoles y alquilfuranos de 4 a 9 carbonos. Aunque estos compuestos no provienen directamente de la degradación de ácidos grasos poliinsaturados, sino de la autooxidación del ácido oleico ( C18:1n-9) y del ácido linoleico ( C18:2 n-6), por lo que la presencia de ácidos grasos poliinsaturados parece promover la reacción de auto oxidación del ácido oleico y linoleico. 3.6 PRECURSORES Y DESARROLLO DE AROMA Y SABOR EN ALIMENTOS CARNE Y PRODUCTOS CÔRNICOS Los principales compuestos que intervienen en la generación del aroma a carne son moléculas de bajo peso molecular solubles en agua o lÃ−pidos. Otros componentes de la carne, como las proteÃ−nas miofibrilares y sarcoplásmicas, tienen un efecto mÃ−nimo en el desarrollo del aroma a carne, con excepción de la mioglobina que puede actuar como catalizador en los procesos de generación del aroma. Como resultado del tratamiento térmico se genera un gran número de sustancias volátiles responsables del aroma y sabor a carne, en donde la naturaleza de los compuestos generados depende fundamentalmente de la intensidad del tratamiento térmico aplicado. Por otra parte, los lÃ−pidos que forman parte del tejido adiposo, asÃ− como la grasa intramuscular y los fosfolÃ−pidos tienen un papel primordial en la generación del aroma cárnico. La ribosa es uno de los azúcares más importantes de la carne, la mayor proporción de la ribosa se encuentra como parte del nucleótido inosin 5'-monofosfato, y en menor cantidad se le puede encontrar como ribosa 5-fosfato o ribosa libre. El inosin-5'-monofosfato se forma vÃ−a desfosforilación enzimática del ATP durante la etapa post-mortem. La ruptura enzimática del inosin-5'-monofosfato puede dar lugar a la formación de ribosa y ribosa-5-fosfato, aunque la mayor parte de la ribosa permanece unida al nucleótido. El inosin-5'-monofosfato, además de actuar como agente potenciador del sabor, también es una fuente de ribosa para la reacción de Maillard durante la cocción, y genera compuestos volátiles azufrados (tioles, mercaptanos, furanotioles, tiofenos y disulfuros) con un fuerte olor a carne, y en menor proporción otros compuestos no azufrados como el 2-furfural y 2.4-pentadienona. La ribosa 5-fosfato puede perder el grupo fosfato y sufrir una deshidratación para formar 4-hidroxi-5-metil-3-furanona y 1-deoxipentona. Esta 38

furanona puede generar tiofuranos y tiofenos al reaccionar con el sulfuro de hidrógeno producido por la degradación de cisteÃ−na. La formación de los compuestos responsables del aroma de la carne no sólo depende de la concentración de precursores, sino de una gran variedad de factores intrÃ−nsecos y extrÃ−nsecos que alteran la intensidad y caracterÃ−sticas del aroma, como el pH de la carne, especie animal, género, genotipo, edad, régimen de producción, tipo de almacenamiento, manejo post-mortem, temperatura y método de cocción, adición de especias, saborizantes, etc. Asimismo, el sabor caracterÃ−stico de cada especie animal deriva primordialmente de los lÃ−pidos presentes. La carne de cerdo y pollo contienen una mayor proporción de ácidos grasos insaturados que la de ternera o cordero, y esto da lugar a una mayor proporción de aldehÃ−dos volátiles insaturados, por lo que se supone que estos aldehÃ−dos son los principales compuestos asociados con el olor de las diferentes especies animales. La carne de oveja es rica en ácidos grasos ramificados con grupos metilo, como por ejemplo los ácidos 4-metiloctanoico y 4-metil-nonanoico, que no se han detectado en otros tipos de carnes, éstos son responsables del olor caracterÃ−stico de la carne de cordero que puede ser objetable. El 1,2-metiltridecanal presente principalmente en carnes de vaca, ternera, cordero y venado, imparte notas grasas a la carne. Otros aldehÃ−dos metilados de 11 a 17 carbonos imparten aromas de carne de vaca cocida y también se han detectado en carne de pollo y cerdo, aunque en menor proporción. Los productos cárnicos procesados incluyen en su formulación nitrito de sodio, junto con el cloruro de sodio, fosfatos y agentes reductores, entre otros. Los nitritos además de estabilizar el color de la carne e inhibir el crecimiento de Clostridium Botulinum, actúan como agentes antioxidantes que evitan el deterioro de las grasas insaturadas y por tanto modifican el perfil de compuestos volátiles generados durante la cocción. La acción antioxidante se debe a la formación de nitrosomioglobina y nitrosil-hemocromógeno que inhiben la acción del hierro hemo como agente prooxidante . Bebidas TE En la elaboración del té, la formación del aroma durante la fermentación está relacionada predominantemente con la oxidación de compuestos fenólicos. Las reacciones más importantes son la oxidación de los flavanoles catalizada por la catecol oxidasa. Los flavanoles del té constituyen el 15-25% del peso seco y son principalmente catequizas y sus derivados. En la oxidación de muchos fenoles el primer paso es la sustracción del hidrógeno fenólico, formándose un radical semiquinona. La eliminación de un segundo electrón forma una quinona estable. El radical semiquinona puede reaccionar con otro radical para formar un dÃ−emero. En los tejidos de las hojas de té, los flavanoles oxidados enzimáticamente se condensan para formar el dÃ−mero teaflavina y proantocianidina polimérica (tearubiginas). Las teaflavinas de color rojo-anaranjado son astringentes y contribuyen a la peculiar sensación vivificante que produce el té (briskness). Por otro lado, los flavanoles oxidados pueden reaccionar con aminoácidos dando diversos aldehÃ−dos vÃ−a degradación de Strecker. Se ha propuesto que el isobutanal, 2-metilbutanal, el aldehÃ−do isovaleriánico y el aldehÃ−do fenilacético que se encuentran presentes en el aroma del té fermentado son producidos a partir de los aminoácidos valina, isoleucina, leucina y fenilalanina. Se sabe que cierto número de compuestos volátiles se derivan de la degradación de carotenoides, lo que sucede solamente en presencia de flavanoles oxidados. Los principales productos volátiles son inonas y sus epoxiderivados. Se ha sugerido que los flavanoles oxidados del té formados durante la fermentación producen la degradación de los carotenos presentes en las hojas del té.

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CERVEZA La nota amarga caracterÃ−stica de la cerveza se debe a las resinas del lúpulo. Estas resinas se clasifican en blandas y duras (solubles e insolubles en hexano respectivamente). Las resinas blandas comprenden los ácidos α ( humulona, cohumulona, adhumulona) y los ácidos β (lupulona, colupulona, adlupulona) En el proceso de elaboración de la cerveza, los ácidos α se isomerizan a ácidos iso-α, los cuales tienen gusto amargo. La isomerización de un ácido α produce dos pares de estero isómeros. Cuando la cerveza se expone a la luz solar desarrolla un desagradable olor a azufre, denominado “sabor a luz”. Su formación se ha a tribuido al 2-metil-2-butano-1-tilo que procede de la fotolisis de ácidos iso-α en presencia de tÃ−o aminoácidos. El aroma a lúpulo caracterÃ−stico de la cerveza se debe a la transferencia a la cerveza de algunos compuestos derivados de los aceites esenciales. Se han identificado más de 100 constituyentes del arma, entre otros, ésteres, cetonas, alcoholes, éteres, terpenoides y sesquiterpenoides. Los ésteres cÃ−clicos y los sesquiterpenoides oxigenados son constituyentes que tienen un fuerte aroma a lúpulo. Los ésteres tienen, predominantemente, estructuras dicÃ−clicas y los sesquiterpenoides tienen un constituyente o bien epóxido o hidroxilo. CAFà En el café tostado y crudo se han caracterizado cierto número de furanos tiosustituidos. Posiblemente el compuesto 2-furilmetanotiol es un compuesto con carácter impacto del café tostado. Su umbral en agua es de 0.01 ppb y a concentraciones de 0.15 ppb el compuesto tiene el aroma del café tostado. A concentraciones mayores, se desarrolla un fuerte olor a azufre. Otro compuesto es la trigonelina, que está presente en los granos crudos de café a niveles de 1%. Contrariamente a la cafeÃ−na, que es termoestable, la trigonelina se descompone fácilmente a las temperaturas de tostado para dar una serie de piridinas y pirroles. El aroma ácido del café se debe a muchos ácidos orgánicos. Los ácidos fenólicos, en particular, alcanzan una media del 7.5 % del peso seco de los granos crudos de café. Entre estos tenemos los ácidos ferúlico, cafeico y clorogénico. 4. ADITIVOS ALIMENTARIOS RELACIONADOS CON EL SABOR Y EL OLOR 4.1 ACIDULANTES Según la legislación española, definimos acidulante como: aquellas sustancias que incrementan la acidez de un alimento o le confieren un sabor ácido La funcionalidad de los reguladores de pH, también llamados correctores de acidez, en la industria alimentaria tiene dos vertientes: • Funcionalidad organoléptica: adaptando la acidez del producto a la esperada por el consumidor y proporcionando unas caracterÃ−sticas sápidas agradables. • Funcionalidad tecnológica: ♦ Sinérgico de antioxidante: por su acción quelante de los posibles metales del medio que aceleren la reacción de oxidación. ♦ Regulador de pH: con diferentes objetivos: ♦ Facilitar un pH adecuado para la òptima aplicación y funcionalidad de otros aditivos que 40

