Informe Oxidacion de Lipidos y Antioxidantes

UNIVERSIDAD NACIONAL AGRARIA LA MOLINA FACULTAD DE INDUSTRIAS ALIMENTARIAS

"Año de la Inversión para el Desarrollo Rural y la Seguridad Alimentaria”

PRÁCTICA Nº5: FACTORES DE OXIDACION DE LIPIDOS Y EFECTOS DE LOS ANTIOXIDANTES  

CURSO : PROFESOR:

Química de los Alimentos Luis Briceño Berrú

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GRUPO:

G*

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ALUMNOS /CÓDIGOS:

LIMA 2013 I.INTRODUCCIÓN

Factores de Oxidación de Lipidos y efectos de los Antioxidantes

La oxidación de lípidos es considerada un factor principal en el deterioro de la calidad de los alimentos. No solo imparte rancidez y olores desagradables a los alimentos, sino que también genera compuestos reactivos y radicales libres relacionados con la carcinogénesis, inflamación y envejecimiento prematuro. La oxidación lipídica también influye en las propiedades químicas, sensoriales y nutricionales de los aceites comestibles y comidas ricas en grasas (Pezzuto y Park, 2002). Los lípidos son relativamente estables frente a los tratamientos térmicos, aunque a condiciones de elevada temperatura y concentración de oxígeno, así como ante la presencia de metales, puede condicionarse la oxidación y la degradación de los ácidos grasos poliinsaturados, dando lugar a la producción de compuestos polares de potencial toxicidad. Los ácidos grasos insaturados, especialmente aquellos con dos o más dobles enlaces, son sensibles a la luz, temperatura y el oxígeno. Por otra parte, los productos de oxidación de los lípidos no solo causan rancidez, sino que provocan alteraciones en los aminoácidos, proteínas y otros componentes de los alimentos. De forma opuesta, los productos de la reacción de Maillard pueden ejercer un efecto antioxidante y proteger los lípidos de la oxidación. Por otra parte, los procesos de hidrogenación de aceites, efectuados a elevada temperatura y presión bajo la acción de catalizadores metálicos para obtención de margarinas pueden dar lugar a la formación de isómeros trans, que pueden tener efectos nocivos sobre la salud (Gil, 2010). El objetivo de la presente práctica consiste en conoce y evaluar el efecto de algunos de los factores que puedan influir en la oxidación de los lípidos. Asimismo, determinar la capacidad de los antioxidantes para retardar los procesos de oxidación de lípidos.

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II. REVISIÓN DE LITERATURA 2.1. Lípidos Los lípidos son grupos de compuestos constituidos por carbono hidrógeno y oxígeno que integran cadenas carbonadas alifáticas o aromáticas, aunque también contienen fosforo y nitrógeno. Desempeñan muchas funciones en los tejidos, además de que son la fuente energética más importante, ya que cada gramo genera 9 Kcal (38.2 kJ); muchos cumplen una actividad biológica, unos son parte de estructural de las membranas celulares y de los sistemas de transporte de diversos nutrimentos, otros son ácidos grasos indispensables, vitaminas y hormonas (Badui Dergal, 2006). Las grasas y aceites son, los principales lípidos que se encuentran en los alimentos y contribuyen a la textura y en general, a las propiedades sensoriales y de nutrición. El contenido total de lípidos en los alimentos pueden variar ampliamente, dado que los lípidos juegan un papel importante en la calidad de los alimentos, contribuyendo a atributos tales como la textura, flavor, capacidad nutritiva, valor calórico, el manejo de estos relevantes componentes ha sido de la mayor importancia en la investigación para el desarrollo de los productos alimentarios en las ultima décadas (Fennema, 2008). Los aceites estables tienen gran cantidad de polifenoles que ayudan a resistir la oxidación (Allen, 1992). 2.2. Oxidación de lípidos La oxidación de lípidos es un término general que se usa para referirse a una secuencia compleja de transformaciones que resultan de la interacción de los lípidos con oxígeno, los triacilgliceroles y fosfolípidos presentan baja volatilidad, por lo que no contribuyen directamente al aroma de los alimentos. Durante las reacciones de oxidación de los lípidos, los ácidos grasos esterificados al triacilglicerol y los fosfolípidos se descomponen formando moléculas pequeñas y volátiles que producen los aromas indeseables de la rancidez oxidativa (Fennema, 2008).

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Figura1: Mecanismos para la Alteración de Lípidos.

