Capítulo 1. Los Aromas y Sabores en la Industria Alimentaria 1.1
Aroma
¿Qué es? El aroma es la cualidad de una sustancia que aecta olato y pertenece a los sentidos químicos! puesto que reacciona solamente por estímulos. Las ca"idades nasales! nasales! tienen plie#ues que di"iden estas en tres secciones! secciones! que son$ los meatos inerior! medio y superior. %ara que se perciba el olor! las sustancias deben ser "ol&tiles! ya que ellas son transmitidas cuando el aire pasa de la nari' a la ca"idad nasal! donde se encuentra el &rea olatoria.
Clasiicaci(n Los Los aromas aromas )an tenid tenido o dier dierent entes es clasi clasiic icaci acion ones. es. Las Las m&s comunes comunes son$ *ra#ante! quemado! caprílico! olor a especias tales como canela! cla"o de olor a lores! o p+tridos en otros casos. ,ambién se distin#uen olores etéreos! rutas- a rancio! menta- resinoso! resinoso! ra#antesra#antes- étidos y quemado. quemado. Actualmente Actualmente se tiene una clasiicaci(n clasiicaci(n que utili'a nue"e actores actores odorantes$ odorantes$ *ra#ante salicilato salicilato de metilo/quemado #uayacol/! caprílico etil0disuluro/- Etéreo 10propanol/- dul'aíno "ai0 nilla/- rancio &cido butírico/- oleoso )eptanol/- met&lico )eanol/- arom&tico o a especias ben'alde)ido/. 2btenci(n y uso en la Industria Alimentaria ,ric)oderma sp es uno de los #éneros que poseen la )abilidad de producir ciertos aromas utili'ados en la industria de alimentos. 3n e4emplo de lo anterior es el 50 pentil060pirona 5%%/! un compuesto con aroma a coco. 7onnarne et al.! 1889/ se:alan que ,ric)oderma )ar'ianum y ,. "iridae tienen la )abilidad de producir este compuesto en concentraciones de 18 m#;l y <95 m#;l respecti"amente! a
partir de aceites "e#etales como el aceite de castor! el cual incrementa la producci(n de 5%% y reduce su toicidad. El compuesto es e0traído mediante un sistema de dos ases acuosas como lo )ace %alomares =>>>/ a partir de una cepa de ,. )ar'ianum! en el cual utili'an como ases acuosas el polietilen #licol %E/ y osato! estimando la concentraci(n del metabolito que #enera la biomasa producida y el aroma! separado mediante cromato#raía de #ases y la técnica de peso seco! respecti"amente. A ni"el de laboratorio se obtienen entre 1@@> ml del metabolito y en un ermentador el rendimiento aumenta en un =@B. ,. )ar'ianum se encuentra en la ase ermentati"a y el metabolito #enera el aroma en la ase etracti"a! permitiendo disminuir el eecto de in)ibici(n que presenta el 50pentil0 alapirona sobre el microor#anismo. Se#+n 7onnarme et al. 1889/! la molécula 5%%! presenta acti"idad antimicrobiana ya que tiene cierta toicidad en la membrana celular. Ceratocystis imbriata al i#ual que C. moniliormis son otra clase de )on#os utili'ados en la producci(n de aromas debido a su crecimiento r&pido y a la "ariedad de compuestos arom&ticos sinteti'ados. C. imbriata a partir de un culti"o s(lido con cascarilla y pulpa de caé como uente de carbono! #enera compuestos arom&ticos rutales como acetato de etilo! etanol y acetalde)ído principalmente 7lueme et al.! =>>>>=/ se:alan una #ran "ariedad de microor#anismos productores de este compuesto entre los que se encuentran$ %)enillus i#narius! %. lae"i#atus y %. tremulae! pero los microor#anismos m&s prominentes en producci(n son las le"aduras! entre las que se encuentran Sacc)aromyces "ini y ,orulopsis utilis produciendo 1= m#;l de =0eniletanol en 9 días. 2tros microor#anismos son %ic)ia ermentans L0@! con D@< m#;l en 15 )oras- loecera saturnus con 1.9 #;l en =D )oras y S. cere"isiae i" =>>8 que alcan'a concentraciones de =.<@ #;l en DF )oras. En la industria de los quesos se )a usado una #ran "ariedad de microor#anismos para eectos del sabor y aroma. %ara esto se )an utili'ado asociaciones microbianas entre eotric)um candidum! bacterias como Corynebacterium sp y al#unas le"aduras como luy"eromyces lactis y GarroHia lipolitica entre otras asociaciones que producen compuestos sulurados arom&ticos. Estos son etraídos! anali'ados y comparados con aromati'antes comerciales. La optimi'aci(n de esos métodos analíticos #enera #randes resultados debido a que las sustancias son &cilmente detectables en los medios de culti"o. Asociando . lactis con una bacteria! se producen ésteres y alco)oles en cantidades relati"amente #randes. G. lipolitica en asociaci(n con bacterias produce
compuestos arom&ticos como =0 propanol! cetonas como =0butanona entre otros. eotric)um candidum produce compuestos sulurados que al interactuar con las sustancias producidas por GarroHia lipolitica )ace que el ni"el de estos compuestos aumente y los aromas se intensiiquen en el producto artin et al.! =>>1/. 1.=
Sabor
