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ОглавлениеMoléculas nutritivas y sabrosas
1. Moléculas nutritivas y sabrosas
Tanto los alimentos como nuestros cuerpos están hechos por moléculas y por eso es fundamental que las conozcamos con nombre y apellido. Es cierto que a veces incomoda la nomenclatura química, pero actualmente no hay manera de soslayarla: hablamos de ácidos grasos “trans”, de dioxinas y de antioxidantes. Nos aprestamos a conocer los ladrillos de las estructuras de los alimentos en sus múltiples facetas.
1.1. Comemos moléculas y eso somos
Suele decirse que somos lo que comemos y desde el punto de vista químico esto es correcto pues estamos formados fundamentalmente por moléculas que provienen de los alimentos que consumimos (figura 1.1). Apreciamos la intimidad de los alimentos en la boca y la nariz y durante la digestión los reducimos a moléculas sencillas, las cuales son absorbidas y transportadas hacia los distintos tejidos. Las células ensambladas en un gran Lego que es nuestro cuerpo, crean a partir de ellas fábricas químicas en miniatura llamadas organelos que permiten su funcionamiento. Pero tal como un automóvil, no somos sólo chasis y carrocería, sino que también necesitamos energía para realizar nuestras actividades y mantener la vida, y esta proviene de la oxidación de ciertas moléculas. Hay algunas moléculas que no podemos sintetizar a partir de otras y necesariamente deben estar en nuestra dieta: los minerales, algunas vitaminas, aminoácidos y ácidos grasos. De hecho, compramos suplementos nutricionales que contienen moléculas que consideramos no están en la proporción adecuada en los alimentos. Veremos más adelante que no todas las moléculas en los alimentos son beneficiosas para nuestra salud.
FIGURA 1.1. Los tejidos y fluidos corporales están formados por moléculas.
La cadena del flujo de moléculas parte en el Sol y continúa en nuestro planeta con la captación de energía solar por las plantas. Menos del 1% de la energía solar que incide sobre la Tierra es capturada por la clorofila de las plantas (junto a algas y algunas bacterias) en un proceso que se denomina fotosíntesis y es guardada en forma de moléculas que constituyen la biomasa. La transformación de dióxido de carbono y agua mediada por la energía solar en azúcares y oxígeno que se libera a la atmósfera, procede de acuerdo a la ecuación:
nCO2 + nH2O + energía → (CH2O)n + nO2
De aquí se derivan las cadenas de alimentos que permiten nuestra vida. La mayoría de las moléculas en las comidas fueron en algún momento moléculas de otros organismos, lo que nos convierte en seres heterótrofos, nos alimentamos de otros. Una vez dentro de las células, las mitocondrias hacen la tarea inversa y usan los azúcares y el oxígeno para generar la energía que sustenta la síntesis o desdoblamiento de todas las moléculas que permiten el funcionamiento de los seres humanos lo que se denomina metabolismo. De lo anterior se puede desprender tres cosas importantes para lo que sigue a continuación. Lo primero es la dependencia de otros organismos con quienes compartimos el medioambiente para nuestra supervivencia; en segundo lugar está el hecho que las moléculas que necesitamos vienen de estructuras organizadas; y tercero, por más que se desee, no se puede obviar la naturaleza química que conlleva nuestra alimentación, pues en lo corporal somos un arreglo de moléculas. Y aquí viene el primer problema a enfrentar. Si lo que ve nuestro organismo son moléculas ¿hace diferencia que una molécula de ácido ascórbico venga de una tableta efervescente producida por una industria farmacéutica o esté en el jugo de una naranja? Esta pregunta no es menor, pues es la base de la controversia entre alimentos naturales y aquellos artificiales o sintéticos. Este es tema para más adelante, pues requiere de cierto “calentamiento” previo.
1.2. Los bloques de la construcción
La naturaleza molecular de los alimentos y el rol de las moléculas en la fisiología y nutrición humana obliga a tratar el tema de la química, aunque sea muy superficialmente. La sección que sigue es una introducción muy general al vocabulario asociado a las principales moléculas que aparecerán más adelante y es un tributo a los químicos del siglo XIX, que dieron origen a la bromatología (del griego broma = alimento) o la química de los alimentos. Los primeros grupos de moléculas estudiadas fueron a la larga los más importantes, y corresponden a las proteínas, los lípidos y los carbohidratos que aparecen o debieran aparecer en la información nutricional de todo alimento envasado que pasa por nuestras manos.
Las proteínas son macromoléculas o polímeros (moléculas largas) constituidos por la unión de muchas unidades pequeñas (monómeros) que se denominan aminoácidos.1 En las proteínas alimentarias existen 22 aminoácidos que poseen en sus estructuras un grupo amino (-NH2) y un grupo ácido (-COOH). Nueve de ellos (histidina, lisina, metionina, triptófano, treonina, fenilalanina, isoleucina, leucina y valina) se denominan aminoácidos esenciales pues no pueden ser sintetizados por los humanos. El número de aminoácidos en una proteína puede ir desde unos pocos (como en los péptidos), a cientos (como en las proteínas del suero de la leche) o hasta varios miles (como en la caseína de la leche). La secuencia de los diferentes aminoácidos determina el plegamiento de la cadena proteínica en el espacio y su asociación en estructuras más complejas, y por ende muchas de sus propiedades fisicoquímicas y biológicas. Las proteínas en la naturaleza adoptan una conformación espacial o estructura nativa y así algunas aparecen enrolladas como un ovillo de lana y se denominan proteínas globulares, mientras otras permanecen extendidas y se conocen como proteínas fibrilares. Es común que cuando a las proteínas se las cambia de ambiente, como al subir la temperatura (calentamiento) o agregarles ácido (cambio de pH), se denaturen y adquieran otras características y propiedades. Las enzimas son proteínas que aceleran algunas reacciones químicas muy específicas (catalizadores), como por ejemplo, la papaína usada para el ablandamiento de carnes. Las moléculas que hoy denominamos vitaminas no son “aminas” para la vida, como lo sugiere su nombre erróneamente asignado en 1912 por su descubridor, el bioquímico polaco Casimir Funk.
Los lípidos son un grupo variado de moléculas que tienen la característica peculiar de ser insolubles en agua. Los lípidos más abundantes en alimentos se conocen como grasas y aceites, y contienen moléculas llamadas ácidos grasos (AG), donde el monómero CH2 se repite hasta más de 20 veces en una cadena que termina en un grupo ácido (-COOH).2 La mayoría de las grasas y aceites son en realidad triglicéridos (también llamados triacilglicéridos) donde tres AG se encuentran unidos a una molécula de glicerol y penden de ella dando formas de triglicéridos conocidas como “tenedor” o “silla”, que adquieren gran importancia al momento que estos solidifican (sección 3.9). También existen los monoglicéridos y los diglicéridos que contienen sólo uno o dos AG, respectivamente. El tipo de AG es responsable de que una grasa sea insaturada o saturada, dependiendo si existe o no un doble enlace uniendo a dos monómeros en la cadena del AG. Las grasas saturadas son normalmente más sólidas a una temperatura dada que las grasas insaturadas. En los aceites insaturados se puede transformar un doble enlace en un enlace simple agregando átomos de hidrógeno (hidrogenación), con lo que se consigue una grasa que se derrite a temperaturas más altas, como se necesita en las margarinas. El inserto 1.1 describe la terminología usada para referirse a los AG insaturados. Una de las propiedades más destacables de los aceites y grasas es que no se mezclan con el agua, más bien la odian y padecen de hidrofobicidad. También pueden alcanzar temperaturas de hasta 190ºC sin descomponerse, lo que los hace aptos para freír un alimento en un líquido caliente. Entre los lípidos con relevancia tecnológica están también los fosfolípidos como la lecitina, que son moléculas parecidas a los ácidos grasos, que tienen una cabeza polar (cargada eléctricamente) seguida de una larga cola apolar (sin carga eléctrica). Por lo tanto, estas moléculas se sienten bien en las interfases donde coinciden el agua con el aceite o el aire (como las emulsiones y las espumas, respectivamente), y sumergen la cabeza polar en la fase acuosa, extendiendo su cola hacia la fase oleosa o el aire. Los fosfolípidos son componentes fundamentales de las membranas biológicas en que se disponen en dos capas con las cabezas polares hacia el exterior acuoso y las colas apolares escondidas en el centro.
INSERTO 1.1. Breve glosario de la terminología usada para ciertos ácidos grasos (AG) insaturados y moléculas relacionadas que se encuentran en los alimentos. Siguiendo a una letra C, se especifica el número de átomos de carbono y de dobles enlaces, por ejemplo, C20:5.
Ácidos grasos poliinsaturados. En inglés se conocen como PUFAs y son AG que contienen más de un doble enlace en la cadena. Otorgan beneficios saludables en la prevención de enfermedades coronarias, hipertensión, y en el desarrollo y crecimiento del cerebro.
Ácidos grasos poliinsaturados de cadena larga (AGPICL). Los AGPICL omega-3 (como el C18:3, α-linolénico) y los AGPICL omega-6 (como el C18:2, linoleico) se consideran esenciales y deben ser proporcionados por la dieta, puesto que el cuerpo humano no es capaz de sintetizarlos; el ácido α-linolénico se puede convertir en EPA y DHA. Dietas altas en AGPICL omega-6 no son recomendables. Omega-3 y omega-6 se refiere a la posición del doble enlace en la cadena.
Ácidos grasos poliinsaturados de cadenas muy largas. El EPA (C20:5, eicosapentaenoico) y el DHA (C22:6, docosahexaenoico) se consideran valiosos desde el punto de vista fisiológico y nutricional. Buenas fuentes son los pescados y las microalgas.
Ácido linoleico conjugado (CLA, en inglés). Son variaciones del ácido linoleico que tienen enlaces dobles cis y trans en posiciones C:9 y C:11. Se invoca que reduce la grasa corporal, aumenta la masa muscular y reduce los niveles de colesterol y triglicéridos en la sangre. Se encuentran en la leche, quesos y carnes.
Ácidos grasos trans. Los AG trans son del tipo insaturado, con al menos un doble enlace que produce un doblez en la cadena distinto (trans) al que ocurre naturalmente en los aceites (cis). Se forman durante la hidrogenación parcial de aceites vegetales líquidos para hacerlos semisólidos, y usarlos en la confección de margarina o grasas de fritura. Las grasas que contienen AG trans disminuyen el HDL o “colesterol bueno” y aumentan el riesgo de enfermedades cardiovasculares (ECV).
Tocoferoles. También se conocen como vitamina E y desarrollan una actividad antioxidante. Están presentes en oleaginosas, vegetales de hoja y en la zanahoria.
Esteroles y estanoles. También conocidos como fitoesteroles y fitoestanoles cuando son derivados de plantas, son estructuralmente distintos de otros lípidos y más parecidos al colesterol. Se sostiene que son beneficiosos como antioxidantes y por sus efectos hipolipidémicos (reducen el nivel de colesterol en la sangre).
Lipoproteínas plasmáticas. Son macromoléculas complejas de proteínas y lípidos que permiten a estos últimos ser transportados en la sangre (que es un medio acuoso). Existen las HDL (lipoproteínas de alta densidad) que remueven colesterol y las LDL (lipoproteínas de baja densidad) que pueden contribuir a la formación de placas en las arterias (aterosclerosis).
