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Curso de Conservación y Transformación de Alimentos Conservación química de alimentos

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Page 1: Conservacion química de alimentos

Curso de Conservación y Transformación de Alimentos

Conservación química de alimentos

Page 2: Conservacion química de alimentos

I. HISTORIA DE LA CONSERVACIÓN

QUÍMICA

Inicialmente las técnicas de conservación se

basaban en desecar y salar.

En muchos países se cocía el pan sólo 2 o 3 veces

al año, se dejaba secar y se comía después de

meses.

Con el tiempo se empleo el alcohol, humo, dióxido

de azufre y ácidos orgánicos: acético y láctico como

conservantes.

La conservación cambió con la industrialización.

K. Reichenbach descubrió en el ácido piroleñosos y

el alquitrán de madera de haya un aceite: la

creotosa.

Page 3: Conservacion química de alimentos

I. HISTORIA DE LA CONSERVACIÓN

QUÍMICA

Hace 100 años se introdujo el ácido salicílico y el

ácido bórico en la conservación.

A final de la segunda mitad del siglo XIX, el ácido

fórmico se empieza a utilizar.

A comienzos del presente siglo se empleo el ácido

benzoico, como compuesto aromático.

A finales de la década de los 30’s se usaron las

sales del acido propiónico y el acido sórbico.

Durante los últimos 15-20 años la tendencia hacia

el consumo de productos frescos ha crecido.

Page 4: Conservacion química de alimentos

I. HISTORIA DE LA CONSERVACIÓN QUÍMICA

Page 5: Conservacion química de alimentos

II. ANÁLISIS DE CONSERVANTES

Debido a requisitos legales y consideraciones

tecnológicas los conservantes de un alimento pueden

detectarse por análisis cualitativo y cuantitativamente.

Determinación cualitativa

Para determinar la presencia de un conservante se

pueden aplicar pruebas microbiológicas.

Se diluye y es inoculado, posteriormente se incuba.

Se han descrito métodos de ensayo para todos los

conservantes de alimentos.

Page 6: Conservacion química de alimentos

II. ANÁLISIS DE CONSERVANTES

Determinación cuantitativa

Los alimentos tienen una composición compleja y muchos

componentes individuales que interfieren con la determinación

del conservante.

Para determinar un conservador de un alimento se prepara la

muestra: aislando, extrayendo y purificando el conservante.

Posteriormente se analiza por cromatografía, colorimetría o

fotometría.

Requisitos de pureza

Se refieren al contenido de metales pesados y a impurezas

específicas.

Page 7: Conservacion química de alimentos

III. ASPECTOS SANITARIOS

1. Consideraciones generales

Los alimentos contienen sustancias que pueden

comprometer o perjudicar la salud.

Estas sustancias se forman como reacción

exógena o son contaminadas después del ataque

microbiano.

Con el desarrollo de la toxicología, los aditivos

ahora se permiten y emplean si los ensayos están en

consonancia con el nivel de conocimiento actual y si

no existen razones perjudiciales.

Page 8: Conservacion química de alimentos

III. ASPECTOS SANITARIOS

Los aditivos atienden al principio de que están

prohibidos a menos que estén expresamente

permitidos.

Esto es, todos los aditivos están prohibidos y sólo

pueden utilizarse aprobados.

La presencia natural de ingredientes tóxicos llama

menos la atención publica que los aditivos.

En las propiedades toxicológicas existe una relación

dosis-efecto (duración del efecto e intensidad) y un

límite (nivel sin efecto).

Paracelso decía: el veneno deja de tener efecto tóxico

agudo por debajo de cierta dosis.

Page 9: Conservacion química de alimentos

III. ASPECTOS SANITARIOS

La finalidad del ensayo depende del uso específico

de la sustancia objeto o de la función que se espera

realice.

Los estudios con animales experimentales van

precedidos de ensayos in vitro de corta duración.

Estos se usan para valorar la genotoxicidad y

mutagenecidad.

Sin embargo, es necesario evaluar hasta qué

punto los resultados son comparables y aplicables o

extrapolables al consumidor humano.