¿Qué es? El sabor es la sensaci(n que producen los alimentos u otras sustancias en el #usto. Jic)a impresi(n a los componentes químicos de los alimentos est& determinada en un F>B por el olato y el =>B restante por el paladar y la len#ua. %or eso cuando una persona est& con#estionada siente que los alimentos no tienen sabor. %or otro lado eisten peque:as estructuras en la supericie superior de la len#ua llamadas papilas #ustati"as . Se componen de un #rupo de células receptoras! que est&n conectadas a ramiicaciones ner"iosas que en"ían se:ales al cerebro. La len#ua )umana tiene alrededor de 1>!>>> papilas #ustati"asdependiendo de su locali'aci(n en la len#ua tienen la )abilidad de detectar me4or cierto tipo de estímulos o sabores. Los alimentos que introducidos en la boca son disueltos en la sali"a! penetrando las papilas #ustati"as a tra"és de los poros que )ay en la len#ua. Estas células ner"iosas poseen en su parte superior unos ilamentos que dan respuesta a estas sustancias! #enerando un impulso ner"ioso que lle#a al cerebro y se transorma en una sensaci(n$ el sabor. Adem&s del eecto químico que se produce en las papilas y que induce la sensaci(n del #usto! eisten otras propiedades del alimento que son de car&cter t&ctil. Estas propiedades tienen que "er con la parte ísica del ob4eto- es decir! su tama:o! tetura! consistencia y temperatura.
Clasiicaci(n Actualmente conocemos cinco sabores$ dulce! salado! amar#o! &cido! y umami. Se considera que el sabor dulce y salado se detecta en la punta de la len#ua! el amar#o en la 'ona posterior! mientras que el sabor &cido y el sabor umami son captados en los laterales y en la 'ona intermedia de este (r#ano! aunque estudios recientes indican que la distribuci(n podría ser m&s uniorme en toda la len#ua. El sabor dulce es aceptado de manera #lobal como uno de los sabores m&s placenteros. Se detecta principalmente en las papilas #ustati"as de la punta de la len#ua. Los alimentos que poseen un alto contenido de carbo)idratos son percibidos dulces y los sabori'antes artiiciales que proporcionan el sabor dulce se denominan edulcorantes. Los edulcorantes naturales o nutriti"os proporcionan ener#ía! e4emplo de ellos son$ sacarosa! #lucosa! miel de abe4a! 4arabe de maí'! mela'a! piloncillo! etcmientras que edulcorantes artiiciales o no nutriti"os re"olucionaron la industria de los alimentos promo"iendo los productos de Kdieta o Kli#)t! aunque eiste contro"ersia acerca de los supuestos ries#os sobre la salud- e4emplo de ellos son$ sacarina =>>0=9> m&s dulce/! acetasulame pot&sico 1<>0=>> m&s dulce/! aspartame 1>>0=>> m&s dulce/. El sabor amargo es interpretado como desa#radable en muc)as culturas debido a que la mayoría de los "enenos son amar#os en su sabor. Se detecta mediante las papilas #ustati"as ubicadas en la parte posterior de la len#ua. El sabor salado responde a la capacidad especíica de las papilas #ustati"as ubicadas a ambos lados de la parte delantera de la len#ua. La detecci(n se )ace
mediante canales i(nicos capaces de detectar los iones solubles de sodio! potasio y otros metales alcalinos. La sal a:adida a un alimento tiene eectos potenciadores del sabor! los cuales contribuyen al #usto delicioso de los alimentos! aumentando el sabor de otras sustancias. ¿Mas probado un #uacamole sin sal?N El sabor ácido a menudo se identiica también con el sabor a#rio! es detectado por las papilas #ustati"as de la len#ua ubicadas a ambos lados de la parte posterior de la misma. Los sensores de las papilas #ustati"as detectan mediante canales i(nicos los iones )idronio que se orman al )aber &cidos en presencia de a#ua. E4emplos de dic)o sabor son$ &cido tart&rico u"as/! &cido cítrico naran4a! lim(n/! &cido m&lico man'ana/! &cido l&ctico lec)e/. El sabor umami pro"iene del idioma 4aponés y si#niica Ksabor a#radable! sabroso! est& presente en salsas de la cocina oriental como la salsa de so4a. Es un sabor sutil pero prolon#ado y diícil de describir! pro"oca la sali"aci(n y estimula la #ar#anta! el paladar y la parte posterior de la boca. %or sí mismo! umami no es a#radable! pero real'a el sabor de una #ran cantidad de alimentos! especialmente en presencia de aromas complementarios. El e4emplo m&s com+n es el #lutamato de sodio que se usa para darle un sabor a#radable a dierentes productos. Es por eso del eslo#an OA que no puedes comer solo unaPN A de mas del los sabores b&sicos que se )an mencioado! eisten sensaciones relacionadas con el #usto$ La sensaci(n de Astringencia es t&ctil de sequedad! ru#osidad y aspere'a en los te4idos de la boca al paso de al#unos "inos pro"ocada por los taninos. Esta sensaci(n es debida a la interacci(n de los taninos con proteínas de la sali"a en la boca. La sensaci(n Refrescante se produce cuando ciertas sustancias químicas como el mentol! cuando entran en contacto con los te4idos nasal u oral y estimulan receptores especíicos del #usto o del olor. La sensaci(n Picante es quemante y cortante! que inclusi"e produce irritaci(n y eectos lacrim(#enos! e4emplo de ello es la capsaicina c)ile/! la aliicina a4o/ y el isotiocianato de alilo mosta'a/.