Los carbohidratos son moléculas abundantes y baratas, cuyo nombre sugiere una composición del tipo Cx(H2O)y que sólo es válida como fórmula pues no contienen agua. En bioquímica se conoce como azúcar (del griego saccharum) a una molécula donde x e y valen 6 ó 12. Los carbohidratos comprenden moléculas pequeñas, como los monosacáridos (por ejemplo, la glucosa, presente abundantemente en plantas y en nuestro cuerpo, y el azúcar fructosa de la miel) y disacáridos (por ejemplo, sacarosa o azúcar de mesa, cuya molécula está formada por la unión de glucosa y fructosa, y la lactosa de la leche, formada por galactosa y glucosa). Muy importantes son los polímeros o polisacáridos, moléculas de gran tamaño donde distintos tipos de azúcares se unen formando una gran cadena lineal y a veces ramificada. Una de las cosas que hacen atractiva a la química es que una misma molécula pegada de distinta manera puede dar lugar a polímeros con propiedades muy diferentes, como es el caso de ciertas cadenas lineales de glucosa en el almidón (amilosa) y la celulosa. Sobre el almidón, el polisacárido más importante en los alimentos, se hablará en la sección 2.1 y del glicogeno, el carbohidrato sintetizado en el cuerpo y almacenado en los músculos y el hígado, en la sección 6.4. También pertenecen a los polisacáridos las llamadas gomas o hidrocoloides que se obtienen de las paredes celulares de frutas, como las pectinas (figura 1.2) o de algas, como los alginatos, el agar y las carrageninas. Otras gomas comestibles se extraen de leguminosas (goma guar), son secretadas por árboles (goma arábiga y goma tragacanto) o microorganismos (goma xantana). Como son moléculas muy largas cuando forman parte de una solución le otorgan una alta viscosidad o la espesan. En nutrición se denomina fibra dietaria a un grupo de polisacáridos vegetales que son resistentes a la degradación en el sistema digestivo humano. Existe la fibra insoluble (celulosa, hemicelulosas y lignina) que promueve el movimiento de material en el intestino y la fibra soluble (gomas, mucílagos, pectinas) que forma geles con el agua y puede ayudar a reducir los niveles de colesterol y de glucosa. El almidón que no es degradado por las enzimas del intestino también es considerado fibra dietética (sección 7.7).
FIGURA 1.2. Actualmente las moléculas se pueden “ver”. Imagen 3-D obtenida por microscopía de fuerza atómica de una molécula de pectina depositada sobre mica (fondo oscuro). La escala es 109 x 160 nanómetros (nm). La longitud de la molécula es ~70 nm y el grosor ~0,6 nm. Gentileza del Dr. Vic Morris, Institute of Food Research, Norwich, R.U.
Se ha dejado para el final al agua, que a nivel de número de moléculas es el componente principal de los alimentos, aun de aquellos que se consideran deshidratados o secos, como las pasas o los fideos. El agua es un reactivo fundamental en muchas reacciones químicas, ejerce un rol de solvente que permite que otras moléculas se muevan y dispersen en las matrices alimentarias, además de ser indispensable para la multiplicación de microorganismos y responsable que la textura de alimentos sea suave o dura. Es notable que el agua sea el único componente en la naturaleza y en los alimentos que existe en los tres estados físicos, como sólido (hielo), líquido y vapor. Pero atención, que el “agua de la llave” no es igual en todas partes y cantidades mínimas de compuestos químicos disueltos en ella pueden tener un efecto no menor sus propiedades culinarias.
1.3. Moléculas cambiantes
Aunque el énfasis del libro estará en las estructuras alimentarias más que en las moléculas, no se puede dejar de mencionar algunas de las reacciones moleculares importantes que ocurren en los alimentos y afectan su calidad y nuestra salud, entre ellas, las que se listan en el inserto 1.2. Si algunas moléculas en los alimentos no cambiaran continuamente y otras se volvieran reactivas durante el procesamiento, no podríamos disfrutar de los aromas de frutas, vinos y el café tostado, ni de las texturas de un queso Camembert o una palta madura. Pero tampoco tendríamos que preocuparnos por la aparición de algunas moléculas producidas durante el procesamiento y la cocción que pueden implicar riesgos para la salud (sección 1.10).
Algunos alimentos son muy susceptibles a sufrir cambios indeseables por reacciones en que participa el oxígeno, llamadas en forma genérica oxidaciones. Las grasas insaturadas son muy susceptibles a la oxidación y producen olores y sabores indeseables, por lo cual muchas veces se remueve el oxígeno del envase o se usan antioxidantes. La oxidación de lípidos en alimentos progresa muy rápidamente una vez que se han formado compuestos intermedios llamados radicales libres que son moléculas altamente reactivas. Existen otros tipos de oxidaciones como aquella que afecta al color de la carne e involucra al pigmento mioglobina en los músculos. Cortes frescos de carne exhiben el color rojo que nos atrae, pero lentamente ocurre una oxidación del átomo de fierro que ocupa una posición central en la molécula de mioglobina y se produce una coloración café. El curado de la carne usando nitritos y nitratos tiene como objetivo estabilizar a la mioglobina en tonalidades rojizas y los compuestos que se forman son estables al calor.
Muchas moléculas son forzadas a modificarse para producir cambios deseables en la textura y sabores de los alimentos. Las reacciones enzimáticas son mediadas por enzimas, y aquellas que producen rompimiento de enlaces químicos específicos y liberan moléculas más pequeñas (reacciones de hidrólisis o hidrolíticas) son importantes en la industria alimentaria. Proteínas, almidones y grasas son cortados por enzimas que reciben los nombres genéricos de proteasas, amilasas y lipasas, respectivamente. Los hidrolizados proteicos se usan como saborizantes y los productos de la hidrólisis del almidón son apreciados por su solubilidad y dulzor (sección 1.2). Durante la maduración de los quesos las lipasas producidas por hongos y bacterias escinden ácidos grasos de los triglicéridos de la grasa de la leche, produciendo poderosas moléculas odoríferas, aunque también se suelen agregar con el mismo fin enzimas de origen microbiano. Aunque las enzimas normalmente escinden moléculas grandes también pueden catalizar la reacción contraria y pegar moléculas pequeñas bajo condiciones especiales, lo que se realiza normalmente fuera del alimento. Veremos más sobre esto en las secciones 1.12 y 2.2.
INSERTO 1.2. Algunas de las reacciones químicas importantes en los alimentos y que afectan su sabor y color.
Oxidación de lípidos. Se produce por la interacción de AG insaturados con el oxígeno, generándose intermediarios altamente reactivos llamados radicales libres que desatan una reacción en cadena. Un ejemplo de oxidación es la formación de olores desagradables en pescados grasos.
Pardeamiento no-enzimático. Conjunto de reacciones entre azúcares reductores (principalmente glucosa) y grupos amino libres en proteínas, que resulta en el desarrollo de colores pardos y olores. Entre muchos ejemplos es responsable de las cervezas oscuras y los aromas del café tostado.
Reacciones enzimáticas. Son mediadas por enzimas intrínsecas a los alimentos (por ejemplo, la oxidación de legumbres por la lipoxigenasa) o agregadas a ellos (por ejemplo, coagulación de la leche). Dan como resultado desde cambios en las propiedades físicas hasta organolépticos (percibidos por los sentidos).
Pardeamiento enzimático. Reacción de pardeamiento en vegetales producida por enzimas llamadas polifenoloxidasas o peroxidasas, como ocurre al rebanar papas.
Rancidez enzimática. Liberación de ácidos grasos (generalmente de cadena corta) de los triglicéridos por medio de una hidrólisis enzimática mediada por lipasas, que produce olores y sabores desagradables, por ejemplo, en la mantequilla (ácido butírico). No se debe confundir con la oxidación de lípidos.
Reacción de Maillard. Ver pardeamiento no-enzimático.
Tan importante como las transformaciones mismas son las velocidades a que ellas ocurren. En general, los cambios químicos transcurren más lentamente al bajar la temperatura, remover el agua de los alimentos o al adicionar inhibidores específicos (por ejemplo, los antioxidantes). Pero estudiar una reacción química usando reactantes puros en solución y en tubos de ensayo (lo que se llama “química húmeda”) y extrapolar los resultados a lo que ocurre en un alimento puede ser frustrante. Para comenzar, en un alimento existen varios compuestos que pueden potenciar o inhibir una reacción. Algunos reactantes pueden estar en compartimentos celulares o ligados a otros componentes, o el mismo medio suele restringir el movimiento de las moléculas, todo lo cual puede afectar las velocidades de reacción. Más sobre velocidades de reacciones químicas en alimentos se verá en la sección 5.4.
1.4. ¡Hay un aditivo en mi sopa!
Basta leer la etiqueta de un alimento procesado o una receta para apreciar que hay muchas moléculas que se agregan a los ingredientes básicos de una formulación con fines muy diversos. En la jerga técnica se conocen como aditivos alimentarios a todas aquellas sustancias naturales o artificiales que son agregadas intencionalmente a los alimentos en pequeñas cantidades a fin de preservar o intensificar sus cualidades, ya sea conservándolos ante la acción de microorganismos, realzando su gusto, su color o mejorando su textura.3,4 Los colorantes y aromatizantes, naturales o sintéticos, son los aditivos más usados. Pero hasta un alimento tan simple como la sal comercial contiene un aditivo antiapelmazante (generalmente carbonato de magnesio o dióxido de silicio) que evita que grumos producidos por la humedad taponen los orificios de los saleros. Los aspectos químicos de los aditivos se encuentran tratados en muchos textos, entre ellos en el libro clásico de Química de Alimentos del profesor H.-D. Belitz y colaboradores.5 El tema es tan extenso y especializado que se sugiere a los lectores interesados consultar las fuentes originales.6
Hay aditivos naturales muy antiguos como el humo y la sal. También están aquellos derivados de las especias traídas por Marco Polo de Oriente en el siglo XIV o introducidas por los árabes, como el azafrán, y los ingredientes que provinieron de América en el siglo XVI. Algunas especias como el tomillo y el romero que se usan para condimentar platos o productos tradicionales, tienen además una alta actividad antioxidante y reducen la formación de sabores indeseables. El paso siguiente fue extraer de las materias primas originales las moléculas más importantes, refinarlas y concentrarlas para dar lugar a potentes extractos. El uso de los aditivos naturales es también muy diverso, como lo es la clasificación (ejemplos en paréntesis): conservantes que prolongan la vida de anaquel (ácidos “débiles” como los ácidos láctico, acético, tartárico y cítrico), colorantes (cúrcuma, azafrán, etc.), aromatizantes (aceites esenciales de varios tipos, vainilla, etc.), antioxidantes (ácido ascórbico, alfa tocoferol), espesantes o texturantes (almidones, hidrocoloides), emulgentes o emulsionantes que ayudan a hacer mezclas homogéneas (lecitina), humectantes que retardan la pérdida de humedad (sorbitol, glicerol), potenciadores de sabor (glutamato monosódico, inosinato disódico, etc.), entre otros.
Con el tiempo se descubrió que la base de algunos aditivos naturales eran moléculas que se podían producir en el laboratorio y de ahí nacieron los colorantes y aromatizantes sintéticos. Otras moléculas producidas industrialmente funcionaban mejor que las naturales o eran más baratas, como es el caso de los antioxidantes BHA, BHT y el galato de propilo que leemos en algunas etiquetas.7 Pero sin lugar a dudas fue en el siglo XX y con el desarrollo de la industria alimentaria cuando se produjo la masificación en el uso de aditivos para la preservación de la calidad, inocuidad y el atractivo de los alimentos procesados. Hoy en día los aditivos mencionados en los envases de algunos alimentos causan cierta angustia, pues difícilmente se entiende por qué se encuentran allí y en tanta variedad. Para tener una idea de cuánta química puede adicionarse legalmente a nuestros alimentos, el listado de aditivos del Código Alimentario Español contiene sobre 350 aditivos permitidos, muchos de ellos sintéticos.8 La industria alimentaria está bajo una fuerte presión para eliminar algunos de ellos, reducir su contenido o reemplazarlos por aditivos de origen “natural”. Por ejemplo, se ha descubierto una variedad de conservantes naturales llamados bacteriocinas, que matan o inhiben el crecimiento de bacterias indeseables y que son producidos por microorganismos que existen en los alimentos. Uno de ellos, la nisina, se encuentra autorizada para el uso comercial como conservante de alimentos en más de 50 países desde hace aproximadamente 30 años.
