EAP Ingeniería en Industrias Alimentarias Química de Alimentos

Práctica N° 2

PARDEAMIENTO NO ENZIMATICO

I. INTRODUCCION

Con frecuencia durante el procesamiento, el almacenamiento y la preparación de los alimentos y de los

ingredientes de éstos, se forman colores pardos o café. Algunas reacciones que producen colores café son
catalizadas por enzimas. estas reacciones casi siempre implican la oxidación de componentes de los alimentos.
Otras reacciones de pardeamiento son de naturaleza no enzimática. Entre estas se encuentran la caramelización
de los azúcares y la reacción de Maillard.
Caramelización.- Los azúcares en solución son bastante estables al calor a valores de pH entre 3 y 7.Sin
embargo al fundir azúcar seco o calentar soluciones de azúcar en presencia de catalizadores ácidos o básicos, el
azúcar se carameliza. La caramelización dá como resultado la formación de colores café y aromas agradables.
Los colores del caramelo se utilizan ampliamente para dar color a las bebidas de cola y otros alimentos.
Los caramelos son mezclas complejas de diversos pesos moleculares. Algunas veces se clasifican en tres
grupos:
 Caramelano ( C 24 H 36 O 18)
 Carameleno (C 38 H 50 O 25)
 Caramelina (C 125 H 188 O 80)

Los compuestos de caramelo pueden tener carga positiva o negativa. La carga de la s moléculas de caramelo es
importante, porque una carga equivocada podría causar precipitación en el alimento que se va a colorear. Por
ejemplo, los caramelos que se utilizan para dar color a los refrescos deben tener una carga negativa, de modo
que no se combinen con los fosfatos y causen precipitación. El color de las bebidas de cola se produce
calentando sacarosa en presencia de bisulfito de amonio. El color de caramelo que se utiliza en el pan debe
tener carga positiva. este color se produce al calentar sacarosa sin catalizador hasta que se forma un color café
quemado.

La Reacción de Maillard.- La reacción entre los azúcares y las aminas se conoce como reacción de Maillard. El
color café en el Pardeamiento de Maillard es el resultado de la formación de melanoidinas, que son moléculas
complejas de alto peso molecular. La reacción inicial es ente el gruido aldehído o cetona de una molécula de
azúcar y un grupo amino, libre de una molécula de proteína o aminoácido, de aquí el término reacción azúcar-
amina muy común. La reacción podría ser deseable (por ejemplo, el aroma a chocolate que se percibe cuando
los granos de cacao se tuestan, es el resultado del pardeamiento) indeseable (por ejemplo, el color café oscuro
desagradable que alguna vez aparece en las papas fritas durante el freimiento.

Las aminas glucosídicas experimentan luego un reordenamiento de Amadori para formar una amino-
desoxicetosa. Los productos de Amadori son inestables y pasan por una serie compleja de reacciones que
finalmente producen saborizantes, aromatizantes y pigmentos color café llamados melanoidinas.

Son varios los factores que influyen en el gradúen que se produce el pardeamiento de Maillard en un alimento.
En primer lugar, deben está presentes un aldehído o una cetosa (los azúcares reductores son los más
importantes en los sistemas de alimentos) y una amina (sin duda ,la proteína es la más importante).Otros
factores incluyen la temperatura, la concentración de los azúcares y las aminas, el pH y el tipo de azúcar.

 Temperatura: Según Adrian (3),la velocidad de la reacción puede medirse a 37°C siempre y cuando se
permita que el tiempo de reacción sea de varios días, la reacción es rápida 100°C y violenta a 150°C.
 Concentración: La reacción es extremadamente lenta en alimentos secos y en soluciones muy diluídas
(3). Las reacciones de pardeamiento que proceden con mayor rapidez tienen lugar en alimentos que
contienen de 10 a 15 % de humedad, esto se debe a que es necesario que exista cierta cantidad de
agua para que los reactivos interactúen pero en soluciones muy diluídas, los reacciones estarán
relativamente muy separados. El agua también actúa como inhibidor de la reacción, ya que varios de los
pasos de la serie de reacciones complejas son deshidrataciones, cabría esperar que en exceso de
agua, producto de las reacciones de deshidrataciónn inhiba la reaccióN.
 pH: Ml efecto principal lel pH se selaciona con la protonación de los!grupos amino.0A valores bajos de
pH, un mayor número de grupos aMino estarán protonados y pocos quedará, disponibles para
reaccéonar
 Azûcar: Tanto la configuración estereoquí)ica com o el tamaño de las moléculas de azúcar modifican la
reacción de MakllarD (3).En gdneral, las moléculas ee azúcar pequeñas reaccéonan más ráp)do que
das grandes, las pentosas reaccionan más rápmdamente que las hexosas, y éstas con mayor rapidez
que los disacáridos. No todas las0hexosas Reaccionan!con la mióma rapidez. La galacto{a parece ser
la más reastiva entre las hexosas comunes. La fòuctosa reaccciona már rápidamente que la glucgsa en
las etapas iniciales, pero a medida que la re!ckmón`avanza las velocidades se invierten (2).

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Reacciones de Pardeamiento NoEnzimático y Caramelización Ing. Danton Miranda
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El Pardeamiento de Maillard es un prmblema común en el almacenamiento de la leche en pmlvo, debido

a su elevado contenido de lactosa y su ðroteína reactiva. El almacånamiento de la elche en polvo, en
condiciones desfavorables, da como resultado un deterioro considerable de la calidad. La tabla 1
muestra una comparación entre leche en polvo fresca y almacenada.

