Cambios químicos de los aceites comestibles durante el proceso de fritura. Riesgos en la salud
Chemical Changes of Edible Oils During Frying. Health Risks
Resumen
La oxidación es la reacción más importante de los lípidos que afecta las propiedades y el almacenamiento de los alimentos. Sin embargo, genera compuestos (productos de oxidación primarios y secundarios) que pueden llegar a ser tóxicos si se ingieren constantemente. Dentro de los procesos utilizados en la industria alimentaria, la producción de las frituras tiene las condiciones idóneas para formar estos compuestos. Debido a que las frituras han tenido gran aceptación en los consumidores, en el presente trabajo se describe la composición química de los aceites comestibles utilizados en la elaboración de estos alimentos y algunas modificaciones que presentan durante el proceso térmico, las cuales pueden tener efectos en la salud humana.
Palabras clave: oxidación, ácidos grasos, fritura.
Abstract
The oxidation is the most important lipid reaction that affects properties and storage of food. However, it produces compounds that can become toxic if they are ingested constantly. Within the processes used in the food industry, the fried chip production has ideal conditions to form these compounds. Because the fried chips have had great acceptance in the consumers, this paper describes the chemical composition of edible oils used in this food processing and some modifications that they have during the thermal process, which can have effects on human health.
Keywords: oxidation, fatty acids, fried chips.
Introducción
Los lípidos son uno de los principales componentes de los alimentos y son importantes en la dieta porque son fuente de energía y de nutrientes esenciales. Sin embargo, un consumo elevado de ciertos componentes lipídicos puede ocasionar daños en la salud (Scrimgeour, 2005).
La reacción de oxidación de lípidos es quizá el proceso más importante que se lleva a cabo en los alimentos, y ha sido objeto de un amplio número de investigaciones. La importancia que tiene esta reacción es que ocasiona la pérdida de valor nutrimental de los alimentos y favorece la formación de otras moléculas que pueden llegar a ser dañinas.
Debido a la gran aceptación que tienen las frituras en la población mexicana, es importante realizar una revisión acerca de los cambios químicos que presentan los ácidos grasos de los aceites comestibles durante el procesado de este tipo de alimentos y el impacto que pueden tener en la salud humana.
LOS LÍPIDOS Y SU EFECTO EN LA SALUD
Estudios realizados en los últimos años en México han demostrado que una de las causas más importantes de muerte se debe a problemas cardiovasculares, ya que ha ido en incremento el número de víctimas mortales de este padecimiento. Datos de la Secretaría de Salud afirman que del 2009 a la fecha los problemas cardiovasculares ocupan el tercer sitio como una de las principales causas de mortalidad general (SSA, 2012).
Una de las causas de las enfermedades cardiovasculares es la ingesta masiva de productos previamente procesados con aceites vegetales, expuestos al oxígeno y a temperaturas elevadas; debido a que durante el proceso de oxidación de estos alimentos se generan sustancias que aumentan la probabilidad de desarrollar estos padecimientos.
Existen varios factores de riesgo asociados a las enfermedades cardiovasculares, entre los que destacan elevadas concentraciones de colesterol total, homocisteína y triglicéridos, además de la diabetes y los niveles reducidos de lipoproteínas de baja densidad (LDL); muchos de estos factores están asociados a la dieta (Carrero et al., 2005).
El consumo elevado de alimentos que presentan en su composición este tipo de moléculas supone un gran reto para los sectores de salud, ya que es urgente disminuir los niveles de consumo y generar información que alerte al consumidor de los problemas de salud que puede ocasionar la ingesta de productos procesados ricos en grasas insaturadas (Carrero et al., 2005; Silva et al., 2010).
Uno de los procesos que ha sido ampliamente utilizado en la industria alimentaria es la hidrogenación parcial de ácidos grasos insaturados, el cual se ha aplicado en la elaboración de margarinas. Este proceso ha sido fuertemente criticado debido a la generación de ácidos grasos trans, que la OMS ha señalado como los enemigos número uno de la salud cardiovascular. Esta entidad recomendó en el 2006 eliminarlos por completo de la dieta alimenticia (CAC, 2012).
ACEITES COMESTIBLES
Composición química y estabilidad
Existen diversos tipos de aceites en el mercado y cada uno de ellos posee características diferentes debido a su composición química (Figura 1); esto confiere características sensoriales propias a otros alimentos.
La composición de cada aceite varía de acuerdo a la fuente de la que provienen; se obtienen así contenidos diferentes de ácidos grasos saturados e insaturados para cada uno (Valenzuela et al., 2003).
Silva y colaboradores (2010) comprobaron la estabilidad de diferentes tipos de aceite (oliva extra-virgen, oliva, girasol, maíz y cacahuate) utilizados para la cocción de papas a 180°C en tiempos variables de aproximadamente 60 minutos, suficientes para la cocción, y con la adición de tocoferol como antioxidante. En dichos experimentos, se observó que el tocoferol tiene un papel importante para la prevención de la oxidación de los ácidos grasos; no obstante, una vez que se termina, la oxidación es inevitable, pero menor a la de los aceites que no contienen antioxidantes, lo que comprueba la eficiencia de esta molécula. Los resultados obtenidos indican que el aceite más resistente y con menos pérdidas es el de oliva extra-virgen, ya que mantiene una concentración alta en ácido oleico (monoinsaturado); el más susceptible fue el de girasol, con concentraciones mayores de ácidos grasos insaturados (Silva et al., 2010).