Obviamente, todos los aditivos están sujetos a una estricta regulación por parte de las agencias de inocuidad alimentaria que determinan sus usos y cantidades a emplear en cada aplicación. En EE.UU. una categoría muy importante son los aditivos GRAS (Generally Recognized As Safe) que corresponden a aquellos cuya inocuidad proviene de una larga historia de uso seguro en alimentos (a lo menos anterior a 1958), o que ha sido probada científicamente. Los aditivos alimentarios autorizados en Europa se identifican por un número E (por ejemplo, el ácido cítrico usado para conservar el color de frutas y verduras recién cortadas es E330).9 En general, el uso de cualquier nuevo aditivo alimentario debe ser peticionado por el fabricante adjuntando extensos estudios científicos y pruebas en animales, utilizando grandes dosis del aditivo por largos períodos, de los que se puede “concluir” que la sustancia no causa efectos nocivos en las personas cuando se usa en dosis razonables. Como era de esperar, este tipo de estudios, sus conclusiones y la extrapolación de resultados a humanos son altamente cuestionados y poco convincentes para algunos.10
Si el lector se siente un poco incómodo a estas alturas con tanto nombre de moléculas (y vendrán algunos más en las secciones siguientes), el inserto 1.3 presenta un listado de algunos ingredientes que aparecen en los envases de un variado grupo de alimentos comprados en un supermercado y de uso común. La mención de todos los aditivos que contiene un producto ha sido una gran victoria de las asociaciones de consumidores y proporciona información relevante a la hora de tomar decisiones de con que alimentarse.
Evidentemente, el uso de todos estos aditivos está permitido dentro de niveles adecuados, aunque aquel que se declara como “saborizante o aroma idéntico al natural” no aporta mucha información y deslinda con lo engañoso. Si nos preocupa tanto lo que comemos ¿seremos capaces de responder por qué y para qué están esas moléculas allí? Como hay alrededor de 25 distintos aditivos en el inserto 1.3 se puede hacer un test y calificar el número de respuestas satisfactorias: entre 20-25: excelente, debiera ser Director de la Agencia de Alimentos (¿o vende aditivos alimentarios?); 15-19: muy bueno, debiera sentirse orgulloso porque más del 70% de las veces sabe lo que come; 10-14: bien, pero siga leyendo el libro porque aún le falta conocer la otra mitad; 5-9: se nota que ha cocinado alguna vez y pasó el curso de básico de química; 0-4: ¡cuidado con beber ácido sulfúrico, que hace mal!
INSERTO 1.3. Algunos ingredientes con nombres extraños que se listan en los envases de diversos alimentos.
Sopa deshidratada. Maltodextrina, glutamato monosódico, inosinato y guanilato de sodio, saborizante idéntico a natural, suero de leche.
Aderezo para ensalada. Suero de leche, jarabe de glucosa-fructosa, almidón modificado, goma guar, goma xantana.
Galletas con sabor. Antioxidante BHT, suero de leche, fructosa, bicarbonato de amonio, estearoil lactilato de sodio, aromas idénticos al natural, lecitina de sodio, metabisulfito de sodio.
Néctar de naranja. Ácido cítrico, goma guar, ácido ascórbico, goma arábiga, saborizante idéntico a natural, betacaroteno.
Camarón apanado congelado. Harina de trigo blanqueada, almidón de maíz modificado, pirofosfato ácido de sodio, suero, aceite de soya parcialmente hidrogenado, tripolifosfato de sodio.
Leche semidescremada sabor frutilla. Saborizante idéntico a natural (frutilla), fosfato disódico, carragenina, colorante Ponceau 4R.
Postre tipo yogurt. Almidón estabilizado de maíz, gelatina, suero láctico, saborizante idéntico a natural, sorbato de potasio y carmín de cochinilla.
Sal común. Silico-aluminato de sodio y/o dióxido de silicio, yodato de potasio.
1.5. Las dulces moléculas
El sabor dulce es muy apreciado en los alimentos. Caramelos, confites, postres, pasteles, tortas y helados deben su gran popularidad y aceptación al dulzor que les otorga el azúcar o sacarosa (sección 1.2). El azúcar de caña recién ingresó en nuestra alimentación en forma masiva en el siglo XVIII, y las primeras fábricas de azúcar de remolacha se construyeron en Europa alrededor de 1813. Antes se usaba la miel de abejas como endulzante. Sin embargo, el contenido calórico del azúcar, su incidencia en la diabetes y el efecto cariogénico (relacionado con caries dentales) han promovido la búsqueda de sustitutos que proporcionen el dulzor, pero evitando o reduciendo los afectos negativos. El azúcar es muy difícil de reemplazar totalmente en dulces, postres y helados porque participa en una alta proporción y además juega un papel fisicoquímico importante ligando agua y contribuyendo a las reacciones de caramelización (sección 2.3). A pesar que el azúcar refinada a partir de caña o de remolacha contiene en ambos casos 99,95% de sacarosa y por tanto el dulzor impartido es el mismo, para los entendidos no son idénticas. El minúsculo 0,05% restante, mezcla de minerales y proteínas que sobreviven al proceso de refinación, es lo que haría la diferencia al momento de cocinar crème brûlée, galletas y queques.11 Desde la segunda mitad del siglo pasado los jarabes de maíz son muy usados comercialmente como azúcar líquida, sobretodo en bebidas gaseosas. Como el almidón es una cadena de puras moléculas de glucosa, si se rompe enzimáticamente o con ácidos se transforma en un jarabe de glucosa que tiene un dulzor que es la mitad del otorgado por la sacarosa. Mediante el uso de otra enzima, la glucosa se puede transformar parcialmente en fructosa dando un jarabe de glucosa/fructosa que tiene un dulzor equivalente a un 80% del de la sacarosa (revisar sección 1.2).
Se entenderá por edulcorante a una sustancia que sin ser azúcar, confiere un sabor dulce a los alimentos y su origen puede ser natural o artificial. Los edulcorantes se comparan por su poder endulzante en relación con el azúcar. Entre los edulcorantes naturales más conocidos están el sorbitol, el manitol, la isomalta y el xilitol. El xilitol, que es un ingrediente en algunos chicles, es particularmente interesante pues se dice que previene las caries dentales y su poder edulcorante es similar al del azúcar, pero hay que estar alerta pues ocasiona un efecto laxante en algunas personas.
Entre los edulcorantes artificiales no-calóricos destacan la sacarina, los ciclamatos, el aspartamo, la sucralosa, el acesulfamo de potasio, la taumantina y el neotamo. Tres de estos edulcorantes fueron descubiertos por accidente.12 En 1879 un químico de la Universidad Johns Hopkins probó una sustancia que estaba preparando en el laboratorio y se había derramado sobre su mano, advirtiendo que era dulce (aparentemente en esa época los químicos estaban mucho más preocupados que ahora en oler y probar los materiales con que trabajaban). Previendo su posible uso, patentó la sustancia sacarina (del latín saccharum, azúcar), que es el más potente edulcorante artificial aprobado: unas 300 veces más dulce que el azúcar a igual peso. En 1937 un estudiante de postgrado en química en la Universidad de Illinois, notó un sabor dulce en el cigarrillo que fumaba (práctica prohibida en los laboratorios modernos) y lo atribuyó al fármaco que trataba de sintetizar. La sustancia hoy se conoce con el nombre genérico de ciclamatos. El aspartamo fue descubierto en 1956 en los laboratorios de la compañía farmacéutica G. D. Searle & Co., mientras se buscaba un remedio para la úlcera. El aspartamo es un dipéptido 200 veces más dulce que el azúcar, formado por los aminoácidos fenilalanina y el ácido aspártico. Lo notable de estos tres edulcorantes es que sus fórmulas químicas son totalmente distintas a las de las azúcares naturales (para partir, no son químicamente azúcares), sin embargo, su efecto fisiológico de producir una sensación de dulzor es similar (aunque algunos dejan un sabor amargo). Mientras la sacarina y los ciclamatos contienen nitrógeno o azufre, el aspartamo como se ha dicho, es un péptido al igual que el neotamo y ambos se metabolizan como cualquier trozo de proteína (en la sección 1.10 se discute los riesgos de estos edulcorantes y en la 6.4 su efecto en la ingesta calórica). El aspartamo no es recomendado para personas que sufren la enfermedad genética fenilcetonuria pues no pueden metabolizar la fenilalanina.
Es probable que muchos problemas nutricionales asociados al alto consumo de calorías provenientes del azúcar no existirían de haberse descubierto la Stevia rebaudiana antes que la caña de azúcar o la remolacha. Esta planta crece en regiones tropicales de Sudamérica y produce un edulcorante natural llamado estevosídeo que no aporta calorías. Sus hojas han sido consumidas por los nativos de Paraguay desde tiempos inmemoriales. El extracto comercial de la Stevia endulza 200 veces más que el azúcar y actualmente está siendo usado en muchos países, incluyendo Japón y desde fines del 2008, en los EE.UU. La mayoría de los edulcorantes mencionados anteriormente pueden presentar un problema del retrogusto o el dejo de sabores amargos o metálicos luego de la ingesta a concentraciones altas.
1.6. Sal para todos los gustos
La sal común o sal de mesa (cloruro de sodio, NaCl) es el aditivo alimentario más ampliamente difundido en el mundo. ¿Se come acaso lo desabrido sin sal?, preguntaba Job en la Biblia (Job 6:6) y Plutarco afirmaba que la sal era “el más noble de los alimentos, el mejor condimento”. En la antigüedad la sal era un elemento escaso, de hecho la palabra salario se deriva del pago en sal que se hacía a las milicias romanas y hasta hoy se llama asalariados a quienes reciben una paga baja. Por lo mismo, los saleros fueron símbolos de estatus en las mesas de la Edad Media y un gran tamaño acompañado de rica ornamentación denotaba riqueza.
En contacto con agua la molécula de sal forma dos especies químicas: el ión cloruro que tiene una carga negativa (Cl–) y el ión sodio cuya carga es positiva (Na+). Esta disociación a nivel molecular en un líquido se denomina solución, término que no hay que usar como sinónimo de dispersión, que es cuando pequeñas partículas o gotitas se encuentran esparcidas en un medio líquido. Como la molécula de cloruro de sodio pesa muy poco, una pequeña cantidad de ellas produce muchos iones y una solución salina es muy distinta al agua pura. Los iones migran rápidamente hacia cargas de signo contrario en otras moléculas “apantallando” su efecto eléctrico. Así, al hacer huevos duros conviene agregar una pizca de sal al agua pues las proteínas de la clara que pueden escapar a través roturas en la cáscara son rápidamente coaguladas por los iones de la sal produciendo un tapón que evita la salida. A través del tiempo la sal se ha usado en dos métodos de preservación de alimentos: en la salazón en seco, donde carnes y pescados se recubren con sal granulada, y usando salmueras en las cuales se maceran vegetales y frutas. Los granos de sal al disolverse extraen agua de los tejidos por el fenómeno de osmosis (paso de agua a través de membranas) y la sal que penetra al interior reduce la posibilidad de multiplicación de microorganismos. En la historia de la alimentación ibérica las salazones de anchoas y bacalao han tenido gran importancia económica y culinaria.