Page 10: Conservacion química de alimentos

III. ASPECTOS SANITARIOS

Los criterios para evaluar la inocuidad de una

sustancia auxiliar o un aditivo son:

- Toxicidad aguda

- Investigaciones metabólicas y toxicocinéticas

- Genotoxicidad/mutagenicidad

- Toxicidad en la reproducción, incluidas la toxicidad

para la fertilidad y la teratogenicidad.

- Toxicidad subcrónica

- Toxicidad crónica

- Carcinogenicidad

Page 11: Conservacion química de alimentos

III. ASPECTOS SANITARIOS

Durante los experimentos metabólicos, los ensayos se

realizan para descubrir si la sustancia se acumula en

el organismo.

La sustancia objeto tiene que ser física y

químicamente idéntica a la usada en la práctica.

Los aditivos se usan en cantidades pequeñas o

diminutas.

Se considera fundamentalmente deseable, que los

aditivos carezcan de efectos farmacológicos, a las

concentraciones utilizadas.

Para evitar que se desarrolle resistencia microbiana,

las sustancias usadas en la práctica médica no están

permitidas como aditivos (ej. antibióticos).

Page 12: Conservacion química de alimentos

III. ASPECTOS SANITARIOS

Page 13: Conservacion química de alimentos

III. ASPECTOS SANITARIOS

2. Toxicidad aguda

• Expresada en la forma de dosis letal 50 o LD50, es

un medio de medir las propiedades toxicológicas de

una sustancia.

• La LD50, es la dosis a la cual se espera que muera

el 50% de animales de un grupo experimental.

• La LD50 puede encuadrar las sustancia en las

siguientes clases de venenos (Tabla 1.)

• Las sustancias con acción conservante son

venenos de las clases 4 y 5.

Page 14: Conservacion química de alimentos

III. ASPECTOS SANITARIOS

2. Toxicidad aguda

Veneno de clase 1 = LD50 < 5 mg/kg peso corporal

Veneno de clase 2 = LD50 5 - 49 mg/kg de peso corporal

Veneno de clase 3 = LD50 50 - 499 mg/kg de peso corporal

Veneno de clase 4 = LD50 500 - 4999 mg/kg de peso corporal

Veneno de clase 5 = LD50 > 5000 mg/kg de peso corporal

Page 15: Conservacion química de alimentos

III. ASPECTOS SANITARIOS

2. Toxicidad aguda

Page 16: Conservacion química de alimentos

3. Investigaciones metabólicas y toxicocinéticas.

• Revela el sitio, órgano o tejido, en que la sustancia

objeto de ensayo experimenta cambios bioquímicos e

identifica cualquier relación dosis-tiempo que pueda

existir.

• Existen diversas alternativas posibles para estudiar

la conducta metabólica de un conservante:

1. Las sustancias insolubles generalmente se

excretan a través del intestino en forma inalterada.

2. Las sustancias son absorbidas desde el tracto

gastrointestinal sin sufrir cambios químicos.

III. ASPECTOS SANITARIOS

Page 17: Conservacion química de alimentos

III. ASPECTOS SANITARIOS

3. Investigaciones metabólicas y toxicocinéticas.

3. Las sustancias que, aunque absorbidas del tracto

intestinal, no son excretadas por el organismo hasta

después de haber sufrido una degradación bioquímica

o biotransformación.

4. Las sustancias que, son absorbidas y pueden ser

químicamente transformadas.

5. Las sustancias que el cuerpo utiliza para generar

calorías.

Page 18: Conservacion química de alimentos

III. ASPECTOS SANITARIOS

4. Genotoxicidad

Los términos genotoxicidad, toxicidad genética o mutagenicidad cubren todos los efectos perjudiciales de una sustancia sobre el material genético.

Se puede investigar mediante pruebas in vitro con m.o.

Es un factor muy importante en la evaluación toxicológica de aditivos, porque casi siempre existen estrechas relaciones entre mutagenicidad y carcinogenicidad, al menos en las sustancias genotóxicas.

Page 19: Conservacion química de alimentos

III. ASPECTOS SANITARIOS

5. Toxicidad reproductiva

Implican ensayos de fertilidad en machos y hembras

y de la capacidad general para reproducirse, de las

propiedades teratogénicas y el efecto sobre el desarrollo

peri- y post-natal.