Figura 1.
Uso de aceites comestibles en el proceso de fritura
Uno de los principales procesos que sufren los alimentos, previo a ser ingeridos, es la fritura. Los alimentos fritos gozan de una popularidad cada vez mayor, ya que su preparación es fácil y rápida y su aspecto y sabor son únicos, lo que resulta agradable al consumidor.
La fritura es un proceso fisicoquímico complejo, en el cual el producto a freír se somete a una temperatura alta con el propósito de modificar la superficie del mismo, impermeabilizándolo de alguna manera y evitando la pérdida de agua de su interior.
De esta forma, es posible conservar muchas de las características propias del alimento, al mejorar en la mayoría de los casos el sabor, la textura, el aspecto y el color. Así, es posible obtener un producto más apetecible, lo cual sin lugar a dudas contribuye al éxito del consumo de productos fritos (Valenzuela et al., 2003).
Una de las formas de llevar a cabo el proceso de fritura es sumergiendo el producto en un medio líquido, tal como ocurre en el aceite, que es capaz de alcanzar temperaturas altas y constantes, por encima de 180°C, lo que modifica la superficie de los alimentos de origen proteico o con alto contenido en carbohidratos (Valenzuela et al., 2003).
Las características del aceite utilizado son cruciales para la calidad y rendimiento resultante de este proceso. Una de las características de los aceites es la presencia de ácidos grasos insaturados (mono y poliinsaturados), que desde el punto de vista nutricional son mucho más adecuados para el proceso de fritura; pero, presentan desventajas por su inestabilidad, ya que a mayor grado de insaturación son menos estables al efecto de la temperatura.
Durante el proceso de fritura la temperatura puede superar los 180°C, lo que deteriora seriamente la composición química del aceite si éste es muy insaturado. Se forman productos de oxidación que son potencialmente tóxicos cuando su consumo es agudo, y muy dañinos para la salud cuando se les ingiere en forma crónica.
Un aceite alterado térmicamente también puede afectar las características organolépticas del alimento sometido a fritura. En general, el contenido de ácidos grasos insaturados en el aceite disminuye con la fritura (Suaterna, 2009; Alireza et al., 2010).
Liu y colaboradores (2007) observaron pérdidas importantes en los principales ácidos grasos del aceite de soya; proponen que esto se debe a que producen moléculas oxidadas como peróxidos, cetonas, aldehídos y alcoholes, que son tóxicos para las células.
El uso de grasas de origen animal o de aceites vegetales hidrogenados está fuera de toda recomendación nutricional, debido al riesgo potencial para la salud que significa el consumo de ácidos grasos saturados y con isomería trans. Por esas razones muchos países, recomiendan evitar o restringirlos en procesos de fritura o calentamiento.
La importancia del aceite utilizado en la fritura es determinante tanto desde el punto de vista de la calidad degustativa y de la calidad nutricional del calentamiento resultante.
Idealmente, el mejor aceite para fritura debería ser un producto que no se deteriore por el calor aplicado en forma continua o intermitente, que no imparta mal sabor u olor al producto que se fríe y que no tenga los efectos negativos desde el punto de vista nutricional atribuidos a los ácidos grasos saturados e hidrogenados (Choe & Min 2007; Aguirre et al., 2010; Rojas & Narváez, 2011).
Los aceites con altos contenidos en ácidos grasos monoinsaturados (ácido oleico) son ideales para el uso en fritura, tanto industrial como hogareña. En el proceso industrial predominan los procesos continuos, en los que se repone aceite fresco a medida que éste es consumido por el alimento y prácticamente no se descarta aceite. En la fritura hecha en casa hay un proceso discontinuo y la práctica de reutilizar el aceite se está difundiendo cada vez más, lo cual genera la ingesta crónica de productos oxidados y tóxicos (Valenzuela et al., 2003; Alireza, et al., 2010).
PRODUCTOS DE OXIDACIÓN DE LÍPIDOS
La principal problemática del consumo de aceites que han sufrido un tratamiento térmico se debe a los productos de oxidación primarios y secundarios que resultan de la transformación de los ácidos grasos; esto se debe a que todos ellos son tóxicos para el cuerpo humano, ya que son capaces de alterar el metabolismo a nivel celular (Landines & Zambrano, 2009).
La remoción de iones hidrógeno de los ácidos grasos poliinsaturados causada por los radicales libres inicia una reacción catalítica en cadena (autooxidación), que puede generar más de 60 productos finales, muchos de los cuales son tóxicos.
