Existe una tendencia de los fabricantes de aceites y grasas para utilizar antioxidantes naturales

Hasta la fecha, con objeto de retardar la oxidación de los aceites y grasas y prolongar la vida de anaquel, lo más común entre los fabricantes es aplicar antioxidantes sintéticos aprobados por la FAO/OMS; sin embargo, la tendencia es sustituir estas sustancias por antioxidantes naturales como son los extractos de romero y orégano en aceites para fritura y aceite de oliva con resultados muy positivos

El proceso y fuerza dinámica de la oxidación afecta a todos los organismos vivos: plantas, animales y sus derivados; por esta razón, la oxidación es un gran tema para los investigadores y desarrolladores de alimentos, porque intervienen sustancias químicas que deterioran los productos alimenticios, reducen la vida de anaquel y, además, por su toxicidad pueden ocasionar diferentes padecimientos en el organismo humano. En este artículo se describe el tipo y papel de los antioxidantes, tendientes a mitigar los efectos de la oxidación en aceites, grasas vegetales comestibles, nuevos métodos de análisis, y uso de algunos antioxidantes naturales, especialmente con extracto de romero en aceite para freído profundo, y extractos de orégano para aceite de oliva.

Introducción

Todos los aceites vegetales son ingredientes que resaltan la sabor, textura y aroma de los alimentos y, son indispensables y benéficos para la salud; cualidades reconocidas por estudios científicos (FAO/OMS), y son indispensables para la preparación de casi todos los alimentos de consumo diario. Sin embargo, al igual que cualquier sistema alimenticio que contenga grasas y aceites es susceptible a la oxidación, una reacción química que afecta su calidad, características nutricionales, color, aroma, aceptación de los consumidores y vida de anaquel (AOCS).

El control de la oxidación de los aceites y las grasas es un asunto crucial en la elaboración de aceites y grasas, no tan sencillo como pareciera, precisamente por la complejidad de su composición físico-química. Muchos lípidos se incorporan en emulsiones (aderezos, cremas para untar y otros) y las reacciones químicas ocurren en diferentes interfases a lo largo de las etapas de la preparación de los alimentos bajo diferentes efectos dependiendo del tipo de aceite; mezclas, calentamiento, freído y otros procesos.

Antecedentes.- Hace más de cien años, los biólogos observaron por vez primera que todos los seres vivos –plantas (semillas y frutos), animales y alimentos derivados de estos productos, debido a su contenido de lípidos se oxidan a partir de un complejo mecanismo de presencia de radicales libres, y desde entonces, se han identificado tres etapas de este proceso (inicio, propagación y terminación) de la cadena que interviene y que termina en el deterioro del aceite; por ejemplo, presencia de sustancias químicas tóxicas, la rancidez con efectos nocivos en la salud. (Logan, 2013). Décadas de investigación, tanto en el campo teórico como práctico han logrado desarrollar un conocimiento más preciso acerca de lo que significa la oxidación de los lípidos. Estos conocimientos continúan en investigación y se aplican en la industria de producción de alimentos para estabilizar los aceites y las grasas.

La oxidación es una fuerza dinámica

Aunque las reacciones de oxidación son dinámicas y cruciales para la vida; también pueden ser perjudiciales, por tanto, las plantas y los animales mantienen complejos sistemas para equilibrar el proceso de oxidación, tales como la presencia de vitaminas, en especial la vitamina E (Wolf, G. 2005), así como enzimas tales como la catalasa, superóxido dismutasa y varias peroxidasas.

La oxidación es una reacción química de transferencia de electrones de una sustancia a un agente oxidante. Un antioxidante y sus efectos para retardar la oxidación de lípidos es una molécula capaz de retardar o prevenir la oxidación de otras moléculas (FAO/OMS).

El término ‘antioxidante’ fue utilizado originalmente para referirse específicamente a un producto químico que previniera el consumo de oxígeno. A finales del siglo XIX y principios del siglo XX, extensos estudios fueron dedicados a las aplicaciones de antioxidantes en importantes procesos industriales y biológicos. Las primeras investigaciones sobre el papel que juegan los antioxidantes en varios alimentos con grasas y aceites, fueron acerca de las medidas de prevención a la oxidación, que ha sido causada por varias sustancias químicas indeseables y tóxicos como los aldehídos, que causan el deterioro del producto o rancidez. (AOCS, 2020; Wolf, 2005).