Teratogenicidad se refiere a la inducción de

malformaciones en el embrión o feto.

Toda sustancia con efecto teratogénico es inaceptable

como auxiliar o aditivo.

En los estudios teratogénicos, el tiempo de exposición

es un factor importante.

Page 20: Conservacion química de alimentos

III. ASPECTOS SANITARIOS

6. Toxicidad subaguda

Las pruebas duran 28 días, forman un eslabón

entre las investigaciones de toxicidad aguda

(administración simple con periodos de observación de

1 a 2 semanas) y los ensayos de toxicidad subcrónica

(administración diaria de la sustancia problema

durante 90 días).

Permiten detectar efectos tóxicos acumulativos de la

sustancia problema o sus metabolitos.

También se detecta si el organismo se adapta o si la

sustancia afecta ciertos órganos.

Page 21: Conservacion química de alimentos

III. ASPECTOS SANITARIOS

7. Toxicidad subcrónica

Implican la administración de 90 días a 6 meses,

corresponde al 10% de la expectativa de vida del

animal elegido.

Comprenden: pruebas sobre animales vivos y sobre

animales sacrificados al final del experimento.

Las dosis deben producir efectos tóxicos pero no

deben ser excesivas para que permitan la

supervivencia de los animales experimentales.

Además de investigar la adaptación, acumulación,

reversibilidad del daño y órganos atacados, se

determina la dosis, el rango y el método de aplicación

Page 22: Conservacion química de alimentos

III. ASPECTOS SANITARIOS

8. Toxicidad crónica

Indica la suma de efectos detectables despues de

administrar una sustancia a ratas o ratones durante 2

años o mas.

El objetivo es la administración de largos periodos de

tiempo, de forma que puedan detectarse otras lesiones,

como cualquier tipo de efectos carcinogénicos o

fenómenos dependientes de la susceptibilidad de ciertos

tejidos a una edad particular.

La dosis mayor es la máxima que no produce efecto,

lesión a un órgano.

Page 23: Conservacion química de alimentos

III. ASPECTOS SANITARIOS

8. Toxicidad crónica

No se aconseja administrar dosis que excedan del

5%, respecto al alimento, porque puede causar

estados relacionados con el estrés, efectos osmóticas u

otras influencias.

Una vez hechas la evaluaciones se establece una

dosis en que no se detecten efectos.

Este nivel de efectos no observados (NOEL)

representa la máxima dosis y se usa como base para

establecer la ingesta diaria aceptable (ADI)

Si la dosis tolerable se divide por la [ ] aplicada en

ciertos alimentos, se obtiene el “margen de seguridad

real”.

Page 24: Conservacion química de alimentos

III. ASPECTOS SANITARIOS

9. Carcinogenicidad

Debido a que los aditivos se ingieren con el

alimento durante largos periodos de tiempo, la

posibilidad de que participen en los diversos

estadios de la carcinogénesis se debe examinar.

Uno de los principales problemas para evaluar es el

límite umbral o la dosis a la que no causan efectos

indeseables.

Hay también muchas sustancias de forma natural

en pequeñas cantidades en los alimentos, que a

altas concentraciones son carcinogénicas.

Page 25: Conservacion química de alimentos

III. ASPECTOS SANITARIOS

9. Carcinogenicidad

En EE.UU existe una

cláusula anticáncer

Delaney que dice: el uso

de una sustancia no

puede admitirse en el

sector alimentario,

aunque sea por debajo del

nivel umbral, si tiene

efecto carcinogénico en

humanos o animales a

cualquier [ ] que se

aplique, incluso alta.

Page 26: Conservacion química de alimentos

III. ASPECTOS SANITARIOS

10. Efecto alergénico

● Son alergias alimentarias genuinas( antigeno-

anticuerpo) y reacciones de intolerancia a los

alimentos (no producidas inmunológicamente).

● Las causas comunes no son los aditivos sino

ingredientes naturalmente presentes en los

alimentos.

