Patatas fritas del Sr. Maillard

2014/10/01 Lopez-Gazpio, Josu - EHUko Kimika Aplikatua Saileko ikertzailea Iturria: Elhuyar aldizkaria

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Tenemos importantes grupos de reacciones que pueden provocar cambios químicos en los alimentos, como es el caso de nuestra patata frita en aceite. Como consecuencia de estos procesos químicos, los alimentos adquieren un color amarillo-marrón y son muy habituales en ciertos alimentos. Los procesos de arrastre se clasifican en dos grandes grupos: por un lado, los cuidados enzimáticos y, por otro, los cuidados no enzimáticos. A su vez, entre los procesos de atención no enzimática se distinguen dos grupos de procesos: la caramelización y la reacción Maillard.

Atención enzimática

El cuidado enzimático se produce principalmente en frutas y hortalizas y es el responsable del color pardo que adquieren estos alimentos. Manzanas, plátanos, peras, lechugas, champiñones, etc., adquieren este color marrón tan conocido por sus procesos enzimáticos de arrastre. Se suele decir que la fruta se ha oxidado y es así, ya que cuando se produce la deposición enzimática, los compuestos fenólicos que contiene el alimento se oxidan mediante la enzima denominada polifenoloxidasa. Esta oxidación es debida al oxígeno atmosférico y las enzimas aceleran la reacción. Normalmente, para que se produzca una atención enzimática, el alimento debe sufrir un daño, por ejemplo, cuando cortamos una manzana o cuando un plátano toma un golpe. Las células se rompen como consecuencia de este daño y comienzan a reaccionar polifenoles y polifenoloxidasas, inicialmente bien separados. Las reacciones catalizadas enzimáticamente provocan la transformación de compuestos fenólicos y la obtención de pigmentos de color pardo, como la melanina.

Caramelización

En ocasiones, las reacciones de remate no son reacciones adversas, son procesos intencionados en la preparación de alimentos, como la caramelización. La caramelización es un proceso de remate no enzimático que se debe a la pirólisis de los azúcares. El calentamiento de los azúcares, como la sacarosa, por encima del punto de fusión, da lugar a una serie de reacciones que dan lugar a la aparición de pigmentos pardos y compuestos aromáticos como furanos, furanonas y lactonas. En el proceso de calentamiento se obtienen inicialmente colores amarillo-rojizos, después pardos y, si se calientan más los azúcares, se obtienen colores negros. Las reacciones que intervienen en el proceso son bastante complejas y aunque no se conocen con exactitud, los grupos de reacción más importantes son los procesos de isomerización y deshidratación de los azúcares.

Reacción maillard

La reacción maillard --o reacciones, por ser propiamente un grupo de reacciones- es un proceso de remate no enzimático, resultado de reacciones realmente interesantes. Hace más de cien años, en 1912, estas reacciones fueron investigadas por primera vez por el químico y físico francés Louis Camille Maillard. Maillard investigó las reacciones derivadas de los procesos de calentamiento entre aminoácidos y azúcares. Según él, entre estos compuestos había alguna reacción específica que hacía aparecer el color marrón pardo de los alimentos. Maillard denominó melanoidina a los compuestos químicos que se formaban junto con el cuidado y trató de estudiar sus mecanismos de generación por su importancia para la salud.

El señor Louis Camille no estaba equivocado, ya que los aminoácidos y azúcares necesarios para que se produzca la reacción de Maillard son compuestos muy abundantes en los alimentos: los primeros -las proteínas son largas cadenas de aminoácidos - y los segundos -almidón, glucosa, lactosa, sacarosa y abar-- en los hidratos de carbono. Además, durante la preparación de la comida, los alimentos que contienen este tipo de compuestos sufren a menudo procesos de alta temperatura. La reacción Maillard es la responsable del color pardo que aparece al quemar pescado y carne. Y no sólo en ellos, la reacción Maillard es muy común en muchos otros alimentos: pan tostado, bollería, patatas fritas, café tostado, cerveza tinto, pizza, galletas, cereales, etc.

Aunque la reacción Maillard se da por todas partes, desde el punto de vista químico es un conjunto de reacciones complejas. Tras la investigación de Maillard tuvieron que pasar más de cuarenta años. Hasta que Hodge realizó una primera descripción exhaustiva del proceso. A pesar de que todavía no se conocen exhaustivamente todas las reacciones que intervienen en el proceso de arrastre, se han dado pasos interesantes para comprender la reacción Maillard.

La reacción Maillard no sólo interviene en el proceso de arrastre, sino que es la respuesta que produce compuestos químicos que tienen una influencia fundamental en el sabor y el olor de los alimentos. Desde el punto de vista químico, la reacción consta de tres fases. En una primera fase, el grupo carbonilo de un azúcar reacciona con el grupo amino de un aminoácido para suministrar agua y glicosilaminas inestables. En la siguiente fase, las glicosilaminas sufren la llamada reorganización de Amador, lo que da lugar a la formación de varias cetosaminas, entre otras. En la tercera fase, las cetosaminas y otras moléculas sufren un enorme grupo de reacciones --adiciones, reorganizaciones, polimerizaciones, etc.- y se forman numerosos compuestos que modifican las propiedades de los alimentos. Entre ellos, en los alimentos aparecen compuestos buenos para la salud, como las melanoidinas, y otros menos buenos, como las aminas heterocíclicas y la acrilamida.