La sal común interesa tanto a los cocineros, como a tecnólogos de alimentos, químicos, médicos y nutricionistas. Participa en el sabor y en la textura de algunos alimentos. El pan con sal tiene una textura más fina y un sabor más suave. Es usada para preservar productos de la multiplicación de microorganismos, y afecta químicamente el medio en que están dispersas otras moléculas. El sodio contenido en la sal (40% en peso) es esencial para mantener el equilibrio en los líquidos del cuerpo, pero para esto un adulto sólo necesita ingerir unos 2,3 gramos de sodio al día (equivalente a unos 5,8 gramos de sal), casi dos tercios del promedio consumido actualmente. Hay suficiente evidencia que el exceso de sodio hace que el cuerpo retenga más agua, lo que eleva la presión sanguínea y lleva a la hipertensión, que es un factor de riesgo para el desarrollo de enfermedades al corazón e incidentes cerebro-vasculares. El problema es que se estima que alrededor del 75% de la sal que ingerimos está “oculta” en los alimentos procesados, a la que se ha denominado “sal invisible”. Medio cubito de caldo contiene 660 miligramos de sal, 10 papas chips alrededor de 200 mg, una porción de 100 gramos de algunos quesos y mortadelas casi 800 mg, y una marraqueta hasta 1,6 gramos por unidad. Por su amplio uso y bajo costo, la sal yodada (que generalmente contiene yodato de potasio) ha sido un vehículo importante para combatir la deficiencia de yodo que aún existe en amplios sectores de la población mundial.
El desafío de los procesadores de alimentos es cómo reducir el contenido de sal sin que estos pierdan su palatabilidad (y de paso bajen las ventas). Para percibir el gusto del cloruro de sodio este debe estar ionizado, es decir en solución o disuelto por la saliva. Normalmente, sólo un 20% de la sal en una papa chip se alcanza a disolver en la lengua antes de que producto sea tragado y por lo tanto el 80% de la sal no cumple con su rol gustativo y sólo causa problemas posteriormente. Ya existen empresas trabajando con cristales microscópicos de sal que pueden ser más efectivos en el paladar reduciendo la posibilidad que restos de granos de sal pasen al sistema digestivo sin ser degustados y se absorban. Este reemplazo podría reducir los niveles de sodio en los snacks hasta en un 25%.13 También existen versiones de sal común en forma de cristales “esponjosos” que contienen aire, pero lo único que hacen es dar menos sal por unidad de volumen.
El principal sustituto de la sal es el cloruro de potasio (¡también es una sal!) que contiene potasio en vez de sodio y ayuda a mantener el gusto salado hasta en sustituciones de un 25%. Sin embargo, el cloruro de potasio a menudo deja un retrogusto amargo. Comercialmente se vende como tal o en mezclas con cloruro de sodio para conservar algo del gusto de la sal común. Otra alternativa de sustitución parcial de la sal es combinarla con potenciadores del sabor salado como extractos de levadura, proteína vegetal hidrolizada o compuestos específicos como el glutamato monosódico, guanilato disódico y el inosinato disódico.
A la industria alimentaria le cabe un papel muy importante en la reducción de los contenidos de sal por la importancia en la salud pública. El consumidor, por su parte, que puede blandir el salero a discreción, debiera estar consciente de los riesgos involucrados en el consumo excesivo de sal. Por último, parte de la solución tendría que venir de la ciencia, en la medida que se entienda mejor cómo los seres humanos perciben el sabor salado y se descubran maneras en que puedan ser “engañados” con dosis más reducidas.
1.7. Moléculas para la salud
En adición a las moléculas que participan en la formación de estructuras alimentarias (capítulo 2) o que son fuente de energía, el cuerpo necesita una variedad de nutrientes en pequeñas cantidades o micronutrientes, como las vitaminas y los minerales. Algunas enfermedades devastadoras hasta el siglo pasado se debieron a dietas deficientes en estos micronutrientes y pasaron pronto a ser evitables al aumentar su consumo. Las vitaminas son un grupo heterogéneo de moléculas orgánicas que cumplen varias funciones, pero no pueden ser sintetizadas por el organismo a partir de otros nutrientes. Desde nuestro punto de vista interesa saber que algunas son solubles en aceite o liposolubles (como las vitaminas A, D, E y K) y se absorben mejor en el intestino en presencia de grasas. Otras son hidrosolubles y hay que tener cuidado pues se pierden parcialmente durante la cocción en agua. Hay vitaminas termolábiles o que se destruyen por el tratamiento térmico, como la vitamina C (ácido ascórbico) y la vitamina B1 (tiamina). El otro grupo de micronutrientes son los minerales, donde 16 de estos cumplen roles esenciales para la vida y también deben ser aportados por la dieta. Entre los principales elementos minerales están el calcio y el fósforo (huesos y dientes), el hierro (hemoglobina de los glóbulos rojos), el sodio y el potasio (transmisión de impulsos nerviosos y contracción muscular), el yodo, el magnesio y el zinc. Los minerales en las plantas provienen del suelo, de modo que una dieta variada procedente de distintos lugares no debiera dar lugar a deficiencias importantes en estos micronutrientes (aunque el caso del hierro es especial).
Los alimentos funcionales (AF) son aquellos en que algunos de sus componentes activan “funciones” de nuestro organismo promoviendo un efecto fisiológico beneficioso más allá del valor nutritivo intrínseco del alimento.14 Su efecto adicional puede ser una contribución a mantener la salud y el bienestar, o bien a disminuir el riesgo de contraer una enfermedad. Se denomina nutracéutico a una sustancia que se encuentra en los alimentos y que proporciona per se beneficios para la salud. Los AF y los nutracéuticos en su conjunto pueden tomar la forma de alimentos propiamente tal, de suplementos que se adicionan a alimentos, o bien ser consumidos separadamente en forma de tabletas o cápsulas.
Es probable que el concepto de AF provenga de estudios realizados por el científico ucraniano Elie Metchnikoff (1845-1916) quien recibió el Premio Nobel de Medicina en 1908 por sus trabajos en inmunología. Metchnikoff se sintió curioso por la longevidad de personas en Bulgaria que consumían grandes cantidades de alimentos fermentados con bacterias del tipo lactobacilos como el yogurt y sugirió que estos microorganismos benéficos sustituían en el intestino a microbios nocivos. Incluso desarrolló tabletas que contenían estos microorganimos aunque no se sabe si estaban vivos, que es la forma en que ejercen su acción (figura 1.2). Hoy estos y otros microorganismos benéficos para la flora intestinal se conocen como probióticos y están presentes incluso en la leche materna a donde llegan desde el intestino de la madre.
En tiempos recientes se ha acumulado evidencia científica que relaciona a compuestos que existen en pequeñas cantidades en plantas, llamados genéricamente fitoquímicos, con efectos positivos para la salud. Esto no es de extrañar pues en la medicina china el uso de alimentos como terapia tiene larga data y para Hipócrates los alimentos debían considerarse como medicamentos. De hecho, la palabra receta se usa en muchas lenguas indistintamente para señalar instrucciones de un médico respecto de un remedio o de un chef para preparar un plato, lo cual habla de un posible origen común. También es conocido que en la medicina popular se atribuye a ciertos componentes de plantas y de alimentos una función preventiva o curativa de enfermedades.
FIGURA 1.3. Cajita metálica de principios del siglo XX (propiedad del autor) que contenía comprimidos de “lactobacilina” preparados bajo las instrucciones del Profesor Metchnikoff.
La historia moderna de los AF comenzó en Japón alrededor de 1950 y hoy día existen en dicho país productos regulados que pueden invocar beneficios para la salud y que se identifican por la sigla FOSHU (Foods for Specified Health Use). Los aspectos regulatorios de los AF son cada día más importantes pues si lo que se invoca es la cura de una enfermedad, se entra en la categoría de drogas o medicamentos cuya venta y uso están estrictamente normados, pero si se dice que el producto promueve la salud, es considerado un alimento, y por tanto está sujeto a normativas distintas. La estimación del mercado mundial de alimentos funcionales es incierta debido a la amplia gama de productos que se pueden incluir como alimentos funcionales, pero lo que está claro es que las tasas de crecimiento en las ventas de esta categoría de productos oscilan alrededor del 10% anual.15
La tabla 1.1 muestra la diversidad de materias primas, compuestos bioactivos y beneficios invocados para la salud de algunos alimentos funcionales. Las materias primas incluyen frutas, verduras, hojas, semillas, algas y microorganismos, mientras que las moléculas van desde aquellas que proporcionan color a frutas y verduras (por ejemplo, caroteno) hasta un conjunto heterogéneo de macromoléculas que se denomina fibra. Los beneficios aludidos son de la más diversa índole, pero predomina el efecto antioxidante.
TABLA 1.1. Algunos componentes de los alimentos funcionales y su beneficio potencial.
| Clase/Componente | Origen | Beneficio invocado |
|---|---|---|
| Betacaroteno | Zanahoria | Neutraliza radicales libres que podrían dañar las células |
| Luteína | Vegetales verdes | Contribuye a una visión sana |
| Licopeno | Tomate | Reduce el riesgo de cáncer de próstata |
| Fibra insoluble | Cáscara de trigo | Prebiótico. Reduce el riesgo de cáncer de colon |
| Betaglucanos | Avena | Reducen el riesgo de ECV |
| Ácidos grasos omega-3 | Aceites de peces | Reducen el riesgo de ECV y mejoran otras funciones |
| Catequinas | Té | Neutralizan radicales libres, podrían reducir el riesgo de cáncer |
| Esteroles vegetales | Maíz, soya, trigo | Reducen los niveles de colesterol sanguíneo |
| Isoflavonas | Soya | Podrían reducir los síntomas de la menopausia |
| Polifenoles | Vino, manzanas | Neutralizan radicales libres, podrían reducir el riesgo de cáncer |
| Lactobacilos y Bifidobacterias | Yogurt | Probióticos. Mejoran la salud gastrointestinal |
Con la excepción de los probióticos, los compuestos bioactivos o funcionales listados en la tabla 1.1 ejercen su acción benéfica en nuestros cuerpos a nivel molecular, es decir, no basta que estén presentes en un alimento sino que deben estar libres para ser asimilados por nuestro organismo. Por consiguiente, la liberación y recuperación de estas moléculas desde la matriz tisular donde se encuentran en la naturaleza condiciona el tipo de proceso de extracción e influye en la preservación de su bioactividad, y otro lado influye en la absorción por parte de nuestro organismo (ver sección 7.8).
Entre los antioxidantes un caso bastante estudiado es el licopeno, un carotenoide responsable en parte del color rojo intenso de los tomates y que al parecer otorga protección contra una serie de cánceres, entre ellos el de la próstata. Durante el procesamiento industrial del tomate ocurren dos eventos que son relevantes para la acción beneficiosa del licopeno. Primero, la trituración de los tomates para hacer jugos y pastas, rompe las paredes celulares liberando al licopeno de la matriz del tejido, haciéndolo más bioaccesible. Segundo, el calentamiento en los procesos térmicos o en la evaporación para hacer pastas y concentrados de tomate ocasiona una transformación de la forma natural trans a la forma cis, que es absorbida más rápidamente por el organismo.16 Desde este punto de vista, y aunque a algunos les cueste aceptar, puede ser mejor para la salud comer salsa o pasta de tomate que tomate fresco.
