UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO FACULTAD DE CIENCIAS AGROPECUARIAS
ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA AGROINDUSTRIAL
TESIS
PARA OBTENER EL TÍTULO DE INGENIERO AGROINDUSTRIAL
“Antimicrobianos Químicos en la Industria Alimentaria”
“Chemical Antimicrobials in the Food Industry”
AUTOR: BR. Jackieline Lorena Amaya Arana ASESOR: M Sc. Julio César Rojas Naccha
TRUJILLO – PERÚ 2017
BIBLIOTECA
DE AGROPECUARIAS
UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO FACULTAD DE CIENCIAS AGROPECUARIAS
ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA AGROINDUSTRIAL
TESIS
PARA OBTENER EL TÍTULO DE INGENIERO AGROINDUSTRIAL
“ANTIMICROBIANOS QUÍMICOS EN LA INDUSTRIA ALIMENTARIA”
“ CHEMICAL ANTIMICROBIALS IN THE FOOD INDUSTRY ”
PRESENTADO POR EL BACHILLER:
BR. Jackieline Lorena Amaya Arana
SUSTENTADO Y APROBADO ANTE EL HONORABLE JURADO:
PRESIDENTE: MSc. Paulino Ninaquispe Zare _____________
SECRETARIO: MSc. Karla Zavaleta Guzmán _____________
MIEMBRO (ASESOR): MSc. Julio Cesar Rojas Naccha BIBLIOTECA _____________
DE AGROPECUARIAS
ÍNDICE
AGRADECIMIENTO ... 6
DEDICATORIA ... 0
RESUMEN ... 1
ABSTRACT ... 2
I. INTRODUCCIÓN ... 3
II. OBJETIVOS ... 5
III. CONSERVACIÓN POR ADITIVOS QUÍMICOS ... 6
1. ADITIVOSQUÍMICOS ... 6
2. ANTIBACTERIANOS ... 7
3. ANTIFÚNGICOS ... 7
4. ANTIBIÓTICOS ... 7
I. ADITIVO QUÍMICO ADICIONADO INTENCIONALMENTE ... 8
1. Aditivos más comunes en los alimentos ... 9
II. ADITIVO QUÍMICO ADICIONADO NO INTENCIONALMENTE ... 9
1. FUMIGANTES ... 10
2. SOLVENTESDEEXTRACCIÓN ... 10
3. PESTICIDAS ... 10
4. METALESPESADOS ... 10
5. BIFENILOSPOLICLORADOS ... 11
6. NAFTALENOS ... 11
IV. PRINCIPALES ANTIMICROBIANOS QUÍMICOS EN LA INDUSTRIA ALIMENTARIA ... 12
1. ÁCIDOBENZÓICO(C6H5-COOH) ... 12
6.1. Acción frente a los microorganismos ... 13
2. BENZOATOSÓDICO(C6H5COONA) ... 15
3. ÁCIDOSÓRBICO(C6H8O2) ... 16
4. SORBATODEPOTASIO(C6H7O2K) ... 17
5. SORBATODESODIO(C6H7O2NA) ... 17
6. SORBATODECALCIO(C12H14CAO4) ... 18
6.1. Acción frente a los microorganismos ... 18
6.2. Espectro de acción ... 19
6.3. Sinergismo y aplicaciones ... 19
7. ÁCIDOPROPIÓNICO(CH3CH2COOH) ... 21
8. PROPIONATODESODIO(NA(C2H5COO)) ... 21
9. PROPINATODECALCIO(CA(C2H5COO)2) ... 22
9.1. Acción frente a microorganismos ... 22
9.2. Aplicaciones ... 22
BIBLIOTECA
DE AGROPECUARIAS
6.2. Aplicaciones ... 25
11. NITRATOS:NITRATODEPOTASIO(KNO3) ... 26
12. PARABENOS ... 27
13. ANHIDRIDOSULFUROSOYSULFITOS ... 28
14. SULFITOSÓDICO(NA 2SO3) ... 29
14.1. ... Acción frente a los microorganismos 29 14.2. ... Aplicaciones 30 15. ÁCIDOFÓRMICO(H-COOH) ... 31
15.1.Acción frente a los microorganismos ... 31
15.2Espectro de acción ... 31
15.3inergismo y aplicaciones ... 31
16. HEXAMETILENTETRAMINA(C6H12N4) ... 32
16.1Acción frente a microorganismos ... 32
16.2Espectro de acción ... 32
16.3Sinergismo y aplicaciones ... 33
17. ÁCIDOACÉTICO(CH3-COOH) ... 33
18. ACETADODESODIO(CH3COONA) ... 34
19. ACETADODECALCIO(CA(C2H3O2)2) ... 34
19.1. Acción frente a los microorganismos ... 34
19.2. Espectro de acción ... 35
19.3. Sinergismo y aplicaciones ... 35
19.4. Aplicación común en: ... 36
20. DIÓXIDODECARBONO(CO2) ... 36
21. CLORURODESODIO(NACL) ... 38
V. ASPECTOS TOXICOLÓGICOS DE LOS ADITIVOS QUIMICOS ... 39
1. TOXICIDAD DE LOS ADITIVOS QUÍMICOS. ... 39
I. DEFINICIONES ... 39
1. TOXICIDADAGUDA ... 39
2. TOXICIDADCRÓNICA ... 40
3. ACCIÓNMUTAGÉNICA ... 40
4. ADITIVOGENERALMENTERECONOCIDOCOMOSEGURO(GRAS) ... 41
5. NIVELDEINGESTAACEPTABLE(IDA) ... 42
6. DOSISLETALMEDIA(DL50) ... 43
II. TOXICIDADDEALGUNOSANTIMICROBIANOSQUÍMICOS. ... 44
1. ÁCIDOSBENZOICOSYBENZOATOS ... 44
2. SULFITOSYDIOXIDODEAZUFRE ... 46
3. NITRITOSYNITRATOS ... 47
4. PARABENOS ... 49
5. HEXAMETILENTETRAMINA ... 50
6. ÁCIDOSÓRBICOYSORBATOS ... 51
7. ÁCIDOPROPIÓNICOYPROPIONATOS ... 53
8. CLORURODESODIO ... 54
9. ÁCIDOACÉTICOYACETATOS ... 55
VI. NORMATIVIDAD ... 56
BIBLIOTECA
DE AGROPECUARIAS
VIII. CONCLUSIONES ... 60
IX. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS ... 61
LISTADECUADROS CUADRO 1:ACCIÓN INHIBITORIA DEL ÁCIDO BENZOICO SOBRE LAS BACTERIAS. ... 14
CUADRO 2:ACCIÓN INHIBITORIA DEL ÁCIDO BENZOICO SOBRE LAS LEVADURAS. ... 14
CUADRO 3:ACCIÓN INHIBITORIA DEL ÁCIDO BENZOICO SOBRE LOS MOHOS. ... 15
CUADRO 4:ACCIÓN INHIBIDORA DEL ÁCIDO SÓRBICO FRENTE A LAS LEVADURAS. ... 17
CUADRO 5:ACCIÓN INHIBIDORA DEL NITRITO SOBRE LAS BACTERIAS ... 24
CUADRO 6:COMPUESTOS GENERADORES DE DIÓXIDO DE AZUFRE ... 28
CUADRO 7:LÍMITES PERMITIDOS ... 57
BIBLIOTECA
DE AGROPECUARIAS
AGRADECIMIENTO
A DIOS:
Por regalarme la dicha de vivir y darme el tiempo para poder cumplir una meta más en mi vida, mi guía y consejero, que en los momentos difíciles me tendiste la mano, por la gran familia que me has brindado.
A MI MADRE MÓNICA:
Por haberme apoyado en todo momento, por sus consejos, sus valores, por la motivación constante que me ha permitido ser una persona de bien, pero más que nada, por su amor.
