Contaminantes de proceso: formación y mitigación

Los contaminantes de proceso son compuestos indeseables que no están presentes en los ingredientes crudos, pero se forman durante el procesamiento de los alimentos, particularmente bajo calor. Este tema examina cómo surgen dichos contaminantes, utilizando la acrilamida y la reacción de Maillard como ejemplo central, y los principios por los cuales se puede reducir su formación.

Definition

Los contaminantes de proceso son compuestos dañinos ausentes en las materias primas que se generan durante el procesamiento de los alimentos, especialmente el tratamiento térmico, como subproductos de reacciones entre los propios constituyentes del alimento.

Scope

La entrada cubre el concepto de contaminantes inducidos por el proceso, la química de la formación impulsada por el calor (notablemente la reacción de Maillard entre azúcares reductores y el aminoácido asparagina), los principales precursores y condiciones de procesamiento involucrados, y los principios generales de mitigación. Es una referencia de seguridad alimentaria y no ofrece consejos dietéticos ni evaluaciones de riesgo para individuos.

Core questions

• ¿Qué distingue a un contaminante de proceso de un contaminante ambiental o añadido?
• ¿Cómo genera el calentamiento compuestos como la acrilamida a través de la reacción de Maillard?
• ¿Qué precursores y condiciones de procesamiento impulsan la formación de contaminantes?
• ¿Qué estrategias generales reducen la formación de contaminantes sin estropear el alimento?

Key concepts

• Contaminante inducido por el proceso
• Reacción de Maillard
• Acrilamida
• Azúcares reductores y asparagina como precursores
• Dependencia tiempo-temperatura
• Mitigación (reducción de precursores, control de procesos)

Mechanisms

Los contaminantes de proceso se forman cuando los propios constituyentes de un alimento reaccionan bajo las condiciones de procesamiento. La acrilamida es el arquetipo: durante la cocción a alta temperatura, como freír, hornear y asar, el aminoácido asparagina reacciona con azúcares reductores (glucosa y fructosa) a través de la reacción de Maillard, la misma química de pardeamiento que produce el color y el sabor deseables. La formación aumenta bruscamente por encima de aproximadamente 120 grados Celsius y se incrementa con el tiempo y una menor humedad, por lo que las condiciones que doran un alimento también generan el contaminante. Debido a que la formación depende de los niveles de precursores y del régimen de tiempo-temperatura, la mitigación funciona reduciendo los precursores (por ejemplo, reduciendo la asparagina libre o los azúcares reductores) o moderando el calor aplicado mientras se preserva una calidad aceptable del producto.

Clinical relevance

La comprensión de la formación de contaminantes es la base de los controles de seguridad alimentaria y las elecciones de procesamiento destinadas a mantener la exposición dietética tan baja como sea razonablemente posible. Esta entrada describe la ciencia de la formación y mitigación y no es una base para decisiones dietéticas, diagnósticas o de tratamiento individuales, ni constituye una evaluación de riesgo personal.

Evidence & guidelines

El campo se basa en la química analítica y en estudios de formación controlada; la identificación en 2002 de la acrilamida en alimentos calentados y la demostración de que se forma a través de la reacción de Maillard a partir de asparagina catalizaron una extensa investigación y el desarrollo de enfoques de mitigación en la industria. La posterior orientación regulatoria e industrial tradujo esta comprensión mecanicista en controles de proceso destinados a minimizar la formación.

History

El reconocimiento de los contaminantes de proceso como una preocupación distinta de seguridad alimentaria se aceleró en 2002, cuando investigadores suecos informaron que la acrilamida se forma en alimentos ricos en carbohidratos cocinados a altas temperaturas, y grupos en el Reino Unido y otros lugares demostraron que la reacción de Maillard entre la asparagina y los azúcares reductores era la vía. Estos hallazgos impulsaron la vigilancia y los esfuerzos de mitigación a nivel mundial y ampliaron la atención a otros contaminantes inducidos por el calor.

Debates

Equilibrio entre la reducción de contaminantes y la calidad de los alimentos

Dado que la reacción de Maillard que forma acrilamida también produce un pardeamiento, color y sabor deseables, las estrategias de mitigación deben sopesar la reducción de contaminantes frente a la calidad sensorial y otras consideraciones de seguridad, y el equilibrio óptimo es objeto de debate.

Key figures

• Eden Tareke
• Margareta Tornqvist
• Donald Mottram
• Bronislaw Wedzicha

Seminal works

• tareke-2002
• mottram-2002

Frequently asked questions

¿Por qué se forma acrilamida cuando se fríen u hornean alimentos ricos en almidón?

La cocción a alta temperatura impulsa la reacción de Maillard entre el aminoácido asparagina y los azúcares reductores presentes de forma natural en el alimento, produciendo acrilamida como subproducto; la misma química también crea el pardeamiento y el sabor de los alimentos cocinados.

¿Se pueden eliminar completamente los contaminantes de proceso?

Generalmente no se pueden eliminar sin suprimir el procesamiento que los crea, pero la formación se puede reducir disminuyendo los niveles de precursores y controlando el tiempo y la temperatura de cocción, manteniendo el alimento aceptable.