● Pueden encontrase reacciones de intolerancia y

alergias a diferentes aditivos como colorantes

alimentarios, antioxidantes, enzimas comerciales y

conservantes.

Page 27: Conservacion química de alimentos

III. ASPECTOS SANITARIOS

11. Ingesta diaria aceptable (ADI)

Es la cantidad de un aditivo, medida en mg, que puede ingerirse diariamente por kg de peso corporal, sin complicaciones a lo largo de toda la vida.

La ADI es el cociente obtenido entre la dosis más alta de un auxiliar o aditivo que aún no causa efectos tóxicos en el experimento de toxicidad crónica, dividido por el factor de seguridad, que normalmente es de 100.

El factor de seguridad de 100 permite un margen de seguridad para varios imponderables y la evaluación de riesgos:

Page 28: Conservacion química de alimentos

III. ASPECTOS SANITARIOS

11. Ingesta diaria aceptable (ADI)

1.La posibilidad de que cierto animal pueda ser sensible o insensible no puede descartarse.

2.Cierto número de animales tienen mayor ingesta que el hombre.

3. El alimento contiene varios aditivos al mismo tiempo.

4. Personas con diferentes cuadros de metabolismo especial.

5. La ADI se aplica durante todo el periodo vital, permite variaciones en los hábitos de consumo personales.

Page 29: Conservacion química de alimentos

III. ASPECTOS SANITARIOS

11. Ingesta diaria aceptable (ADI)

Page 30: Conservacion química de alimentos

III. ASPECTOS SANITARIOS

11. Ingesta diaria aceptable (ADI)

● El NOEL (nivel de efectos no observado en la que se basa la ADI, sólo se refiere al peso corporal, los experimentos de alimentación se basan en el contenido de la sustancia problema en el pienso.

● El consumo real de aditivos es por debajo de la ADI (1-10% de la ADI).

Page 31: Conservacion química de alimentos

III. ASPECTOS SANITARIOS

12. Mezclas de conservantes

Es práctica común emplear mezclas que pueden

exhibir una conducta toxicológica diferente de la de

las sustancias individuales.

No ocurre tal diferencia cuando se administran entre

el 12 y el 20% de la LD50

Sólo la combinación de ácido benzoico y sulfito se

comportan desfavorablemente.

Las mezclas de ácido sórbico con nitrito, no son más

tóxicas que el nitrito solo.

Page 32: Conservacion química de alimentos

SITUACIÓN LEGAL RELATIVA A LOS

ALIMENTOS

1. Desarrollo histórico de los primeros tiempos

La antigua legislación de los alimentos se refería a comprobar pesas y medidas, así con falsificaciones graves.

Los primeros decretos se dirigieron al uso en exceso de azufre en el vino.

2. Recientes esfuerzos internacionales

Las listas positivas dice que todas las sustancias están prohibidas a menos que las permitan regulaciones especiales (prohibido a menos que esten expresamente permitidos).

Page 33: Conservacion química de alimentos

SITUACIÓN LEGAL RELATIVA A LOS

ALIMENTOS

2. Recientes esfuerzos internacionales

Existe un principio de permitir conservantes, solamente en aquellos alimentos, en los que su aplicación es francamente sensible.

La Unión Europea (EU) contienen listas positivas indicando que conservantes pueden usarse en determinados alimentos, las cantidades máximas permisibles y condiciones de uso.

Page 34: Conservacion química de alimentos

SITUACIÓN LEGAL RELATIVA A LOS

ALIMENTOS

Page 35: Conservacion química de alimentos

SITUACIÓN LEGAL RELATIVA A LOS

ALIMENTOS

3. Guía para garantizar la probación.

Los requisitos de CE, sobre la armonización legal de los estados miembros respecto a los aditivos autorizados. El uso de aditivos puede permitirse sólo:

1.Si la exigencia técnica puede demostrase y si el objetivo deseado no puede ser alcanzado con otros métodos técnica y económicamente posibles.

2.Si no entrañan riesgo para la salud del consumidor, a la cantidad recomendada.

3.Si el consumidor no es engañado por su uso.

Tener en cuenta tanto la ADI y permitir la cantidad necesaria para alcanzar el efecto deseado.