Fuente: Allen, 1992. La oxidación de lípidos especialmente de los insaturados , ha sido y continua siendo un área científica de gran interés ya que se relaciona directamente tanto con el deterioro como con la aparición de características no deseadas (aroma y sabor) de los alimentos .El deterioro de los lípidos causa alteraciones importantes del valor nutritivo de los alimentos a la vez que puede condicionar la aparición de compuestos tóxicos y de sustancias que interaccionan con otros nutrientes modificando su valor alimenticio. El problema se complica aún más si se tiene en cuenta que las reacciones de oxidación pueden iniciarse inhibirse o modificarse por muchos factores como la temperatura, la luz, el pH y la presencia de enzimas, metales y antioxidantes. Como se muestra a continuación (Gil Hernandez, 2010). La oxidación de los lípidos de los alimentos consiste en la reacción del oxígeno con los ácidos grasos insaturados a través de dos procesos denominados autooxidación y oxidación fotosensible.

2.2.1. Autooxidación o enranciamiento oxidativo Se define como un fenómeno espontáneo de oxidación de lípidos contenidos en los alimentos cuando toman contacto con el oxígeno del aire. Se le considera un proceso común y más importante de todos los que afectan a la alteración de los alimentos, puesto que la sufren prácticamente todas las grasas y aceites comestibles que en su composición incluyen ácidos grasos insaturados (Bello Gutiérrez, 2000). Los ácidos grasos libres o que forman parte de triglicéridos y fosfolípidos pueden

sufrir

compuestos

procesos

oxidados

de autooxidación dando lugar a la formación de

(hidróxidos

e

hidroperóxidos), que posteriormente se

degradan dando lugar a alcanales, alquenales, alcadienales, aldehídos de otros

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tipos, cetonas, alcoholes, ésteres, ácidos, compuestos alifáticos heterocíclicos, etc., responsables del sabor oxidado de muchos alimentos que contienen grasas insaturadas (Badui Dergal, 2006). Los principales ácidos grasos insaturados de los alimentos son los ácidos oleico, linoleico, linolénico, araquidónico y, en menor grado, eicosapentaenoico

y

docosahexaenoico. La oxidación de estos ácidos grasos implica la formación de radicales libres (Fennema, 2008). El lugar primario del ataque oxidativo es el grupo metilénico adyacente al doble enlace y la reacción supone la eliminación de un átomo de hidrógeno del grupo metilénico. El radical libre (R-) resultante sufre una reordenación antes de reaccionar con el oxígeno, dando lugar a la formación de diferentes radicales alcoxilo (RO-)

y peróxido (ROO -) que posteriormente conducen a la aparición de

hidroperóxidos

(ROOH). La degradación de los hidroperóxidos de los ácidos

grasos implica

inicialmente

una

reacción de homólisis para dar un radical

alcoxilo (RO ) y un radical hidroxilo (HO -), seguida de una escisión. Si la escisión -

ocurre en posición β y el grupo alquilo es saturado aparece un aldehído, mientras que la escisión α genera un radical alquilo. Este fragmento puede generar un alcano o reaccionar con oxígeno para formar un hidroperóxido primario, el cual forma posteriormente un radical alcoxilo que conduce a la formación de productos estables tales como aldehídos y alcoholes, responsables del sabor rancio u oxidado de estas grasas (Gil Hernandez, 2010). Figura 2: Esquema de las reacciones de autooxidación de lípidos

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Fuente: Gil Hernandez, 2010

2.2.2. Oxidación fotosensible En presencia de un fotosensibilizador adecuado, como la clorofila o flavinas, una molécula de oxígeno reacciona con un ácido graso insaturado y se forma un peróxido

en

un

carbono

que

contenga

un

doble

enlace

con

posterior

desplazamiento de éste. La reacción no implica la formación de radicales libres, es independiente de la concentración de oxígeno y no presenta fase de retraso. Asimismo, los dobles enlaces afectados pasan a tener configuración trans y la reacción es inhibida por secuestradores del oxígeno singlete como el β-caroteno y los tocoferoles, pero no se afecta por la presencia de otros antioxidantes (Gil Hernandez, 2010). 2.3. Factores de oxidación de lípidos Los lípidos son relativamente estables frente a tratamientos térmicos, aunque condiciones de elevada temperatura y concentración de oxigeno, así como la presencia de metales, pueden condicionar la oxidación y la degradación de los ácidos grasos poliinsaturados, dando lugar a la producción de compuestos polares de potencial toxicidad. Los ácidos grasos insaturados, especialmente aquellos con dos o más dobles enlaces, son sensibles a la luz, la temperatura y el oxígeno. Por otra parte los productos de la oxidación de lípidos no solo causan rancidez, sino que provocan alteraciones en los aminoácidos, proteínas y otros componentes de los alimentos. De forma opuesta los productos de la reacción de mayllard pueden ejercer un efecto antioxidante y proteger a los lípidos de la oxidación (Gil Hernandez, 2010).