requieren de un medio ácido (conservantes, colorantes…) ♦ Facilitar un pH ácido adecuado para poder aplicar tratamientos de pasteurización y esterilización más suaves, alterando mÃ−nimamente las caracterÃ−sticas organolépticas iniciales del producto ♦ Acción conservante por sÃ− mismo, sin necesidad del pH de aplicar otros conservantes, al conseguir una reducción del pH del alimento hasta niveles donde ya no hay crecimiento de microorganismos patógenos ( pH<4'5) Los reguladores de pH más empleados en alimentos suelen ser preferentemente ácidos orgánicos: acético, adÃ−pico, benzoico, cÃ−trico, fumárico, láctico, málico, propiónico, sórbico, succÃ−nico y tartárico. Según su sabor ácido que ofrecen, ordenarÃ−amos estos ácidos: Fumárico> Tartárico>Málico> Acético> SuccÃ−nico> CÃ−trico> Láctico> Ascórbico> Glucónico. Los ácidos inorgánicos también son utilizados como acidulantes, como el ácido fosfórico y el ácido clorhÃ−drico, pero estos no participan en las propiedades organolépticas del alimento. Muchos de ellos se encuentran de manera natural en diversos vegetales como parte de su metabolismo y contribuyen a la acidez y el sabor tÃ−pico. La mayorÃ−a son solubles en agua, exceptuando el fumárico que prácticamente es insoluble. Su selección está en función de la solubilidad, la compatibilidad con los otros constituyentes del alimento, el coste, el sabor… Todos presentan un sabor ácido propio, de diferente intensidad, y provocan paralelamente otras percepciones sensoriales. Algunos pueden intensificar el sabor de otras sustancias, incluyendo los saborizantes sintéticos. Por ejemplo en las bebidas a base de frutas, el ácido málico retarda la velocidad de evaporación y retiene los compuestos volátiles, conservando asÃ− las propiedades sensoriales del producto. E-260 ÔCIDO ACà TICO - E-261 Acetato potásico - E-262 Acetatos de sodio - E-262 I) Acetato sódico II) Acetato ácido de sodio, Diacetato sódico - E-263 Acetato cálcico El acético es un ácido orgánico que se encuentra de forma natural en muchos alimentos. Se caracteriza por ser un lÃ−quido incoloro miscible en agua y glicerina, de olor picante y sabor ácido. Se puede obtener por una reacción de oxidación del aldehÃ−do acético o por fermentación controlada de las bacterias Acetobacter y Acetomonas, produciendo ácido acético a partir de alcohol. Los sustratos donde se lleva a cabo esta fermentación pueden ser muy diversos, zumo de manzana (vinagre de manzana), zumo de uva (vinagre de vino), malta (vinagre de malta), melaza, arroz, etc. Todos estos tipos de vinagre coinciden en contener ácido acético, pero el resto de las sustancias aromáticas son muy diferentes en función del sustrato donde se ha llevado a cabo la fermentación y por tanto el sabor será caracterÃ−stico de cada uno y proporcionará diferencias sensoriales en el producto acabado.

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La forma de uso más común es como vinagre, con un contenido de ácido acético alrededor de 4-8% o como solución acuosa de ácido acético sintético de 25-80%. Presenta muy buena funcionalidad como saborizante y conservante, tanto en uso artesanal como industrial. ♦ Saborizante: es muy común el uso del vinagre en el preparado de escabeches, tanto de carne como de pescado, proporcionando un sabor nuevo y caracterÃ−stico. La acción del acético sobre las proteÃ−nas influye en el sabor. En pequeñas concentraciones produce, sobre todo en los tejidos animales, una hidrólisis de las proteÃ−nas, cuyos productos de escisión tienen sabor agradable. Este efecto tiene importancia en la preparación de los escabeches de pescado. Mientras que la sal común endurece la carne del pescado, el ácido acético la ablanda. ♦ Conservante: se usa como conservador frente a levaduras, bacterias y en menor proporción, frente a hongos. El ácido acético se aplica normalmente en forma de vinagre, como agente acidificante y saborizante, en algunos productos: salsas (mayonesas, ketchup, mostazas…) derivados cárnicos (salchichas, embutidos…) aderezos, etc. E-270 ÔCIDO LÔCTICO ♦ E-325 Lactato sódico ♦ E-326 Lactato potásico ♦ E- 327 Lactato cálcico. El ácido láctico es un ácido orgánico ampliamente distribuido en la naturaleza. Se encuentra en el cuerpo humano como producto normal del metabolismo. Es uno de los productos de la fermentación acido-láctica (muy común en algunos procesos de producción en la industria alimentaria), también es un componente natural de la leche, siendo el responsable de su coagulación y de la conservación natural de los derivados fermentados de ésta, como el yogur. Se obtiene industrialmente por fermentación con Lactobacillus ssp. en un medio de glucosa o a partir del suero de la leche. Comercialmente se encuentra como un lÃ−quido algo amarillento, mezcla de ácido entre 50-90% y lactato. Es miscible en agua. Se suele utilizar como: ♦ Saborizante: mejora el sabor de los encurtidos de hortalizas, proporcionando un ligero sabor ácido agradable en salsas, bebidas refrescantes, etc. ♦ Regulador de pH: en derivados cárnicos, conservas vegetales, salsas preparadas, helados, etc. ♦ Sinérgico de antioxidantes: debido a su efecto de disminución del pH del medio, ofrece unas condiciones del medio favorables para la actuación de aquellos antioxidantes que son activos en la forma no disociada. Impide la pérdida de color de frutas y hortalizas. E-296 ÔCIDO MÔLICO Ôcido orgánico, abunda en la forma L en frutas, principalmente en manzanas. 42

Industrialmente se puede obtener por hidratación del ácido maleico o enzimáticamente a partir de ácido fumárico con fumarasa (Lactobacillus brevis, Paracolobactrum ssp.) o a partir de otras fuentes de carbono por fermentación con Candida ssp. Se encuentra como un polvo blanco cristalino soluble en agua y en etanol. Carece de olor pero proporciona un regusto astringente. Se suele emplear como saborizante y como secuestrador de iones metálicos. Normalmente se usa en mermeladas, jaleas, sorbetes, bebidas refrescantes, conservas de hortalizas y frutas, etc. E- 297 ÔCIDO FUMÔRICO El ácido fumárico es isómero del ácido maleico. Se encuentra en frutas de forma natural. Se obtiene por isomerización del ácido maleico, por oxidación del furfural o por un proceso de fermentación mediante especies de Rhizopus ssp. sobre melazas. Se puede encontrar en forma de cristales incoloros solubles en agua frÃ−a y en caliente, también es soluble en etanol, e insoluble en aceites. E- 330 ÔCIDO Cà TRICO

E- 331 Citratos de sodio E-331 I) Citrato monosódico II) Citrato disódico III) Citrato trisódico E-332 Citratos de potasio E-332 I) Citrato monopotásico E-332 II) Citrato tripotásico E-333 Citratos de calcio E-333 I) Citrato monocálcico II) Citrato dicálcico III) Citrato tricálcico E-380 Citrato triamónico

Es un ácido orgánico muy común y frecuente en la naturaleza. Se puede encontrar como producto del metabolismo de la mayorÃ−a de los organismos, en el ciclo de Krebs, y formando parte de muchas frutas, especialmente de los cÃ−tricos, a las que confiere su caracterÃ−stica acidez. 43

