UNIVERSIDAD NACIONAL AUTNOMA DE MXICO

FACULTAD DE QUMICA

ESTUDIO BIBLIOGRFICO DE LOS EDULCORANTES DE ALTA POTENCIA Y SU METABOLISMO

TRABAJO MONOGRFICO DE ACTUALIZACIN QUE PARA OBTENER EL TTULO DE

QUMICA DE ALIMENTOS

PRESENTA:

MARA ELENA JIMNEZ HERNNDEZ

MXICO, D.F. 2008

JURADO ASIGNADO

Presidente Dra. Roco POZAS HORCASITAS

Vocal M en C. Pedro VALLE VEGA

Secretario QFB Hugo Rubn CARREO ORTIZ

1er. Suplente Prof. Marcos Francisco BEZ FERNNDEZ

2do. Suplente Profa. Mara de Lourdes GMEZ ROS

Sitio donde se desarroll el tema: Universidad Nacional Autnoma de Mxico Facultad de Qumica

Asesor del Tema

QFB Hugo Ruben CARREO ORTIZ

Sustentante

Ma. Elena JIMNEZ HERNNDEZ

AgradecimientosAgradecimientosAgradecimientosAgradecimientos

A DiosA DiosA DiosA Dios

Por darme la maravillosa oportunidad de estar aqu y dejarme ser.

A la Universidad Nacional Autnoma de MxicoA la Universidad Nacional Autnoma de MxicoA la Universidad Nacional Autnoma de MxicoA la Universidad Nacional Autnoma de Mxico

Por su invitacin al conocimiento y a la tolerancia. Porque espero que siga abriendo sus

alas a todos los mexicanos que desean superarse.

A mis padresA mis padresA mis padresA mis padres

Porque siempre esperaron darnos ms de lo que les toc a ellos. Mil gracias.

A m asesor QFB Hugo Rubn Carreo Ortiz A m asesor QFB Hugo Rubn Carreo Ortiz A m asesor QFB Hugo Rubn Carreo Ortiz A m asesor QFB Hugo Rubn Carreo Ortiz

Por darme la oportunidad de realizar este trabajo, confiar en m y por sus palabras de

aliento.

A la Dra. Roco Pozas Horcasitas A la Dra. Roco Pozas Horcasitas A la Dra. Roco Pozas Horcasitas A la Dra. Roco Pozas Horcasitas

Por apoyarme para la realizacin de este trabajo, pero sobre todo por su paciencia.

A la Q.A. Vernica Muoz Ocotero A la Q.A. Vernica Muoz Ocotero A la Q.A. Vernica Muoz Ocotero A la Q.A. Vernica Muoz Ocotero

Por apoyarme en la revisin del escrito y por las oportunas sugerencias que me

ayudaron en realizacin de este trabajo.

A todos los sinodalesA todos los sinodalesA todos los sinodalesA todos los sinodales

Quienes gentilmente cedieron tiempo para la revisin de este trabajo y por la disposicin

y oportunos comentarios que compartieron conmigo.

A quienes realizaron algunas observaciones en este trabajoA quienes realizaron algunas observaciones en este trabajoA quienes realizaron algunas observaciones en este trabajoA quienes realizaron algunas observaciones en este trabajo

Dra. Patricia Severiano, Mtro. Fonseca, M. en C. Elsa Ugalde Mora, Q.A. Vernica

Corts. A, Q.A. Juana Corts P., Q.A. Jos Balanzare, Lic. Jos Luis Guerrero

Cervantes.

A todos los que se esfuerzan por vivir en armona en este mundo de calamidades y que

no se rinden hasta alcanzar sus retos y realizar sus sueos.

DedicatoriasDedicatoriasDedicatoriasDedicatorias

En especial a la Facultad de Qumica En especial a la Facultad de Qumica En especial a la Facultad de Qumica En especial a la Facultad de Qumica

Por permitirme formarme en el mbito de la ciencia y por conocer algunos maestros

ejemplares.

A mis padres A mis padres A mis padres A mis padres

Sabino Jimnez y Ma. Magdalena Hernndez. Porque han dejado algo en m que ha

servido para ser lo que soy. Los quiero.

A mis hermanos A mis hermanos A mis hermanos A mis hermanos

Alejandro, Leonardo, Palemn y Roberto. Por todos los momentos que hemos

compartimos juntos.

A mis hermanas A mis hermanas A mis hermanas A mis hermanas

Leticia S., Isabel, Vernica y Edith. Por todos los momentos y las experiencias

compartidas, por apoyarnos entre nosotras, pero sobre todo por estar conmigo.