Figura 3: Factores que influyen en oxidación de lípidos

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Fuente: Badui Dergal, 2006 De acuerdo a Anwar et al. (2007), la oxidación influye sobre el color de los aceites y esto ocurre más rápido en condiciones de calentamiento y en presencia de oxigeno y humedad. 2.3.1. Interacción lípidos-iones metálicos en la oxidación lipídica Los metales de transición se encuentran en todos los alimentos dado que son constituyentes comunes de los materiales biológicos, agua, ingredientes y productos e embalaje. Estos metales son algunos de los principales prooxidantes que disminuyen la estabilidad oxidativa de los alimentos y tejidos biológicos mediante su capacidad de descomposición de hidroperóxidos a radicales libre (Fennema, 2008). El hierro y el cobre son ejemplos de metales de transición prooxidantes importantes, acelerando la oxidación lipídica mediante la estimulación de la descomposición de hidroperóxidos. La actividad prooxidativa de los metales se altera con complejantes o agentes secuestrantes (Badui Dergal, 2006). La concentración, estado químico y tipo de metal ejercerán influencia sobre la velocidad de la descomposición del hidroperóxido. Cobre y hierro son los metales de transición más comunes en los alimentos que son capaces de participar en estas reacciones, encontrándose generalmente el hierro a concentraciones más altas que el cobre. Además el Fe2+ es más soluble en agua que el Fe3+, lo que

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significa que está más disponible para promover la descomposición de hidroperóxidos en alimentos fundamentalmente acuosos (Fennema, 2008). Figura 4: Descomposición de hidroperóxidos catalizada por metales redox (M) de valencia variable

Fuente: Bello Gutiérrez, 2000 2.3.2. Degradación térmica Las temperaturas elevadas descomponen los hidroperóxidos lipídicos a radicales libres .Tal como se muestra a continuación:

ROOH

RO• + •OH

El tratamiento de los lípidos insaturados en ausencia de oxígeno principalmente

dímeros

y

produce

compuestos cíclicos. Uno de los principales

mecanismos es la ruptura homolítica del enlace C-C α o β cercano al doble enlace, con la formación subsiguiente de radicales alquílicos. La combinación de estos radicales da lugar a la formación de nuevos ácidos grasos más cortos o más largos que los precedentes, ácidos

dicarboxílicos

e hidrocarburos.

Los

fragmentos radicalarios pueden sustraer un hidrógeno de un nuevo ácido graso insaturado,

generando radicales alilo que a su vez sufren alteraciones en la

distribución de los dobles enlaces o adición intramolecular a un enlace

C-C

formando radicales diméricos. Estos últimos pueden generar nuevos ácidos insaturados o formar un dímero saturado monocíclico. La degradación térmica de ácidos grasos poliinsaturados

produce una mezcla compleja de dímeros

acíclicos, bicíclicos y tricíclicos con diferentes grados de insaturación (Gil Hernandez, 2010). Figura 5: Degradación térmica de ácidos grasos monoinsaturados

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Fuente: Gil Hernandez, 2010 Figura 6: Degradación térmica de ácidos grasos poliinsaturados

Fuente: Gil Hernandez, 2010

La degradación térmica oxidativa de los lípidos supone la oxidación de ácidos grasos saturados en posición α, β o γ, para formar los radicales alcoxilo respectivos, y la oxidación de los ácidos grasos insaturados. En el primer caso, la ruptura termolítica de los carbonos del radical produce varios compuestos carbonílicos, cetonas e hidrocarburos, y en el segundo la formación de dímeros, trímeros y tetrámeros con grupos polares. Los hidroperóxidos formados a partir