A MI PADRE RODOLFO:
Por los ejemplos de perseverancia y constancia que lo caracterizan y que me ha infundado siempre, por el valor mostrado para salir adelante y por su amor.
A MI ALMA MATER:
El haberme abierto sus puertas, sentirme parte de ella y sobre todo creer que los anhelos y sueños son posibles.
Mi más sincero agradecimiento y admiración por su calidez humana a Msc. Julio Cesar Rojas Naccha, en quien deposite toda la confianza para culminar un objetivo más, gracias por el apoyo, tiempo, disposición y facilidades ofrecidas
BIBLIOTECA
DE AGROPECUARIAS
DEDICATORIA
A:
Mis padres por ser el pilar fundamental en todo lo que soy, en toda mi educación, tanto académica, como de la vida, por su incondicional apoyo perfectamente mantenido a través del tiempo.
Mi abuela, Bertha Ascoy Reyes y a mi tía abuela, Maria Ascoy Reyes, por quererme y apoyarme siempre, esto también se lo debo a ustedes.
Mis hermanos, Mónica del Rocio, Giancarlo Rodolfo y Mónica Kassandra, por estar conmigo y apoyarme siempre, los quiero mucho.
Mis sobrinos,Milagros de los Angeles, JuanDiego Renato y Renzo Fabrizio, para que vean en mí, un ejemplo a seguir.
Mi amigo, Juan Alvarez Guanilo (QEPD), a pesar de nuestra distancia física, siento que estás conmigo siempre y aunque nos faltaron muchas cosas por vivir juntos, sé que este momento hubiera sido tan especial para ti como lo es para mí.
Mi cuñado Pascual Vigo Apolitano (QEPD), me dejas una gran responsabilidad, dame la fortaleza y sabiduría para saber guiar por el buen camino a Juandiego y Renzo.
Todo este trabajo ha sido posible gracias a ellos.
BIBLIOTECA
DE AGROPECUARIAS
RESUMEN
El objetivo del presente trabajo fue dar a conocer las últimas investigaciones relacionadas al consumo de antimicrobianos químicos presente en los alimentos.
Los antimicrobianos que pueden generar mayor trastorno en los organismos humanos por el excesivo consumo son los nitratos y nitritos, sorbatos, benzoatos, parabenos, cloruro de sodio y sulfitos.
Por lo tanto, el consumo de la dosis permitida, minimiza el riesgo de intoxicación.
Palabras clave: Antimicrobianos químicos, consumo, dosis permitida, intoxicación.
BIBLIOTECA
DE AGROPECUARIAS
ABSTRACT
The objective of the present work was to present the latest research related to the consumption of chemical antimicrobials present in food.
Antimicrobials that can generate greater disruption in human organisms due to excessive consumption are nitrates and nitrites, sorbates, benzoates, parabens, sodium chloride and sulphites.
Therefore, the consumption of the permitted dose minimizes the risk of intoxication.
Key words: Antimicrobial chemistry, consumption, allowable dose, intoxicatiom.
BIBLIOTECA
DE AGROPECUARIAS
I. INTRODUCCIÓN
Existen un conjunto de factores causantes de alteraciones en los alimentos; crecimiento y actividad de los microorganismos (bacterias, levaduras y mohos), actividad enzimática y otras reacciones químicas del propio alimento, infestación por insectos, parásitos y roedores, almacenamiento a temperaturas inadecuadas, ganancia o pérdida de humedad, reacciones con el oxígeno y la luz (Potter y Hotchkiss, 2005).
De todas las alteraciones mencionadas la causada por microorganismos, es una de las más preocupantes en la industria alimentaria, porque además de echar a perder los nutrientes pueden dar lugar a intoxicaciones graves (Southgate, 2012). Es por esto que los conservantes químicos con propiedades antimicrobianas juegan un importante papel para prevenir las alteraciones y asegurar la calidad higiénica de muchos alimentos (Alzamora et al ,2005).
Los conservantes químicos son: “sustancias que se añaden a los productos alimenticios para protegerlos de alteraciones biológicas como fermentación, enmohecimiento y putrefacción” (Madrid et al., 2004).
Un aspecto a considerar es, que ningún aditivo conservador es eficaz sobre todo el espectro contaminante por lo que es bastante infrecuente la utilización de un solo método antimicrobiano para preservar un alimento y, siempre que es posible, se recurre a la combinación de varios procedimientos suaves encaminados a obtener una máxima inhibición de la actividad microbiana y un mínimo deterioro del valor nutritivo o de la aceptabilidad del producto (Hugalde, 2012).
BIBLIOTECA
DE AGROPECUARIAS
Las sustancias químicas que se usan como conservantes no ha variado desde hace tiempo, pues es difícil encontrar nuevos compuestos con acciones mejores o más amplias que a la vez carezcan o posean una débil toxicidad, además de tener un bajo costo (Cubero et al., 2002).
La efectividad de los conservadores depende de diversos factores, entre ellos los siguientes: a) la especificidad de la acción ( es decir, si son efectivos solo contra un determinado grupo de microorganismos o tienen un espectro muy amplio de acción); b) la composición del alimento (pH, actividad del agua, fuerza iónica y presencia de otros componentes como azúcar, sal y vitaminas, que modifican la posibilidad de crecimiento de microorganismos), y c) manipulación del producto terminado ( se requiere un manejo adecuado del producto para evitar nuevas contaminaciones). Entre los conservadores más utilizados están los ácidos benzoico, sórbico, acético, láctico y propiónico con sus respectivas sales, los nitritos y nitratos, los sulfitos y los antibióticos. (Calvo y Mendoza, 2012)
BIBLIOTECA
DE AGROPECUARIAS
II. OBJETIVOS
Recopilar y dar a conocer la información de los antimicrobianos químicos más utilizados en la industria alimentaria.
Conocer los antimicrobianos químicos, sobre los microorganismos que actúan, alimentos donde se emplean y si tienen sinergia con otras sustancias.
Efectos secundarios que pongan en riesgo la salud de los consumidores.
BIBLIOTECA
DE AGROPECUARIAS
III. CONSERVACIÓN POR ADITIVOS QUÍMICOS
1. ADITIVOS QUÍMICOS
Los aditivos son sustancias que intencionadamente se añaden a los alimentos para
conservarlos evitando su deterioro, y también para colorearlos, darles sabor y mantener o mejorar su estructura (Cabal, 2001).
Las etiquetas de algunos alimentos procesados contienen una larga lista de números, aditivos y elementos E que tal vez usted no considere necesarios. Sin embargo, se calcula que cada persona consume 2,25 Kg. de aditivos al año (Cabal ,2001).
Colorantes E-100 a E-180. Sirven para mejorar el aspecto de productos poco atractivos o para devolver un color «natural» a los productos cuyo tono se ha perdido durante el procesado.
Conservantes entre E-200 y E-285 y E-1.105. Se utilizan para prolongar la vida del producto y evitar la formación de bacterias. Incluso los alimentos sanos, corno los
albaricoques secos, contienen conservantes (en el caso de la fruta seca, suele ser dióxido de azufre, un conocido alérgeno).
Antioxidantes entre E-300 y E-321 Se emplean para que el producto no se ponga rancio.
Emulsionantes, estabilizantes y espesantes entre E-322 y E-495. Se utilizan en productos como los postres, las sopas y las salsas bajas en grasas para realzar y mantener la textura.
Potenciadores del sabor entre E-620 y E-640.Mejoran el sabor.
Agentes abrillantadores entre E-901 y E-914. Se emplean para añadir brillo y hacer que los alimentos parezcan atractivos.
Mejoradores y blanqueadores de la harina (por ejemplo, entre E-920 y E-926). Se utilizan en productos de panadería para mejorar la textura, la calidad de la cocción y la blancura (Cabal, 2001).