En el caso de los probióticos la acción benéfica de inhibir ciertos patógenos, estimular el sistema inmune, asistir en la síntesis de vitaminas (como la vitamina K), etc., la ejercen microorganismos vivos, por lo que ellos deben sobrevivir el tránsito por la parte superior del sistema digestivo y colonizar el intestino. Para que esto suceda de manera eficiente es a menudo necesario protegerlos con cápsulas artificiales, proceso que se denomina microencapsulación. No hay que confundir a los probióticos con los prebióticos que son ingredientes no digeribles de los alimentos (por ejemplo, los fructo-oligosacáridos y la inulina) que estimulan la multiplicación y la actividad de las bacterias prebióticas en el colon.
Existen también opiniones que discrepan de la condición de panacea para la salud que se les ha querido dar a los AF y se sostiene que no son un sustituto de una dieta bien equilibrada, que es y seguirá siendo la piedra angular de una buena nutrición. El caso de los AF es distinto al de las vitaminas y minerales que curan deficiencias nutricionales específicas. Por ejemplo, el efecto beneficioso de la vitamina C para aliviar el escorbuto o del yodo para curar el bocio son fácilmente demostrables al suministrar el compuesto. Si bien algunos alimentos funcionales y nutracéuticos pueden tener efectos positivos en algunas personas, ciertamente no son igualmente beneficiosos para todos (ver sección 5.3). Antes de incursionar en los AF los consumidores debieran considerar la evidencia que hay detrás de las reivindicaciones y la comprobación a través de pruebas clínicas, además de considerar su situación personal de salud, e informarse de los posibles inconvenientes asociados en su consumo.
1.8. Genes al plato
Los cambios genéticos en plantas y animales han ocurrido en forma natural desde que hay vida en este planeta, ya sea por mutaciones espontáneas (errores en la copia del material genético durante la división celular) o por cruzamiento entre individuos de la misma especie. El mejoramiento genético para fines alimentarios ha sido practicado durante milenios para seleccionar aquellas variedades más productivas, más dulces, o más resistentes a pestes y factores abióticos (como el agua o la temperatura, etc.). A partir de 1960 se introdujeron en países del Tercer Mundo variedades mejoradas de trigo y arroz que tenían rendimientos al menos tres veces superiores a los cultivos tradicionales. Fue la llamada Revolución Verde que le valió el Premio Nobel de la Paz en 1970 al genetista de plantas Norman E. Borlaug (1914-2009) y sepultó momentáneamente las profecías Malthusianas (sección 4.2).17 Pero no todo eran buenas noticias, especialmente para el mundo en desarrollo. Las nuevas semillas germinaban mejor en buenos suelos, necesitaban de abundante riego y de una aplicación mayor de fertilizantes, factores que eran y continúan siendo escasos para los pequeños agricultores pobres. Otra crítica que a menudo han recibido los mejoradores de variedades, es que su énfasis está en rendimientos superiores o mayor resistencia a pestes, lo que no siempre va de la mano con las propiedades culinarias, sabores y texturas que se aprecian en las variedades tradicionales.
Actualmente el 99% de la producción agrícola se concentra en 24 especies de plantas, de las cuales el arroz, el trigo y el maíz proporcionan la mayoría de las calorías que consumimos. Para estas y otras plantas el mejoramiento genético convencional es lento y no siempre permite dirigir los cambios hacia nuevas y mejores propiedades agrícolas y nutricionales. A principios de los años 1970 los científicos descubrieron maneras de cortar un trozo de ácido desoxirribonucleico (ADN) que contiene información genética específica e introducirlo en otro organismo, y hacia fines de esa década ya se usaba esta técnica de ADN recombinante para producir insulina e interferón en bacterias (sobre ADN y genes se trata en la sección 12.2). La ingeniería genética es una tecnología que manipula y trasfiere ADN de unos organismos a otros con fines comerciales. Se entenderá como organismo genéticamente modificado (OGM), y en particular como alimento genéticamente modificado (AGM), a aquellos microorganismos, plantas, animales o productos derivados de ellos, que comemos y en que su material genético ha sido alterado por el ser humano usando ingeniería genética. El nombre transgénico resalta que los genes vienen de organismos o especies distintos a los del huésped. La presencia de los nuevos genes aporta a la planta la información para hacer proteínas que proporcionan tolerancia a pestes o enfermedades, mejoran el balance aminoacídico, cambian el perfil de los ácidos grasos, etc. En la práctica, los cultivos transgénicos actuales, entre los que destacan los de la soya, el algodón y el maíz, sólo muestran rasgos agronómicos mejorados. La tabla 1.2 muestra algunos de los posibles beneficios y los riesgos involucrados en los cultivos transgénicos.
TABLA 1.2. Algunos beneficios y riesgos invocados para los cultivos transgénicos18
| Beneficios | Riesgos |
|---|---|
| Rendimientos más altos. Los cultivos transgénicos podrían ayudar a alimentar al mundo subdesarrollado. | Propagación de genes a parientes silvestres y otras especies, y alteración de la biodiversidad. |
| Reducción significativa de la fumigación contra insectos y malezas. Resistencia a herbicidas. | Mejor resistencia al estrés abiótico (p. ej., sequedad de suelos, altas temperaturas, etc.) que se derivará del cambio climático. |
| Aceleración de la resistencia de insectos y malezas a las moléculas usadas para combatirlos. | Algunos de los posibles principales beneficiarios (p. ej., habitantes de la región sub-Sahara) podrían no verse favorecidos. |
| Mayor contenido y mejor calidad de proteínas, e incorporación de micronutrientes y compuestos bioactivos en cultivos de gran consumo.19 | Posible efecto alergénico de algunas proteínas expresadas por nuevos genes. |
Mientras el consumidor norteamericano parece desinteresado en el uso de OGM en alimentos, el europeo y el neozelandés se muestran escépticos a aceptarlos. De hecho, en Nueva Zelanda no se permiten los cultivos con fines alimentarios que hayan sido modificados genéticamente, y su uso experimental está confinado y controlado de manera estricta. Es paradójico el hecho que muchos justifican el desarrollo de alimentos transgénicos no porque aumentará la oferta mundial de alimentos y se acabará con el hambre en el mundo, sino porque ofrecen la posibilidad de reducir significativamente la aplicación de pesticidas y insecticidas, una bandera de lucha de los más enérgicos opositores a los OGM. Los cultivos cisgénicos son una alternativa interesante a los OGM, desde el punto de vista del impacto sobre la biodiversidad, pues a diferencia de los transgénicos, se introducen genes que existen en variedades salvajes de la misma especie pero que no se encuentran en las actualmente domesticadas.
Pero en esto de los AGM existen también otros matices. Las alteraciones genéticas efectuadas en plantas se manifiestan en nuevas proteínas, algunas de las cuales intervienen directa o indirectamente en la síntesis de los componentes básicos de los alimentos. El aceite que proviene de una oleaginosa transgénica con mayor resistencia a ciertos herbicidas es igual al aceite de la planta original, sólo unas pocas proteínas que intervienen en la síntesis del aceite son diferentes. Obviamente, el residuo que queda luego de la extracción del aceite (que normalmente va a alimentación animal y en pocos casos al consumo humano) contendrá la o las proteínas sintetizadas por el o los genes introducidos.
Distinto es el caso en que la proteína foránea permanece como componente integral del alimento, puesto que su ingestión viene aparejada con el consumo. Un estudio reciente realizado en Argentina mostró que algunos productos comerciales, incluyendo la polenta cruda y pre-cocida, los snacks de maíz y las hojuelas de desayuno (corn flakes), contenían cantidades mínimas de la proteína CryIA(b) presente en maíz Bt modificado genéticamente.20 Al comer es imposible detectar esta proteína, luego, debe ser declarada en los alimentos que la contienen. Más allá de las cuestiones de fondo, los críticos de los AGM destacan la imposibilidad de que las personas que no deseen consumirlos puedan advertir su presencia en los alimentos.21 Lo importante es que la presencia de genes foráneos en granos o alimentos puede ser detectada y cuantificada casi en cualquier laboratorio de biología molecular, tanto a nivel del ADN (genes) como de la proteína expresada. Las técnicas se basan en el uso de PCR (polymerase chain reaction), tecnología de chips de ADN y en el análisis por espectrometría de masa.
En las puertas del siglo XXI es impensable ignorar el enorme potencial de la biotecnología en la producción agropecuaria, en formas de vacunas, ensayos de diagnóstico, etc. Pero es necesario asegurar al consumidor que tanto científicos como productores y las agencias reguladoras han establecido los controles necesarios para su uso adecuado y seguro en la producción de alimentos.
1.9. Los invitados de piedra
Los microorganismos (virus, bacterias, levaduras y hongos) son los invitados de piedra en los alimentos y también en este capítulo, pues, ciertamente no son moléculas. Los hemos dejado entrar usando el subterfugio de que producen moléculas tanto tóxicas (por ejemplo, la toxina del Clostridium botulinum) como beneficiosas (por ejemplo, algunos preservantes naturales de los alimentos llamados bacteriocinas), y porque participan en reacciones moleculares importantes en las fermentaciones (transformaciones en los alimentos producidas por microorganismos como bacterias, levaduras u hongos). Han entrado también a la fuerza, pues en nuestro intestino grueso los microorganismos que componen la flora intestinal son 10 veces más en número que todas las células de nuestro cuerpo, pesan alrededor de un kilo en un adulto, y cumplen un rol importante en la nutrición y la salud. Por último, no cabían en otra parte de este libro.
El aire que respiramos en este instante puede contener miles de microorganismos por metro cúbico y otro tanto ocurre con el suelo y superficies con las cuales pueden entrar en contacto los alimentos (como también nuestras manos). Entonces, no es extraño que los microorganismos (llamados coloquialmente gérmenes) sean omnipresentes en los alimentos, pero excepto en los productos fermentados suelen ser los invitados de piedra pues aparecen sin que se los convide. La gran mayoría de los alimentos que comemos contienen microorganismos que son inofensivos para la salud humana o a lo más causan la descomposición del producto. Los peligrosos son los microorganismos patógenos que producen ya sean infecciones (en que el agente es el microorganismo mismo) o intoxicaciones a través de sus toxinas, por lo que no debieran estar presentes en un alimento inocuo. Las esporas son las formas más resistentes al calor y a agentes químicos en que se presentan algunas bacterias, y corresponden a un estado latente de encapsulación, desecación y dormancia en que se preserva la capacidad del organismo de volver al estado vegetativo, que permite su metabolismo pleno y la reproducción.
Ante el llamado de Napoleón a producir alimentos estables para sus tropas, el cocinero francés Nicolás-François Appert (1752-1841) inventó hacia 1810 un procedimiento para conservar las comidas en contenedores cerrados manteniéndolos en agua caliente por un buen tiempo. Pero fue el químico Louis Pasteur (1822-1895), quien además realizó numerosas contribuciones a la ciencia, el que propuso más tarde que algunas enfermedades se debían a la penetración en el cuerpo humano de gérmenes patógenos. De aquí en adelante es la historia de la conservería o enlatado (aunque a veces se usan otros tipos de materiales de envase distintos a las latas) y de otros procesos térmicos de preservación de los alimentos.