A mis sobrinos A mis sobrinos A mis sobrinos A mis sobrinos

Edgar, Lluvia, Alejandra, Carlos, Jimena, Ariel, Daniel, Erick, E. Karina, Patricia,

Pilar, Sofa, Miztli, Brayan. Para Uds. el poema de Walt Whitman No te detengas

A la Dra. Roco Pozas H. A la Dra. Roco Pozas H. A la Dra. Roco Pozas H. A la Dra. Roco Pozas H.

Por ser una persona con mucha sabidura, ser una amiga incondicional, por todos sus

consejos y los momentos que hemos pasado juntas.

A mis amigos y amigasA mis amigos y amigasA mis amigos y amigasA mis amigos y amigas

No quiero nombrar a nadie por temor a olvidar en este momento a alguien, ya que todos

han sido excelentes, mejor les doy gracias por los momentos felices, por las angustias y

formar buenos equipos.

A la FA la FA la FA la Familia Guerrero Cervantes amilia Guerrero Cervantes amilia Guerrero Cervantes amilia Guerrero Cervantes

Porque se que de alguna forma estn conmigo. GRACIAS. En especial a Jos L. Jr.

por ser paciente y puntuar cada prrafo de esta tesis con un beso.

A mA mA mA mis cuados y cuadasis cuados y cuadasis cuados y cuadasis cuados y cuadas

Carola E. H. I., Amrica, Mariana, Felipe H. L., Jorge C., Jorge H., Ma. Eugenia. T.,

Jos A.

No te detengasNo te detengasNo te detengasNo te detengas

No dejes que termine el da sin haber crecido un poco,No dejes que termine el da sin haber crecido un poco,No dejes que termine el da sin haber crecido un poco,No dejes que termine el da sin haber crecido un poco, sin haber sido feliz, sin haber ausin haber sido feliz, sin haber ausin haber sido feliz, sin haber ausin haber sido feliz, sin haber aummmmentado tus entado tus entado tus entado tus

sueos.sueos.sueos.sueos. No te dejes vencer por el desaliento.No te dejes vencer por el desaliento.No te dejes vencer por el desaliento.No te dejes vencer por el desaliento.

No permitas que nadie te quite el derecho a expresartNo permitas que nadie te quite el derecho a expresartNo permitas que nadie te quite el derecho a expresartNo permitas que nadie te quite el derecho a expresarteeee,,,, que es casi un deber.que es casi un deber.que es casi un deber.que es casi un deber.

No abandones las ansias de hacer de tu vida algo extraordinario.No abandones las ansias de hacer de tu vida algo extraordinario.No abandones las ansias de hacer de tu vida algo extraordinario.No abandones las ansias de hacer de tu vida algo extraordinario.

No dejes de creer que las palabras y las poesas si pueden cambiar el mundo.No dejes de creer que las palabras y las poesas si pueden cambiar el mundo.No dejes de creer que las palabras y las poesas si pueden cambiar el mundo.No dejes de creer que las palabras y las poesas si pueden cambiar el mundo.

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Somos seres llenos de pasin.Somos seres llenos de pasin.Somos seres llenos de pasin.Somos seres llenos de pasin.

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Nos derriba, nos lastima, nos engaa, nos ensea, Nos derriba, nos lastima, nos engaa, nos ensea, Nos derriba, nos lastima, nos engaa, nos ensea, Nos derriba, nos lastima, nos engaa, nos ensea,

nos convierte en protagonistas de nuestra propia historia.nos convierte en protagonistas de nuestra propia historia.nos convierte en protagonistas de nuestra propia historia.nos convierte en protagonistas de nuestra propia historia.

Aunque el viento sople encontra, la poderosa obra contina; T puedes aportar una estrofa. Aunque el viento sople encontra, la poderosa obra contina; T puedes aportar una estrofa. Aunque el viento sople encontra, la poderosa obra contina; T puedes aportar una estrofa. Aunque el viento sople encontra, la poderosa obra contina; T puedes aportar una estrofa.

No dejes nunca de soar, porque en sueNo dejes nunca de soar, porque en sueNo dejes nunca de soar, porque en sueNo dejes nunca de soar, porque en sueos es libre el hombre.os es libre el hombre.os es libre el hombre.os es libre el hombre.