Para aplicación industrial, se obtiene de subproductos cÃ−tricos o por fermentación de hidratos de carbono con Aspergillus NÃ−ger o Candida ssp. Comercialmente se encuentra como cristales monocÃ−clicos inodoros, de sabor ácido, muy soluble en agua. Sus aplicaciones más caracterÃ−sticas como saborizante son: ♦ En caramelos, zumos de fruta, helados, mermeladas, y otros productos de procedencia o con sabor a fruta ♦ En margarinas, junto con el citrato de sodio, se añade como starter para la producción de metabolitos que participarán en el aroma final de la margarina como diacetilos, etc. E-334 ÔCIDO TARTÔRICO E-335 Tartratos de sodio E-335 I) Tartrato monosódico II) Tartrato disódico E-336 tartratos de potasio E-336 I) Tartrato monopotásico II) Tartrato dipotásico E-337 Tartrato doble de sodio y potasio Se encuentra de forma natural en los zumos de muchas frutas, especialmente en las uvas. Durante la elaboración del vino, por la acción de levaduras, se obtiene un precipitado de donde se extrae el ácido tartárico de uso industrial. El producto comercial presenta la configuración L y es dextrógiro. Es considerado GRAS (Generally Recognized As Safe). Se suele encontrar en forma de polvo cristalino incoloro, inodoro, muy soluble en agua y en etanol, insoluble en aceites. Posee un sabor ácido, fuerte y caracterÃ−stico. Se utiliza en bebidas refrescantes, ya que su sabor ácido potencia el efecto de los aromas de la fruta. E- 575 GLUCONO DELTA LACTONA (GDL) E-576 Gluconato sódico E-577 Gluconato potásico E-578 Gluconato cálcico E-579 Gluconato ferroso Es el éster interno, o lactona, del ácido glucónico. La forma industrial se obtiene a partir de la glucosa mediante una fermentación aeróbica oxidativa a través de enzimas (Aspergillus o Acetobacter) y posterior cristalización. Se obtiene una mezcla de ácido glucónico y GDL.

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Se presenta como un polvo blanco cristalino, inodoro, soluble en agua, ligeramente soluble en etanol, insoluble en éter y solventes orgánicos. El sabor ácido que ofrece, es el más neutro de todos los acidificantes utilizados en la industria alimentaria. Se utiliza en encurtidos, ya que se puede sustituir parcialmente por vinagre, favoreciendo la conservación por bajada del pH y controlando el sabor. 4.2 EDULCORANTES Con el nombre de aditivos edulcorantes intensos, se conoce a aquellos compuestos, naturales o sintéticos, con sabor dulce, pero con un poder energético nulo o insignificante en comparación con la sacarosa. No es solo necesaria la aportación de un sabor dulce para que se considere a una sustancia como edulcorante. Debe reunir una serie de requisitos importantes para la aplicación técnico-alimentaria: ♦ Solubilidad suficiente ♦ Estabilidad a un intervalo amplio de temperatura y pH para que puede resistir las condiciones del alimento en el que se va a utilizar y a los tratamientos a los que se vaya a someter ♦ Sabor dulce lo más puro posible. Sin sabores secundarios o residuales. ♦ Que tenga un poder edulcorante superior al de la sacarosa ♦ Que sea inocuo El término utilizado para tener una referencia comparativa de dulzor de los edulcorantes respecto a la sacarosa, equivale a los gramos de sacarosa que hay que disolver en agua para obtener un lÃ−quido con igual sabor que la disolución de 1g de edulcorante artificial en el mismo volumen. Se denomina Poder Edulcorante (PE). La sacarosa es el edulcorante natural por excelencia. Tiene funciones estructurales y de imagen, ya que aumenta la viscosidad del medio, aportando volumen y textura, y da lugar a reacciones de caramelización que genera colores deseados y algunos productos. No constituye una fuente de energÃ−a metabólica, sino que también hace aumentar la demanda de insulina y además ejerce un papel importante en el desarrollo de caries dental. Por dichas razones, es recomendable bajar el consumo de sacarosa en nuestra dieta. Clasificamos los edulcorantes en función de su aporte calórico: • Edulcorantes nutritivos o de volumen: ♦ Sacarosa y otros disacáridos (maltosa, lactosa…) ♦ Monosacáridos (glucosa, fructosa…) ♦ Polioles (sorbitol, manitol, maltitol, xilitol, lactitol…) • Edulcorantes no nutritivos o intensos ♦ Sintéticos: acesulfamo K, aspartamo, ciclamato, sacarina ♦ De origen vegetal: • Glucósidos: glicirrina, dihidrochalcona, esteveósido • ProteÃ−nas: taumatina, monelina y miraculina

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A) EDULCORANTES NUTRITIVOS SACAROSA La sacarosa es el edulcorante natural por excelencia. Tiene funciones estructurales y de imagen, ya que aumenta la viscosidad del medio, aportando volumen y textura, y da lugar a reacciones de caramelización que genera colores deseados y algunos productos. No constituye una fuente de energÃ−a metabólica, sino que también hace aumentar la demanda de insulina y además ejerce un papel importante en el desarrollo de caries dental. Por dichas razones, es recomendable bajar el consumo de sacarosa en nuestra dieta. • POLIOLES Grupo compuesto por varios grupos hidroxilo. Los polioles con propiedades endulzantes son: sorbitol, xilitol, lactitol, maltitol, manitol, isomaltosa, polidextrosa y eritritol. Se consiguen industrialmente por hidrogenización de azúcares reductores, transformando asÃ− la función reductora aldehido o cetona en función alcohol. Tienen un poder edulcorante inferior o igual al de la sacarosa. También son conocidos como edulcorantes de carga porque aumentan el volumen del producto alimentario sin contribuir significativamente a su valor calórico. Su funcionalidad radica en las siguientes caracterÃ−sticas: ♦ Intensidad de dulzor baja ♦ Aporte reducido de calorÃ−as ya que no se digieren totalmente. ♦ Confieren textura. Se les considera edulcorantes “másicos” ♦ A grandes dosis ingeridas producen efectos laxantes ♦ Algunos de ellos son higroscópicos y humectantes ♦ Si se ingieren sólidos dan sensación de frescor en boca ♦ Son poco o nada cariógenos ( no provocan caries) ♦ Controlan la cristalización de azúcares ♦ Evitan la evaporación de agua ♦ Solubilizan los saborizantes ♦ Ayudan a rehidratar polvos ♦ Secuestran metales ♦ Por su efecto de la presión osmótica actúan como conservadores Los polioles, al tener una composición quÃ−mica diferente a los azúcares se comportan de modo diferente a estos tanto en los procesos alimentarios como en el cuerpo humano: ♦ Evitan el efecto de pegajosidad en los alimentos donde se añade como sustituyente del azúcar. Esto se debe a que absorbe el agua del medio de manera diferente al azúcar. ♦ Son estables a tratamientos térmicos ♦ Presentan capacidad humectante ♦ Efecto crioprotector E-420 SORBITOL Polialcohol derivado de la glucosa. Se obtiene por reducción electrolÃ−tica o hidrogenación catalÃ−tica de 46

