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INNOVACIONES TECNOLÓGICAS Y TRASNFERENCIA DE
TECNOLOGÍA
OSCURECIMIENTO NO ENZIMÁTICO Y REACCIÓN DE MAILLARD
Por: M. en C. Lidia Parada Dorantes
19 Junio 2015
Con frecuencia, durante el procesamiento, el almacenamiento y la preparación de los alimentos se
forman colores pardos o café. Algunas de las reacciones que producen estos colores son
catalizadas por enzimas, como es el caso de frutas como la manzana y el aguacate (oscurecimiento
enzimático). Otras reacciones de pardeamiento son de naturaleza no enzimática, tales como la
caramelización del azúcar y la reacción de Maillard. Estas reacciones pueden ser deseables o no,
dependiendo del caso.
REACCIÓN DE MAILLARD
La reacción entre los azúcares y las aminas se conoce como reacción de Maillard, en honor al
científico francés que la estudió. El color café que produce es el resultado de la formación de
melanoidinas, que son moléculas complejas de alto peso molecular.
Cuando los azúcares reductores (tienen la capacidad de donar un electrón), tales como glucosa,
fructosa y lactosa se calientan en presencia de un aminoácido se llevan a cabo una variedad de
reacciones que da lugar a numerosos compuestos, algunos de los cuales son sabores, aromas y
colores oscuros, los cuales pueden ser deseables (aroma en el café tostado) o indeseables (leche
en polvo amarillenta). Esto se produce al freír, rostizar, hornear o almacenar.
El grupo aldehído (RO = CH-) o cetona (R1-CO-R2) del azúcar reductor reacciona reversiblemente
con el grupo amino (RNH2) libre de una proteína o aminoácido para producir una glucosilamina
(HC = NR). Ésta experimenta un reordenamiento de Amadori, los productos de Amadori son
inestables y pasan por una compleja serie de reacciones que finalmente producen melanoidinas.
Factores que influyen en la reacción de Maillard
1) Temperatura: a 37°C el tiempo de reacción es de varios días, la reacción es rápida a 100°C
y violenta a 150°C.
2) Concentración: La reacción es extremadamente lenta en alimentos secos y soluciones muy
diluidas, pero procede con mayor rapidez en alimentos que contienen entre 10 y 15% de
humedad. El agua también actúa como inhibidor, ya que varios de los procesos de la serie
son deshidrataciones.
3) pH: El efecto principal del pH es la protonación de los grupos amino, por lo que a valores
bajos de pH un mayor número de aminos están protonados y pocos estarán disponibles
para reaccionar.
4) Azúcar: las moléculas de azúcar pequeñas reaccionan más rápido que las grandes
(pentosas más rápido que hexosas, y éstas más rápido que los disacáridos).
Si bien las reacciones de Maillard son deseables en muchos productos (pan, salsa de soya),
también tienen un aspecto negativo, ya que la reacción de azúcares con aminoácidos destruye el
aminoácido, lo cual afecta el valor nutrimental del producto. Esto es de particular importancia con
el aminoácido esencial lisina, el cual reacciona con azúcares cuando es parte de una proteína. De
igual manera, se ha encontrado una relación entre la formación de compuestos mutagénicos y la
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cocción de alimentos altos en proteína. Estos compuestos se han aislado de carnes y pescados
cocinados a altas temperaturas.
CARAMELIZACIÓN
El calentamiento de azúcares, especialmente de sacarosa y azúcares reductores sin la presencia de
compuestos que contienen nitrógeno, da lugar a un complejo grupo de reacciones conocidas
como caramelización. El proceso ocurre cuando la termólisis causa la deshidratación de las
moléculas de azúcar, produciendo furanos, los cuales con frecuencia se polimerizan produciendo
colores oscuros.
Los caramelos son complejas mezclas de diversos pesos moleculares y se clasifican en tres grupos:
Caramelano (C24H36O18)
Carameleno (C38H50O25)
Caramelina (C125H188O80)
Estas sustancias son moléculas muy grandes con estructuras complejas, variables y en su mayoría
desconocidas. La velocidad de formación de éstas aumenta al incrementar la temperatura y el pH.
Los azúcares en solución son bastante estables al calor a valores de pH entre 3 y 7, pero al
calentarlos en seco o usando catalizadores en la soluciones se produce caramelización. Los
catalizadores permiten controlar la velocidad de la reacción para obtener tipos específicos de
colores, solubilidad y acidez en el caramelo. Por ejemplo, el bisulfito de amonio se usa para
producir caramelo usado en refrescos de cola, productos horneados, jarabes, caramelos y
alimento para mascotas. El bisulfito de amonio produce soluciones ácidas (pH 2-4.5) y contiene
partículas cargadas negativamente, el ácido ayuda a romper el anillo de la sacarosa y el amonio
participa en el reordenamiento de Amadori.
Los compuestos de caramelo pueden tener una carga positiva o negativa, la cual es importante
porque pueden reaccionar con el alimento que se desea colorear, por ejemplo para refresco de
cola debe ser negativa para que no se combine con los fosfatos causando precipitación. En el caso
del pan y cerveza, los caramelos carga positiva y un pH en solución de 3-4, que se produce al
calentar sacarosa sin catalizador.