BIBLIOTECA
DE AGROPECUARIAS
2. ANTIBACTERIANOS
Se refiere a una sustancia cuyas propiedades son capaces de eliminar agentes bacterianos o la inhibición de su crecimiento o proliferación sin incurrir en el daño del objeto, ambiente u organismo que las porta. Son en esencia fármacos como es el caso de los antibióticos u otros agentes químicos capaces de combatir estos cuerpos (Mandell, 2012).
Las sustancias con propiedades antibacterianas se pueden clasificar en dos tipos según la acción que ejerce sobre las bacterias, estos son, bactericidas y bacteriostáticos. Los bactericidas son aquellos que eliminan a las bacterias, mientras que los antibacterianos bacteriostáticos impiden el crecimiento de estas (Mandell, 2012).
3. ANTIFÚNGICOS
Se entiende por antifúngico o antimicótico a toda sustancia que tiene la capacidad de evitar el crecimiento de algunos tipos de hongos o incluso de provocar su muerte. Dado que los hongos además de tener usos beneficiosos para el ser humano (levadura del pan, hongos de fermentación de los quesos, los vinos, la cerveza, entre otros muchos ejemplos) forman parte del colectivo de seres vivos que pueden originar enfermedades en el ser humano, el conocimiento y uso de los antifúngicos es de vital importancia a la hora de tratar muchas enfermedades (Abete, 2008).
4. ANTIBIÓTICOS
Sustancias producidas por microorganismos, que tienen acción bacteriostática o bactericida, fungistática o fungicida. Son pocos los que tienen acción sobre un gran número de bacterias y muy pocos los efectivos contra hongos (Fennema, 2000).
El uso de antibióticos en alimentos resulta útil para disminuir el peligro de alteración de carne roja cruda, pescados crudos, colas de camarones, ave eviscerada entera o en trozos, cruda y vegetales. Retarda el desarrollo de bacterias patógenas y de la flora normal resistente al calor en alimentos como flanes, queso y leche, matando células vegetativas y esporas (Elmadfa et al., 2011).
BIBLIOTECA
DE AGROPECUARIAS
El uso de antibióticos como conservantes en la industria alimentaria es muy limitado, ya que los microorganismos pueden generar resistencia, con lo que su efectividad queda nula y sólo puede utilizarse en condiciones muy específicas.
I. ADITIVO QUÍMICO ADICIONADO INTENCIONALMENTE
Si una sustancia es añadida a un alimento con un propósito específico, es considerada un aditivo directo o intencional. Muchos aditivos directos están identificados en la etiqueta de ingredientes de los alimentos (Haubourdin, 2012).
Los aditivos alimentarios directos o intencionales a menudo se agregan durante el
procesamiento para añadir nutrientes, ayudar a procesar o preparar los alimentos, mantener el producto fresco o hacer que el alimento sea más atractivo (Haubourdin, 2012).
Las principales funciones de los aditivos alimentarios, de acuerdo con la Directiva europea 89/107/CEE,5 la cual se ha transpuesto a la legislación de cada estado miembro de la UE, son:
1. Asegurar la seguridad y la salubridad.
2. Aumentar la estabilidad del producto.
3. Hacer posible la disponibilidad de alimentos fuera de óxido de carbono.
4. Asegurar o mantener el valor nutritivo del alimento.
5. Potenciar la aceptación del consumidor.
6. Ayudar a la fabricación, transformación, preparación, transporte y almacenamiento del alimento.
7. Dar homogeneidad al producto (Sabini et al, 2012).
BIBLIOTECA
DE AGROPECUARIAS
1. Aditivos más comunes en los alimentos
Glutamato monosodico
Edulcorantes artificiales como aspartamo, sacarina, y ciclomato sódico
Antioxidantes en los alimentos aceitosos o grasos.
Acido benzoico en jugos de fruta
Sulfitos en la cerveza, el vino y las verduras enlatadas, los cuales pueden empeorar el asma.
Nitratos y nitritos en productos cárnicos, gelatinas, almidón de maíz, ceras, gomas, propinlenglicol en los estabilizadores de alimentos y emulsificantes.
Muchos agentes colorantes diferentes (Sabini et al, 2012).
II. ADITIVO QUÍMICO ADICIONADO NO INTENCIONALMENTE
Los aditivos alimentarios indirectos o fortuitos son sustancias que pueden encontrarse en el alimento durante o después de que éste se procesa. Ellos no se han utilizado ni se colocan en el alimento a propósito y están presentes en pequeñas cantidades en el producto final (Bush RK et al, 2014).
Los aditivos indirectos de alimentos son aquellos que se convierten en parte del alimento mismo aunque en cantidades insignificantes, lo cual puede suceder durante la
manipulación, empaque, o almacenamiento (Bush RK et al, 2014).
.
BIBLIOTECA
DE AGROPECUARIAS
1. FUMIGANTES
Son plaguicidas gaseosas que están compuestos por grupos químicos que actúan como gas o vapor y altamente penetrantes. Son de alta toxicidad y su uso está indicado
exclusivamente en el control de plagas agrícolas y requieren equipos de protección especial y procedimientos técnicos para su aplicación (OLD et al., 2000).
2. SOLVENTES DE EXTRACCIÓN
La extracción con solventes es una técnica de tratamiento que consiste en usar un solvente (un líquido capaz de disolver otra sustancia) para separar o retirar contaminantes orgánicos peligrosos de fangos residuales, sedimentos, tierra y aguas residuales (Valle, 2003).
3. PESTICIDAS
Los pesticidas o plaguicidas son sustancias químicas destinadas a matar, repeler, atraer, regular o interrumpir el crecimiento de plagas en su sentido más amplio (Valle, 2003).
Consideramos plaga a aquellos organismos nocivos que transmiten enfermedades, compiten por alimentos y/o dañan bienes económicos y culturales (Valle, 2003).
4. METALES PESADOS
Estos elementos se presentan en diferente estado de oxidación en agua, aire y suelo y presentan diversos grados de reactividad, carga iónica y solubilidad en agua (Chakraborty et al, 2000).
BIBLIOTECA
DE AGROPECUARIAS
Arsénico, cromo, cobalto, níquel, cobre, zinc, plata, cadmio, mercurio, titanio, selenio y plomo (Chakraborty et al, 2000).
5. BIFENILOS POLICLORADOS
Debido a su no inflamabilidad, estabilidad química, alto punto de ebullición, y propiedades de aislamiento eléctrico, los PCB se utilizan en cientos de aplicaciones industriales y comerciales, incluyendo la transferencia de electricidad, calor y equipos hidráulicos, como plastificantes en pinturas, plásticos, y productos de caucho; en los pigmentos, tintes y papel de copia sin carbón, y muchas otras aplicaciones industriales (Chauvet et al, 2005).
Los PCB han sido demostrado que causa cáncer. Los PCB también ha demostrado que causa una serie de graves efectos en la salud de los animales, incluidos los efectos sobre el sistema inmunológico, sistema reproductor, sistema nervioso y otros efectos de salud (Chauvet et al, 2005).
6. NAFTALENOS
El naftaleno sirve como producto intermedio en la fabricación de colorantes, producción de plastificadores para PVC, aditivos para el hormigón, sustancias humectantes en la industria textil y para componentes de solventes para pesticidas (Conner et al, 2000).
BIBLIOTECA
DE AGROPECUARIAS
IV. PRINCIPALES ANTIMICROBIANOS QUÍMICOS EN LA INDUSTRIA ALIMENTARIA
1. ÁCIDO BENZÓICO (C 6H5-COOH)
Conservante sintético. Se obtiene de manera industrial por reacción de Hidróxido de Sodio (E524) con Acido Benzoico (E210). Se utiliza para prevenir levaduras, bacterias y algunos tipos de hongos. En este aditivo la concentración es mucho más elevada que la que contiene algunos vegetales de forma natural como el clavo de olor, la rama de canela, las ciruelas, los arándanos y otros frutos rojos (Elmadfa et al, 2001).