No caigas en el peor de los errores; el silencioNo caigas en el peor de los errores; el silencioNo caigas en el peor de los errores; el silencioNo caigas en el peor de los errores; el silencio

La mayora vive en un silencio espantoso, La mayora vive en un silencio espantoso, La mayora vive en un silencio espantoso, La mayora vive en un silencio espantoso,

No te resignes.No te resignes.No te resignes.No te resignes.

Huye.Huye.Huye.Huye.

Emito mis alaridos por los techos de este mundo, Dice el poeta.Emito mis alaridos por los techos de este mundo, Dice el poeta.Emito mis alaridos por los techos de este mundo, Dice el poeta.Emito mis alaridos por los techos de este mundo, Dice el poeta.

Valora la belleza de las cosas simples, se puede haceValora la belleza de las cosas simples, se puede haceValora la belleza de las cosas simples, se puede haceValora la belleza de las cosas simples, se puede hacer bella poesa sobre pequeas cosas, pero no r bella poesa sobre pequeas cosas, pero no r bella poesa sobre pequeas cosas, pero no r bella poesa sobre pequeas cosas, pero no

podemos remar en contra de nosotros mismos.podemos remar en contra de nosotros mismos.podemos remar en contra de nosotros mismos.podemos remar en contra de nosotros mismos.

Eso transforma la vida en un infierno.Eso transforma la vida en un infierno.Eso transforma la vida en un infierno.Eso transforma la vida en un infierno.

Disfruta del pnico que te provoca tener la vida por delante, vive la intensamente, sin mediocridad.Disfruta del pnico que te provoca tener la vida por delante, vive la intensamente, sin mediocridad.Disfruta del pnico que te provoca tener la vida por delante, vive la intensamente, sin mediocridad.Disfruta del pnico que te provoca tener la vida por delante, vive la intensamente, sin mediocridad.

Piensa que en ti est el fuPiensa que en ti est el fuPiensa que en ti est el fuPiensa que en ti est el futuro y encara la tarea con orgullo y sin miedo.turo y encara la tarea con orgullo y sin miedo.turo y encara la tarea con orgullo y sin miedo.turo y encara la tarea con orgullo y sin miedo.

Aprende de quienes puedan ensearte.Aprende de quienes puedan ensearte.Aprende de quienes puedan ensearte.Aprende de quienes puedan ensearte.

Las experiencias de quienes nos precedieron de nuestros poetas muertos, Las experiencias de quienes nos precedieron de nuestros poetas muertos, Las experiencias de quienes nos precedieron de nuestros poetas muertos, Las experiencias de quienes nos precedieron de nuestros poetas muertos,

te ayudan a caminar por la vida.te ayudan a caminar por la vida.te ayudan a caminar por la vida.te ayudan a caminar por la vida.

La sociedad de hoy somos nosotros, los poetas vivosLa sociedad de hoy somos nosotros, los poetas vivosLa sociedad de hoy somos nosotros, los poetas vivosLa sociedad de hoy somos nosotros, los poetas vivos

No permitNo permitNo permitNo permitas que la vida te pase a ti sin que la vivasas que la vida te pase a ti sin que la vivasas que la vida te pase a ti sin que la vivasas que la vida te pase a ti sin que la vivas

Walt WhitmanWalt WhitmanWalt WhitmanWalt Whitman

Versin de Leandro WolfsonVersin de Leandro WolfsonVersin de Leandro WolfsonVersin de Leandro Wolfson

Me encanta DiosMe encanta DiosMe encanta DiosMe encanta Dios

Me encanta Dios. Es un viejo magnfico que no se toma en serio. A l le gusta jugar y juega y a veces

se le pasa la mano y nos rompe una pierna o nos aplasta definitivamente. Pero esto sucede porque es

un poco cegatn y bastante torpe con las manos.

Nos ha enviado a algunos tipos excepcionales como Buda, o Cristo, o Mahoma, o mi ta Chofi, para que

nos digan que nos portemos bien. Pero esto a l no le preocupa mucho: nos conoce. Sabe que el pez

grande se traga al chico, que la lagartija grande se traga a la pequea, que el hombre se traga al

hombre. Y por eso invent la muerte: para qu la vida? no t ni yo? la vida, sea para siempre.

Ahora los cientficos salen con su teora del Big Bang... Pero qu importa si el universo se expande

interminablemente o se contrae? Esto es asunto slo para agencias de viajes.

A m me encanta Dios. Ha puesto orden en las galaxias y distribuye bien el trnsito en el camino de

las hormigas. Y es tan juguetn y travieso que el otro da descubr qu ha hecho frente al ataque de

los antibiticos bacterias mutantes!