La identificación de las vitaminas A, C y E como antioxidantes revolucionó el campo de la oxidación y condujo a dilucidar la importancia de los antioxidantes en la bioquímica de los organismos vivos. El estudio de la vitamina E que previene el proceso de peroxidación de lípidos condujo a la identificación de antioxidantes como agentes reductores que previenen reacciones oxidativas.

Rancidez oxidativa

Este proceso químico juega un importante papel en el deterioro de las grasas y los aceites. Para detenerlo (parcial y temporalmente) se utilizan antioxidantes. Los antioxidantes sintéticos son una buena solución, no obstante, en tiempos recientes se prefiere el uso de antioxidantes naturales, por ejemplo, algunos derivados de plantas, que están en estudio a fin de observar si cumplen con los requisitos de preservar los alimentos y aumentar la estabilidad y vida de anaquel. Son productos que todavía requieren de la aprobación de las autoridades correspondientes; sin embargo, las investigaciones van por buen camino, como señala Ile Kauppila (2020).

Amy Logan y colaboradores, editores del libro Lipid Oxidation, AOCS Press, 2013) sostienen que cualquier discusión de la

Calidad

oxidación de los lípidos debe empezar por considerar la reacción clásica de la cadena de los radicales-libres. Todas las versiones de la reacción tradicional enfatizan que la repetición de la presencia de hidrógeno exclusivamente deriva en una reacción en cadena que deja pasar los radicales a lo largo de nuevas moléculas, hasta que logra detenerse parcialmente.

La investigación del proceso de oxidación de los lípidos es fundamental en la industria de aceites, grasas y elaboración de productos alimenticios en donde intervienen los lípidos. El deterioro de la calidad de muchos alimentos, incluyendo diversas patologías y toxicologías, y en diversos estudios de cualquier otra rama en la investigación de lípidos y, estudiar más allá de la presencia del hidrógeno que permite establecer la cadena de reacciones de radicales libres, precursores de la oxidación de los lípidos (Logan, 2013).

Causas de la oxidación

Ile Kauppila (2020) en el artículo “Natural Preferences”. Oils and Fats International, señala tres causas principales de la oxidación:

• Hidrólisis.- Causa triacilgliceroles en aceites para formar ácidos grasos libres y glicerol, y tiene como resultado un sabor a “jabón”.

• Rancidez.- Es un término ‘paraguas’ utilizado de esta manera porque abarca un gran número de alimentos con malas características organolépticas (olor, sabor), a partir de la auto-oxidación de los ácidos grasos poliinsaturados.

• Reversión.- Es un tipo de sabor y aroma asociado con los aceites insaturados, alto oleico y/ ácidos grasos omega-3, como el de pescado.

Los antioxidantes al rescate

El término ‘antioxidante’ fue utilizado originalmente para referirse específicamente a un producto químico que previniera el consumo de oxígeno. A finales del siglo XIX y principio del siglo XX, extensos estudios fueron dedicados a las aplicaciones de antioxidantes en importantes procesos industriales y biológicos, como fue el papel de la Vitamina E. Las primeras investigaciones sobre el papel que juegan los antioxidantes en varios alimentos con grasas y aceites, fueron realizadas por Henry Mattill a fines del siglo XIX (Wolf, 2005) acerca de las medidas de prevención a la oxidación, resultado por varias sustancias químicas indeseables y tóxicos como los aldehídos, que causan el deterioro del producto o rancidez. La identificación de las vitaminas A, C y E como antioxidantes revolucionó el campo de la oxidación y condujo a dilucidar la importancia de los antioxidantes en la bioquímica de los organismos vivos.

La vitamina E se encuentra principalmente en aceites de origen vegetal: oliva, maíz, girasol, aguacate, y otros; frutos secos, semillas y cereales. Esta vitamina es imprescindible en el organismo porque interviene en la formación y funcionamiento de los glóbulos rojos, músculos y otros tejidos (Kauppila, 2020).