El ácido benzoico presenta una solubilidad de 0.34 % en agua a temperatura ambiente, en aceite está sobre el 1-2 %, según el tipo de aceite y es soluble en etanol puro.
Debido a su baja solubilidad en agua a temperatura ambiente, se suelen utilizar más las sales derivadas de este ácido como benzoato sódico (solubilidad alrededor de 63% en agua a temperatura ambiente), benzoato potásico y benzoato cálcico, todos ellos tienen una solubilidad mayor que el ácido (Cubero et al., 2002).
El ácido no disociado es el que tiene actividad antimicrobiana, presentando su máxima actividad en el margen de pH 2.5 – 4.0, por lo tanto son ineficaces en productos cuyo pH tiene un valor superior a 5 (ligeramente ácido o neutro). Como todo presenta ciertas desventajas, las altas concentraciones resultan en un sabor agrio, lo cual limita su aplicación, además de su toxicidad, que aunque es relativamente baja, es mayor que la de otros conservantes (Cubero et al., 2002).
De los tres tipos de sales del ácido benzóico, el que tiene mayor importancia es el benzoato sódico.
Se ha comprobado que tanto el ácido benzoico como sus sales no tienen efectos nocivos para las personas cuando se utiliza en pequeñas cantidades, se elimina rápidamente del organismo después de conjugarse con la glicina para formar ácido hipúrico (benzoilglicina) evitando su acumulación (Fennema, 2000).
BIBLIOTECA
DE AGROPECUARIAS
6.1. Acción frente a los microorganismos
El ácido benzóico y sus sales basan su acción antimicrobiana en diversas intervenciones sobre el sistema enzimático de los microorganismos:
Agente micoestático: que actúe sobre diversas enzimas de la célula microbiana, como las que regulan el metabolismo del ácido acético y la fosforilación oxidativa, parece intervenir en varios puntos del ciclo del ácido cítrico, (Bellitz y Grosh, 2005) además parece inhibir la tirosinasa (Menon et al., 2000).
Acción a nivel de membrana: interfiriendo la permeabilidad de la pared celular, y dando lugar a una acidificación del contenido celular.
Esta acción contra los microorganismos se obtiene gracias a la forma no disociada de la molécula y a la facilidad que tiene en este estado de penetrar a través de la membrana celular (Eklund, 2005).
El ácido benzoico y sus sales actúan básicamente f rente a levaduras, hongos incluyendo los microorganismos productores de aflatoxinas y en menor grado frente a bacterias (tiene menos efecto sobre las bacterias ácidos lácticos y clostridios) (Lück y Jager, 2005).
Las concentraciones útiles de acción del ácido benzoico varían según el pH del medio donde se utilicen de manera que conforme aumenta el pH también se ha de aumentar la concentración de ácido para obtener el mismo resultado (Cubero et al., 2002).
BIBLIOTECA
DE AGROPECUARIAS
Cuadro 1: Acción inhibitoria del ácido benzoico sobre las bacterias.
Fuente: (Luck y Jager, 2005)
Cuadro 2: Acción inhibitoria del ácido benzoico sobre las levaduras.
Fuente: (Luck y Jager, 2005)
BIBLIOTECA
DE AGROPECUARIAS
Cuadro 3: Acción inhibitoria del ácido benzoico sobre los mohos.
Fuente: (Luck y Jager, 2005) 2. BENZOATO SÓDICO (C6H5COONa)
También conocido como benzoato de sosa, es blanca, cristalina o granulada, es soluble en agua y ligeramente soluble en alcohol. La sal es antiséptica y en cantidades elevadas es tóxica. Puede ser producido por reacción de hidróxido sódico con ácido benzoico (Lück y Jager, 2005).
El benzoato sódico solo es efectivo en condiciones ácidas (pH<3.6) lo que hace que su uso más frecuente sea en conservas, en aliño de ensaladas (vinagre), en bebidas
carbonatadas (ácido carbónico), en mermeladas (ácido cítrico), en zumo de frutas (ácido cítrico) y en salsas de comida china (soja, mostaza y pato) (Casp y Requena, 2003).
Se ha comprobado que tanto el ácido benzoico como sus sales no tienen efectos nocivos para las personas cuando se utiliza en pequeñas cantidades, se elimina rápidamente del organismo después de conjugarse con la glicina para formar ácido hipúrico (benzoilglicina) evitando su acumulación (Fennema, 2000).
BIBLIOTECA
DE AGROPECUARIAS
3. ÁCIDO SÓRBICO (C6H8O2)
Es un ácido graso insaturado se encuentra naturalmente en algunos vegetales y en la fruta del Sorbo montano (Sorbus aucuparia), es fabricado para su uso como aditivo alimentario por síntesis química (Casp y Requena, 2003).
Tienen las ventajas tecnológicas de ser activos en medios poco ácidos y de carecer prácticamente de sabor. Su principal inconveniente es que son comparativamente caros y que se pierden en parte cuando el producto se somete a ebullición (Casp y Requena, 2003).
Aunque el ácido sórbico y los sorbatos tienen ganada una merecida popularidad como antimicóticos, una investigación reciente ha demostrado que el sorbato presenta una amplia actividad antimicrobiana que se extiende a muchas especies bacterianas que participan en la alteración de carnes y pescados frescos. Esta última propiedad es especialmente eficaz para retardar la toxicidad de clostridium Botulinum en pescado fresco refrigerado envasado en atmósferas modificadas, (Fennema, 2000) pero también pueden ser usados para controlar, Stafilococus aureus y Salmonella, lo que ha dado lugar a una serie de investigaciones para sustituir nitratos o nitritos en productos cárnicos curados.
Un punto de suma importancia, por lo cual sea uno de los conservadores de alimentos más utilizados que tiene la característica de no acumularse en el organismo debido a que puede ser metabolizado, se absorbe y se utiliza como fuente de energía (Fox y Cameron, 2004).
BIBLIOTECA
DE AGROPECUARIAS
Cuadro 4: Acción inhibidora del ácido sórbico frente a las levaduras.
Fuente: (Luck y Jager, 2005) 4. SORBATO DE POTASIO (C6H7O2K)
El sorbato de potasio es un conservante suave, actúa principalmente contra hongos y levaduras, es utilizado en una variedad de aplicaciones incluyendo alimentos, vinos y cuidado personal, es usado principalmente en los productos lácteos y en el pan de centeno (Fox y Cameron, 2004).
5. SORBATO DE SODIO (C6H7O2Na)
Es comercialmente producido por diferentes rutas químicas, aunque también se puede obtener de forma natural. El sorbato sódico es frecuentemente utilizado, ya que posee mejor disolución.
Este conservante puede ser metabolizado perfectamente por el organismo humano, por lo que es usado para conservar alimentos como la leche fermentada y el yogur (Fox y Cameron, 2004).
BIBLIOTECA
DE AGROPECUARIAS
6. SORBATO DE CALCIO (C12H14CaO4)
La sal cálcica del ácido sórbico se halla naturalm ente presente en los frutos de los fresnos de las Montañas Europeas (Sorbus acuparia). Comercialmente es producido a través de diferentes métodos químicos. El sorbato de calcio es principalmente utilizado en los productos lácteos, cumpliendo una función similar a la del ácido sórbico (Fox y Cameron, 2004).
6.1. Acción frente a los microorganismos
El ácido sórbico y sus sales basan su acción antimicrobiana a diferentes factores:
Inhibiendo determinadas enzimas del metabolismo de carbohidratos como la enolasa y lactodehidrogenasa.
También interviene en el ciclo del ácido cítrico (ciclo de Krebs) inhibiendo la malato dehidrogenasa, isocitrato dehidrogenasa, succinato dehidrogenasa, fumarasa y aspartasa, entre otras enzimas.
Muchos enzimas son inactivadas al formarse enlaces covalentes entre los grupos sulfidrilos (SH) de las enzimas y los dobles enlaces del ácido sórbico.