Viejo sabio o nio explorador, cuando deja de jugar con sus soldaditos de plomo y de carne y hueso,

hace campos de flores o pinta el cielo de manera increble.

Mueve una mano y hace el mar, y mueve la otra y hace el bosque. Y cuando pasa por encima de

nosotros, quedan las nubes, pedazos de su aliento.

Dicen que a veces se enfurece y hace terremotos, y manda tormentas, caudales de fuego, vientos

desatados, aguas alevosas, castigos y desastres. Pero esto es mentira. Es la tierra que cambia y se

agita y crece cuando Dios se aleja.

Dios siempre est de buen humor. Por eso es el preferido de mis padres, el escogido de mis hijos, el

ms cercano de mis hermanos, la mujer ms amada, el perrito y la pulga, la piedra ms antigua, el

ptalo ms tierno, el aroma ms dulce, la noche insondable, el borboteo de luz, el manantial que soy.

A m me gusta, a m me encanta Dios. Que Dios bendiga a Dios.

Poema dePoema dePoema dePoema de

Jaime SabinesJaime SabinesJaime SabinesJaime Sabines

NDICE

INTRODUCCIN i OBJETIVOS iii

CAPTULO I

ANTECEDENTES

1. ANTECEDENTES HISTRICOS 1 1.1 La miel 1 1.2 El azcar de caa 2 1.3 Aditivos de los alimentos 3 1.3.1 Definiciones de Aditivos de Alimentos 4 1.3.2 Definicin de aditivo de alimentos en Mxico 5 1.4 Clasificacin de aditivos de alimentos 7 1.5 Nmeros y/o clasificacin otorgados para los aditivos de alimentos 8 1.6 Preocupacin por la inocuidad de los alimentos 8 1.6.1 Situacin de la inocuidad de los alimentos en E. U. 10 1.6.2 Situacin por la inocuidad de los alimentos en Mxico 10

CAPTULO II

ASPECTOS DEL DULZOR

2. El GUSTO DULCE 12 2.1 Estimacin del dulzor 15 2.3 La familia de los edulcorantes 17

CAPTULO III

ASPECTOS METABLICOS

3 ASPECTOS GENERALES 18 3.1 Estudios bioqumicos 19 3.2 Toxicologa de alimentos 20 3.3 Inocuidad de alimentos 21 3.4 Ingesta diaria admisible (IDA) 21

CAPTULO IV

CARBOHIDRATOS Y POLIOLES

4. EDULCORANTES NATURALES 23 4.1 Principales edulcorantes utilizados en la industria de alimentos 24 4.2 Metabolismo de carbohidratos 26 4.3 Alcoholes de azcar o polioles 27 4.4 Metabolismo de los polioles 32

CAPTULO V

METABOLISMO DE EDULCORANTES INTENSOS

5. EDULCORANTES INTENSOS 35 5.1 Generalidades del Ciclamato 37 5.1.1 Estudios de trayectoria metablica 39 5.1.2 Discusin 46 5.1.3 Conclusin 49 5.1.4 Datos otorgados por JECFA de Toxicidad aguda para la CHA 50 5.1 5 IDA establecida por JECFA para el ciclamato 50 5.1.5.1 IDA establecida por la CSF de la Unin Europea 51 5.1.5.2 IDA establecida en los Estados Unidos 51 5.2 Generalidades del Aspartame 52 5.2.1 Estudios de trayectoria metablica 54 5.2.1.1 Fenilalanina y aspartato 58 5.2.1.2 Estudios con dicetopiperacina (DCP) 64 5.2.2 Discusin 67 5.2.3 Conclusin 74 5.2.4 IDA establecida por el JECFA para el aspartame 74 5.3 Generalidades del Acesulfame-K 76 5.3.1 Estudios de trayectoria metablica 78 5.3.1.1 Productos del acesulfame-k 81 5.3.2 Discusin 84 5.3.3 Conclusin 86 5.3.4 IDA establecida por JECFA para el acesulfame-k 86 5.4 Generalidades de la Taumatina 87 5.4.1 Estudios de trayectoria metablica 89 5.4.2 Discusin 92 5.4.3 Conclusin 92 5.4.4 IDA establecida por JECFA para la taumatina 92 5.5 Generalidades de la Estevia 94 5.5.1 Estudios de trayectoria metablica 97 5.5.2 Discusin 101 5.5.3 Conclusin 103 5.5.4 IDA establecida por JECFA para la estevia 103 5.6 Generalidades de la Sucralosa 104 5.6.1 Estudios de trayectoria metablica 105 5.6.2 Productos de hidrlisis de la TGS 110 5.6.3 Discusin 119 5.6.4 Conclusin 123 5.6.5 IDA establecida por JECFA para la sucralosa 123