La manera más común de deshacernos de los microorganismos peligrosos que contaminan los alimentos es usando calor (y en el futuro, utilizando altas presiones), pero también se inhiben cuando no hay suficiente agua (salvo las esporas) o si hay presente algunas moléculas que dificultan su crecimiento (sección 5.5). Se denomina pasteurización al proceso que elimina todos los microorganismos patógenos (causan enfermedades) pero deja vivos algunos que pueden causar la descomposición posterior del alimento. Esto se hace en beneficio de la calidad organoléptica (como el color y el sabor) y nutricional del alimento (pues algunas vitaminas también se destruyen por el calor), que disminuirían con un tratamiento térmico más intenso. Una gota de leche pasteurizada (por ejemplo, tratada a 70-75ºC por 15 segundos) no contiene ningún patógeno, pero puede albergar unos 500 microorganismos vivos por centímetro cúbico y debe refrigerarse para extender su vida útil. Un alimento sometido a esterilización comercial o appertización que ha experimentado un calentamiento mayor, como la leche de larga vida o UHT (unos 3 segundos a 145ºC), está prácticamente libre de microorganismos y se puede guardar a temperatura ambiente por varios meses. Su deterioro en el envase se debe fundamentalmente a reacciones químicas que afectan el color y el sabor. Una vez abierto, el alimento esterilizado comercialmente debe guardarse bajo refrigeración, pues nuevamente se podrían introducir desde el aire microorganismos que lo descompondrían.
Hay varios desafíos permanentes para la inocuidad microbiológica de los alimentos. Por una parte está la capacidad inherente de los microorganismos de mutar y adaptarse a ambientes desfavorables. Los procesos térmicos y los antibióticos van eliminando a los genotipos más débiles y seleccionando aquellos más resistentes, pero además nuevos microorganismos encuentran “ventanas ecológicas” (nichos donde compiten favorablemente con otros microorganismos) para ir desarrollándose lentamente y pasan a la categoría de microorganismos emergentes. Este es el caso de la Listeria monocytogenes, patógeno que se encuentra distribuido ampliamente en el ambiente pero que sólo empezó a reinar dentro de los refrigeradores a partir de los años 1980 por la mayor demanda de alimentos convenientes que requerían de poca o ninguna cocción. Ahora la principal fuente de contaminación con Listeria son las plantas procesadoras de alimentos, donde se puede alojar incluso en los desagües. Este deseo de contar cada vez con alimentos más parecidos a los productos frescos, pero que permanezcan atractivos y saludables en el tiempo, ha dado lugar al concepto de procesamiento mínimo en que los tratamientos de preservación son cada vez más leves, pero los riesgos más grandes.
Como se había dicho, los microorganismos son los invitados de honor en la producción de alimentos fermentados como yogurt, queso, chucrut, tempeh, salame, vino y cerveza, entre otros. Tanto las bacterias (chucrut), como levaduras (vinos, pan) y mohos (quesos y tempeh) contaminaron nuestros alimentos hace mucho tiempo y el resultado ha probado ser saludable y delicioso. En la fermentación de quesos existe una gran actividad enzimática que degrada moléculas generando sabores y olores, pero también modifica estructuras, contribuyendo a la textura.22 También, diversos microorganismos son usados como “mini-fábricas” para la producción de metabolitos industriales como productos químicos, fármacos, biocombustibles (etanol y biodiesel), plásticos y aromas.
1.10. Siempre existe el riesgo
Corremos un riesgo por el solo hecho de introducir un trozo de alimento en la boca. Los ingleses, que llevan buenas estadísticas, han determinado que al año mueren alrededor de 80 personas en el Reino Unido, principalmente niños, atragantadas con alimentos perfectamente saludables. Por otra parte, existen más de 160 alimentos inocuos para la gran mayoría de las personas, pero que pueden producir alergias o reacciones inmunológicas en otras, incluso causando la muerte.23
A través de la vida se consumen unas 30 a 40 toneladas de alimentos y son muy pocas las veces en que estos causan algún daño directo. Según una encuesta realizada 20 años atrás en EE. UU., el consumir alimentos no estaba entre las actividades (relacionadas con productos tecnológicos) que eran percibidas por la gente dentro de las más riesgosas. Antes se situaban el conducir un auto o una motocicleta, el fumar, el consumo de alcohol y el uso armas de fuego, por nombrar algunas. Incluso, la energía nuclear superaba a la ingesta de colorantes artificiales en la percepción del riesgo.24 Que un peligro esté documentado e incluso que sea evitable, no significa necesariamente que las personas lo soslayarán. Así actúan los cerca de 1.300 millones de fumadores que habría en el mundo según la Organización Mundial de la Salud (OMS), para quienes aparentemente se justifica correr el riesgo de fumar. Tampoco hacen mucho caso de la mayor probabilidad de desarrollar cáncer a la piel los millones de bañistas que todos los veranos se asolean prolongadamente sin mucha protección.
Hay que tener en cuenta que la presencia de sustancias peligrosas en alimentos es prácticamente inevitable. Para comenzar, existen miles de sustancias químicas en ellos y algunas pueden ser de cuidado en alimentos considerados como perfectamente “naturales” y “saludables” (tabla 1.3). La espinaca contiene ácido oxálico que puede causar cálculos renales, la casava o mandioca posee compuestos cianogénicos que atacan el sistema nervioso, los porotos (fréjoles) tienen inhibidores de enzimas que actúan como factores antinutricionales, las papas pueden contener alcaloides tóxicos, etc. Afortunadamente varios de estos compuestos son desactivados o eliminados durante el procesamiento y la cocción.
Muchos de los procesos empleados por siglos producen precursores químicos o usan sustancias que bajo condiciones de laboratorio y en dosis muy altas, se ha probado que tienen efectos tóxicos. Casos emblemáticos son las moléculas que pueden aumentar el riesgo de cáncer como las aminas heterocíclicas de las carnes asadas a altas temperaturas y las nitrosaminas que se producen en el estómago a partir de nitritos usados en el curado de carnes. Últimamente la noticia es la acrilamida, también potencial inductor de cáncer, que se forma cuando se calienta a altas temperaturas un alimento que contiene el aminoácido asparagina en presencia de azúcares, como ocurre en ciertos productos de horneo y fritos.25 Pero también son potencialmente riesgosas algunas moléculas que agregamos para nuestro beneficio. Este es el caso de ciertos edulcorantes artificiales (sección 1.5) como los ciclamatos, que en grandes dosis se ha demostrado que producen cáncer a la vejiga en ratas y no son recomendados para fenilcetonúricos, a quienes podría causar daño cerebral.26 Otras moléculas pasan a formar parte de los alimentos en forma inadvertida, como aquellas que migran de los envases plásticos como los fabricados con policarbonatos. En el caso de los polucionantes orgánicos persistentes (dioxinas, bifenilos policlorados, etc.) estos son acarreados por el medioambiente y se acumulan en la carne y la leche (tabla 1.3). Nuevos peligros aparecen con el tiempo a medida que progresa la investigación, mejoran los métodos de detección y se acumulan nuevas evidencias. Ciertos microorganismos patógenos que actualmente son muy importantes como el Campylobacter jejuni, la Escherichia coli O157:H7 y la Listeria monocytogenes, no eran relevantes en alimentos hace unas décadas atrás.
La evaluación del riesgo en los alimentos debe tener en cuenta lo expresado por el médico suizo Paracelso, quien en el siglo XVI afirmaba: “...todas las sustancias son tóxicas, sólo la dosis distingue entre un remedio y un veneno”.27 Por ejemplo, para los niños es muy recomendable una dosis diaria de hierro de alrededor de 10 a 15 mg, sin embargo, una ingestión de 600 mg de la misma sustancia podría ser letal, como también lo podría ser una sobredosis de vitamina A.28
Se debe distinguir entre el peligro ante la posibilidad de sufrir efectos adversos, y el riesgo de la exposición a este por los humanos. Así, por ejemplo, el choque de un meteorito con la Tierra sería muy peligroso, pero el riesgo de que ello ocurra es muy bajo. Por ello es necesario fijar límites de toxicidad que garanticen la salud y constituyan una base para hacer una evaluación del riesgo. El criterio básico para los límites tolerables de exposición es la dosis diaria admisible (DDA) que representa la cantidad de un compuesto (expresada en mg/kg de peso/día) que puede penetrar en el organismo humano diariamente a lo largo de la vida, sin que resulte perjudicial para la salud. Desgraciadamente, la DDA es difícil de estimar y debe fijarse a partir de información recogida de ensayos experimentales con animales. Otro parámetro importante en toxicología es la dosis letal media (DL50) de una sustancia, que corresponde a la cantidad necesaria para matar a la mitad los miembros de una población de prueba y depende de características genéticas y de factores ambientales.
Como se ha dicho, existe la posibilidad que los alimentos se contaminen con moléculas que son inseguras o simplemente tóxicas, pero que no han sido introducidas intencionalmente. Su origen es muy diverso: el ambiente, residuos de la agricultura y la crianza de animales, los materiales de los envases, etc. Normalmente, las cantidades son muy pequeñas y se expresan en partes por mil millones o ppb (parts per billion), que equivale a 1 dividido por mil millones. Para dar una idea de esta magnitud, equivale a una gota de tinta dispersa en el agua de una piscina olímpica. Con el constante mejoramiento de la sensibilidad de las técnicas analíticas de detección de compuestos químicos, la capacidad de saber si existen trazas de un componente tóxico en un alimento aumenta cada día.
Las estadísticas muestran que anualmente en países desarrollados una de cada cuatro o cinco personas queda registrada en un hospital a causa de una contaminación microbiológica de alimentos; se estima que en EE.UU. mueren alrededor de 5.000 personas al año por este motivo (tabla 1.3). En la mayoría de los casos se trata de infecciones por Salmonella y Campilobacter. Gran parte de los casos ocurre por una mala manipulación de los alimentos en el hogar y sólo uno de cada 10 incidentes tiene su origen en las cadenas de restaurantes.29 Sin embargo, la mayoría de la gente percibe que los riesgos de intoxicación por consumo de alimentos en una cadena de comida rápida son muchas veces más de lo que realmente son. ¿Por qué? La respuesta parece estar en que las personas asocian riesgo con el recuerdo de eventos negativos. Obviamente, cada vez que alguien se indigesta en un local de una multinacional de comida rápida, una gran cantidad de individuos se informan a través de las noticias de televisión y diarios, lo comentan y recuerdan. Volviendo al ejemplo del riesgo a la exposición al sol, sólo nos enteramos de una muerte por cáncer a la piel cuando le ocurre a alguien cercano o a algún personaje famoso, sin embargo, esta es la causa de cerca de 12.000 decesos anuales en los EE.UU. Aunque algunos síntomas de intoxicaciones por alimentos son casi inmediatos, como es el caso de las causadas por algunos microorganismos, en otras instancias las consecuencias se manifiestan en el largo plazo y la evidencia es menos obvia (por ejemplo, en el caso de consumo de metales pesados o de agentes cancerígenos).
La mejor manera de protegerse contra los posibles riesgos de la alimentación es comer de variadas fuentes y mantenerse bien informado. Esto demanda, por una parte, que las investigaciones realizadas por la industria, la academia y el gobierno respecto a posibles riesgos sean informadas oportunamente y de tal manera que la mayoría del público (constituencia o stakeholders) las entienda y las internalice. Pero muy importante también es que la gente sea capaz de comprender la información en forma correcta y esto requiere de una capacidad de interpretar los mensajes. El análisis de los riesgos en alimentos es responsabilidad de las autoridades nacionales encargadas de la inocuidad alimentaria y consiste en estimar los riesgos para la salud (evaluación), aplicar medidas adecuadas para controlarlos (gestión) y comunicar a las partes interesadas los riesgos y las medidas aplicadas (comunicación).30
1.11. ¿Quién podrá protegernos?
