QUÍMICA DE LÍPIDOS.pdf - UNAM

UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO
CCH NAUCALPAN - FACULTAD DE QUÍMICA-SEA-CAD
DIPLOMADO: DIDÁCTICA DE LA QUÍMICA EN EL BACHILLERATO
Módulo V: La química básica de las Biomoléculas
http://www.cneq.unam.mx/
QUÍMICA DE LÍPIDOS
Víctor Manuel Fabián Farías
La palabra Lípido proviene del griego lipos, que significa grasa y que por
conveniencia se establece que son todas aquellas sustancias orgánicas que son
insolubles en agua, también se acepta la definición que menciona que los lípidos
son derivados, reales o potenciales, de ácidos grasos y sustancias relacionadas.
Otra acepción bastante utilizada de los lípido es aquella que los define como
esteres de ácidos grasos; aquí cabe mencionar la importancia que tienen los
ácidos graso en los lípidos ya que son precisamente estos los que le diferencian a
unos de otros en relación de la fuente de la que provienen, así la relación y tipo de
ácidos grasos, en alguna ubicación determinada, es lo que hace diferente al aceite
de coco, del de linaza o del de cacao.
En el aspecto biológico los lípidos forman parte de las membranas celulares
y de los sistemas de transporte de muchos nutrimentos no solubles en agua o
liposolubles, también algunos lípidos actúan como transportadores de vitaminas y
hormonas, algunos otros son pigmentos, así mismo tiene la función de mantener
constante la temperatura corporal al ser pobres conductores del calor, son fuente
de energía al ser degradados mediante la beta oxidación (cada gramo genera
9Kcal), además de aportar ácidos grasos esenciales en la dieta diaria.
En los alimentos los lípidos confieren a estos varias características
funcionales como son sabores propios y bien definidos, influyen
considerablemente en la textura, también les confieren otras características
funcionales a los productos de repostería como pueden ser la formación de
micelas sólido-aire que la dan el carácter esponjado a este grupo de alimentos.
Por otro lado, los lípidos son susceptibles a sufrir varios cambios químicos
debido a la reactividad que presentan con otros compuestos químicos tales como
carbohidratos ó proteínas, o con diversos factores físicos tales como la luz,
radiaciones o calor; muestra de ello son las reacciones de oxidación que sufren y
que puede conferirles, dependiendo el grado de avance de la reacción,
características organolépticas y funcionales no deseables a los alimentos.
Dentro de las reacciones químicas que pueden sufrir los lípidos en los
alimentos las podemos agrupar básicamente en dos:
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LIPÓLISIS:
Producida por acción enzimática (lipasas) o por calentamiento en presencia
de agua dando como resultado la ruptura del enlace ester de los
triacilglicéridos liberando a los ácidos grasos que lo conformaban; esta
reacción da como resultado la rancidez hidrolítica que genera los aromas
característicos de la leche cruda. En contraparte, en algunos casos como
en los quesos madurados, se adicionan lipasas de origen microbiano o
lácteo para producir el aroma peculiar de este tipo de quesos; así mismo se
utiliza la lipólisis controlada en la elaboración de otros alimentos como en el
yogur o el pan.
Actualmente la tecnología alimentaria se aprovecha del conocimiento que
tiene de la enzimas causantes de la lipólisis, y sobretodo de su
esterereoespecificidad reflejada en su afinidad para liberar tal o cual ácido
graso ubicado en una posición específica de los triacilglicéridos, para que
mediante procesos conocidos como interesterificación y transesterificación
generar lípidos de alto valor agregado a partir de lípidos de bajo valor
comercial.
Como ejemplo de la repercusión que tienen las reacciones de lipólisis,
tenemos la fritura de los alimentos en donde se originan diferentes cambios
fisicoquímicos en los cuales tiene una gran participación los lípidos, como
es el aumento en la concentración de ácidos grasos a lo largo del proceso
de fritura que esta generalmente asociada a una disminución en el punto de
humo y de la tensión superficial del aceite con que se esta friendo el
alimento, así mismo se generan compuestos volátiles producto de las
reacciones de lipoxidación y lipólisis que producen sabores y olores
característicos de la rancidez lipolítica tales como ácidos grasos de bajo
peso molecular, aldehídos, entre otros compuestos..
AUTOXIDACIÓN:
Reacción química que es provocada por un agente oxidante, como el
oxígeno, el cual ataca a los ácidos grasos insaturados en sus dobles
enlaces produciendo compuestos que generan la llamada rancidez
oxidativa. Existen varios factores que propician y aceleran la reacción de
oxidación, tales como la luz, concentración de oxígeno, tipo de ácido graso
en especial en lo referente a la cantidad de instauraciones o la presencia de
metales que actúen como catalizadores de la reacción.
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Se tienen pruebas de que la reacción de oxidación lipídica se realiza vía
radicales libres, iniciada por la excitación de la molécula de oxígeno para
que pase del estado triplete al singulete pudiéndose generar por la
presencia de luz o algún otro tipo de energía radiante, pudiendo en esta
forma excitada el oxígeno atacar a el carbono vecino a la doble ligadura
produciendo un radical lipoperóxido dándose así la primera reacción,
conocida como reacción de iniciación del mecanismo vía radicales libres; en
las reacciones de propagación se generan, como es conocido, más
radicales libres producto de que reaccione un radical libre con alguna otra
molécula que no es un radical, además de generar diferentes compuestos
que propician olores y sabores característicos de este proceso; como última
parte de estas reacciones de radicales libres se dan las de terminación
acaecidas, cuando reaccionan entre si dos radicales produciendo un
compuesto estable.
Un panorama de la cantidad y tipo de productos que se generan por medio
de este conjunto de reacciones se puede ver esquematizado en la Figura
17 (pág. 4).