la D-glucosa. Su forma comercial es cristalina o lÃ−quida (jarabe de sorbitol). Esta reconocido como seguro y no se han encontrado efectos perjudiciales en el organismo a dosis normales de ingesta. Si es muy elevada pueden darse efectos laxantes debido al bajo metabolismo intestinal de la molécula. Se metaboliza en el hÃ−gado a fructosa, lo que le hace más tolerante para los enfermos diabéticos. Al ser estable a temperaturas elevadas, no desencadena reacciones de Maillard. Como edulcorante presenta un peso equivalente al 60% del de la sacarosa, ofreciendo un sabor suave y agradable con alta sensación refrescante en la boca. Es apto para la fabricación de alimentos light, ya que tiene un aporte calórico menor al de la sacarosa. E-421 MANITOL Es un esteroisómero del sorbitol y se diferencia de él en la posición del grupo hidroxilo del . Su aporte energético es de 1'6 kcal/g, pero su efecto laxante es aproximadamente hasta 4 veces mayor que el del sorbitol. Es uno de los polioles menos usados en la industria pastelera debido a su baja solubilidad y bajo poder edulcorante (40-50 de la sacarosa). Se utiliza como antiapelmazante. E-953 ISOMALTITOL Se obtiene a partir de la sacarosa, que se transforma en isomaltulosa por un microorganismo, Protaminobacter rubrum. Posteriormente la molécula se hidrogena para la obtención final de isomaltosa. Estos cambios hacen que la molécula sea mucho más estable tanto quÃ−mica como enzimáticamente. Al ser estable al calor, puede emplearse en productos que se sometan a tratamiento térmico. Se aplica junto con otros edulcorantes por el efecto sinérgico que enmascara sabores residuales de los edulcorantes intensivos. A parte de utilizarse como edulcorante, se usa como potenciador del sabor ya que facilita la transferencia de sabores al disolverse. E-965 MALTITOL Deriva de la D-maltosa por hidrogenación catalÃ−tica que a su vez deriva del almidón. Se puede comercializar en forma cristalina o en disolución (jarabe de maltitol). Debido a las caracterÃ−sticas tan similares a la sacarosa, puede utilizarse como sustituto en la producción de chocolate, ya que al tener las dos moléculas un punto de fusión similar, no modifica la textura del chocolate E-966 LACTITOL Se obtiene de la hidrogenación catalÃ−tica de una disolución de lactosa. Se permite una ingesta diaria de 20g al dÃ−a, pues tiene efectos laxantes. Es muy estable a la temperatura y a las reacciones quÃ−micas. Se utiliza en caramelos, productos de pastelerÃ−a, chicles y en forma anhidra da buenos resultados en la elaboración de chocolate ya que permite alcanzar las temperaturas de conchado normales sin aumentar la 47

viscosidad. E-967 XILITOL El xilitol es un derivado hidrogenado de la xilosa. Se encuentra en pequeñas cantidades en ciertas frutas, hortalizas y cereales. Es una sustancia segura para el organismo, tolerada por diabéticos y no provoca caries. Incluso al tener un gran efecto refrescante en la boca, provoca un aumento del flujo de saliva, favoreciendo la limpieza y protección de los dientes. Se utiliza en pastas dentÃ−fricas, chicles y pastillas refrescantes. ALMIDONES HIDROLIZADOS HIDROGENADOS (AHH) Mezclas de polioles que contienen cantidades apreciables de oligo y polisacáridos hidrogenados junto a mono y disacáridos hidrogenados. Se obtienen por hidrólisis parcial del almidón de maÃ−z, trigo o patata seguido de una hidrogenización del hidrolizado a altas temperaturas y bajo presión, dando una mezcla de sorbitol, maltitol y otros sacáridos hidrogenados de mayor tamaño. Las caracterÃ−sticas de los AHH son similares a las del resto de polioles. Poder edulcorante variable entre 40-90 %, apto para diabéticos, no provoca caries y no se han descrito sÃ−ntomas adversos a la ingesta. B) EDULCORANTES NO NUTRITIVOS • SINTà TICOS : Proporcionan un poder edulcorante muy superior al de la sacarosa. Las necesidades en peso para proporcionar la misma sensación de dulzor que nos ofrecerÃ−a la sacarosa son tan bajas, que casi no aportan calorÃ−as por las dosis tan pequeñas a las que se emplean. Las principales caracterÃ−sticas de estos edulcorantes son: ♦ Alta intensidad de dulzor ♦ Aporte de calorÃ−as insignificante o nulo ♦ Ausencia de otras funciones tecnológicas ♦ Apropiados para diabéticos ♦ No provocan caries Sin embargo, no suplen todas las funciones que la sacarosa puede aportar a un alimento E-950 ACESULFAMO K Derivado potásico de los ácidos acetoacético y sulfámico. Su estructura quÃ−mica se asemeja a la de la sacarina. Ofrece un PE de 130-200, es estable en soluciones acuosas a un amplio rango de temperatura y pH. Se encuentra en chicles, productos en polvo, tabletas edulcorantes, caramelos, pastillas refrescantes, productos lácteos, bebidas alcohólicas y bollerÃ−a.

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E-951 ASPARTAMO à ster metÃ−lico del dipéptido L-aspartil-L-fenilalanina, por lo que se sintetiza como cualquier otro péptido, generando dos aminoácidos. Es estable a pH 3-5, no resiste las altas temperaturas y en presencia de azúcares reductores sufre reacciones de Maillard o pardeamiento no enzimático. Presenta un PE de 120-200, y potencia sabores de frutas ácidas. Es el edulcorante intenso más ampliamente usado en la industria alimentaria. Se utiliza en tabletas edulcorantes, bebidas carbonatadas, chicles, cereales de desayuno, gelatinas, productos lácteos, derivados de frutas, caramelos… Su consumo no está indicado para personas con intolerancia a altas concentraciones de fenilalanina (carecen de la 4-monooxigenasa, la enzima relacionada con el metabolismo de este aminoácido en el hÃ−gado). La acumulación de la fenilalanina provoca una mielización deficiente del cerebro y, en consecuencia, un retraso mental. E-952 CICLAMATO Se producen por sulfonación de la ciclohexilamina. Se aplica en sal sódica o cálcica. Su PE es de 30-50. Es estable en un amplio rango de pH y temperatura Carece de sabor amargo secundario, pero se considera que en conjunto su sabor no es tan agradable como el de la sacarina, ya que su dulzor tarda algo más en aparecer. Teniendo en cuenta sus propiedades fÃ−sicas, puede utilizarse en los mismos grupos de alimentos que la sacarina. En la década de los 60, muchos paÃ−ses prohibieron su uso ya que su hidrólisis genera ciclohexalamina, que se elimina en la orina, y a la cual se le han atribuido alteraciones cromosómicas y carcinomas. Sin embargo, trabajos más recientes han mostrado su inocuidad, por lo que algunos paÃ−ses permiten su uso en productos especÃ−ficos. E- 954 SACARINA Se obtiene a partir de la O-tolueno-sulfonamida o de los anhidros ftálico y antanÃ−lico. Comercialmente se encuentra en forma sódica y cálcica, ambas muy solubles en agua y estables a pH 2-9 y tratamientos térmicos moderados. Tiene un dulzor de 300-400 veces la sacarosa, con el inconveniente de que deja un resabio metálico. Se considera que algunas de las impurezas de su sÃ−ntesis son tóxicas, según la materia prima de que se parta. Por ello algunos paÃ−ses tienen regulaciones estrictas para su consumo y exigen que se declare su presencia en los alimentos, indicando su riesgo potencial. En España, la ingesta diaria aceptable es de 5 mg/kg. • DE ORIGEN VEGETAL: E- 957 TAUMATINA Se obtiene del fruto de Thaumatococcus daniellii, del que se obtienen la taumatina I y la taumatina II.

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Tiene un poder edulcorante de 2000. Se utiliza en chicles y productos lácteos. Es inocua, pues es una proteÃ−na. E-959 NEOHESPERIDINA-DIHIDROCHALCONA Se obtiene a partir de una flavanona que se encuentra mayoritariamente en la piel de las naranjas amargas. Mediante una hidrogenación catalÃ−tica en medio alcalino se obtiene su correspondiente dihidrochalcona con caracterÃ−sticas de dulzor intensas. Es estable a temperaturas de pasteurización excepto en casos en el que el pH del medio sea inferior a 2. Su solubilidad es baja, pero no supone problemas ya que las dosis a las que se aplica están por debajo del lÃ−mite de solubilidad. En comparación con una solución de sacarosa al 5-8%, la NHDC ofrece un PE de 250-300. La sensación de dulzor que proporciona es diferente a la sacarina. La ingesta diaria permitida es 5mg/kg GLICIRRINA Se presenta mezclada con la sales cálcica y potásica del ácido glicÃ−rricico, que alcanza riquezas del 6-10% en las raÃ−ces del regaliz. Es un glicosido tripertenoide con dos unidades de ácido glucurónico. La glicirrina se aÃ−sla a partir de estos extractos en forma de sal amoniacal (glicirrinato amónico). Es 50 veces más dulce que la sacarosa. Es soluble en agua, alcohol y propilenglicol; a pH inferior a 4'5 precipita. Se utiliza para aromatizar el tabaco, ciertos productos de confiterÃ−a y algunas bebidas. ESTEVIOSIDO Es un glicósido dipertenoide, que proviene de las hojas de Stevia rebaudiana (hierba dulce del Paraguay). Tiene 300 veces el poder edulcorante de la sacarosa, pero con un gusto amargo y desagradable. Es más estable a pH inferior a 4 y resiste tratamientos térmicos. Es utilizado como edulcorante bajo en calorÃ−as en paÃ−ses como Corea, Brasil y Japón. En EEUU y la Comunidad Europea, su comercialización está prohibida por posibles efectos tóxicos. POTENCIADORES DEL SABOR Los potenciadotes del sabor se definen como aquellos compuestos que tienen la propiedad de potenciar el aroma y sabor de muchos alimentos sin que, a las concentraciones utilizadas, posean por sÃ− mismos unas caracterÃ−sticas sápidas destacables. Dentro de las funciones de este tipo de aditivo no sólo se busca la de ayudar a realzar el sabor de los alimentos, sino que también les puede conferir plenitud en boca o frescor. Tradicionalmente se han distinguido cuatro tipos de sabores básicos, definidos como aquellos que no se pueden obtener con la mezcla de otros, y éstos son: dulce, salado, ácido y amargo. Recientemente se ha propuesto un quinto sabor básico, esencialmente diferente a los otros cuatro; es el “umami”.