Para que el ácido sórbico sea capaz de desarrollar su acción dentro de la célula de los microorganismos, tiene que penetrar primero a través de la pared celular. Cuando esto sucede, es principalmente el componente ácido indisociado el que entra en la célula. Así, a pH 3.5 un 40% del ácido sórbico disponible entra en el interior de la célula, mientras que al punto neutro el 99% es intracelular. Este hecho explica por qué la acción de este conservante depende del pH. Para la conservación de alimentos, la porción indisociada tiene con mucho la acción más eficaz (Viñas et al., 2000).
BIBLIOTECA
DE AGROPECUARIAS
6.2. Espectro de acción
El ácido sórbico y sus sales sódicas y potásicas se emplean ampliamente como inhibidores del crecimiento de levaduras y mohos, incluyendo los microorganismos formadores de aflatoxinas (Kirk, 2005). Entre las bacterias, las catalasa-positivas son más inhibidas que las catalasa-negativas y las bacterias estrictamente aeróbicas más que tanto las bacterias ácido lácticas (BAL).
La utilización del ácido sórbico a concentraciones infralimitantes puede ser que sea asimilado y metabolizado por algunos de los microorganismos si la densidad de población microbiana es grande. Esto hace que la utilización del sórbico y sorbatos no sea adecuada como conservante para sustratos muy contaminados por lo que su uso se limita a conservar alimentos con bajos contenidos microbianos y de excelente calidad higiénica (Kinderlerer y Hatton, 2000).
6.3. Sinergismo y aplicaciones
La dosis de aplicación y sus formas varían según el sustrato sobre el que se utilice.
Puede utilizarse conjuntamente con el ácido benzóico o sus sales y óxido de azufre a fin de completar su efecto. En general las mezclas proporcionan dos ventajas:
1.- Ampliar el espectro de acción logrando actividad frente a un mayor número de microorganismos
2.- Intensificar la acción antimicrobiana aprovechando el sinergismo entre los conservadores, con lo cual se requiere una menor concentración de éstos que si se utilizan por separado (Cubero et al., 2002).
Margarinas: dosis de 0.05-0.1 % en la fase grasa como ácido sórbico o como sorbato en la fase acuosa, ya que debido a su coeficiente de reparto más favorable permanece una proporción mayor de la relación ácido sórbico/sorbato en la fase acuosa, que es la que puede sufrir el ataque bacteriano.
BIBLIOTECA
DE AGROPECUARIAS
Productos lácteos: suelen utilizarse como tratamientos de
superficiecomo es el caso del queso durante su maduración y para los materiales de empaquetado variando la dosis en cada caso.
Verduras fermentadas: se utiliza en forma de soluciones acuosas de sorbato para conservar verduras fermentadas y en vinagre, ya que aprovechamos la baja acción contra bacterias lácticas que nos interesan para la fermentación, pero inhibe el crecimiento de levaduras y mohos no deseados.
Bebidas: tanto en zumos de frutas como en la estabilización del vino,se emplea teniendo en cuenta en éste último caso la necesidad de complementar el tratamiento con SO2 para proteger también al producto contra la oxidación, el deterioro enzimático y el ataque de las bacterias.
Repostería: aplicación debido a su acción contra levaduras osmófilas a pH relativamente alto, concentración de uso de acuerdo con el contenido del producto en azúcar, ácido u otros factores que influyan sobre la conservación.
Productos cárnicos: el indeseable crecimiento de mohos sobre los embutidos duros y salchichas tipo Frankfurt puede suprimirse por tratamiento con solución de sorbato potásico al 10- 20%.
BIBLIOTECA
DE AGROPECUARIAS
7. ÁCIDO PROPIÓNICO (CH 3CH2COOH)
El ácido propiónico es un líquido transparente en estado puro, con desagradable olor picante, soluble en agua, es corrosivo, por esta razón solo se emplean únicamente sus sales sódicas o cálcicas. Se presentan en forma comercial como unos polvos blancos y con olor propio del ácido del que provienen (Fennema, 2000).
Es el más efectivo contra los mohos de todos los conservantes, además de actuar sobre un número reducido de bacterias, se produce de forma natural en el queso Suizo por acción del propionibacterium shermanii (Fennema, 2000). Proporciona ciertos aromas a los productos, ya que el ácido tiene un olor muy fuerte, por tal motivo tiene un uso limitado.
Son conservantes baratos. Es un conservante fundamental en la fabricación del pan de molde, estando autorizado para ello en la mayoría de los países.
Algunos quesos tienen de forma natural cantidades relativamente altas de ácido propiónico, sustancia que contribuye de forma importante a su aroma característico.
Aunque el que se utiliza en la industria procede de síntesis química, el ácido propiónico está bastante extendido en la naturaleza. Está presente en los alimentos tanto en forma natural o como aditivo se absorbe en el intestino y se utiliza de la misma forma que los demás ácidos grasos, es decir, como fuente de energía y no se ha demostrado que produzca efectos tóxicos a las concentraciones utilizadas (Fennema, 2000).
8. PROPIONATO DE SODIO (Na(C2H5COO))
Sal sódica del ácido propiónico, un ácido de origen natural presente en cantidades pequeñas en diversos alimentos; y encontrado algunas veces en concentraciones altas en los alimentos fermentados al ser producido por las bacterias, tal como ocurre en ciertos tipos de quesos. Es también producido en grandes cantidades por las bacterias del intestino grueso.
BIBLIOTECA
DE AGROPECUARIAS
El propionato de sodio es efectivo para prevenir el desarrollo de hongos, bacilos productores de filamentación y de otras bacterias. Es apropiado para productos de fermentación (Fennema, 2000).
9. PROPINATO DE CALCIO (Ca(C2H5COO)2)
Es efectivo para prevenir el desarrollo de bacilos productores de filamentación y de hongos. Contiene iones de calcio que ayuda al fortalecimiento de las masas, además de contribuir al suministro de calcio y a la reducción del consumo de sodio en los alimentos.
(Fennema, 2000).
9.1. Acción frente a microorganismos
Su acción inhibidora se basa en tener concentraciones relativamente altas acumulándose en la célula e interfiriendo en el metabolismo al inhibir enzimas. Dependiendo de la concentración, el ácido propiónico también reduce el valor de pH intracelular, este efecto contribuye igualmente a inhibir el crecimiento y matar a las células (Saldmon et al., 2004). El efecto es más pronunciado en la porción indisociada del ácido que en la porción disociada (Eklund, 2005). Actúa inhibiendo el crecimiento de los microorganismos, debido a que entra en competencia con aminoácidos esenciales, como la alanina. Pueden emplearse en alimentos con pH relativamente elevado entre 5 y 6 (Cubero et al., 2002).
9.2.Aplicaciones
En la práctica su uso más común es en sector panadero contra el Bacillus mesentericus, bacteria causante del pan hilado y filamentoso.
Se utiliza generalmente el propionato sódico en pastelería y el cálcico en panadería, aunque también se emplea en dulces, gelatinas, budines, rellenos, mermeladas, jaleas, jarabes, galletas y tortillas de harina de trigo. En quesos para tratamientos superficiales y en quesos fundidos. También se puede utilizar en la conservación de yema de huevo líquida (Cubero et al., 2002).
BIBLIOTECA
DE AGROPECUARIAS
10. NITRITOS: NITRITO DE SODIO (NaNO2) Y NITRITO DE POTASIO (KNO2)
Mineral que está presente de manera natural. Puede ser extraído o producido químicamente a partir del nitrato de potasio.
El empleo de nitritos (sales del ácido nitroso) en el curado de productos cárnicos sigue siendo hoy en día el método más eficaz para prevenir las intoxicaciones alimentarias que puede ocasionar la bacteria Clostridium botulinum que causa la mortal intoxicación alimentaria conocida como botulismo (Fox y Camerón, 2004).
