El proceso de oxidación de las grasas
La oxidación de las grasas es una de las principales causas de deterioro de los alimentos junto con la acción de los microrganismos. Tiene como consecuencia las alteraciones en el aroma y sabor (enranciamiento), en el color, la pérdida de determinados nutrientes y la formación de substancias potencialmente nocivas, lo que conlleva a una reducción de la vida útil del alimento. Este proceso tiene repercusiones económicas importantes por provocar alimentos no aptos para el consumo.
El proceso oxidativo de las grasas, produce una disminución de la capacidad nutricional del alimento por la destrucción de vitaminas liposolubles y la degradación de ácidos poliinsaturados.
La seguridad alimentaria también se puede ver afectada, ya que los productos originados de la oxidación pueden presentar toxicidad, algunos productos volátiles, peróxidos, oxiacidos etc.
El presente artículo tiene como objetivo la descripción del proceso oxidativo de los lípidos y por consiguiente la importancia del uso de sustancias antioxidantes. Para ello, nos centraremos en el mecanismo de oxidación de las grasas y en los principales factores que influyen en la oxidación de las mismas.
Oxidación de las grasas
La principal forma de oxidación de los lípidos ocurre mediante una reacción de propagación en cadena de radicales libres, en la que a partir de ácidos grasos y oxígeno se van formando peróxidos e hidroperóxidos, lo que se conoce como proceso de auto-oxidación. Estos compuestos son bastante inestables, por lo que se pueden romper dando lugar a más radicales libres, generando una reacción en cadena.
Históricamente, se creía que añadiendo oxígeno a la molécula de ácido graso se formaba un anillo de cuatro átomos como producto de reacción primaria. Dicha molécula recibe el nombre de “peróxido”. Sin embargo, en realidad lo que se forma es un hidroperóxido debido a la adición de oxígeno sobre el carbono alfa del doble enlace. A pesar de esto, la denominación histórica todavía perdura y se sigue hablando de peróxidos para referirse a los productos de la degradación de una grasa.
La auto-oxidación es un proceso irreversible de oxidación de las grasas. Es imposible evitarlo en su totalidad, pero sí puede ser retardado gracias a la adición de antioxidantes.
Proceso de oxidación de las grasas
El mecanismo de oxidación consta de tres fases:
- Inducción: los iniciadores suelen ser energía (luz, calor, etc), trazas de metales pesados y radicales peróxidos que hacen que se produzcan radicales libres activos. La acción de la energía provoca la descomposición del ácido graso en un radical libre e ion hidrogeno.
- Propagación: con la oxidación de los radicales libres en combinación con otros ácidos grasos, se van formando hidroperóxidos y más radicales libres, que vuelven a entrar en la cadena de oxidación. Por otra parte, los hidroperóxidos con la incidencia de la energía forman grupos oxidrilo y la forma oxidada de los radicales libres, los cuales junto a otros ácidos grasos dan lugar a más hidroperóxidos y nuevos radicales libres. Finalmente los grupos oxidrilo junto a otros ácidos grasos liberan agua y nuevos radicales libres expuestos a una nueva oxidación.
- Final: la cantidad de compuestos reactivos es enorme y empiezan a interaccionar entre ellos. La concentración de radicales peróxidos cae, ya que empieza a estabilizarse la formación de productos deteriorados. Dada la estabilidad de los productos originados en las reacciones de terminación, se finaliza la actividad de oxidación. En la autooxidación de las grasas continúa interviniendo un radical libre y la acción de la temperatura y de la luz. La formación de nuevas cadenas favorecen la aceleración de la reacción global, además la capacidad de reacción se favorece en presencia de determinados metales como cobre y hierro.
Después de la completa destrucción de los ácidos grasos se generan productos secundarios de la oxidación, los que son responsables de la aparición de la rancidez.
Para retardar o impedir la oxidación de las grasas y el enranciamiento de los alimentos, es necesario conocer cómo prevenir la formación de los primeros radicales libres o primeros hidroperóxidos, ya que esto solo puede conseguirse durante la primera etapa del proceso oxidativo, es decir, durante la iniciación. Por el contrario, una vez que el proceso oxidativo alcanza la fase de propagación dicho proceso ya no puede retrasarse ni ser detenido.
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Factores que influyen en la oxidación
Los factores que influyen en la oxidación pueden ser intrínsecos y/o extrínsecos al alimento, es decir, referentes al propio producto y propios de la tecnología aplicada. A continuación se mencionan algunos de los más relevantes (Dra. Paucar Penacho, Deterioro de Productos Agroindustriales, 2014):
- Temperatura: la velocidad de autooxidación aumenta con la temperatura. Puede afectar no solo a la velocidad de autooxidación, sino también a los mecanismos de reacción.
- Luz: los ácidos grasos y sus peróxidos son substancias incoloras que no absorben luz visible. Así, a menos que un sensibilizador accesorio se encuentre presente, puede suponerse que el efecto de la luz visible sobre la autooxidación no posee mayor importancia. Sin embargo, se absorbe marcadamente la luz ultravioleta en los compuestos insaturados.
- Oxigeno: la velocidad de autooxidación aumenta al incrementarse la presión de oxígeno, hasta que alcanza una velocidad constante de reacción.
- Humedad: el efecto de la actividad del agua sobre la velocidad de oxidación de los lípidos es muy complejo. La rancidez se desarrolla rápidamente tanto a niveles de humedad muy altos como muy bajos. La estabilidad máxima se observa a niveles de humedad intermedia que corresponden a valores de monocapa (efecto protector del agua en forma de monocapa).
- Radiaciones ionizantes: uno de los efectos más notables de la irradiación de alta energía de los alimentos es un marcado aumento en la susceptibilidad de la rancidez oxidativa.
- Catalizadores: los iones de los metales pesados son poderosos catalizadores de la oxidación de los lípidos, disminuyen el periodo de inducción y a aumentan la velocidad de reacción.
Como conclusión indicamos que para inhibir, reducir o retardar la oxidación de los lípidos, es preciso actuar contra uno o varios de los factores que favorecen su desarrollo.
En un sentido amplio se considera como antioxidante a cualquier sustancia o procedimiento de actuación que ayude a limitar la velocidad y/o extensión de los procesos oxidativos. Según este concepto, se podrían considerar tres tipos de antioxidantes, atendiendo a su mecanismo de actuación. Los dos primeros tipos están asociados a la adición de compuestos químicos, mientras que el tercero debe su acción a modificaciones de ciertos factores en el alimento y/o en su procesado.
En próximos artículos analizaremos en detalle la clasificación y acción de los antioxidantes de uso alimentario.
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