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de todos estos compuestos pueden descomponerse en radicales oxi y peroxilo, los cuales pueden sustraer un nuevo hidrógeno de otra molécula de ácido graso formando nuevos radicales o generar radicales diméricos con puentes éter o peróxido. Los nuevos radicales formados pueden tomar otra molécula de oxígeno para formar un radical peroxilo, para posteriormente llevar a cabo una nueva adición con formación de polímeros largos (Gil Hernandez, 2010). El aumento de temperatura acelera generalmente las velocidades de oxidación lipídica .Sin embargo con el incremento de temperatura también desciende la solubilidad del oxigeno por lo que, en algunos casos, temperaturas elevadas pueden retrasar la oxidación. Esto es lo que sucede en el aceite crudo caliente. No obstante si el alimento se fríe en este aceite se origina una aireación del mismo, lo que conduce a una aireación en su oxidación (Fennema, 2008). Las temperaturas elevadas también pueden originar que los antioxidantes se degraden, volatilicen y, en el caso de enzimas antioxidantes, se inactiven por desnaturalización (Fennema, 2008). 2.3. Efecto de las radiaciones luminosas El mecanismo general de alteración de los lípidos por las radiaciones de alta energía implica la ionización primaria de los ácidos grasos con formación de productos radiolíticos por fragmentación del ión molecular positivo localizado en el grupo carboxilo o en un doble enlace. La fragmentación genera cadenas alquílicas o derivados oxiacilo. Los nuevos cationes formados reaccionan con estos últimos compuestos, dando lugar a la formación de polímeros (Gil Hernandez, 2010). La luz UV y visible favorecen la descomposición de hidroperóxidos a radicales libres. Así, un embalaje que disminuya la exposición a la luz puede atenuar las velocidades de oxidación lipídica (Fennema, 2008). Tanto los ácidos grasos como sus peróxidos son compuestos incoloros que no absorben en el visible, pero si lo hacen a las longitudes de ondas propias de las radiaciones ultravioletas. En este sentido existe una gran evidencia experimental sobre los efectos dañinos que la luz provoca sobre la estabilidad de los lípidos alimenticios en presencia de oxígeno. Es decir la oxidación de los lípidos insaturados se acelera con una exposición a la luz (Bello Gutiérrez, 2000). La fotooxidación es un proceso que no requiere de un periodo de inducción y se desarrolla con una cinética mucho más rápida que la correspondiente a la propia

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autooxidación. Muchos autores sugieren que la autooxidación de aceites comestibles naturales podría ser iniciada por este proceso facilitado por los pigmentos presentes en el aceite. En este caso se forman hidroperóxidos inestables que al descomponerse en radicales libres comienzan la oxidación en cadena (Bello Gutiérrez, 2000). 2.4 Concentración de oxígeno La disminución de la concentración de oxígeno es un método que se usa habitualmente para inhibir la oxidación lipídica. No obstante, la adición de oxigeno a un radical alquilo es una herramienta limitada por la difusión rápida, por lo que para inhibir de forma eficaz debe eliminarse del sistema la mayoría del oxígeno. Dado que la solubilidad de este gas es mayor en aceite que en agua, su eliminación a fin de detener la oxidación lipídica puede ser difícil, a menos que se use vacío o sea sustituido completamente por un gas inerte como el nitrógeno (Fennema, 2008). 2.4. Efecto de los antioxidantes En forma natural hay sustancias que evitan la autooxidación , como la lecitina, los tocotrienoles y los tocoferoles(vitamina E9, con la peculiaridad de que el poder antioxidante de estos últimos es inverso al de su función biológica y que se encuentran en una concentración de 1.150, 1.000, 950, 600 y 100 ppm en los aceites crudos de soya ,palma, algodón, maíz y oliva, respectivamente (Fennema, 2008). Una de las reacciones de terminación más interesante es la que implica la intervención de una sustancia antioxidante (AH), es decir sustancias que de algún modo impiden o retrasan la oxidación de lípidos (Bello Gutiérrez, 2000).

Badui (2006) explica que este proceso se produce porque los antioxidantes actúan al ceder un átomo de hidrógeno a los radicales ácido graso y radicales hidroperóxidos, restaurando el ácido y el hidroperóxido, una vez que el antioxidante cede un protón se convierte en un radical que interactúa con otro igual para regenerar el antioxidante y una quinona. De esta manera se reducen la cantidad

de

hidroperóxidos

promotores

de

la

autooxidación

generándose

quinonas y regenerando el antioxidante que vuelve a ejercen su acción con nuevos radicales.

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Muchos

antioxidantes

hacen

más

lenta

la

oxidación

lipídica

mediante

atrapamiento de radicales libre, inhibiendo reacciones de oxidación, propagación y β-escisión. Los atrapadores de radicales libres (FRS), o antioxidantes que cortan su cadena, interaccionan con radicales peróxilo (ROO•) y alcoxilo (RO•) siguiendo la reacción siguiente (Bello Gutiérrez, 2000):

Estos compuestos inhiben la oxidación lipídica reaccionando más rápidamente con los radicales libres que los ácidos grasos insaturados. Se piensa que los FRS interaccionan principalmente con los radicales peroxilo a causas de su menor energía y mayor tiempo de vida (porque son menos reactivos), teniendo por ello una mayor probabilidad de reaccionar con el hidrógeno de baja energía del FRS (Fennema, 2008). La inhibición del proceso de autooxidación a partir de radicales libres por medio de agentes antioxidantes resulta de gran importancia práctica para preservar a los alimentos que contienen ácidos grasos insaturados de un posible deterioro de su calidad (Bello Gutiérrez, 2000). Desde hace años, la industria alimentaria ha empleado con, con gran eficacia y bajo