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A diferencia de los otros sabores básicos, tiene la propiedad adicional de realzar el sabor, exteriorizando el sabor intrÃ−nseco del alimento y llegando a ofrecer un sabor completo y global. Combina y armoniza perfectamente con los otros sabores básicos y prácticamente no existe ningún alimento que lo exteriorice de forma concreta e independiente. Como sustancias caracterÃ−sticas que proporcionan el umami y actúan como potenciadotes del sabor, se encuentran: ♦ Glutamato monosódico (GMS) ♦ 5' Inosinato monofosfato (IMP) ♦ 5' Guanilato monofosfato (GMP) ♦ Maltol/Etil maltol ( utilizado en productoras de aromas) El uso de estos compuestos por parte de la industria alimentaria facilita y garantiza que sea posible estandarizar el sabor de los alimentos procesados. E-620 ÔCIDO GLUTÔMICO E-620 Ôcido L-glutámico E-621 Glutamato de sodio MSG E-622 Glutamato de potasio E-623 Glutamato de calcio E-624 Glutamato amónico E-625 Glutamato de magnesio El ácido L-glutámico es un aminoácido, por lo que se encuentra presente de forma natural en todos los seres vivos y en casi todos los alimentos. La funcionalidad como potenciador del sabor la ofrece cuando se encuentra en forma libre como se da especialmente en tomates, champiñones y en los peces de la familia de los túnidos. Industrialmente se obtiene por una fermentación de la bacteria Corynebacterium glutamicum de azúcares residuales de la industria agroalimentaria. En el intervalo de pH 5-8 y a la concentración de 0'2-0'5 % el MSG posee un sabor tÃ−pico, ligeramente salado-dulce. El efecto ejercido es una intensificación de la percepción sensorial, en particular de los aromas tipo cárnico. Se utiliza para realzar los sabores de carnes, sopas, aderezos, pescados, salsas, condimentos, etc. Su toxicidad es mÃ−nima, pero para algunas personas sensibles, el consumo de grandes cantidades de GMS (si la dosis de ingesta ronda los 30 g/kg) produce el llamado sÃ−ndrome “del restaurante chino”, caracterizado por una subjetiva de somnolencia, dolor de cabeza, dolor de estomago y de las extremidades, que desaparece rápidamente. E-626/E-635 ÔCIDO GUANà LICO (GMP); ÔCIDO INOSà NICO (IMP) E-626 Ôcido guanÃ−lico GMP 51

E-627 Guanilato sódico E-628 Guanilato potásico E-629 Guanilato cálcico E-630 Ôcido inosÃ−nico IMP E-631 Inosinato sódico E-632 Inosinato potásico E-633 Inosinato cálcico E-634 5'- Ribonucleótido de calcio E-635 5'- Ribonucleótido de sodio El 5'-inosinmonofosfato (IMP, sal sódica) y el 5'-guanosinmonofosfato (GMP, sal disódica), son dos nucleótidos que se encuentra habitualmente en todos los organismos vivos, ya que tienen importantes funciones fisiológicas como sustratos de energÃ−a o como portadores de información genética. Industrialmente se obtienen por hidrólisis a partir de levaduras o extractos de carne o pescado, seguida generalmente de otras modificaciones quÃ−micas. Se presentan como cristales o polvos cristalinos incoloros o blancos, inodoros y de sabor caracterÃ−stico. Son solubles en agua, ligeramente solubles en etanol y prácticamente insolubles en éter. Son estables en amplios márgenes de pH y temperatura, ya que se mantienen inalterables en ácidos y bases y durante el proceso de elaboración del alimento resisten temperaturas de hasta 100 ºC. Al verse afectados por enzimas tipo fosfatasa contenidos en la carne, vegetales y otros alimentos no se pueden incoporar a aquellos alimentos que vayan a sufrir un proceso de maduración fermentativa. La calidad del sabor varÃ−a de acuerdo con la concentración de los componentes, el pH y la interrelación entre ellos. El uso de los nucleótidos mejora el gusto y realza el sabor natural de las carnes, aves, pescados y demás alimentos. Actúa también atenuando los sabores básicos y suprime olores indeseables. Su actividad es 10-20 veces mayor que la de MSG; su acción es aplicable en todos los alimentos en los que habitualmente se emplea MSG, obteniendo además efectos especÃ−ficos de los nucleótidos, como viscosidad, “frescura” y “naturalidad Se utilizan en derivados cárnicos, fiambres, patés, en reposterÃ−a y galletas, en sopas y caldos deshidratados, y también en salsas. E-636/E-637 MALTOL Y ETIL MALTOL E-636 Maltol E-637 Etil Maltol Presentan olor a caramelo, por lo que se utilizan para potenciar el sabor dulce de los azúcares y permitir asÃ− reducir la cantidad que debe añadirse para conseguir un determinado sabor.

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La ingesta diaria admisible es de 1 mg/kg para el maltol y de 2 mg/kg para el etil maltol. Se absorben en el intestino y se eliminan fácilmente por la orina. ♦ E-636 Maltol El maltol se forma por rotura de los azúcares, especialmente de la fructosa durante su calentamiento. Aparece espontáneamente en el procesado de algunos alimentos, especialmente en el tostado de la malta. En alimentos ricos en carbohidratos (bebidas de zumos de frutas, mermeladas, jaleas…), el maltol eleva el sabor dulce. Es suficiente la adición de 5-75 ppm para reducir el contenido de azúcar del producto en un 15% sin que el sabor dulce disminuya. Generalmente, el maltol se utiliza para potenciar el sabor dulce, cremoso tipo vainilla. También se utiliza en la elaboración de productos de reposterÃ−a, galletas, en el tostado del café o del cacao, etc. ♦ E- 637 Etil maltol Es el derivado etÃ−lico del maltol y es aproximadamente cinco veces más potente como potenciador del sabor en productos dulces. No se encuentra como componente natural de los alimentos. Tiene empleo en los aromas de caramelo que se utilizan en la elaboración de yogures, postres, chicles… pero también puede formar parte en los aromas de fritos. Se encuentra mejor aplicación en productos donde se quiera potenciar sabores dulces pero más frutales y florales. SINERGISMO ENTRE POTENCIADORES DEL SABOR Mezcla de nucleótidos Existen fórmulas comerciales que combinan, en un mismo producto, estos dos compuestos, el guanilato monofosfato y el inosinato monofosfato. Se puede encontrar como una mezcla cristalizada del 50:50 de IMP y GMP. De esta manera se consigue unir las caracterÃ−sticas de los dos componentes. El uso más frecuente de este producto, es en mezcla con glutamato monosódico, realzando el sabor y proporcionando beneficios adicionales como: ♦ Reducción de la acidez: el sinergismo que se produce al agregar nucleótidos al glutamato monosódico es de gran ayuda para reducir los sabores ácidos. ♦ Realce del sabor de caldos de carne: sazonar caldos de carne, pollo o pescado con una mezcla de nucleótidos y MSG tiene el efecto sinérgico de combinar los caldos de carne y verduras. ♦ Sustitución parcial del sabor básico de caldos: pueden ser utilizados como sustitutos parciales, ya que son capaces de producir el mismo sabor creado por los ingredientes básicos de caldos, pudiendo asÃ− ser reducidos los ingredientes en un 30% sin que el sabor se vea afectada. Mezcla de IMP/ MSG El producto resultante de la mezcla tiene un rendimiento superior a la suma individual de sus partes. Una mezcla de cantidades iguales de IMP y MSG tiene un sabor dos veces más intenso que el de una disolución de la misma cantidad total de un solo de ellos.