La toxina botulínica es el veneno biológico más potente que se conoce (una dosis de 0.1millonesima de gramo ya puede resultar letal en el ser humano). Si se dejara de proceder el curado de productos cárnicos, debería contarse con un aumento drástico de las intoxicaciones alimentarias (Elmadfa et al., 2001).
El nitrito es producto de la reducción del nitrato. El paso de nitratos a nitritos es un proceso lento que no se puede controlar, por esta razón depende del tiempo de fabricación el que se añada nitratos o nitritos al producto alimentario (Cubero et al., 2002).
Generalmente se usa una combinación de nitratos y nitritos, lo que varía es la cantidad de cada uno de ellos. Si es un proceso de producción rápida se utilizan cantidades mayores de nitrito. Si el proceso es más lento y hay tiempo para que el nitrato se reduzca a nitrito, es preferible usar mayor cantidad de nitratos.
Se suele utilizar nitratos o nitritos sódicos o potásicos, ya sea en forma pura o bien mezclados con sal común y otras sustancias
En carnes curadas se da la interacción de diversos factores como:
_Alteración de la membrana celular con limitación del transporte de sustratos necesarios para el crecimiento microbiano.
_Restricción del empleo del hierro y otros metales esenciales. Probablemente, en el mecanismo de inhibición del nitrito intervienen sus reacciones con otros
BIBLIOTECA
DE AGROPECUARIAS
compuestos formados durante el calentamiento, que dan lugar a sustancias de mayor poder inhibidor que el propio nitrito (Lezur, 2002).
Cuadro 5: Acción inhibidora del nitrito sobre las bacterias
Fuente: (Luck y Jager, 1995)
BIBLIOTECA
DE AGROPECUARIAS
6.2.Aplicaciones
Se utilizan esencialmente en productos cárnicos donde se les asocia diversas funciones:
_Inhibición de microorganismos potencialmente patógenos.
_Estabilidad en coloración; los nitritos reaccionan con la mioglobina del músculo y son responsable del color rojo-rosáce o de los productos cárnicos curados en crudo
(formación de nitrosomioglobina), y de los productos cárnicos cur ados tratados por calor (formación de nitrosilhemocromo o nitrosoferrohemocromo).
_Desarrollo del sabor y aroma: los nitritos: los nitritos son esenciales para el desarrollo del sabor y aroma de los productos cárnicos, pero no se conoce exactamente su
mecanismo de acción
_Efecto antioxidante: los nitritos retardan la oxidación de los lípidos y, por tanto la
producción de aromas indeseables en carnes curadas. El nitrito estabiliza los componentes lipídicos de la membrana y/o inhibe los prooxidantes naturales del músculo.
Para la salazón seca y húmeda (salmuera) suele emplearse el nitrato, en cambio el nitrito se emplea con mayor frecuencia para embutidos y otros productos de carne picada.
El proceso de curado se realiza más de prisa con los nitritos (salazón rápida) y se puede aplicar por inyección arterial, por inyección muscular, por ultrasonidos y al vacío (Cubero et al., 2002).
Los nitritos también pueden utilizarse en productos lácteos como el queso en porciones donde se emplea a dosis pequeñas para evitar el hinchamiento que podría producirse por fermentaciones secundarias de Clostridium o bacterias butílicas durante el proceso de maduración. Esta funcionalidad la da la reducción de nitrato a nitrito (Cubero et al., 2002).
BIBLIOTECA
DE AGROPECUARIAS
11. NITRATOS: NITRATO DE POTASIO (KNO3)
Los nitratos son constituyentes naturales de alimentos de origen vegetal, pudiendo encontrarse en ellos en concentraciones muy elevadas. Las espinacas o el apio, por ejemplo, pueden contener de forma natural más de 2g/Kg de nitrato (10 veces más que la concentración máxima autorizada como aditivo). Los nitratos también pueden estar presentes en otras verduras, como la remolacha o acelga, o en el agua de bebida (Cubero et al., 2002).
Actualmente, la mayoría del nitrato de potasio viene de los vastos depósitos de nitrato de sodio en los desiertos Chilenos. El nitrato de sodio es purificado y posteriormente se le hace reaccionar en una solución con cloruro de potasio (KCl), en la cual el nitrato de potasio, menos soluble, cristaliza.
La acción antimicrobiana de los nitratos solo se da una vez que estos se han transformado en nitritos. Este descubrimiento dio lugar a que el empleo de nitritos ganara cada vez mayor importancia. Los nitratos, de por sí, no son tóxicos; sin embargo, se pueden convertir en los cancerígenos nitritos debido a la acción de microorganismos, incluso de los que se encuentran en la boca (Elmadfa et al., 2001).
Los nitratos se transforman en nitritos por procesos enzimáticos, por la actividad de los microorganismos o por agentes reductores como el ácido ascórbico, azúcares reductores, etc. Este compuesto, resultado de la reacción de reducción, es el que tiene mayor acción frente a las bacterias anaerobias. Por el contrario las bacterias aerobias pueden usar el nitrato como fuente de nitrógeno, por lo que no se ven perjudicadas (Elmadfa et al., 2001).
BIBLIOTECA
DE AGROPECUARIAS
12. PARABENOS
Los parabenos son un tipo de compuestos químicos, concretamente ésteres de ácido para- hidroxibenzoico, también llamado ácido p-hidroxibenzoico o ácido parahidroxibenzoico.
Son ésteres derivados de la síntesis química del ácido hidroxibenzoico y un alcohol (metanol, etanol o propanol en el caso de los parabenos) (Casp y Requena, 2003).
Se utilizan como antimicrobianos en alimentos (vegetales procesados, pastelería, grasas, aceites y salsas). En personas sensibles podría producir reacciones alérgicas generalizadas (Fennema, 2000).
Los parahidroxibenzoatos (parabenos o parabenes) son unos conservantes usados en una amplia gama de productos. Se comenzaron a usar en 1925, ya que un año antes se había descrito su efecto antimicrobiano. Son ampliamente utilizados dadas sus óptimas
características, pues son moléculas inoloras, incoloras, no volátiles, eficaces en un amplio margen de pH y económicas (Casp y Requena, 2003).
Su uso durante más de 70 años avala su eficacia y seguridad 1. Por ello son uno de los conservantes más utilizados en la industria cosmética. Químicamente los parabenes son ésteres del ácido para-hidroxibenzoico, de los cuales los más usados son metilparabeno, etilparabeno, propilparabeno y butilparabeno (Bellitz y Grosh, 2008).
Los parabenes son empleados como conservantes de comidas, bebidas, productos industriales y medicación sistémica. Su uso está tan extendido que la FDA les otorga el segundo puesto dentro de los ingredientes más comunes en las formulaciones cosméticas y son superados, únicamente, por el agua (Fennema, 2000).
Otra conclusión de los diversos estudios es que los parabenos ingeridos son bien absorbidos por el tracto intestinal y perfectamente eliminados por la orina, pero cuando se aplican por vía tópica, su metabolización no es tan sencilla y rápida (Bellitz y Grosh, 2008).
BIBLIOTECA
DE AGROPECUARIAS
13. ANHIDRIDO SULFUROSO Y SULFITOS
Se encuentran entre los conservadores más utilizado s, los cuales se han utilizado desde la antigüedad para evitar el crecimiento de microorganismos.
El azufre es un elemento común, que al entrar en combustión produce el dióxido de azufre. El óxido de azufre (IV) o dióxido de azufre, cuya fórmula es SO2, se añade en forma de anhídrido sulfuroso o como sales, sulfito, bisulfito o metabisulfito de sodio o potasio, sus efectos son más intensos en los alimentos cuando el ácido está en su forma no disociada (Casp y Requena, 2003).