Gracias a estos avances científicos se ha logrado prevenir la oxidación, mantener la calidad, así como mantener y prolongar la vida de anaquel de los alimentos formulados con grasas con un contenido alto de ácidos grasos poliinsaturados, lo cual constituye un cambio significativo. De hecho, debido a la complejidad de este proceso, a menudo es casi imposible lograr la total estabilidad y de controlar o predecir la oxidación, aún estando bajo protocolos de producción bien controlados, la energía o dinámica de la oxidación con frecuencia en inconsistente y presenta reacciones inesperadas, lo cual señala que es un objetivo de estudio de muchos investigadores que tratan de demostrar cuáles son los procesos químicos más profundos para entender el proceso de oxidación, sus mecanismos y reacciones ante diferentes sustancias y cambios físico-químicos. (Schaich, 2013).

La alternancia de reacciones y producción de la oxidación de los lípidos se conoce desde hace más de 70-75 años; sin embargo, la investigación continúa y lo más nuevo es el reconocimiento de condicionantes más allá de la abstracción del hidrógeno que está presente en la cadena de oxidación y cómo esta ruta se alterna en el curso de la oxidación por competencia con la abstracción del hidrógeno hacia la propagación de cadenas de radicales-libres y la generación de productos oxidados que son específicos en la secuencia de la oxidación de los lípidos más que en la terminación del proceso. La primera de estas rutas es la integración de reacciones en competencia, que explican la fuerza o dinámica de la complejidad de la oxidación, que cuenta por mezclas de diferentes productos, y que pueden facilitar el diseño de estrategias más efectivas de antioxidantes.

Un segundo problema de la fuerza o dinámica de la oxidación, en términos del curso del tiempo y de la reacción, consiste en cuantificar un modelo de oxidación a partir de varios parámetros; por ejemplo, cambios en el sabor, aroma, textura, pérdida del color, presencia de epóxidos, aldehídos, y otros productos que alternan sus propiedades físicas, reactividad química, y estabilidad en los patrones de los alimentos. Los aldehídos son en gran medida responsables, por ejemplo, en el cambio en el sabor y aroma de los alimentos afectados por la oxidación asociados con la viscosidad, los amboepóxidos son más reactivos que los aldehídos en asociación con proteínas y rápidamente transforman los alimentos en otros productos difíciles de identificar (Logan, 2013)

Antioxidantes naturales y con extractos de algunas plantas

Algunos antioxidantes naturales como los Tocoferoles y tocotrienoles fueron identificados por vez primera por M. Taghvei y S. Muhdi en 2013 (cita de Kuppila, 2020). La vitamina E es el nombre colectivo para un sistema de ocho tocoferoles y tocotrienoles relacionados, que son vitaminas antioxidantes liposolubles. De éstos, el alfa-tocoferol ha sido objeto de muchos estudios ya que tiene la biodisponibilidad más alta y el cuerpo preferentemente absorbe y metaboliza esta forma. Es un antioxidante ampliamente utilizado en varios productos alimenticios. Otros antioxidantes naturales incluyen tocotrienoles, escueleno, fitoesteroles,fosfolípidos, aceite de maíz o derivados del aceite de salvado de arroz, aceite de ajonjolí con alto contenido de lignatos; por ejemplo, el sésamo-ajonjolí y sus derivados: sesamil y sesamolín (Senanahyake, 2018).

Se utilizan plantas con enorme efecto antioxidante para elaborar aceites esenciales y extractos de estas plantas, por ejemplo, cáscara de cítricos, semilla de uva, té verde, oliva, orégano, romero, y otros. Sustancias objeto de estudio en varias investigaciones; entre los que sobresale el antioxidante a base de romero-rosemary (Kauppila, 2020).

Los antioxidantes son sustancias químicas que se utilizan para disminuir los efectos de la oxidación. En la producción de aceites comestibles –señala Kauppila- ayudan a extender la vida de anaquel y preservan la calidad del aceite y la grasa que contienen muchos productos alimenticios. Existen otras de disminuir los efectos de la oxidación; por ejemplo, con el uso de empaques adecuados y perfectamente sellados, y también con envases de lámina y botellas de vidrio color oscuro, aunado a la recomendación que se guarden en lugares alejados de fuentes de calor y luz.