La autooxidación o rancidez oxidativa es una de las reacciones más importantes de los ácidos grasos (principalmente insaturados), debido a que es única en estos compuestos. Se lleva a cabo al exponer un alimento por tiempo prolongado al contacto directo con el oxígeno (Schaich, 2005; Landines & Zambrano, 2009).
En este proceso un hidrógeno alílico es extraído de la cadena lipídica de un ácido graso (fase de iniciación) por influencia de factores como alta temperatura, humedad, presencia de iones metálicos oxidantes e incidencia directa de luz (Partanen et al., 2005; Scrimgeour, 2005; Sutton et al., 2006). El radical libre resultante actúa como iniciador de una cadena de reacciones que generan más radicales libres, que al entrar en contacto con el oxígeno atmosférico dan lugar a compuestos indicadores de la oxidación primaria (peróxidos).
Estos compuestos primarios contribuyen a la separación de un hidrógeno alílico de las cadenas de otros ácidos grasos insaturados, lo que fomenta la formación de hidroperóxidos (fase de propagación) hasta que dos radicales de cualquier tipo se combinan para formar un producto no radicalario; sin embargo, esto está limitado inicialmente por el pequeño número de radicales presentes en el sistema (fase de finalización).
Los hidroperóxidos sufren finalmente una ruptura en la que se generan los compuestos secundarios de la oxidación lipídica, como aldehídos, cetonas, alcoholes y polímeros (Lewis-McCrea & Lall, 2007); además de tener acción citotóxica, son los responsables de sabores y olores anormales en el aceite y los alimentos que mantienen contacto con el mismo. Así mismo, ocasionan una disminución del contenido de ácidos grasos, principalmente insaturados (Aidos et al., 2003).
Debido a que muchos de los compuestos generados durante la fase de finalización son muy volátiles, su concentración en los productos puede empezar a decrecer con el tiempo dependiendo del contenido graso y de las condiciones de almacenamiento y empaque (Herrera, 2005).
Una vez iniciada la cadena de oxidación, la formación de compuestos oxidados continúa, hasta que los ácidos grasos ya no están disponibles o hasta que se presente la adición de antioxidantes, los cuales previenen la oxidación porque se combinan preferencialmente con los radicales libres para formar moléculas menos reactivas en lugar de los ácidos grasos. Es importante mencionar que los antioxidantes no revierten los efectos una vez que los productos de la oxidación se han formado (Landines & Zambrano, 2009).
Por este tipo de reacciones es posible que la mayor parte de ácidos grasos insaturados que son ingeridos mediante la dieta no cumplan con su función principal; por lo tanto, más que realizar una función que se cree benéfica al cuerpo humano, es perjudicial al mismo, y se ocasionen problemas cardiovasculares por la acumulación masiva de lipoproteínas tanto de alta como de baja densidad (HDLP y LDLP, por sus siglas en inglés) en el organismo (Sáyago-Ayerdi et al., 2008; Gharachorlo et al., 2010; Ariza et al., 2011).
PRODUCCIÓN DE ÁCIDOS GRASOS TRANS
Los estudios epidemiológicos han revelado que la ingesta en exceso de los ácidos grasos trans puede elevar el nivel de colesterol en sangre (Liu et al., 2007), y la concentración de lipoproteínas de baja densidad (LDL) en el plasma podría elevarse tras el consumo de grasas hidrogenadas que contienen altos niveles de ácidos grasos trans (Han et al., 2002).
Hay reportes que aseguran que los ácidos grasos trans pueden afectar negativamente el proceso inflamatorio en la aterosclerosis, mediante el aumento de la producción de células mononucleares de sangre periférica de las citoquinas inflamatorias (Liu et al., 2007).
Kummerow y colaboradores (2004) demostraron que los ácidos grasos trans inhiben la conversión metabólica de los ácidos linoleico, araquidónico y otros poliinsaturados, por lo que se consideran un factor de riesgo en el desarrollo de la enfermedad cardíaca coronaria.
Liu y colaboradores (2007) sugieren que la formación de ácidos grasos trans es más probable a temperaturas mayores a 200°C. Los experimentos que realizaron fueron con aceite de soya sometido a calentamiento a 160, 180 y 200°C en un período de 4 a 20 horas, obteniendo un contenido mayoritario de ácidos grasos insaturados.
Los resultados demostraron que luego de las 24 horas en ninguno de los tratamientos se reportó formación de ácidos grasos trans, debido a que para que ello ocurra se requieren temperaturas por encima de los 240°C.
Referencias
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[a]Químico en Alimentos por la UAEH. Realizó su tesis de licenciatura con el título: Estudio de la degradación de ácidos grasos contenidos en aceites vegetales sometidos a estrés térmico. Correo electrónico: jbarajasgmez@yahoo.com
[b]2 Profesora Investigadora del Área Académica de Química de la UAEH, Miembro del Cuerpo Académico de Propiedades y Funcionalidad de Alimentos. Egresada del Doctorado en Química de la UAEH. Miembro del SNI con nivel I. Correo electrónico: ovandoa@uaeh.edu.mx
[c]Estudiante del Doctorado en Química en la UAEH. Correo electrónico: rgj_est@hotmail.com