Entre tanta molécula que consumimos en los alimentos ¿de qué manera podemos sentirnos protegidos y confiados de que estos sean sanos e inocuos? Esta es una pregunta muy pertinente a la vista de episodios que atentan contra nuestra salud (¡y nuestras vidas en algunos casos!) donde los portadores del posible daño son los alimentos. Cuatro son los vectores que más inciden en hacer inseguros a los alimentos: los microorganismos patógenos, los contaminantes de origen químico, unos pocos componentes naturales que son tóxicos o alergénicos (ver tabla 1.3), y en mucha menor medida, algunos aditivos sintéticos autorizados. Desgraciadamente, la acción de cualquiera de estos agentes ocurre a niveles tan bajos que no pueden ser detectados por la visión, el olfato ni el gusto (a menos que se coman alimentos descompuestos). En tiempos pasados había que esperar desenlaces traumáticos o fatales para advertir su rol adverso para la salud, pero hoy la ciencia moderna puede, en la gran mayoría de los casos, detectarlos a tiempo e incluso anticiparse a su ocurrencia o advertir su posible presencia, como es el caso de los alérgenos.31
La complejidad de la vida moderna exige que se traspase al Estado ciertas funciones que no pueden ser realizadas individualmente y entre ellas está garantizar que los alimentos consumidos sean seguros y no causen daño.32 En este punto se debe distinguir entre dos términos usados en español indistintamente, y erróneamente en algunos casos, pero que en inglés significan cosas muy diferentes. Por seguridad alimentaria (food security), se entiende que los individuos tengan en todo momento acceso a suficientes alimentos inocuos y nutritivos que satisfagan las necesidades nutricionales y preferencias alimentarias conducentes a una vida activa y sana. La inocuidad alimentaria (food safety), en cambio, es contar con alimentos que cuando se consumen, ya sea por seres humanos o animales, no causen riesgos para la salud. La inocuidad es un requisito no transable en los alimentos.
TABLA 1.3. Algunos agentes peligrosos y contaminantes de los alimentos
| Agente | Tipo | Algunos portadores más comunes o posibles |
|---|---|---|
| Bacterias | Campylobacter jejuni | Aves de corral |
| Echerichia coli | Produce una poderosa toxina | |
| Salmonella enteritidis | Pollos y huevos | |
| Listeria monocytogenes | Quesos suaves y carnes procesadas | |
| Vibrio parahemolítico | Mariscos crudos | |
| Alga | Marea roja | Mariscos crudos |
| Contaminantes | Pesticidas | Frutas, verduras, jugos |
| Aflatoxinas | Frutas, pienzos para animales | |
| Sust. químicas diversas | Migración desde envases plásticos | |
| Bifenilos policlorinados (PCBs) | Grasas animales y pescados | |
| Hidrocarburos aromáticos policíclicos | Pescado ahumado, carnes a la parrilla | |
| Plomo | Migración desde latas y emisiones al ambiente | |
| Cadmio | Pescados, mariscos y algas | |
| Dioxinas | Pollos y otras carnes, leche | |
| Nitrosaminas | Carnes curadas | |
| Sustancias Naturales | Alérgenos | Leche, huevos, pescados, mariscos, maní, trigo, etc. |
| Hemaglutininas | Porotos, soya | |
| Alcaloides | Algunos lupinos, papas inmaduras |
Las Agencias de Inocuidad Alimentaria o los Ministerios de Salud tienen como misión hacer normativas que protejan al consumidor, controlar que los alimentos cumplan con esas normas, y también llevar a cabo la evaluación, gestión y comunicación de los riesgos involucrados (como se ha visto anteriormente en la sección 1.10). En los EE.UU., la Administración de Alimentos y Fármacos (FDA o Food and Drug Administration, sitio web www.fda.gov), es responsable de avalar y regular los alimentos y bebidas, tanto para seres humanos como para animales, y los suplementos alimenticios.33 La Unión Europea, por su parte, cuenta desde 2002 con la Autoridad Europea de Seguridad Alimentaria (EFSA o European Food Safety Authority, sitio web www.efsa.europa.eu) para la evaluación de riesgos en relación con la alimentación y la seguridad de las cadenas alimentarias. De acuerdo a su sitio en Internet “... (la EFSA actúa) en estrecha colaboración con las autoridades nacionales y en consulta abierta con las partes interesadas (stakeholders), proporciona asesoramiento científico independiente y comunicación clara sobre los riesgos existentes y emergentes en los alimentos”.34 Los procedimientos usados por estas u otras agencias para evaluar los riesgos en el consumo de los alimentos y la aprobación de nuevos aditivos necesitarían muchas páginas para ser comentados aquí, pero están bien descritos en documentos de acceso público.35
La exposición a microorganismos patógenos, contaminantes ambientales y alérgenos naturales es actualmente consustancial al consumo de los alimentos. No es este el caso cuando se crea una molécula nueva aduciendo un fin loable, como una mejor apariencia y sabor (colorantes y saborizantes) o la reducción de calorías en productos de consumo masivo (edulcorantes, sustitutos de grasas). Un caso emblemático en años recientes ha sido la introducción de Olestra (ver sección 1.12), un sustituto sintético no-calórico de las grasas que es un poliéster de la sacarosa (molécula de azúcar que tiene adosada varios ácidos grasos) que no existe naturalmente en los alimentos. La molécula no es reactiva y pasa intacta por el sistema digestivo, por lo tanto no aporta calorías pero produce diarrea en ciertos individuos y al reemplazar al aceite puede afectar la absorción de vitaminas hidrosolubles. Treinta años y 200 millones de dólares en investigación le costó a Procter & Gamble convencer a la FDA que Olestra era un ingrediente seguro y que podía reducir el consumo de grasas, particularmente a través de su uso en los snacks.
Otro caso notable del celo extremo de las agencias reguladoras es la irradiación de alimentos, tecnología destinada a destruir bacterias patógenas y parásitos, y que se conoce desde principios del siglo XX. El proceso consiste en tratar los alimentos con energía ionizante (suficientemente potente para romper moléculas y producir iones) proveniente de rayos X, haces de electrones y rayos gama, los cuales provocan daño irreversible en el ADN de microorganismos, insectos y plantas, pero sin afectar otras moléculas ni elevar la temperatura. Debido a este particular mecanismo de acción, la irradiación ha sido estudiada como ningún otro método de preservación de alimentos desde el punto de vista de la inocuidad, demostrándose que en dosis apropiadas es tan segura como otras alternativas usadas con fines semejantes. Su aplicación se extendió a partir de mediados de los 1980s y actualmente la irradiación está autorizada en más de 50 países para productos específicos (entre ellos carne molida, especias, pollos, pescados y mariscos, etc.) y en dosis calificadas. Una aplicación importante es como reemplazo de ciertos agentes químicos usados para la fumigación de frutas y verduras frescas, y que son dañinos para la salud. Para información del consumidor existe un símbolo internacional para la irradiación que debe ir en los envases cuando todo el alimento ha sido irradiado, así como también la frase “tratado por irradiación”.
Las industrias de alimentos y cada vez más las empresas de comida fuera de casa, implementan protocolos preventivos para detectar los peligros que afectan la inocuidad microbiológica o higiene de los alimentos, que son conocidos como Análisis de Peligros y Puntos Críticos de Control (HACCP en inglés). Las multinacionales tienen sus propios laboratorios de investigación relacionados con inocuidad de los alimentos, en donde trabajan en forma conjunta químicos, toxicólogos y microbiólogos, los que obviamente se pensará que son parte interesada. En las universidades, los grupos de microbiología alimentaria son muy activos dentro de los departamentos de ciencias de los alimentos e investigan en temas como microorganismos emergentes, técnicas rápidas de análisis microbiológico y genética molecular. A nivel académico también existe el área de toxicología de alimentos donde se estudia la naturaleza, propiedades y detección de sustancias tóxicas en alimentos y cómo se manifiestan sus efectos en los humanos. Las Academias de Ciencias en distintos países y la FAO convocan cada cierto tiempo a grupos expertos a expresar sus puntos de vista sobre temas específicos y elaboran los informes respectivos que son de dominio público.36 Pero son los consumidores informados los que hoy en día están llamados a hacer valer sus derechos y exigir una comida sana e inocua. En países desarrollados existen grupos organizados de consumidores como también organizaciones no gubernamentales preocupados por la inocuidad alimentaria cuyos sitios en Internet son de fácil acceso.37
1.12. Moléculas diseñadas
Es muy lógico preguntarse si no habrá moléculas mejores para la nutrición y la salud que las proporcionadas actualmente por la naturaleza a través de los alimentos que consumimos. Después de todo, nuestro planeta es hasta cierto punto imperfecto y no existen algunos elementos químicos que según la Tabla Periódica debieran estar, y que a decir de los científicos podrían tener aplicaciones insospechadas.38 Se podría pensar que en el proceso lento pero eficaz de la evolución es poco probable que la naturaleza se haya equivocado mucho en las soluciones que ha dado a los problemas del mundo real. Pero cuando las cosas cambian rápidamente en relación a los tiempos de la biología, como es el caso de la alimentación moderna ¿no será que el tranco de la naturaleza es un poco lento?
Como se ha visto, algunas moléculas presentes en los alimentos naturales no son tan buenas, sólo que hemos aprendido a transformarlas o eliminarlas a través del tiempo. Por otra parte, no dudamos en introducir en nuestros cuerpos moléculas producidas en laboratorios farmacéuticos porque su demostrado poder de sanación es incomparable ante cualquier alternativa natural. En los alimentos no se ha ido tan lejos, y las moléculas diseñadas que tratan de superar limitaciones en funcionalidad o propiedades nutricionales de moléculas naturales mediante modificaciones inducidas por métodos químicos, físicos o enzimáticos, son miradas con sospecha. A través de la biotecnología es posible también generar cambios en las moléculas directamente en la planta u organismo que las sintetizan, pero esto no es suficiente. Como es de suponer, en todos los casos la producción y uso de estas moléculas diseñadas serán ampliamente investigados y, además, regulados por las agencias de inocuidad alimentaria.
A la lista de edulcorantes artificiales y otros aditivos sintéticos como colorantes y saborizantes, que forman parte de nuestros alimentos, pero que tienden a ser desplazados por ingredientes naturales, se puede agregar otras moléculas que brindan beneficios importantes tanto en la reducción del contenido calórico como en las propiedades culinarias que otorgan a los productos. Lo que sigue trata de enfatizar la naturaleza química de las transformaciones y de los productos obtenidos, los cuales ya son consumidos en una variedad de alimentos.
Los almidones modificados pretenden superar algunas limitaciones de los almidones naturales como la excesiva degradación física, la inestabilidad por efectos térmicos y pHs muy ácidos, la retrogradación (recristalización) y la sinéresis (exudación de agua). La modificación química de los almidones es común en la industria alimentaria, siendo algunos de los mecanismos más usados la formación de derivados en forma de éteres, ésteres y compuestos oxidados, y el entrecruzamiento o bien la hidrólisis (rompimiento) de cadenas de amilosa y amilopectina (sección 2.1). Por ejemplo, los almidones oxidados (que provienen de un tratamiento con hipoclorito de sodio, el mismo que se usa para blanquear ropas) dan viscosidades bajas a mayonesas y aderezos de ensaladas, y no se retrogradan (o convierten en cristales duros) ni forman geles opacos dentro del producto.39 Los éteres de almidón se usan porque proporcionan una mayor estabilidad a los productos congelados al ser más resistentes a los ciclos de congelación-descongelación y se encuentran en los rellenos de frutas de los kúchenes congelados. Algunos almidones modificados se digieren en menor grado que los naturales y generan menos glucosa, lo que es beneficioso para la contabilidad de calorías y los diabéticos (sección 7.7). Mediante la hidrólisis o rompimiento del almidón por ácidos en condiciones de baja humedad (<15%) y altas temperaturas (150 a 200ºC), se producen polímeros cortos de glucosa en forma de unos polvos con tintes amarillentos conocidos como dextrinas, que se utilizan en formulaciones de alimentos instantáneos por su solubilidad y viscosidad, incluyendo alimentos infantiles, que además no necesitan ser cocidos. El control de la hidrólisis permite obtener atractivas combinaciones de viscosidad y solubilidad ajustando al propósito deseado el tamaño de los polímeros que se generan.