Estos antioxidantes, muy comunes y autorizados por el Codex Alimentarius (FAO/OMS, 1977, 2010) están elaborados con derivados de petróleo. Incluyen químicos como el hidroxianisol butilato (BHA), hifroxitolueno butilato (BHT), propil galato, y el butilhidroquinona terciario (TBHQ), que es el de mayor uso.

Antioxidantes para mejorar la estabilidad oxidativa y la vida de anaquel de los aceites para freír

En la actualidad se utilizan aditivos antioxidantes derivados de algunas plantas para aceites que se utilizan en freído profundo. (Foto: ShutterStock)

C. Bravo-Díaz (editor Lipid Oxidation in Food and Biological Systems: A Physical Chemistry Perspective, 2021) señala que la peroxidación es un complejo proceso de radicales libres que tiene lugar en cualquier producto que contenga lípidos y entren en contacto con el oxígeno: plantas, animales, y productos derivados como son los alimentos. Este es uno de los mecanismos moleculares más comunes que influyen en el daño oxidativo de las estructuras de las células y el deterioro de los aceites y grasas comestibles, que entran en contacto con el oxígeno, la formación y propagación de radicales de los lípidos, el re-arreglo de dobles cadenas en lípidos insaturados, y la producción eventual de una variedad de productos. El efecto de la oxidación es perjudicial para la salud, incluyendo la aparición de diferentes tipos de cáncer.

Uso de antioxidantes con extractos de romero para aceites de freído profundo

En la actualidad existen varios aceites que se aplican en fritura profunda, por ejemplo: soya, canola, girasol, algodón, maíz, cacahuate, kernel de palme, coco, y oliva; con frecuencia, mezclados con grasas animales, como manteca y grasa de rumiantes. Los aceites mid-oleico y alto-oleico son excepcionalmente adecuados para fritura profunda, que cada procesador debe evaluar de acuerdo al producto que va a freír, costo y composición de ácidos grasos y, aplicación comercial, ya que numerosos cambios tienen lugar en los aceites y grasas durante el freído, así como el almacenamiento. La adición de antioxidantes ayuda a retardar la oxidación, conserva las cualidades organolépticas del alimento frito y prolonga la vida de anaquel.

Senanhyake (2018) y colaboradores demuestran que las reacciones de polimerización y oxidación son más pronunciadas que las reacciones hidrolíticas durante el freído profundo; como son las redes de ésteres de triacilgliceroles y se rompen y forman ácidos grasos libres, monoacilgliceroles, diacilglieroles y gliceroles; además de otros compuestos volátiles que reaccionan en forma de componentes no-volátiles.

El romero (Rosmarinus officinalis L.) -señala Senanhyake-, es una hierba aromática, nativa de la región del Mediterráneo, con larga historia como saborizante en alimentos. El extracto contiene algunos componentes activos que se ha demostrado tienen cualidades antioxidantes que retardan el deterioro de los aceites en freído profundo. Moléculas antioxidantes que pertenecen en primer lugar a la clase de ácidos fenólicos, diterpenos fenólicos y triterpenos. El principal componente del extracto de las hojas del romero son lípidos solubles, denominado carnosol.

Extractos de romero como antioxidantes para aceites para freír. (Foto: ShutterStock)

Senanhyake (2018) describe el uso de extractos de romero para resaltar la estabilidad oxidativa y vida de anaquel de los productos elaborados con aceites para freír.

El autor señala que uno de los objetivos es lograr la estabilidad del aceite, prolongar la vida de anaquel y retardar los efectos físico-químicos del proceso de oxidación, en especial la polimerización y la hidrólisis, reacción del calentamiento del aceite.

Los extractos de romero comercialmente disponible se producen a partir de extracción del aceite de las hojas de romero, y se ofrecen en forma de polvo, dependiendo de la solubilidad: en aceite, dispersante en aceite, soluble en agua y dispersante en agua. El extracto de romero ha sido aprobado en algunos países como agente importante para resaltar el sabor de los alimentos. Sin embargo, como antioxidante, su aplicación tiene que consultarse con los reglamentos locales (Senanhyake, 2018).