Acrilamida en todas partes

El efecto sobre la salud de los subproductos de la reacción Maillard es un campo de gran importancia en la química de los alimentos, siendo probablemente el caso más conocido el de la acrilamida. Acrilamida es un compuesto orgánico del grupo de amidas que, además de ser una sustancia neurotóxica, la Agencia Internacional para la Investigación del Cáncer --IARC - ha clasificado la acrilamida como un generador de cáncer de grupo 2A desde 1994, es decir, un generador de cáncer probable como humano.

La preocupación por la acrilamida surgió tras una investigación realizada en Suecia, a raíz de un descubrimiento por casualidad. En 1997, con motivo de las obras del túnel de Hallandsamets, los animales obreros y vecinos sufrieron una intoxicación por acrilamida. Al ser el origen de la acrilamida uno de los productos utilizados para sellar las grietas del túnel, se le solicitó la investigación de los niveles de acrilamida de los trabajadores del túnel en la Universidad de Estocolmo, M. Törnqvist. Como es habitual en este tipo de investigaciones, comparó el grado de acrilamida de los trabajadores con un grupo de control. Este grupo de control era una población que no tuvo contacto con el producto utilizado en el túnel, pero la sorpresa de los investigadores era que la sangre de los miembros del equipo de control presentaba una preocupante concentración de acrilamida.

Las conclusiones de este estudio fueron publicadas en 2002 y desde entonces se han publicado numerosos artículos científicos sobre la presencia de la acrilamida. Hoy en día se sabe que Maillard aparece como subproducto de la reacción en muchos alimentos procesados a temperaturas relativamente altas, es decir, debido al proceso de raspado. Para que aparezca la acrilamida, entre los azúcares y el aminoácido llamado asparagina debe producirse una reacción Maillard. Cuando este cóctel químico se procesa a alta temperatura --que puede ser en una sartén doméstica-, el alimento tendrá acrilamida y su concentración suele ser de 30-1.350 ?g/kg. Sin embargo, este valor depende del tipo de alimento, de la temperatura de preparación del alimento, etc. En general, la producción de acrilamida comienza por encima de los 120 ºC, con una tasa de producción máxima de 160 a 180 ºC. Como consecuencia de la reacción Maillard, en general, tomamos entre 0,3 y 4 ?g por kilogramo y día de peso corporal, según la Organización Internacional de la Salud. El problema es que quizá sea éste el que más pánico ha producido, que el alimento con mayores concentraciones de acrilamida es un plato típico que nos gusta a muchos: las patatas fritas.

En el caso de la patata, el aminoácido libre más abundante es la asparagina --93,9 mg de 100 grs- y el azúcar glucosa --el almidón es una cadena gigante de glucosa-, por lo que los dos componentes que permiten la reacción de Maillard están presentes. Además, la temperatura de reacción Maillard se emplea en la fritura de las patatas, por lo que la concentración de acrilamida de este alimento suele rondar los 400-1.200 ?g/kg. El lector encontrará información detallada en el estudio de la bibliografía Medeiros Vinci y sus compañeros. Sin embargo, y simplificando las cuentas, 150 g de patatas fritas son suficientes para superar la cantidad segura de acrilamida que se puede tomar al día.

Entonces, ¿qué comer?

A medida que se avanza en las técnicas analíticas instrumentales, cada vez son más los compuestos detectables en los alimentos y, además, somos capaces de localizarlos en concentraciones cada vez menores. La decisión personal es preparar patatas fritas marrones o blandas, chuleta bien tostada o no, etc., pero evitar la reacción de Maillard es difícil, ya que para ello tendríamos que excluir de la dieta productos como patatas fritas, café, pescado y carne asada, pan tostado y otros muchos alimentos que sufren procesos de raspado. En cualquier caso, las concentraciones de compuestos tóxicos son realmente bajas y la alternativa que queda es no comer, y es evidente que sus efectos son más graves.

Por último, aunque actualmente la quimiofobia está muy extendida, hay que tener en cuenta que la acrilamida --y otros ejemplos como la hidroximetilfurfurfural- no es uno de estos compuestos químicos sintéticos maliciosos. Las patatas fritas preparadas con las patatas más ecológicas y naturales sufrirán la reacción de Maillard y tendremos preparada la ración de acrilamida, todo ello de forma natural.

Bibliografía

Agradecimiento

Gracias al Departamento de Educación, Política Lingüística y Cultura del Gobierno Vasco por su colaboración con la beca predoctoral.