CAPTULO VI

MARCO JURDICO DE EDULCORANTES INTENSOS

6. MARCO JURDICO PAR LOS ALIMENTOS A NIVEL INTERNACIONAL 125 6.1 Marco jurdico en otras naciones 128

6.2 Mxico en el mbito internacional 133 6.3 Marco jurdico de los edulcorantes en Mxico 135 6.4 Marco jurdico de los edulcorantes de alta potencia expuestos en este trabajo

135

6.4.1 Marco jurdico para el ciclamato 136 6.4.2 Marco jurdico para el aspartame 139 6.4.3 Marco jurdico para el acesulfame-K 140 6.4.4 Marco jurdico para la taumatina 140 6.4.5 Marco jurdico para el estevisido 141 6.4.6 Marco jurdico para la sucralosa 142

CONCLUSION FINAL 143

ABREVIATURAS 145 GLOSARIO 147 REFERENCIAS BIBLIOGRFICAS 149

iii

Paracelso (1493-1541)

Todas las sustancias son venenosas; no hay ninguna que no sea

txica. La correcta dosis diferencia al veneno del remedio

adems enunci los siguientes corolarios:

a) La experimentacin es esencial en el examen de la respuesta a

cualquier tipo de sustancia.

b) Se debe hacer una distincin entre el efecto hacia la propiedad

txica y teraputica de las sustancias.

c) Las anteriores propiedades son en mucho de los casos

indistinguibles y son dependientes de la dosis.

d) Se debe determinar el grado de especificidad de las sustancias

tanto de su efecto teraputico o txico.158

iii

INTRODUCCIN Las necesidades humanas y la forma de satisfacerlas cambian enormemente debido a los constantes avances cientficos y tecnolgicos que se dan en el mundo. Dentro de esta dinmica de transformacin, la alimentacin no ha sido la excepcin. Una muestra de ello ha sido el descubrimiento de nuevas y numerosas sustancias llamadas aditivos que confieren diversas caractersticas a los alimentos (humedad, color, olor, sabor, etc.).

Las primeras sustancias utilizadas para endulzar los alimentos fueron los edulcorantes provenientes de fuentes naturales, principalmente, la miel y el azcar. Sin embargo en los ltimos aos, la utilizacin de esta ltima y sus derivados ha sido cuestionada ante todo por el sector salud, que les asocia diversos problemas tales como: la obesidad, la diabetes, la hipertensin, la hipoglucemia, los problemas digestivos, la caries dental, etc.

Estos padecimientos han sido la causa del fomento masivo de una nueva cultura que promueve la vida sana y que ha provocado en los individuos un cambio en la manera de endulzar los productos que consumen. Es en este aspecto donde los aditivos de alimentos, especialmente los edulcorantes de alta potencia han jugado un papel importante.

La industria de los edulcorantes de alta potencia nace con el descubrimiento de la sacarina en 1879 y es, a partir de entonces, cuando surge el inters por el descubrimiento y desarrollo de nuevas sustancias edulcorantes. En el ao de 1937, debido al hallazgo del ciclamato, la comercializacin de estas sustancias registr un importante crecimiento, pero fue hasta 1950 cuando se comenzaron a utilizar mezclas de sacarina-ciclamato. Surgi entonces, en los Estados Unidos una nueva rama: la industria dedicada a los productos alimenticios bajos en azcares o Sweetn Low. Actualmente, ms de 150 millones de personas en ese pas usan regularmente productos libres de azcar o productos light. En Mxico, 70 % de la poblacin consume productos bajos en caloras en su dieta diaria y en Latinoamrica, 6 de cada 10 hogares consumen dichos productos.

Los gobiernos se han visto obligados a llevar a cabo legislaciones para generar un intercambio comercial ms equitativo debido al crecimiento cada vez mayor de la industria de los alimentos, sobre todo aquellos que tienen tratados comerciales, con el fin de

iii

salvaguardar la salud de la poblacin. Sin embargo, la tendencia a consumir este tipo de productos y el creciente empleo de los edulcorantes de alta potencia en diversos productos ha generado problemas de informacin respecto a su inocuidad, ya que se les acusa a algunos de ellos de provocar daos a la salud.