Tabla 1 Efectos del Almacenamiento en la leche descremada en polvo.a,b

Características Polvo Fresco Polvo Almacenado
pH de la leche reconstituída 6,73 6,50
Poder reductor (Indice de 0,9 16
ferricianuro)
Contenido de N amínico libre,% 100 36
del valor inicial

Valor biológico (proteína) 84,5 67,5

Valor biológico con adición de 76,4 80,1
lisina
Sabor de de la leche Agradable Desagradable
reconstituída
a
Modificado de la referencia 3
b
Condiciones de almacenamiento: 60 días, 37°C, humedad 7,3%

II. OBJETIVOS
* Demostrar las reacciones de Maillard y de caramelización de los azúcares.
* Observar las reacciones de pardeamiento no enzimático en alimentos como papa fritas y leche en polvo
descremada..

III. Procedimiento:
3.1 Reacción de Maillard (Pardeamiento No Enzimático)
. Colocar en tubos de ensayos azúcares y aminoácidos (1 gramos de cada componente) como se
indica en la tabla siguiente:

N| Tubo Azúcar Compuesto Color formado Aroma producido

amínico
1 Glucosa ---------
2 Glucosa Arginina
3 Glucosa Lisina
4 ------- Lisina
5 -------- Arginina
6 Sacarosa ---------
7 sacarosa Arginina
8 sacarosa lisina
9 Lactosa ------
10 Lactosa Arginina
11 Lactosa Lisina

. Mezclar bien humedeciendo las muestras

. calentar suavemente a la llama de un mechero bunsen o cocinilla .
. Observar el color y el olor que se produce.
. Comprobar si la mezcla calentada de azúcar y aminoácido producen algún aroma que recuerde
un determinado alimento.

3.2 Demostración : Pardeamiento en leche en polvo desgrasada

. En 5 lunas de reloj pesar 10 gramos de leche en polvo desgrasada.
. Colocar 4 de las muestras en un horno a 125°C.
. Retirar una muestra a los 10, 20, 30 y 60 minutos, respectivamente.
. Compare todas las muestras y describa su color.

3.3 Pardeamiento de las Patatas Fritas

Blanquear algunas patatas crudas, cortadas ya para freir, sumergiéndolas en agua hirviendo
(100°C) durante 1 minuto.
. Dividir las patatas en 3 grupos (para identificarlos se deben cortan en tres longitudes diferentes.

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. Poner en remojo los grupos de la siguiente manera y durante una hora:

. Grupo 1 en agua
. Grupo 2 en solución de glucosa al 1%
. Grupo 3 en solución de sacarosa al 1%.
. Después de 1 hora, freir los 3 grupos de patatas para normalizar las condiciones de cocinado,
freirlas todas juntas en la misma sartén, esto iguala el tiempo, la temperatura y la clase de
aceite utilizada en la fritura.
. Separar los 3 grupos después de cocinados (valiéndonos de la diferencia de longitud de las
patatas).Examinar las patatas fritas y anotar cualquier diferencia de coloración.

Nota: Los azúcares reductores son uno de los dos importantes grupos de sustancias que tienen que
estar presentes para que tenga lugar la reacción de Maillard. Si se incrementa la concentración de
azúcares reductores, se incrementa también la intensidad de la reacción de Pardeamiento.

3.4 Caramelización
Cuando se calientan los azúcares solos, muestran un pardeamiento por caramelización, esta reacción es
distinta a las ya estudiadas. Durante este proceso, se piensa que los azúcares experimentan una
deshidratación y desintegración, polimerizándose los productos resultantes y los polímeros formados son
coloreados.
La caramelización requiere más altas temperaturas que el pardeamiento no enzimátrico, no siendo una
reacción rápida. En condiciones ácidas la caranmelización se acelera.

Procedimiento:
A. Preparar tres cápsulas de evaporación grandes de la siguiente forma:
1. 10 gramos de sacarosa y un poco de agua para humedecerla
2. 10 gramos de glucosa y un poco de agua para humedecerla
3. 10 gramos de sacarosa y un poco de agua para humedecerlo más 1 gramo de bitartrato potásico.
. Calentar lentamente las tres cápsulas de evaporación juntas sobre una placa eléctrica calefactora.
Removerlas hasta que se funda todo el azúcar. Anotar en orden en el que se produce la caramelización en
las tres cápsulas y la viveza del color marrón formado en tiempos iguales
. Continuar calentando solamente la cápsula 3.
. Calentar hasta que se produzca un olor de azúcar quemada, quedando un producto marrón oscuro. esto es
caramelo. Enfriar.
B). Poner dentro de una cacerola 400 gramos de azúcar,165 ml de agua y 2 gramos de bitartrato potásico,
calentar sobre una placa eléctrica calefactora hasta que hierva. Calentar lentamente.
. Anotar los cambios que tengan lugar en el jarabe. De vez en cuando verter en la cacerola pequeñas
cantidades de agua fria.
. Apartar la muestra y examinarla.

4. RESULTADOS Y DISCUSIONES
5. CONCLUSIONES
6. BIBLIOGRAFIA
Cuestionario:
1. Explique mediante reacciones químicas, las reacciones de pardeamiento de los azúcares con los aminoácidos
y la reacción de caramelización.
2. Qué compuestos se forman en la reacción de pardeamiento no enzimático y en la reacción de caramelización.
3. Si tuviera que procesar un producto alimenticio formulado, ¿qué: 1) ingredientes, 2) técnicas de
procesamiento, y 3) condiciones de almacenamiento utilizaría para disminuir al mínimo, el pardeamiento no
enzimático? ¿Cómo podría acentuar el pardeamiento no enzimátivco?
4. Proporcione 3 ejemplos de reacciones de pardeamiento no enzimático deseables y 3 de reacciones de
pardeamiento del mismo tipo indeseables en sistemas de alimentos

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