Un lípido estructurado es una molécula de grasa “hecha a la medida” para una función nutricional o tecnológica específica. Esto se consigue seleccionando los tipos de ácidos grasos que componen los triglicéridos, y la posición de estos en los tres sitios posibles en la molécula de glicerol (sección 1.2). Como las enzimas pueden actuar reversiblemente tanto cortando como pegando moléculas, una lipasa actuando bajo condiciones particulares puede unir un ácido graso a una molécula de glicerol casi en la posición que se desee. Los lípidos estructurados encuentran sus mayores aplicaciones como sustitutos de manteca de cacao, grasas hipocalóricas, y en productos específicos como alimentos para la nutrición enteral y parenteral y en leches infantiles. Uno de los desarrollos comerciales más interesantes es un triglicérido estructurado llamado Betapol® que tiene la misma estructura del triglicérido mayoritario en la leche humana y que adicionado a fórmulas de reemplazo a la leche materna otorga beneficios nutricionales superiores a los de cualquier otra grasa conocida. El diseño de moléculas no-calóricas que sustituyan a las grasas se ha logrado mediante la reacción de varios grupos -OH del disacárido sacarosa con ácidos grasos (C8:0 a C12:0), lo que da un producto sin sabor y estable al calor. Olestra® es el más famoso entre estos ésteres de la sacarosa y es un sustituto no calórico del aceite que se puede usar para la fritura y en productos de horneo.
Las proteínas también se pueden cortar con proteasas o con ácidos, y se producen péptidos y aminoácidos que tienen notas de sabores a carne apreciadas en los caldos en cubitos o en salsas “de carne”. Estas moléculas aparecen listadas en los envases como “proteína de soya o de maíz hidrolizadas”. Como se ha mencionado anteriormente, es posible juntar enzimáticamente precursores de las proteínas como aminoácidos y péptidos (en una reacción química que se conoce como plasteína), y por ejemplo, a partir de una sopa de estos sería posible formar nuevas proteínas que tengan un valor nutricional superior. De las proteínas se han derivado “imitadores” de las grasas con menor contenido calórico, que son micropartículas húmedas de proteína de tamaños de entre 100 nm y 3 μm que en la boca dan la sensación de cremosidad y de que parecen derretirse. Estos productos se usan en helados, postres, etc., y al reemplazar a las grasas reducen en un 85% el contenido calórico aportado por éstas.
El desarrollo de estas moléculas diseñadas por ingeniería es una especie de farmacología alimentaria (farmafoods) en el sentido que cumpliría un rol importante en la salud, por ejemplo, reduciendo las calorías que conducen al sobrepeso cuyas consecuencias son enfermedades. El futuro de las moléculas diseñadas va a depender en gran parte de las necesidades específicas y urgentes para mejorar la salud y el bienestar, de cuán efectivas y seguras sean, del ingenio de químicos, bioquímicos y biotecnólogos para hacer alteraciones lo más naturales posibles y evaluar los posibles riesgos, y de que la regulación les dé el visto bueno. A diferencia de los productos farmacéuticos, cuyos desarrollos cuestan cientos de millones de dólares pero que se recuperan en pocos años por su gran efectividad, las moléculas diseñadas para ser usadas en alimentos deberán ser baratas, pues se emplearán en cantidades apreciables (como sustitutos), tendrán que superar múltiples sospechas sobre su utilidad e inocuidad, y deberán enfrentar mercados muy competitivos.
1.13. De dulce y agraz
El agraz es el jugo ácido de la uva sin madurar que se empleaba frecuentemente en la Edad Media para condimentar platos, y que deja un ligero sabor amargo antes de tragar. La palabra se usa coloquialmente para denotar algo que nos deja una sensación de amargura y pena. Esto es lo que ocurre al recordar traumáticas experiencias recientes que han tenido como protagonista principal a los alimentos y que causaron impacto mundial. Uno de los casos más graves ocurrió en España en 1981 cuando se puso a la venta aceite de colza o raps desnaturalizado con anilina, que estaba destinado a usos industriales. El llamado “síndrome del aceite tóxico” dio lugar a más de 24.000 casos de intoxicación y unas 580 muertes.
Los primeros casos de la llamada “enfermedad de las vacas locas” o encefalopatía espongiforme bovina (EEB) se detectaron en el reino Unido en 1986. La EEB es causada por priones y se transmite a los seres humanos a través del consumo de partes de animales infectados, sobre todo de sus tejidos nerviosos. Los priones son agregados de proteínas, normalmente componentes inocuos de células, pero que tienen la capacidad de transformarse en partículas muy estables que provocan varios tipos de enfermedades cerebrales en humanos y animales, con síntomas que incluyen el descontrol de músculos y la pérdida de memoria. El científico inglés Stanley B. Prusiner (1942) profesor de la Universidad de California, San Francisco, recibió el premio Nobel 1997 en Fisiología y Medicina por su descubrimiento de los priones, un nuevo principio de infecciones, que los agregó a la larga lista de bacterias y virus.40
Las dioxinas son compuestos altamente tóxicos que se forman en procesos térmicos a temperaturas elevadas (200-600ºC) en presencia de cloro y, por tanto, están bastante distribuidas en el medioambiente. Las dioxinas se concentran en las grasas de los alimentos (y de nuestro cuerpo) e hicieron su aparición formal el año 1999 en Bélgica al incluirse grasa de mataderos contaminada con dioxinas y otros compuestos clorados en alimentos para animales, de donde se transmitieron a los humanos. Como en el caso anterior, sólo pasaron unos pocos meses desde que se manifestaron problemas de salud relacionados con el consumo de pollos contaminados hasta que se detectó que la causa eran las dioxinas, lo que habla muy bien de la capacidad de la ciencia actual para establecer rápidamente el origen de un problema. Este bochornoso y lamentable incidente, además del daño a las personas, provocó la caída del gobierno belga de turno.
Recientemente ha impactado el caso de la melamina añadida en la leche, que ocasionó la muerte a seis bebés en China y causó enfermedad a más de 300.000 personas, desconociéndose aún los efectos de largo plazo. La melamina, usada para hacer plásticos, fertilizantes y productos de limpieza, tiene un alto contenido de nitrógeno, lo que permite adulterar la leche y hacerla aparecer con un adecuado nivel de proteína.41 En términos comerciales, el incidente forzó a la multinacional neozelandesa Fonterra, dueña del 43% de la empresa china involucrada, a incurrir en pérdidas por más de 150 millones de dólares.
La gripe aviar y la gripe porcina están indirectamente relacionadas con los alimentos. La reciente pandemia de esta última ha causado a la fecha unas 12.000 muertes. En la naturaleza, el virus de la gripe ha existido en aves silvestres por millones de años, y no suele causarles daño. Sin embargo, al pasar a los humanos puede causar pandemias como “la gripe española” que en 1918 mató a unos 50 millones de personas en todo el mundo. Hasta la fecha, no existen datos científicos que sugieran que enfermedades virales puedan ser transmitidas a los humanos a través de los alimentos si estos se cocinan adecuadamente. Indirectamente, la crianza intensiva de aves y cerdos destinados a la alimentación en condiciones de hacinamiento, podría ser responsable de la selección y replicación de virus altamente virulentos.42 La Unión Europea ha puesto en marcha una serie de iniciativas destinadas a mejorar las condiciones de bienestar animal (animal welfare) en la crianza y transporte de animales y aves destinados a la producción de alimentos. Se cree que el virus ISA en el salmón del Atlántico, que no ataca a los seres humanos, se propagó en Chile por las condiciones de hacinamiento en las jaulas de cultivo.
De estos episodios trágicos y masivos relacionados con el consumo de alimentos se deduce que hay al menos tres causas que explican su ocurrencia. Por una parte está la codicia de personas inescrupulosas que desean lucrar a como dé lugar; por otra, la acumulación progresiva de sustancias tóxicas o precursores de ellas en los alimentos, por el continuo reciclaje de subproductos dentro de una cadena alimentaria; y por último, el poco conocimiento y respeto por la estabilidad de sistemas biológicos, que en el fondo son muy frágiles.
1.14. Moléculas mal repartidas
No se puede abandonar este capítulo sin abordar el hecho que a pesar de todos los avances tecnológicos que permiten producir más alimentos, todavía existen muchos seres humanos a quienes no les llega su parte. Es paradojal que cuando se producen alimentos suficientes para satisfacer las necesidades de los más de 6 mil millones de habitantes del mundo, coexistan sobre 1.200 millones de personas que están sobrealimentadas y al mismo tiempo 850 millones que no comen lo adecuado, y 250 millones que padecen de hambre. Ya en 1994 los agricultores de EE.UU. producían alimentos suficientes para satisfacer casi una vez y media los requerimientos diarios de toda la población de ese país, a pesar de los subsidios desincentivando la producción de algunos cultivos.43
El artículo 25 de la Declaración Universal de los Derechos Humanos en su punto 1 establece que “toda persona tiene derecho a un nivel de vida adecuado que le asegure, así como a su familia, la salud y el bienestar, y en especial la alimentación”. Se estima que anualmente mueren en el mundo unos 6 millones de niños como consecuencia directa o indirecta del hambre y la desnutrición. En términos duros de aceptar, se trata de un problema económico: la mayor parte de esta gente es muy pobre para poder siquiera comprar alimentos y viven con menos de un dólar al día. Esta violación de los derechos humanos ocurre de manera flagrante en nuestros días, sin que haya jueces que recorran el mundo subdesarrollado buscando a los responsables y los lleven a las cortes internacionales para ser juzgados.
Otro tanto ocurre con las deficiencias de micronutrientes que aunque no causan la muerte, reducen de manera importante la calidad de vida y limitan el potencial de las personas. Los micronutrientes son indispensables para la acción de enzimas, hormonas y otros compuestos esenciales para el crecimiento y desarrollo. La deficiencia de vitamina A es la principal causa prevenible de ceguera en niños y mujeres embarazadas de países pobres, y a su vez aumenta el riesgo de enfermedad y muerte por infecciones graves. Este es un problema en más de la mitad de los países del mundo, especialmente en África y el sudeste de Asia, estimándose que entre 250.000 y 500.000 niños que sufren esta deficiencia quedan ciegos cada año. A nivel mundial la deficiencia de yodo es la causa más frecuente del daño cerebral y el retardo mental, y su solución cuesta anualmente menos de 5 centavos de dólar por persona: la sal yodada. A pesar de esto, actualmente hay más de 50 países donde prevalece esta carencia. Pero es la deficiencia de hierro el trastorno nutricional más extendido en el mundo, estimándose que sobre del 30% de la población mundial, unos 2.000 millones de personas, sufren de algún grado de anemia. Aquí la solución no es tan sencilla como en el caso de la sal, pues el hierro suministrado por fortificación (agregar hierro donde no hay) o suplementación (agregar más), debe estar en una forma que sea absorbible por el organismo.44 Otra limitación no menor es el aspecto cultural que en algunas partes no ve con buenos ojos el consumo de píldoras.