Debido a este proceso se generan compuestos, que como ya se dijo,
imparten al producto características organolépticas y fisicoquímicas que
pueden no ser convenientes, como ejemplo de ello tenemos la formación de
malonaldehído el cual sirve como indicador de que tan avanzado va el
proceso de oxidación, al aplicársele a la muestra de lípidos el análisis del
ácido tiobarbitúrico (TBA) que da como resultado un compuesto colorido
que puede ser determinado cuantitativamente por espectroscopia. Así
mismo se pueden generar otros aldehídos, cetonas, hidrocarburos, ácidos,
epóxidos, alcoholes e incluso polímeros (formados por la reacción entre
radicales libres como lipoperóxidos) y compuestos cíclicos mediante las
reacciones de cicloadición, específicamente electrocíclicas, tipo Diels Alder.
Algunos de estos compuestos generados durante las reacciones de
lipoxidación pueden reaccionar con otros para dar origen a compuestos
cromóforos que se determinan por espectroscopia y que sirven como
indicadores de la calidad del producto como son las pruebas de Kreis o
oxirano, índice de anisidina, e incluso la fluorescencia.
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Por otro lado es indispensable para los tecnólogos en alimentos el evaluar la
calidad de los lípidos y no solo su grado de descomposición, para ello existen
pruebas que pueden ser colorimétricas o de otro tipo para medir la calidad de un
aceite o grasa, entre las más comúnmente utilizadas encontramos a las
siguientes:
Índice de yodo: determinado como el número de gramos de yodo que
reaccionan con 1 gramo de lípidos, y es una medida del proceso de
instauraciones que contienen los aceites y las grasas.
Índice de saponificación: es el peso en miligramos de KOH que se requiere
para saponificar completamente 1 gramo de grasa, este índice es
inversamente proporcional al peso molecular promedio de los ácidos
grasos.
Temperatura o punto de fusión: dado que los aceites son en realidad una
mezcla de varios triacilglicéridos con proporciones diferentes de ácidos
grasos, y dado que cada uno de estos tiene un punto de fusión propio, el
punto de fusión en los lípidos en realidad es un intervalo de temperaturas y
no un valor específico. Es muy importante conocer esta temperatura de
fusión ya que con base en esta se determina el uso que se le dará a tal o
cual aceite.
Punto de humo: es la temperatura a la cual se generan productos de
descomposición a tal grado que los hace visibles.
Prueba de frío: se aplica para determinar la eficiencia del proceso de
hibernación, nos indica el tiempo en el cual un aceite o grasa se enturbia al
mantenerlo a una temperatura de 0°C, a mayor concentración de
triacilglicéridos de alto punto de fusión más rápidamente se presentará este
fenómeno.
Nota: no se repiten las pruebas colorimétricas dado que ya se mencionaron dentro
del apartado de reacción de lipólisis y autoxidación
Las grasas y aceites provienen de diversas fuentes como son los animales
y las platas; en el primer caso estas se encuentran concentradas en el tejido
adiposo del animal por lo que es necesario aplicar un proceso térmico para romper
las células y poder extraer así los lípidos, en el caso de aceites vegetales se
obtiene a partir de semillas de oleaginosas por lo que es necesario realizar un
prensado o extracción de los aceites mediante disolventes adecuados como
hexano,, o incluso hacer la combinación de prensado y extracción con solventes
para así recuperar el aceite de estas semillas de plantas.
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Una vez obtenido el aceite este cuenta con variadas impurezas que son
necesarias extraer dado que pueden ser perjudiciales para la calidad
organoléptica, incluso estas impurezas pueden generar deterioro a los lípidos
extraídos; a este proceso de proceso de eliminar las impurezas se le conoce como
refinación o purificación. Dada la importancia de cada paso que implica este
procesado de los lípidos se describen a continuación los más importantes:
Sedimentación y desgomado: en este paso se calienta la muestra y se deja
en reposo para lograr la separación de la fase acuosa de la fase orgánica,
en la fase acuosa se extraen proteínas, fosfolípidos y carbohidratos que
pueden propiciar y/ó acelerar las reacciones de lipólisis y autoxidación.
Cuando la muestra contiene altas cantidades de fosfolípidos se realiza el
desgomado, consistente en añadir del 2-3 % agua, calentar a 50°C y
después dejar decantar o centrifugar para extraer en la fase acuosa este
exceso de fosfolípidos ya hidratados.
Neutralización: aquí se trata a la muestra con una cantidad apropiada de
sosa cáustica para eliminar los ácidos grasos libres mediante la separación
de la fase orgánica d la fase acuosa, en la fase acuosa van los ácidos
grasos libres así como algunos fosfolípidos y materia colorida. Esta fase
acuosa es útil para fabricar jabón.
Blanqueado: el objetivo en esta parte del proceso es la eliminación de la
materia colorida que puede dar lugar a reacciones y colores indeseables, se
trata a la muestra de aceites con adsorbentes apropiados como tierra de
diatomeas, carbón activado y/ó bentonitas; el proceso se realiza mediante
calentamiento a una temperatura aproximada de 85°C. Mediante este paso
no solo se adsorben materia colorida, también se extraen fosfolípidos y
algunos otros productos de la oxidación.
Desodorización: la materia odorífera indeseable es elimina mediante una
destilación en corriente de vapor a presión reducida, algunas veces se
añade ácido cítrico para secuestrar las trazas de metales que pueden
actuar como catalizadores de la reacción de oxidación de los lípidos.
Hibernación: este proceso es también conocido como enfriamiento o
“winterización” cuyo objetivo es eliminar los ácidos grasos de alto punto de
fusión que generan opalescencia a las grasas durante el enfriamiento,
generando una apariencia indeseable.
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