2btenci(n y uso en la Industria Alimentaria En la industria! uno de los usos m&s conocidos de los microor#anismos productores de sabores es en bebidas alco)(licas! estas ermentaciones dan como resultado etanol! C2= y otras sustancias que ayudan a etraer el sabor de
los componentes de lasu"as! producir en'imas y metabolitos secundarios. El principal microor#anismo implicado es Sacc)aromyces cere"isiae! encontr&ndose otros #éneros como Candida sp y Manseniaspora sp los cuales se caracteri'an por presentar tolerancia a altas concentraciones de etanol ra)am! =>>>>/ concluyen que los alco)oles y ésteres deri"ados de la ermentaci(n como acetato de alquilo! contribuyen si#niicati"amente a la presencia de aromas rutales en "inos. El &cido cítrico es ampliamente utili'ado en la industria de alimentos para la producci(n de bebidas no alco)(licas! sales eer"escentes y medicinas! para el plateado de espe4os y como aditi"o en las tintas. El 88B del &cido cítrico mundial es producido por ermentaci(n con al#unas bacterias y )on#os. Asper#illus ni#er! A. Hentii! A. cla"atus! %enicillium citrinum y ucor piriormis son microor#anismos típicos usados en su producci(n )assempour et al.! =>>>D/ se estudia si la #lucosa y ructosa obtenidas por )idr(lisis de la sacarosa son uentes de carbono equi"alentes para Asper#illus ni#er! concluyendo que la utili'aci(n de la ructosa es in)ibida por concentraciones ele"adas de &cido cítrico y que esto est& li#ado probablemente con la intererencia del &cido cítrico en el sistema de transporte de la ructosa. En el traba4o de S&nc)e' et al. =>>D/ se describe una alternati"a dierente para la producci(n de &cido cítrico a partir del suero de la lec)e! en culti"o sumer#ido con )on#os del #énero Asper#illus sp! con miras al apro"ec)amiento de este subproducto que es uno de los principales desec)os de la industria l&ctea. Los autores concluyen que este medio de culti"o proporciona los nutrientes necesarios para el desarrollo del )on#o así como para la biosíntesis de &cido cítrico! aunque A. ni#er no asimila adecuadamente la lactosa del suero de lec)e. Este &cido se puede determinar mediante an&lisis #ra"imétricos! cromato#raía de #ases! espectometría de masas! potenciometría y biosensores! siendo la M%LC y métodos espectrootométricos los m&s utili'ados )assempour et al.! =>>>D/. La especie eotric)um candidum es i#ualmente utili'ada en la industria quesera debido a la producci(n de sabores sulurados asociados con la producci(n de metan0etiol ,L/. 7er#er et al. 1888/ encontraron que culti"ando el )on#o en medio %JA y posteriormente en un medio líquido de queso! se produce ,L y otros deri"ados como tioacetato de Smetilo! tiobutarato de S0 metilo! trisulito de dimetilo entre otros! los cuales son anali'ados por cromato#raía de #ases y espectrootometría de masas. ,ambién se anali'( que el
uso de esta cepa 4unto con %enicillium camemberti coniere un sabor m&s típico que el obtenido s(lo con . candidum. 2tro )on#o utili'ado en asociaci(n con %. camemberti! es %enicillium caseiul"um! culti"ado y ermentado en medio C'ape! mediante el cual se lo#ra etraer compuestos sulurados entre los que se encuentran$ =0metil010propanol! =0 pentanona! <0metil010butanol! =0)eptanona y =0 undecanona principalmente 2steneld 1888/. %ar 1888/! en su artículo conirma lo presentado por 2steneld! 