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EDULCORANTES Sacarosa Nº E

Sorbitol E-420 i)Sorbitol

Manitol

Isomaltitol

Origen clorofila

Frutas (moras, ciruelas, cereza…)

Lactitol

E-965 i)Maltitol E-421

E-966

E-953 E-965 ii)Jarabe

E-420 ii) Jarabe Vegetales con

Maltitol

Algunas algas -

-

-

y hongos Isomerización

Caña de azúcar Obtención industrial

Remolacha Azucarera

Enzimática Hidrogenación de la de la Hidrogenación Hidrogenación Hidrogenació sacarosa e de D-fructosa de la lactosa hidrogenación de la maltosa la D-glucosa Azúcar de la invertido isomaltulosa obtenida

Materia cristalina

-Polvo cristalino o atomizado

Presentación comercial

blanca y brillante

- Solución acuosa

No higroscópica cristalizable o no Poder edulcorante 1'0 0'5 Efecto refrescante ++ EnergÃ−a (Kcal/g) 4 2'4 + solución Higroscopicidad + - (polvo) Punto fusión 184 96-97 (ºC) Solubilidad en agua Alta (210) Alta (235) a 25 ºC (g/100ml) Observaciones Estable a pH neutro

Estable a temperatura y pH

Polvo

-Polvo

Anhidra

(1/2 monohidrato)

- Solución acuosa

monohidrato)

0'5 ++ 2'4

0'5 + 2'4

0'7-0'9 + 2'4

0'3 + 2'4

-

-

-

-

165-168

145-150

147

96 (monohidrato)

Baja (22)

Baja (33)

Media

Alta (150)

Estable a pH

Estable pH y micro

Estable

Muy estable

Forma cristalina

Polvo (anhidro

Temperatura y Temperatura y Potencia sabor pH pH 54

Humectante

EDULCORANTES Acesulfamo K Aspartamo NºE E-950 E-951

Origen

Humectante

Ciclamato E-952

Sacarina E-954

Ôcido Derivado cÃ−clico Dipéptido (Phe del y éster Ciclohexilsulfámico y Ôcido acetoacético metÃ−lico Asp) sus sales Na, Ca sulfamidobenzoico Derivado del ácido

No se metaboliza

Parcialmente a Como cualquier Ciclohesilamina y se

Metabolismo Se excreta por proteÃ−na orina

Excreta por orina

Humectante

Taumatina E-957 ProteÃ−na del fruto

Hi de Thaumatococcus fla danielli

na Po int

No se metaboliza Se excreta por orina

Como cualquier Co proteÃ−na pro

ve 60

Poder edulcorante 130-200 (sol. 10% sacarosa) EnergÃ−a (Kcal/g) Nulo Percepción rápida Perfil de sabor

NH EGl ob

Persiste algo más que azúcar

140-220 4 Limpio Percepción gradual Algo más persistente

30-40

300-500

2000-2500

25 2

Nulo

Nulo

4

Percepción más lenta y

Modifica y Regusto amargo y potencia

Persistente que azúcar

metálico

Edulcorantes y aromas

Br

Re me

reg

Potencia sabor ácido

Muy estable temperatura y pH Ventajas

Inconvenientes

Buena solubilidad

Muy estable Buena estabilidad Buen sabor

Muy soluble Buena “imagen” Buen sabor Muy barato

Buena “imagen” Notas amargas Poco estable Caro

Buena solubilidad

Buena solubilidad

M Buena “imagen”

“M

Barato Menos potente

temperatura y pH “Imagen” cuestionada Poco soluble

Ba est

Regusto amargo

Dulzor lento

“Imagen” cuestionada

Poco estable pH

So lim

Po pH 55

Caro “Imagen” cuestionada

Regusto a regaliz Caro

No fenilcetonúricos

5. ESPECIAS Si bien su papel ha quedado reducido hoy a aromatizar y dar color y sabor a infinidad de platos en todas las cocinas del mundo, las especias fueron codiciadas durante milenios. Dejadas en herencia en testamentos, utilizadas por médicos para curar antiguas dolencias y por brujos para celebrar ceremonias religiosas, las especias han abierto rutas y levantado imperios. En la Biblia aparecen ya como moneda de cambio y en paÃ−ses como China y la India no hay receta donde no se empleen como ingrediente básico. Procedentes en su mayorÃ−a del continente asiático, las especias han sido consideradas verdaderos tesoros en la antigüedad. Quizás el motivo de que fueran codiciadas en el mundo antiguo sean las caracterÃ−sticas que se les atribuÃ−an, pues existÃ−a la creencia de que poseÃ−an propiedades mágicas, afrodisiacas y curativas. Su conservación es muy sencilla. Basta con guardarlas en un sitio fresco y oscuro, en frascos herméticos para que no pierdan las propiedades que las hacen tan atractivas. La mayor parte de las plantas de especia más importantes - canelas, pimientas, jengibre, clavos, nuez moscada- son originarias de los trópicos asiáticos; la pimienta inglesa, la vainilla, y los chiles proceden de las Indias Occidentales y de América Central; la cuenca mediterránea ha producido muchas de las semillas aromáticas - el cilantro, la alholva, el hinojo, al anÃ−s, la adormidera, la mostaza- y las regiones más frÃ−as han aportado la alcaravea, el eneldo y el enebro. Empleadas con mimo y moderación, las especias enriquecen nuestros platos dotándolos de color y aroma y potenciando los sabores. Están muy presentes en la cocina mediterránea, como es el caso del romero, la albahaca, etc., asÃ− como en la cocina exótica proveniente de culturas lejanas que tanto auge está teniendo en estos últimos años en nuestro paÃ−s, como el curry, la canela, etc. Son substancias vegetales que se usan en pequeñas cantidades para dar sabor fuerte, picante o excitante a las comidas. Las especias proceden de raÃ−ces aromáticas secas, cortezas, brotes, semillas, bayas y demás frutos. La legislación española define las especias o condimentos aromáticos como “plantas o partes de las mismas, frescas o desecadas, enteras, troceadas o molidas, que por su color, aroma o sabor caracterÃ−sticos se destinan a la preparación de alimentos y bebidas, con el fin de incorporarles estas caracterÃ−sticas, haciéndoles más apetecibles y sabrosos y, en consecuencia, consiguiendo un mejor aprovechamiento de los mismos”. La legislación también contempla los condimentos preparados o sazonadores, que los define como “el producto obtenido por la simple mezcla de varias especias o condimentos entre sÃ−, y/o con otras substancias alimenticias, autorizadas especÃ−ficamente por esta Reglamentación”.

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Ca

Además del aspecto gastronómico, las especias también presentan cualidades desde el punto de vista de la salud y bienestar. De hecho, la historia enseña que su uso desde tiempos remotos ha respondido a la necesidad de conservar los alimentos, hacerlos más digestivos o dotarlos de mayor poder nutritivo. Cada especia aporta un beneficio diferente a nuestro organismo en función de sus caracterÃ−sticas propias. • Estimulan el apetito, al aumentar el sabor y aroma de los platos. • Son buenos conservadores de los alimentos. • Pueden sustituir el uso de la sal como condimento en la preparación de los alimentos. Su uso en la cocina nos ayudará a reducir la cantidad de sal en la preparación, lo que será muy útil para quienes deban moderar su consumo.