Consideraciones finales: originalidad y cambio

En definitiva, por su eficacia y además, por brindar un seguimiento al con consumidor que busca alimentos que no contengan aditivos sintéticos derivados del petróleo, la tendencia futura es hacer uso de antioxidantes derivados de plantas que no resalten las cualidades y funcionalidad de los alimentos, sino que satisfagan el apetito y sean agradables a los sentidos (vista, sabor, olfato, tacto) y además puedan ser utilizados en diferentes tipos de cocción como son: asado, hervor, fuego directo, vapor, horneo, fritura, con vapor y otros, y que además se puedan cocinar combinados con ingredientes ácidos.

En las salsas, emulsiones y aderezos se encuentran muchas variedades de aceites y grasas de las cuales pueden derivarse muchas otras; la salsa de jitomate (cátsup), la salsa bechamel (grasa, harina y leche), mayonesas (aceite y huevo) cremas para untar, quesos, helados y otros productos salados y dulces, etc., que muchas veces dependen de las recetas existentes en cada país y región. En todos estos productos los antioxidantes juegan un importante papel puesto que las recetas de los alimentos no serían lo mismo sin una buena formulación de sus ingredientes básicos con la calidad y estabilidad que se requiere, especialmente de grasas y aceites.

La investigación y pruebas seguirán su curso. Por lo pronto, en la actualidad existe un enorme abanico de soluciones en ingredientes, formulaciones y antioxidantes para dar respuesta a las necesidades del consumidor. Desde sistemas emulsionantes para dar textura y apariencia hasta sabores para cada perfil que busca el consumidor; además, de alternativas como reducción de azúcares, grasas y sodio, y sabores naturales o más apegados a las plantas, apegados a las tendencias y necesidades de innovación y creatividad en el desarrollo de alimentos.

Referencias

Bravo-Díaz, Carlos (editor 2022). Lipid Oxidation in Food and Biological Systems: A Physical Chemistry Perspective. Facultad de Química. Departamento de Química Física. Universidad de Vigo. España. Springer Nature Switzerland AG.

FAO/OMS. Naciones Unidas. Organización Mundial para la Agricultura y la Alimentación (FAO) y Organización Mundial de la Salud. Programa Codex Alimentarius. Programa conjunto FAO/ OMS sobre normas alimentarias sobre Informe de la Novena reunión: Londres 2 diciembre 1977.

FAO/OMS. Programa Conjunto FAO/OMS sobre normas alimentarias Comité del Codex sobre grasas y aceites. Vigésima séptima reunión. 18-26 octubre 2021, Logan Amy, Nienaber Uwe, Xiangquing Pan (Shwan) Pan. Editors. (2013). Lipid Oxidation: Challenges in Food Systems (Preface). American Oil Chemist’s Society. Urbana, Illinois. USA.

Kauppila, Ile (2020). Antioxidants: Natural Preferences. Oils and Fats International. February.

Klooster Ten. Et-al (2022). Laboratory of Food Process, Engineering Wageningen University and Research. W. G. Wageningen. The Netherlands. 2020. (Citado por Bravo-Díaz, Carlos. 2022).

Schaich, K. M. Schaich, Det. Of Food Science. University of New Brunswick. NJ. “Challenges in Elucidating Lipid Oxidation Mechanisms”. In.

Lipid Oxidation: Challenges in Food Systems. By Amy Logan, Uwe Nienaber, Senanahyake, Namal (September 2018) “Enhancing oxidative stability and shelf life of frying oils with antioxidants”.

Inform magazine. American Oil Chemist’s Society, Urbana, Illinois. Taghvei, Mostafa and Muhdi Seid Jafarim 2013. Application and Stability of Natural Antioxidnts in Edible Oils in Order to substitute Synthetic Aditives, citado por Ile Kauppila (2020) op-cit.

Wolf G. (2005) The Discovery of the antioxidant function of Vitamin E. The contribution of Henry A. Mattill. J. Nutr. 135. En: https://es. Wikipedia.org/wiki/Antioxidantes#historia.