costo,

antioxidantes

artificiales

de

síntesis,

como

butilhidroxianisol

(BHA),butilhidroxitolueno(BHT), galato de propilo(GP) o palmitato de ascorbilo (PA). Sin embargo, la reciente tendencia mundial de evitar, o al menos minimizar, el uso de aditivos sintéticos ha hecho que la atención se centre en sustancias antioxidantes de origen natural, cuya presencia suele ser frecuente y abundante en plantas (Bello Gutiérrez, 2000). 2.4. Determinación de la oxidación Los métodos para medir el grado de deterioro oxidativo de los aceites varían desde evaluaciones sensoriales sencillas, hasta algunos análisis químicos o físicos que requieren de instrumental de laboratorio. 2.4.1 Evaluación sensorial El consumidor evalúa la calidad de los aceites y de los alimentos mediante el gusto y el olfato y con base a esto los acepta o rechaza. Este tipo de análisis se lleva a cabo en la industria de una manera más organizada y rutinaria por

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personal entrenado capaz de detectar pequeñas concentraciones de los aldehído, cetonas ,etcétera, generados en la autoxidación y característicos de la rancidez; sin embargo, los resultados son poco precisos y muy subjetivos, aun cuando dan una dieta inmediata del grado de deterioro. Las primeras etapas de la rancidez no se perciben olfativamente ya que se forman peróxidos inodoros; cuando se identifica el olor a rancio, y dependiendo del umbral de detección del catador, la reacción generalmente ya se encuentra avanzada (Badui Dergal, 2006).

2.4.2 Índice de peróxido El Índice de peróxidos indica el estado de oxidación inicial del aceite en miliequilaventes de oxígeno activo por kilo de grasa, permitiendo detectar la oxidación antes de que se note organolépticamente. En este caso los peróxidos aparecen cuando el aceite no es tratado correctamente, el aceite queda expuesto a la luz y al calor o el envasado no es el adecuado, sufriendo deterioro componentes nutricionales como la vitamina E. A mayor índice de peróxidos menor será la actividad antioxidante del aceite (López, 2008). Método basado en la capacidad de los peróxidos de oxidar el ión yoduro del KI y producir yodo que se valora con tiosulfato; también se puede emplear FeO y cuantificar Fe+3 .Como los peróxidos se degradan, el método está limitado a las primeras etapas de la oxidación cuando estos alcanzan una concentración máxima; por esto es probable que una grasa demasiado oxidada tenga un índice bajo, a pesar de que el olor sea característico de reacciones muy avanzadas. Es inexacto en productos deshidratados y en aquellos con poco contenido de lípidos Existen diversas versiones basadas en el mismo principio, lo que ocasiona dificultad en interpretar y comparar resultados (Badui Dergal, 2006). La determinación de los niveles de oxidación de los aceites ha motivado por tanto el continuo desarrollo de técnicas analíticas que permitan monitorear el proceso de oxidación desde las fases iniciales. Entre las técnicas tradicionalmente más empleadas se encuentra el Índice de Peróxido (Hamilton, 1999). La formación de los peróxidos tiene lugar en las primeras etapas de la oxidación. Una de las formas para su determinación se basa en la capacidad que tienen estos compuestos de liberar I2 cuando reaccionan con yoduro de potasio. En la

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técnica los lípidos se disuelven en un solvente orgánico apropiado adicionándose un exceso de KI (Hamilton, 1999).

Al final de la reacción, el yodo liberado se titula con una solución de tiosulfato de sodio utilizando almidón como indicador. La cantidad de tiosulfato consumida es proporcional a la cantidad de peróxidos presentes en la muestra (Hamilton, 1999).

A pesar de ser uno de los métodos más empleados en el control de la oxidación de los lípidos, este presenta la desventaja que durante la reacción de oxidación de los lípidos los peróxidos se descomponen para dar paso a los productos secundarios de oxidación, por lo que bajos valores para este indicador pueden encontrarse tanto al inicio como al final de la reacción. Otra desventaja particular de la determinación yodimétrica es su alta dependencia de las condiciones experimentales, entre otras, la temperatura, por lo que tiene que ser estandarizada antes de su empleo (Hamilton, 1999).

El Índice de Peróxido es una medida del oxígeno unido a las grasas en forma de peróxido. Como productos de oxidación primarios se forman hidroperóxidos (Badui, 1993). El Índice de Peróxidos proporciona información acerca del grado de oxidación de la muestra y permite estimar hasta qué punto se ha alterado la grasa. Debe tenerse en cuenta que si la oxidación está muy avanzada, se producirá un aumento progresivo de la degradación de los peróxidos, con lo que el Índice de Peróxido descenderá (Badui, 1993). De acuerdo a la NMX-F-021-S-1979 y NMX-F-109-SCFI-2006, el nivel máximo de peróxidos es de 20mEq/kg (Che Man y Tan, 1999). En contraposición a esto, según el CODEX STAN 19-1981, los aceites vírgenes y grasas y aceites prensados en frío pueden tener hasta 15 miliequivalentes de oxígeno activo/kg de aceite. Figura7: Evolución del Índice de Peróxidos respecto a la Temperatura (T°:60°C)

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Fuente: Allen, 1992.