Desempeñan distintas funciones en los alimentos y bebidas como son: inhibición de reacciones catalizadas por enzimas, como antioxidante, inhibición del pardeamiento no enzimático e inhibición de desarrollo microbiano (Casp y Requena, 2003).
Cuadro 6: Compuestos generadores de dióxido de azufre
Las formas de ión sulfito, bisulfito y metabisulfito, presentan un equilibrio según el pH del medio en disolución, a medida que baja el pH la proporción de ión sulfito en la mezcla disminuye, aumentando el porcentaje de SO2 a expensas del bisulfito.
Los bisulfitos se pueden encontrar en solución o en forma de polvo. Estos compuestos son fácilmente transformados a sulfatos los cuales son eliminados a través de la orina, por lo tanto no se acumula en el organismo de las personas (Bellitz y Grosh, 2008).
BIBLIOTECA
DE AGROPECUARIAS
14. SULFITO SÓDICO (Na 2SO3)
El sulfito de sodio o sulfito sódico, es un polvo blanco inestable, que al reaccionar con el oxígeno forma el sulfato de sodio. Bajo condiciones ácidas forma ácido sulfúrico, que actúa como un conservante. Además de cumplir esta función, es utilizado como un agente oxidante y blanqueador, que previene el deterioro y la decoloración de los productos en los que es aplicado (Casp y Requena, 2003).
14.1.Acción frente a los microorganismos
Su acción se extiende a levaduras, hongos y bacterias, siendo las más afectadas las bacterias (bacteriostáticas a pequeñas concentraciones y bactericida a concentraciones grandes), la actividad se incrementa con el descenso del pH y se atribuye al ácido sulfuroso no disociado, el cual predomina a pH menor de 3. A causa de la presencia de iones bisulfito, el ácido sulfuroso tiene también en la zona media de p H = 6 cierta acción antimicrobiana. De esta manera es preferible valores de pH bajos contra levaduras y pH más elevado contra bacterias (Casp y Requena, 2003).
El SO2 libre es 60 veces más inhibidor que la forma combinada. Una vez dentro de la célula del microorganismo, actúa sobre los grupos tiol de las proteínas estructurales y con los grupos activos de cofactores tales como vitaminas, ácidos nucleicos y lípidos.
También actúa sobre los enlaces disulfuro de las proteínas, provocando así, cambios en su conformación. Actúa sobre la actividad de la tiamina y modifica la función de la membrana y el metabolismo celular al peroxidar lípidos (Cubero et al., 2002).
BIBLIOTECA
DE AGROPECUARIAS
14.2.Aplicaciones
Debido a su buen efecto antibacteriano, el dióxido de azufre frecuentemente se combina con los conservantes ácido sórbico y ácido benzoico, con mayor acción fungiestática.
Esto mejora el espectro antimicrobiano de ambos grupos de conservantes (Lücky Jager, 1995).
Se emplea para controlar el crecimiento de microorganismos no deseables en fruta y derivados.
También se utiliza en vinicultura antes del proceso de fermentación del mosto, evitando el crecimiento de bacterias acéticas y mohos sin afectar a las levaduras, si se añade una dosis excesiva se interrumpe la fermentación y se debe eliminar el SO2 por calentamiento o barrido con gases inertes (Cubero et al., 2002).
Mejora color y olor, en productos cárnicos, retrasa y previene el desarrollo de bacterias de superficie. Evita el oscurecimiento de los crustáceos, aunque debe tenerse en cuenta que al usarlo en productos refrigerados puede favorecer el desarrollo de bacterias acidificantes. También se utiliza como agente antipardeamiento en vegetales, especialmente la patata (Fennema, 2000).
Mantienen la estabilidad oxidativa en bebidas carbonatadas, frutas deshidratadas, zumos de frutas, jarabes y purés (Fennema, 2000).
BIBLIOTECA
DE AGROPECUARIAS
15. ÁCIDO FÓRMICO (H-COOH)
El ácido fórmico se encuentra naturalmente en las hormigas, pero también en muchas frutas (como en las manzanas, fresas y frambuesas), miel y ortigas. Comercialmente es producido a partir del ácido sulfúrico, hidróxido de sodio y monóxido de carbono.
Utilizado como preservante contra muchos microorganismos. Debido a su olor, su uso es muy limitado(Graedel et al, 2008).
El ácido fórmico es un potente bactericida y sus derivados no están autorizados en varios países como Inglaterra o Estados Unidos. Proporcionan un sabor poco agradable a los productos conservados con ellos, y además son bastante tóxicos (Graedel et al, 2008).
15.1. Acción frente a los microorganismos
Parte de su acción antibacteriana se basa en su efecto reductor del pH, actúa a concentraciones relativamente altas a diferencia de los ácidos orgánicos de mayor peso molecular, debido a su alta constante de disociación sólo es adecuado para la conservación de productos altamente ácidos, en el rango de pH inferior a 3.5. Los forma tos no tienen acción antimicrobiana en el rango de pH débilmente ácido a neutro (Lück y Jager, 2005).
15.2. Espectro de acción
Dirigido principalmente contra levaduras y determinadas bacterias. Las bacterias ácido lácticas (BAL) y los mohos son relativamente resistentes(Wisniak, 2002).
15.3. Inergismo y aplicaciones
El formato cálcico en combinación con benzoatos permite la conservación de encurtidos vegetales. En zumos de fruta y pulpas de fruta se inhibe la fermentación añadiendo 0.3- 0.4% de ácido fórmico tras el prensado (Wisniak, 2002).
BIBLIOTECA
DE AGROPECUARIAS
A concentraciones eficaces se detecta tanto el olor como el sabor, por lo que su uso queda restringido a los productos frutícolas destinados a posterior procesado, en los últimos años está siendo reemplazado por otros métodos de conservación(Wisniak, 2002).
16. HEXAMETILENTETRAMINA (C6H12N4)
Comercialmente es sintetizado a partir del formaldehído y el amoníaco. Se encuentra como un polvo blanco cristalino higroscópico, de síntesis a partir de la unión de amoníaco y formaldehído en solución acuosa. Es metabolizado por el hígado y excretado. A altas concentraciones tiene efectos considerables; sin embargo, estas concentraciones nunca se alcanzan en los alimentos, debido al sabor que les imparte (Lück y Jager, 2005).
16.1 Acción frente a microorganismos
El efecto microbicida se debe al desdoblamiento hidrolítico de la molécula que tiene lugar en medios con pH ácido. En esta reacción se desprende formaldehído que se une con las proteínas de la célula microbiana y produce una inactivación de determinadas enzimas, afectando así su metabolismo y desarrollo (Cubero et al., 2002).
La hexametilentetramina puede reaccionar con otros aminoácidos del alimento y quedar inactivada parcialmente, disminuyendo así su acción, este hecho conviene tenerlo en cuenta en la dosificación. (Berthelot, 2015).
16.2 Espectro de acción
Su acción contra las proteínas es general e inespecífica, es más eficaz contra bacterias que contra levaduras y mohos.
BIBLIOTECA
DE AGROPECUARIAS
16.3 Sinergismo y aplicaciones
Cuando se quiere ampliar el campo de acción contra levaduras y hongos se suele utilizar junto con ácido benzoico y /o sórbico, ya que por sí sola no es activa contra estos microorganismos (Berthelot, 2015).
En la fabricación de algunos quesos de pasta dura puede añadirse en la leche para evitar posibles hinchamientos tardíos no deseados.
La hexametilentetramina se emplea en las anchoas, escabeches, caviar, mejillones, quesos, arenque, pescado en conservas para evitar el desarrollo de bacterias patógenas.
La dosificación varía de acuerdo con el pH que proporcione el método de conservación.
El formaldehído además de tener un efecto antimicrobiano, también provoca un endurecimiento de la carne, en cierta manera deseado en las conservas de pescado (Cubero et al., 2002).