CARACTERà STICAS Y CUALIDADES • Ajo Es una planta bulbosa de hojas planas originaria de Asia Central, crece en los paÃ−ses cálidos. El ajo se comercializa fresco, seco o en polvo y se usa en pequeñas cantidades para realzar el sabor de las comidas. Su sabor se dispersa a alta temperatura, asÃ− que hay que tener cuidado al rehogarlo para que no se queme. Su uso es variadÃ−simo, en sopas, salsas, carnes y pescados, ensaladas y todo tipo de platos exóticos. También lo podemos usar para frotar el interior de tarteras y ensaladeras. El aceite y la mantequilla de ajo son exquisitos. Contrariamente a lo que se puede pensar, su sabor y aroma no predominan necesariamente en los platos donde es utilizado. En la cocina china, junto con el jengibre son los aromas más importantes; usado en la cocina indiana y en la occidental: agrega un gusto a todos los tipos de carnes, pescados y verduras. Es esencial en la cocina mexicana y en la cocina de la América Meridional, es un ingrediente fundamental también en la cocina francesa, donde encontramos la mantequilla (que se sirve con los caracoles), la mayonesa al ajo y la sopa de ajo. Contiene vitaminas A, B y C y reduce el nivel de colesterol en la sangre, se puede usar en caso de infecciones en el sistema digestivo y respiratorio y activa la circulación. • Albahaca La parte utilizada son las hojas, bien secas o frescas, enteras o picadas. Existen más de 40 tipos diferentes de albahaca. Su sabor fresco combina bien con platos a base de huevos (tortillas, huevos revueltos...), pescados como el salmonete y las langostas, y especialmente con verduras tales como las berenjenas, pimentones y tomates. Las hojas secas se emplean mucho en preparados lÃ−quidos (estofados, sopas o jugos) pues tienen un aroma más mentolado. La cultura popular recomienda poner albahaca fresca en la ventana, porque ahuyenta a los mosquitos con su olor. La especia ha sido un excelente remedio estomacal para facilitar la digestión, y uno de los olores más presentes en la cocina. c) AnÃ−s Existen tres variedades de anÃ−s: anÃ−s verde, anÃ−s estrellado y anÃ−s picante. La primera es la más conocida en la gastronomÃ−a española, mientras que las dos últimas son más populares en China. 57

España es uno de los mayores productores de anÃ−s verde y junto a Malta, ofrecen una de las variedades más aromáticas y apreciadas del mundo. Muy utilizado por pasteleros y confiteros en tortas, pasteles, pan, golosinas, asÃ− como en postres. Es un ingrediente habitual de postres y platos dulces. En la cocina aromatiza también platos de pescado, como la sopa bullabesa. En Francia, Italia y América del Sur se utiliza en la preparación de licores asÃ− como España, donde se elaboran los conocidos licores de anÃ−s. China, por el contrario, aplica el anÃ−s estrellado en platos a base de cerdo, pato, pollo o buey. d) Azafrán La bautizaron como “El oro rojo” por ser la especia más cara de todas. Se utilizó como tinte, afrodisÃ−aco y perfume, pero el ámbito donde más ha destacado es en el culinario y el medicinal. En España existe una larga tradición de producción de azafrán, y es reconocido como el paÃ−s que elabora el azafrán de mejor calidad. Es el condimento estelar de un plato tÃ−pico en nuestra cocina, la paella, asÃ− como también de la sopa bullabesa. Acompaña bien las comidas a base de arroz y pescado. Incluso, durante años fue el colorante natural de la mantequilla y de muchos otros productos lácteos. En el extranjero el azafrán se aplica más en reposterÃ−a, como los orientales dulces de arroz o las tortas y roscas de azafrán, tÃ−picos en Gran Bretaña. • Canela La canela se extrae de la corteza interior del árbol del canelo. Es una de las especias más utilizadas en todo el mundo, incluso la utilizan en la composición de refrescos de cola. Se utiliza en la elaboración de bizcochos, tartas de manzana y dulces. Está exquisita sobre postres dulces como el arroz con leche o las natillas. Combina perfectamente en platos que incluyan frutas, tales como ensaladas o compotas. La canela aromatiza también bebidas cálidas como ponches o vinos. • Cilantro Procedente de la región mediterránea, el cilantro se cultiva actualmente en todo el mundo. Su uso medicinal y culinario se conoce desde hace tres mil años; su nombre aparece en papiros del año 1550 a. C., en la literatura sánscrita y en la Biblia. Hipócrates, "padre de la medicina", utilizó el cilantro como fármaco, y los romanos extendieron el uso de esta especia por toda Europa. Fue una de las primeras plantas de especia que llegó a América y se cultivó en Massachussets antes de 1670. El cilantro se utiliza tanto para platos dulces como salados. Es un ingrediente fundamental del curry. En Oriente Medio es popular para condimentar la carne picada, salchichas y estofados; en Europa y América sirve para los adobos y se utiliza en las cocciones. Los platos de verduras llamados "a la griega" se condimentan con cilantro.

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Su aceite esencial perfuma el chocolate, asÃ− como los licores y otras bebidas. • Clavo El clavo es en realidad la flor no abierta y secada al sol de un árbol tropical. La especia se utiliza frecuentemente en platos de carne, clavándolos directamente en la misma antes de ser cocinada. También se le añade a platos de verduras y purés de legumbres. Molidos, se utilizan en pasteles, en muchos postres con frutas y en la elaboración de panes especiados. Pruébela en guisos o estofados de carne añadiendo durante la cocción una cebolla pinchada con 1 o 2 clavos, el plato ganará en gusto. El clavo de olor está presente en la gastronomÃ−a europea, africana, árabe y americana. • Comino Es una de las especias más extendidas en todo el mundo. El comino es el ingrediente esencial del curry. Además del curry, es muy utilizado en escabeches y estofados (mezclados con canela y azafrán) y ofrece muy buen aroma añadido en la cocción de la col hervida. Es el condimento de quesos, chorizos, pasteles y panes, tales como el centeno. El comino es muy popular en las mezclas de especias africanas. Los turcos lo utilizan en platos de carnes picadas y de verduras. En Texas es la base de muchas comidas tex-mex y del chile con carne. • Curry El curry es el sazonador de alimentos más difundido del mundo. Es una mezcla que combina de 10 a 20 especias diferentes. El nombre fue designado por los ingleses y significa “polvo de especias”, mezcladas para ser utilizadas en cocina. Las combinaciones de curry más frecuentes contienen pimienta, clavo, nuez moscada, cayena, canela, cilantro y cúrcuma. Es uno de los sabores más caracterÃ−sticos de la cocina india, su lugar de origen. Existen tres variedades de curry según la intensidad de su sabor picante, el más popular es el curry de Madrás. Prácticamente cualquier alimento puede ser preparado con una salsa de curry. Combina bien con multitud de sabores, acostumbra a añadirse en sopas, asados, estofados y vinagretas. También es frecuente utilizarlo en la condimentación de arroces, pescados, marisco, carnes y verduras. Los platos ganan en color y sabor. • Eneldo Se usa como condimento de los conocidos pepinillos en vinagre. Use las hojas picadas de eneldo en salsas para ensaladas y como aliño para verduras, marisco, pescado y sopas.

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En la cocina francesa las semillas son más tÃ−picas en bizcochos y reposterÃ−a.Es una planta muy saludable, los italianos incluso tienen la costumbre de comer los brotes jóvenes del eneldo como verdura. Masticar granos de eneldo evita el mal aliento. • Estragón Es una herbácea perenne que tiene una moderada resistencia al frÃ−o. Existen dos variedades, el estragón ruso, de sabor más acentuado, y el francés, que es más fino. Tiene un sabor anisado, un tanto amargo y picante, que va muy bien en medios ácidos, especialmente con el zumo de limón y el vinagre. Se utiliza en ensaladas, vinagretas y en platos de ave y pescados. Va muy bien en las conservas de cebolletas y pepinillos. Se emplea en platos de pollo, pato, hÃ−gado, huevos, sopas y langosta, siempre con cierta precaución dado que su sabor es muy caracterÃ−stico. Es ingrediente esencial de las finas hierbas. Ocupa un lugar destacado en la cocina francesa. También es un ingrediente esencial de las salsas bearnesa y tártara • Hierbabuena De todas las variedades de la menta, ésta es la de sabor y aroma más fuerte. HÃ−brido de Mentha aquatica y Mentha viridis, fue cultivada por primera vez en 1750. Se utiliza en los mismos platos que la menta: para condimentar, en salsas de yogur, en asados, ensaladas o como decoración. También está presente en la coctelerÃ−a. • Menta Existen numerosas variedades de menta. Las más conocidas y de uso más común son la menta piperita, la menta romana, la ajedrea y el mentastro. Es óptima para preparar el cordero, acompaña muy bien todas las carnes con sabores decididos como el pato y el carnero. Su aroma es netamente veraniego combinándose bien con las verduras de verano: tomates, pepinos, patatas nuevas y berenjenas. También es muy buena usándola en preparaciones a base de frutas como frambuesas o bayas. Bien desecada, se preparan óptimas tisanas y té. Su sabor fresco es popular en dulces y bebidas, pero también se usa en muchos platos. El uso de la menta es muy difuso en India, Medio Oriente y en el Norte Ôfrica; es común también en España y en Italia mientras en Francia es considerada un aroma un poco áspero. • Nuez moscada La parte utilizada en cocina es el fruto, que podemos encontrarlo rallado o entero. La conocemos por ser la especia de la Bechamel y uno de los aromas principales en parte de la bollerÃ−a frita. Se aplica en gran diversidad de platos. Combina bien con el comino y el cilantro en platos salados.