Figura8: Conservabilidad de grasas y aceites.

Fuente: Allen, 1992.

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Figura 9: Desarrollo de la oxidación de aceites

Fuente: Badui, 2006. III. RESULTADOS Y DISCUSIÓN La oxidación de lípidos constituye una de las causas fundamentales de la descomposición de los alimentos, ya que esta da lugar a olores extraños así como a la formación de compuestos potencialmente tóxicos.

Existen 2 mecanismos mediante los cuales se puede ocasionar la alteración de los lípidos: Lipólisis y Autooxidación (Figura1). En el presente informe, se detallara el mecanismo de Autooxidación o Rancidez Oxidativa en Aceite vegetal de Soya de la marca “SAO”. La oxidación de lípidos es un término general que se usa para referirse a una secuencia compleja de transformaciones que resultan de la interacción de los lípidos con oxígeno. Durante las reacciones de oxidación de los lípidos, los ácidos grasos esterificados al triacilglicerol y los fosfolípidos se descomponen formando

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moléculas pequeñas y volátiles que producen los aromas indeseables de la rancidez oxidativa (Fennema, 2008). Los ácidos grasos libres o que forman parte de triglicéridos y fosfolípidos pueden

sufrir

compuestos

procesos

oxidados

de autooxidación dando lugar a la formación de

(hidróxidos

e

hidroperóxidos), que posteriormente se

degradan dando lugar a alcanales, alquenales, alcadienales, aldehídos de otros tipos, cetonas, alcoholes, ésteres, ácidos, compuestos alifáticos heterocíclicos, etc., responsables del sabor oxidado de muchos alimentos que contienen grasas insaturadas (Badui Dergal, 2006). La determinación de los niveles de oxidación de los aceites ha motivado por tanto el continuo desarrollo de técnicas analíticas que permitan monitorear el proceso de oxidación desde las fases iniciales. Entre las técnicas tradicionalmente más empleadas se encuentra el Índice de Peróxido (Hamilton, 1999). El Índice de peróxidos indica el estado de oxidación inicial del aceite en miliequilaventes de oxígeno activo por kilo de grasa, permitiendo detectar la oxidación antes de que se note organolépticamente (López, 2008). Asimismo, es una medida del oxígeno unido a las grasas en forma de peróxido (Badui, 1993). Asimismo, el Índice de Peróxidos proporciona información acerca del grado de oxidación de la muestra y permite estimar hasta qué punto se ha alterado la grasa (Badui, 1993). Es así, que para emplear dicho método analítico se sometieron muestras de Aceite vegetal de Soya a la acción de diversos factores con el fin de evaluar y comparar su influencia en la oxidación de lípidos. Para una comparación eficiente se determinó también el índice de peróxido inicial, tal como se observa en el presente cuadro:

Cuadro 1: Índice de peróxido inicial de la muestra de aceite “SAO” Aceite

R1 R2

Gasto en ml de S2O3Na2 en titular la muestra 0.28 0.22

Gasto en ml de S2O3Na2 en titular el blanco 0.14 0.11

Índice de peróxido 2.8 2.2

Índice de peróxido promedio 2.5

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Al ver el Cuadro1, podemos evidenciar que el Índice de Peróxido inicial de la muestra fue de 2.5, lo cual indica que el aceite tenía una frescura adecuada, pues un bajo valor de peróxido indica que el proceso de enranciamiento aun no ha comenzado.

Cuadro 2: Índice de peróxido del aceite “SAO” sometido a diversos factores

Acción Calor UV Metales Ambiente

Gasto en ml de S2O3Na2 en titular la muestra 0.34 0.57 0.61 0.47

Gasto en ml de S2O3Na2 en titular el blanco 0.14 0.14 0.14 0.14

Índice de peróxido 4 8.6 9.4 6.6

Al someter el Aceite vegetal de Soya a diversos factores como el calor, rayos UV, adición de limaduras de Hierro y al medio ambiente, se obtuvo un incremento general de los Índices de Peróxidos, esto se debe a que la cantidad de tiosulfato consumida en la titulación es proporcional a la cantidad de peróxidos presentes en la muestra (Hamilton, 1999). De esta manera, al someter el Aceite vegetal de Soya con Índice de Peróxido inicial de 2.5 a la acción del calor (T°= 40°C) por un tiempo de 20 horas produjo un aumento del índice de peróxido hasta el valor de 4, esto se debe a que los aceites sometidos a temperaturas altas forman radicales libres como producto de oxidación. A su vez, estos radicales libres provocan la pérdida de color de los alimentos debido a la reacción con los pigmentos que contiene el alimento, especialmente con carotenoides. Los radicales libres también pueden provocar una disminución de la calidad nutritiva al reaccionar con algunas vitaminas, especialmente con