17. ÁCIDO ACÉTICO (CH 3-COOH)
Ácido de origen natural, presente en la mayoría de las frutas. Es producido gracias a la capacidad de Acetobacter (acetobacterias o bacterias acéticas) para oxidar el etanol a ácido a cético, una fermentación bacteriana, y por consiguiente, está presente en todos los productos fermentados. Comercialmente es elaborado por medio de la fermentación bacteriana del azúcar, las melazas o el alcohol, o por síntesis química del acetaldehído (Bala, 2003).
El ácido acético se usa en la conservación de alimentos de dos formas; como vinagre del 5-10% y como soluciones acuosas de ácido acético sintético del 25 al 80%.
El ácido acético es utilizado como un conservante previniendo el crecimiento de las bacterias y los hongos. Así mismo, es agregado en la mayonesa para incrementar el efecto de inactivación contra Salmonella. Muestra su mayor actividad a niveles bajos de pH. Por lo tanto es empleado principalmente en productos ácidos (Bala, 2003).
BIBLIOTECA
DE AGROPECUARIAS
18. ACETADO DE SODIO (CH3COONa)
Es la sal de sodio del ácido acético. Es un producto químico económico producido en cantidades industriales para una amplia gama de uso.
Es el compuesto químico que da sabor a las patatas fritas. Se suele añadir a los alimentos como conservante; en este caso se nombra como diacetato de sodio (Elmadfa et al., 2011).
19. ACETADO DE CALCIO (Ca(C2H3O2)2)
Sal de calcio del ácido acético. Tiene aspecto de un polvo blanco, soluble en agua.
Adicionalmente, el acetato de calcio es utilizado especialmente como agente para prevenir el crecimiento de algunos organismos formadores de esporas en el pan sin afectar a las levaduras. Se utiliza principalmente en productos de panificación (Fennema, 2000).
19.1. Acción frente a los microorganismos
El ácido acético se considera un acidificante agradable y un conservador, debiendo su acción al descenso de pH que provoca en los sustratos donde se utiliza.
Presenta acción antimicrobiana con dosis o concentración por encima del 0.5 %, atravesando la membrana celular de las bacterias y desnaturalizando las proteínas del protoplasma, aunque es necesario utilizarlo a concentraciones superiores que las de otros ácidos conservadores (Lück y Jager, 2015).
La actividad antimicrobiana del ácido acético es muy pequeña, porque su acción no se debe a la forma no disociada de la molécula, sino a la cantidad de H+ liberados en el alimento que provocan la bajada de Ph
BIBLIOTECA
(Bala, 2003).DE AGROPECUARIAS
Entre pH 5 y 6 la actividad del ácido acético se duplica, mientras que la parte disociada en este intervalo es unas siete veces menor.
Los acetatos no tienen actividad antimicrobiana por sí mismos, y su utilidad está en función del ácido acético liberado y por ejemplo, de los diacetatos, que ocasiona una disminución del pH (Cubero et al., 2002).
19.2. Espectro de acción
Debido a la disminución del pH que provoca, la actividad del ácido acético se dirige principalmente contra las bacterias, aunque existen algunas bacterias como las acidófilas, entre otras, que presentan una resistencia a ciertas concentraciones de ácido o que son capaces de prosperar a las cantidades de vinagre que contienen los alimentos (Bellitz y Grosh, 2008).
La acción del ácido acético es más eficaz contra levaduras y mohos que contra bacterias.
El crecimiento de la mayor parte de bacterias causantes de toxiinfecciones y de las esporulantes se inhibe con concentraciones de 0.1% y el de mohos micotoxicógenos a concentraciones de 0.3 % (Cubero et al, 2002).
19.3. Sinergismo y aplicaciones
El ácido acético tiene un efecto inhibidor menor que otros ácidos conservantes, por esta razón se combina su utilización con otras sustancias que aumenten su efecto o con tratamientos de pasteurización, ya que se ha comprobado que el ácido acético a utilizar puede disminuirse significativamente si los productos se conservan refrigerados o tienen elevadas concentraciones de sal o azúcar (Lück y Jager, 2015).
BIBLIOTECA
DE AGROPECUARIAS
19.4. Aplicación común en:
Salsas y productos grasos: empleo debido a su acción inhibitoria y también como saborizante.
Productos de pesca: uso combinado con otros conservadores que actúan frente a hongos y levaduras y con otros métodos físicos como la refrigeración.
Productos vegetales: concentraciones entre 3-5% no impiden el crecimiento de levaduras y algunos mohos, sobre todo si el producto contiene azúcar.
Panificación: se emplea el diacetato para proteger a algunos tipos de panes del Bacillus mesentericus debido a la acidificación de la masa y al aumento de la sensibilidad de éstas
bacterias al calor que sufrirán en el horneado(Bala, 2003).
Escabeches, salmueras, encurtidos
En productos envasados se recomienda el empleo del ácido acético junto con sorbatos o benzoatos a fin de impedir el crecimiento microbiano una vez esté abierto el envase (Cubero et al, 2002).
20. DIÓXIDO DE CARBONO (CO2)
El dióxido de carbono (fórmula química CO2) es un gas incoloro y vital para la vida en la Tierra. Este compuesto químico se encuentra en la naturaleza y está compuesto de un átomo de carbono unido con sendos enlaces covalentes dobles a dos átomos de oxígeno. El CO2 existe en la atmósfera de la Tierra como gas traza a una concentración de alrededor de 0,04 % (400 ppm) en volumen(Sigurdsson et al. 2000) Es un material industrial versátil usado, por ejemplo, como un gas inerte en soldadura y extinguidores de incendio, como presurizador de gas en armas de aire comprimido y recuperador de petróleo, como materia prima química y en forma líquida como solvente en la descafeinización y secador supercrítico. Se agrega a las bebidas y en gaseosas
BIBLIOTECA
DE AGROPECUARIAS
incluidas la cerveza y el champán para agregar efervescencia. Su forma sólida es conocida como "hielo seco" y se usa como refrigerante y abrasivo en ráfagas a presión (Tans, 2008)
La conservación mediante gases es un factor determinante para aquellos alimentos mínimamente procesados. Esta gama de alimentos son los conocidos productos de cuarta gama, que son troceados y envasados antes de su comercialización. Desde la recogida hasta su consumo, los productos vegetales, principales protagonistas de los alimentos de cuarta gama, sufren los daños producidos por el desencadenamiento de una serie de procesos que pueden alterar los atributos de calidad del producto. Estas alteraciones pueden ser reguladas por diferentes técnicas de control de las condiciones ambientales que rodean los productos, principalmente la temperatura de almacenamiento, la humedad relativa y la composición de la atmósfera que la rodea (Barnola et al. 2003).
En el estudio se han llevado a cabo diversas pruebas para acotar con la mayor precisión posible las combinaciones de gases que maximizasen las características de calidad de la patata y minimizar sus alteraciones. Durante las pruebas realizadas no se introdujo ningún nuevo gas en la atmósfera, básicamente se usaron oxígeno, nitrógeno y dióxido de carbono, limitando la modificación únicamente al cambio en sus porcentajes. Se comenzó por evaluar el efecto cualitativo del CO2 sobre la respiración del producto en estudio, la patata, mediante la técnica de modificación pasiva de atmósferas. Esta técnica tiene la virtud de crear una atmósfera favorable para que los vegetales puedan continuar respirando (Riudavets et al, 2004).
Hasta la fecha, las atmósferas modificadas se equilibraban con el 2-5% de oxígeno y 3-8%
de CO2. Con estos parámetros ya es factible retrasar la maduración y el reblandecimiento del vegetal y reducir la degradación de la clorofila, las podredumbres microbiológicas y los pardeamientos enzimáticos. El CO2, formado por un átomo central de carbono unido mediante dos dobles enlaces a dos átomos de oxígeno, cambia de gas a sólido blanco (hielo seco) a temperaturas por debajo de los -78° C (Riudavets et al, 2004).