1888/! se:alando que %. roqueortii utili'ado en la elaboraci(n del queso a'ul! también produce =0 alcanonas! estos compuestos son etraí0 dos de microc&psulas que contienen las esporas del )on#o y posteriormente son anali'ados por cromato#raía de #ases. En el traba4o de Lomascolo et al. =>>>/ reali'ado en el Laboratorio de 7iotecnolo#ía de los C)ampi:ones y el Centro Superior de 7iotecnolo#ía de *rancia! se considera que el uso biotecnol(#ico de )on#os ilamentosos para producir sabores )a adquirido #ran interés! ya que estos sabores son deinidos como naturales y considerando el incremento de la producci(n de sabores por procesos biotecnol(#icos se orece una alternati"a "iable como uente de di"ersas sustancias. La "ainillina es obtenida usando )on#os con )abilidades complementarias de biocon"ersi(n como Asper#illus ni#er que transorma el &cido er+lico a &cido "ainílico y! %)aneroc)aete cinnabarinus y %. c)rysosporium que transorman el &cido "ainílico a "ainillina! lo#rando recuperar m&s de =>> m# de "ainillina Lomascolo et al.! =>>>/. %rieert et al. =>>1/ coinciden con Lomascolo et al. =>>>/ en que A. ni#er inter"iene en la biocon"ersi(n del &cido er+lico! en este estudio A. ni#er produce <.5 #;l de &cido "ainilíco! %)anaeroc)aete c)rysosporium produce >.5=F #;l de "ainillina y %. cinnabarinus >.DF1 #;l de la misma. Los metabolitos producidos por )on#os se#uir&n abriéndose paso en el mercado! ya que numerosos estudios acreditan su eecti"idad lo#rando competir con las sustancias sinteti'adas químicamente en calidad y aportando si#niicati"amente en la disminuci(n de la contaminaci(n ambiental
eerencias IRS! 3.- 7EE! . 1889. 7iotec)nolo#ical production o la"ors and ra#ances. Appl icrob and 7iotec) D8$ 10F. 72RRARE! %.- JIAR! A.- LA,ASSE! A.- *E2R! .- IRIES! C.- J3ARJ! A.LE Q3EE! L. 1889. %roduction o 50pentyl0alapyrone by ,ric)oderma sp. rom "e#etable oils. ournal o 7iotec)ecnolo#y @5$1D<01@>. %AL2AES! . =>>> ecuperaci(n de aromas mediante sistemas de etracci(n de dos ases acuosas. ,ranserencia 1.
7L3EE! T. =>><. Inte#rated bioprocess or en)anced production o natural la"ors and ra#rances by Ceratocystis monilormis. International 4ournal o ood microbiolo#y F5$ 110==. E,SCMARR! .- 7L3EE! T.- SELL! J. and SCMAJE! . =>>= 7iotec)nolo#ical production o =0p)enylet)anol. Appl icrob 7iotec). @8$ 10F. MASSE%23! A.- ASM23I! R.- AII! A. =>><. Jetermination o citric acid in ermentation media by pyrrolyis mass spectrometry. Anal Appl %yrrolysis 9>$ =@10@51. 7IU32C! .- LEJA2TICU! S. =>>D. ,)e inetics o simultaneous #lucose and ructose uptae and product ormation by Asper#illus ni#er in citric acid ermentation. %rocess 7ioc)em <8$ ==510==5F. S,EERSA! A.- JIC! .- ME%ERI3S! . =>>@. Saety e"aluation o p)osp)odieterase deri"ed rom Lepto#rap)ium procerum. *ood and c)emical toicolo#y D<$ 1@59. 7EE! C! MAR! .- 2LIAJ %.- A,IR R.- S%IRRLE! M. 1888. %roduction o sulur la"ors by ten strains o eotric)um candidum. Applied and En"ironmental icrobiolo#y @@1>0@@1D. 2S,ER*ELJ! ,. 1888. Volatile la"our production by %enicillium caseiul"um. Internat. Jairy ournal F$ FF<0FF9. %A! 2. 1888. %roduction o la"our etones in aqueous or#anic tHo p)ases systems by usin# ree and microencapsulated un#al spores as biocatalyst. ,rends and biotec)nol 19$ =F=0=F8. L2ASC2L2! A.- S,ER,ELAIE! C.- AS,ME! .- LESAE! L. =>>>. 7asidiomycetes as neH biotec)nolo#ical tools to #enerate natural aromatic la"ours or t)e ood industry. En'yme and microb! tec)nol =5$ =<@0<1D. %IE*E,! M.- A7ERM2S,! .- S,EIR73CMEL! A. =>>1. 7iotec)nolo#ical production o "ainillin. Appl icrob 7iotec) @5$ =850<1D.