la vitamina E, que desaparece como tal al actuar como

antioxidante (Bello Gutiérrez, 2000). Asimismo, al observar la Figura 7 el valor de Índice de Peróxido que debería tener una muestra de Aceite Vegetal a T° de 60°C debe ser un valor cercano a 6, por lo cual el valor obtenido de IP= 4, no es un valor muy alejado para una T° de 40°C. De este modo se evidencia que la velocidad de oxidación está muy marcada por la temperatura. También se sometió el Aceite vegetal de Soya a la acción de la luz ultravioleta, el cual produce también un aumento en el índice de peróxido hasta 8.6, lo que

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significa que su acción produce un mayor efecto que la temperatura sobre la oxidación del aceite. Según Fennema (2008) las radiaciones luminosas favorecen la descomposición de hidroperóxidos a radicales libres, por otra parte Bello (2000) afirma que tanto los ácidos grasos como sus peróxidos son compuestos incoloros que no absorben en el visible, pero si lo hacen a las longitudes de ondas propias de las radiaciones ultravioletas. Es decir la oxidación de los lípidos insaturados se acelera con una exposición a la luz UV (Bello Gutiérrez, 2000). Adicionalmente Bello (2000) afirma que este tipo de oxidación conocida como fotooxidación es un proceso que se desarrolla con una cinética mucho más rápida que la correspondiente a la propia autooxidación, incluso sugiere que la misma autooxidación de aceites comestibles naturales podría ser iniciada por este proceso facilitado por los pigmentos presentes en el aceite. En este caso se forman hidroperóxidos inestables que al descomponerse en radicales libres comienzan la oxidación en cadena. Por otra parte, la adición de metales (limadura de hierro) a la muestra de aceite vegetal de Soya aumentó aún más el índice de peróxido llegando hasta un valor de 9.4, lo que indica que es el prooxidante que genera mayor deterioro oxidativo. Como se sabe, el número de peróxidos es el parámetro relacionado con la frescura del aceite, por lo que un alto valor (IP=9.4) indica que el proceso de enranciamento ya ha comenzado. Sobre esto, Badui (2006) afirma que el hierro y el cobre son ejemplos de metales de transición prooxidantes importantes, acelerando la oxidación lipídica mediante la estimulación de la descomposición de hidroperóxidos; de la misma manera Fennema (2008) afirma que estos metales son algunos de los principales prooxidantes que disminuyen la estabilidad oxidativa de los alimentos y tejidos biológicos mediante su capacidad de descomposición de hidroperóxidos a radicales libre. Finalmente, la muestra de Aceite vegetal de Soya expuesta al medio ambiente también produjo un aumento en el índice de peróxido llegando hasta un valor de 6.6, Bello Gutiérrez (2000) afirma que la reacción espontánea de oxígeno atmosférico con los lípidos, conocida como autooxidación (por ejemplo alimento dejado al medio ambiente), es el proceso más frecuente que provoca el deterioro oxidativo. De la misma manera Badui (2006) explica que los ácidos grasos libres o que forman parte de triglicéridos y fosfolípidos pueden sufrir procesos de autooxidación dando lugar a la formación de compuestos oxidados (hidróxidos e hidroperóxidos), que posteriormente se degradan dando lugar a alcanales,

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alquenales, alcadienales, aldehídos de otros tipos, cetonas, alcoholes, ésteres, ácidos, compuestos alifáticos heterocíclicos, etc., responsables del sabor oxidado de muchos alimentos Por otro lado, según la Figura 8 todas las muestras sometidas a los diversos factores se encuentran en el rango de Estables (IP entre 8 y 12), lo que significa que aun tienen gran cantidad de polifenoles que ayudan a resistir la oxidación (Allen, 1992). Asimismo, cabe resaltar, que ninguna de las muestras sometidas a diversos factores alcanzo el límite máximo de peróxidos establecido, ya sea el establecido por la NMX-F-021-S-1979 y NMX-F-109-SCFI-2006 de un valor 20mEq/kg (Che Man y Tan, 1999), o según el CODEX STAN 19-1981 de 15 miliequivalentes de oxígeno activo/kg de aceite. Desde hace años, la industria alimentaria ha empleado con gran eficacia y bajo costo, antioxidantes artificiales o sintéticos, como butilhidroxianisol (BHA) y butilhidroxitolueno(BHT) (Bello Gutiérrez, 2000). El