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• Orégano Es una planta silvestre originaria de la cuenca del mediterráneo. Normalmente se utiliza seca. Se usa para aromatizar comidas cocidas o crudas, quesos, ensaladas variadas, ensaladas de tomates, adobos de carne, para preservar el caldo, para conservar hortalizas en aceite y en vinagre, en las salsas y en los licores digestivos. Es una hierba muy aromática, difusa en toda Europa y con muchas variedades, aunque sólo en las regiones meridionales es capaz de adquirir una completa riqueza de perfumes y un aroma perfecto. Está directamente relacionada con la comida italiana, es uno de los ingredientes principales de las pizzas y algunas pastas. • Pimentón El pimentón es el resultado de moler el fruto del pimiento tras ser desecado. Existen tres variedades: dulce, agridulce y picante. Es una especia muy práctica en la cocina. Podemos utilizar el pimentón tanto dulce como picante para todo tipo de guisados, salsas y estofados. Destaca en los platos de carne, legumbres y verduras. Es el sazonador tradicional del pulpo a la gallega y un excelente condimento del salmón ahumado. En HungrÃ−a se le conoce como paprika y es el principal condimento del gulash. • Pimienta Los granos de pimienta pueden ser verdes, negros o blancos, correspondiendo a diferentes estadios del proceso de maduración. El principal dato sobre el origen de la pimienta se menciona en escritos antiguos de la India. Desde allÃ− el comercio la distribuyó a Malasia e Indonesia. Más tarde, llegarÃ−a también al Nuevo Mundo. A comienzos del siglo XV, Venecia controlaba las rutas comerciales de la pimienta proveniente de AlejandrÃ−a. Este monopolio animó a los portugueses a buscar una ruta marÃ−tima por el oeste. Después de periplos y descubrimientos por la costa africana, una expedición al mando de Vasco de Gama llegó a Calcuta a finales del 1400 y Portugal tomó el control del mercado de la pimienta. En Ôfrica también se cultivada la llamada "pimienta de Guinea", que durante los siglos XIV y XV intentó ser un sustituto más barato de la pimienta original. A principios del siglo XVII Inglaterra creó la CompañÃ−a Inglesa de las Indias Orientales, perdiendo Portugal pierde el monopolio de la pimienta. Más tarde, al bajar los precios, la pimienta se convirtió en una especia al alcance de todos, y sus comercio se hizo más fluido. La pimienta blanca se añade a salsas suaves y de color claro, como la Bechamel, mientras que la verde y la negra son la base de salsas de un color más oscuro, como la salsa a la pimienta verde, muy utilizada en platos de carne. • Romero Es un arbusto perenne que alcanza los 2 metros de altura. Sus hojas tienen forma de aguja y sus flores un color 61

azul pálido. Es originario del mediterráneo, pero en el siglo XIX se extendió por el Norte de Europa con fines medicinales. Las hojas secas de romero se emplean como especia en gran variedad de platos. El agradable aroma del romero y sus propiedades digestivas lo convierten en un condimento ideal, especialmente útil en platos fuertes y con grasas, como asados (especialmente de aves), guisos, escabeches y sofritos. También se utiliza para aromatizar sopas y salsas. • Salvia Es una planta originaria del sur de Europa, se da muy bien en los paÃ−ses cálidos, aunque es bastante resistente y sobrevive en zonas como los Alpes. También se cultiva mucho en Norteamérica. La salvia tiene un sabor fuerte, bastante picante y aromático, con un sutil gusto a alcanfor, por lo que hay que emplearla con moderación. Se utiliza en guisos de legumbres, pastas italianas, quesos y platos tanto de carne como de pescado. La salvia, picada con cebolla, se usa también en la preparación de rellenos para el cerdo, las salchichas y el pollo. Se emplea en varios modos: en Italia para dar sabor a los platos de carnes (en particular a la ternera e hÃ−gado de ternera) y también se frÃ−e con mantequilla para sazonar comidas. Los alemanes la usan para dar sabor a las anguilas y, en los paÃ−ses mediterráneos, la ponen en algunos platos de carne y verdura. • Tomillo Es una de las especias más representativas de la gastronomÃ−a mediterránea. Su sabor y olor es especiado y recuerda el del orégano. El tomillo es un buen aromatizante de caldos, rellenos y sopas. Condimenta platos de pescado y verduras, y en carnes, se aplica a platos de buey, cordero, pollo y aves de caza. Su uso está muy extendido por todo el mundo. Particularmente, es muy habitual en gastronomÃ−a francesa y americana. Tradicionalmente se ha recomendado como digestivo y para aliviar malestar (tos, irritaciones de garganta, etc.) utilizando una mezcla de tomillo y miel. 6. OLOR Y SABOR EN ALIMENTOS EN MAL ESTADO CARNE Degradación por microorganismos anaerobios: - Olores y sabores anormales: a) olor y sabor agrio por la producción de ácidos volátiles, al crecer bacterias y levaduras acidificantes. b)sabor a rancio, por crecimiento de actinomicetos .

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c) sabor a tierra, por crecimiento de actinomicetos. d) sabor a humedad, por crecimiento de mohos. También hay olor desagradable si aparece: • viscosidad: se forma una capa viscosa en el alimento que viene acompañado de un olor desagradable. Degradación por microorganismos anaerobios: -Agriado: por la presencia de ácidos volátiles y no volátiles. - Putrefacción: descomposición anaeróbica de las proteÃ−nas con formación de compuestos de olor nauseabundo (amoniaco, ácido sulfhÃ−drico, indol, escatol y mercaptano). - Hueso hediondo: olor pútrido cerca del hueso en las partes más profundas (piezas grandes). PESCADO El pescado es un alimento altamente perecedero debido a su composición quÃ−mica y de la reacción poco ácida de su carne, pues sufre procesos autolÃ−ticos de degradación rápida y un acelerado crecimiento microbiano. Esta flora microbiana se asienta en piel e intestinos y como consecuencia de este crecimiento, aparecen compuestos volátiles que confieren mal olor al pescado, principalmente: trimetilamina, amoniaco, sulfhÃ−drico, mercaptano, sulfuro de dimetilo, ácidos grasos, aldehÃ−dos, indol, etc. Que son caracterÃ−sticos del proceso de putrefacción. HUEVOS • Alteraciones bacterianas: Putrefacciones Putrefacción verde: olor a fruta. Putrefacción incolora: el olor depende del germen. Putrefacción negra: olor a ácido sulfhÃ−drico. Putrefacción roja: sin olor. • Alteraciones por mohos: Olores a humedad, tierra…., dependiendo del moho. LECHE • Modificaciones del sabor y olor: en parte se deben al tipo de alimentación del animal, y en parte a la contaminación de la leche: -Olor a fruta: por ejemplo Bacillus esterificans confiere olor a piña. -Olor a rancio: crecimiento de gérmenes lipolÃ−ticos. 63

-Olor y sabor a pescado: debido a la formación de trimetilamina en la leche. -Olor y sabor a caseÃ−na, sabor amargo, olor a urea y amonÃ−aco, sabor a caramelo y sabor a jabón: producido por diferentes bacterias. HARINAS • Enmohecimiento: debido al desarrollo de esporas fúngicas, que dan lugar a la alteración de los caracteres organolépticos del producto ( olor y sabor a moho). • Pan filante: alteración producida cuando el pan se somete a enfriamiento lento, olor a melón podrido. FRUTAS • Podredumbre blanda: reblandecimiento y ennegrecimiento por fermentación de sustancias pécticas y desprendimiento de mal olor. • Enmohecimiento: aparición de zonas coloreadas y degradación de la estructura subyacente. 73 H3CO HO NH R O ESTRUCTURA GENERAL DE UN CAPSAICINOIDES Sentido Percepción Visión Apariencia Gusto Gusto SABOR Olfato Olor/Aroma QuÃ−mico/Nervio trigémino Irritante Tacto Textura OÃ−do (Textura) Apariencia Sabor Textura

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Sonido Tacto: táctil Visión Directo: dedos Indirecto: cubiertos Tacto: oral OÃ−do: emisión de sonidos Dientes Lengua Paladar Apariencia Sabor Tacto Táctil Mordisco inicial Textura OÃ−do Masticación TIEMPO

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