antioxidante

empleado

para

la

presente

práctica

fue

el

BHT

(hidroxitoluenobutilado), el cual es un antioxidante que impide la oxidación de grasas. Se debe tener en cuenta que el uso de este antioxidante está limitado al 0.02% del contenido de grasa o aceite del alimento (Hernández, 2011). Estos compuestos inhiben la oxidación lipídica reaccionando más rápidamente con los radicales libres que los ácidos grasos insaturados (Fennema, 2008). La inhibición del proceso de autooxidación a partir de radicales libres por medio de agentes antioxidantes sintéticos resulta de gran importancia práctica para preservar a los alimentos que contienen ácidos grasos insaturados de un posible deterioro de su calidad (Bello Gutiérrez, 2000). Sin embargo, la reciente tendencia mundial de evitar, o al menos minimizar, el uso de aditivos sintéticos ha hecho que la atención se centre en sustancias antioxidantes de origen natural, cuya presencia suele ser frecuente y abundante en plantas (Bello Gutiérrez, 2000). De esta manera se evalúo la capacidad de los antioxidantes para retardar los procesos de oxidación de lípidos. El efecto de los antioxidantes fue medido de la misma manera sobre los diversos factores prooxidantes, tal como se muestra en el siguiente cuadro:

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Cuadro 3. Resultados con muestra de aceite “SAO” (soy) agregando antioxidante 0.02%. Acción

Calor UV Metales Ambiente

Gasto en ml de S2O3Na2 en titular la muestra 0.40 0.35 0.32 0.28

Gasto en ml de S2O3Na2 en titular el blanco 0.11 0.11 0.11 0.11

Índice de peróxido 5.8 4.8 4.2 3.4

En el Cuadro 3, se observa que todas las muestras sometidas a la acción del antioxidante BHT disminuyeron su Índice de Peróxido notoriamente excepto la muestra sometida al efecto del calor. Badui (2006) afirma que los antioxidantes actúan al ceder un átomo de hidrógeno a los radicales ácido graso y radicales hidroperóxidos, restaurando el ácido y el hidroperóxido, una vez que el antioxidante cede un protón se convierte en un radical que interactúa con otro igual para regenerar el antioxidante y una quinona. De esta manera se reducen la cantidad de hidroperóxidos promotores de la autooxidación generándose quinonas y regenerando el antioxidante que vuelve a ejercen su acción con nuevos radicales. Esto explica la reducción del número de peróxidos los cuales ya no son cuantificados indirectamente mediante la titulación con S2O3Na2 0.1N. De esta manera se evidenció el efecto de los antioxidantes en casi todas las muestras en las que su índice de peróxido fue reducido a prácticamente la mitad excepto la muestra sometida al calor en la cual aumento el índice de peróxidos, esto puede deberse a algún error humano de medición, que se arrastro

a los

cálculos, debido a que al adicionar un antioxidante es imposible obtener un mayor valor de peróxidos que cuando se tiene el aceite sin la adición de los mismos.

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IV. CONCLUSIONES 

Se debe evitar la reutilización de aceites y el consumo de alimentos fritos con aceites recalentados debido a que al ser sometidos a altas temperaturas favorecen en gran medida la formación de hidroperóxidos, los cuales al ser absorbidos pueden convertirse en una fuente potencial de radicales libres capaces de provocar daños en el organismo.



La incorporación de antioxidantes a la muestra evaluada reduce el deterioro del aceite por oxidación, esto se observó en cada una de las unidades experimentales sometidas a los distintos factores de oxidación excepto en la muestra sometido a las acción del calor lo cual puede deberse a un error humano.



El efecto de los antioxidantes es variable y depende del factor de oxidación y la magnitud de este. La muestra con antioxidante sometida al ambiente fue la que mostró un mayor descenso en su grado de oxidación



La determinación de la oxidación de lípidos mediante el índice de peróxido es una metodología en la cual se incurre en mucho error experimental, por lo tanto se requiere de mucha precisión para reducir este tipo de error.

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

El factor que influyó más en la oxidación del aceite vegetal de Soya fue la adición de limaduras de Hierro, seguido de la luz UV y de la acción del oxígeno del ambiente.

V. BIBLIOGRAFÍA

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Bello Gutiérrez, J (2000) Ciencia Bromatológica: Principos Generales de los Alimentos [Libro]. - Madrid : Ediciones Díaz de Santos, S.A.,

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Che Man, Y; Tan, C. (1999). Effects of natural and synthethic antioxidants on changes in refined, bleached, and deodorized palm olein during deep-fat frying of potato chip. Journal of the American Oil Chemists’ Society. 76(3):331.

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