Este trabajo est basado en las investigaciones realizadas por diversos grupos de cientficos que presentaron sus trabajos al Comit Mixto FAO/OMS de Expertos en Aditivos Alimentarios (JECFA), as como en algunos estudios revisados por el Comit Cientfico de Alimentos (SCF) de la Unin Europea (UE) y en ciertos artculos sobre el metabolismo y los metabolitos del ciclamato, aspartame, acesulfame K, taumatina, esteviosido y sucralosa, todos ellos considerados edulcorantes de alta potencia o intensos, para determinar su inocuidad y su ingesta diaria aceptable (IDA).

Adems considera, en algunas ocasiones, estudios agudos, de corta y larga duracin practicados en roedores, perros, monos, conejos y, en algunos casos, en el hombre con la informacin proporcionada o establecida por JECFA; SCF; y FDA con el fin de determinar la IDA de estos edulcorantes. y por otro lado los DL50 (dosis letal media) que puedan surgir de los metabolitos o bien de los subproductos durante su sintesis qumica.

As tambin se hace una exposicin del marco jurdico de estas sustancias tanto a nivel nacional como internacional.

iii

OBJETIVOS

Objetivo General

Realizar una investigacion bibliogrfica sobre el metabolismo de los edulcorantes de alta intensidad utilizados en la industria de los alimentos, presentando adems su legislacin a nivel internacional y presentar una resea histrica del los edulcorantes naturales.

Objetivos Particulares

Presentar una resea de los edulcorantes ms utilizados en la industria de alimentos.

Revisar la informacin disponible acerca del metabolismo de los edulcorantes de alta potencia mas relevantes (ciclamato, aspartame, acesulfame K, taumatina, esteviosido y sucralosa).

Revisar sobre los posibles efectos txicos de los edulcorantes de alta potencia.

Revisar las investigaciones acerca de los posibles metabolitos surgidos a partir del metabolismo de los edulcorantes, as como su interaccin en los alimentos.

Revisar la legislacin de los edulcorantes a nivel internacional.

CAPTULO I ANTECEDENTES

1

1. ANTECEDENTES HISTRICOS 1.1 La miel Desde sus orgenes el hombre ha sentido el deseo de experimentar la sensacin de lo dulce y, para conseguirlo, ha hecho uso de la miel, la caa de azcar, la remolacha, el man, las uvas, los dtiles, el coco, el sorgo, el maz y el arce o maple, principalmente. Debido a esto, algunos cientficos afirman que para cumplir dicho deseo el hombre busc nuevos alimentos de caractersticas dulces. No obstante, otros opinan que esta preferencia pudo originarse en el perodo de lactancia, pues la leche materna tiene un ligero sabor dulce otorgado por la lactosa, el azcar caracterstico de sta.4

Sin embargo, en una pintura rupestre de 30,000 aos de antigedad localizada en Valencia, Espaa, se observa a un hombre rodeado de abejas en el momento que extrae la miel de un panal, lo que nos permite establecer que el hombre primitivo ya tena conocimiento de las propiedades de este alimento, siendo fundamental para las civilizaciones en todo el mundo. Entre los diversos registros histricos de orden culinario y medicinal que se conservan, la miel figura como un alimento saludable. Por ejemplo, se han encontrado tarros con miel en las tumbas egipcias y se sabe que esta cultura la emple tanto en el embalsamamiento de cadveres como en el tratamiento de heridas. En la India, adems de mencionar que sus tres principales dioses provenan de ella, la utilizaban como alimento y remedio, y le atribuan virtudes anti-txicas. En la Biblia se menciona como smbolo de prosperidad y bienestar:

Y he descendido para librarlos de mano de los egipcios y sacarlos de aquella tierra a una

tierra buena y ancha, a tierra que fluye leche y miel (xodo 3,8)

Uno de los libros del Corn est dedicado tanto a la miel como a las abejas y se hacen diversas recomendaciones respecto a sus usos. En las ciudades antiguas de Grecia y Roma, se crea que deba formar parte de la dieta diaria de quien deseara una vida saludable y larga. En Francia, la farmacopea medieval se inspira en el precepto de Galeno, quien la destaca no slo para encubrir el gusto de determinados medicamentos, sino tambin en la obtencin de preparaciones farmacuticas por sus propiedades intrnsecas.4 En Mxico, las culturas prehispnicas la utilizaban en ciertos alimentos exclusivos de la nobleza; tambin hervan el aguamiel para concentrarlo y obtener miel de maguey. De acuerdo con fuentes literarias del siglo XVI, los aztecas conocan una planta llamada Lipia dulces o hierba dulce la cual tiene una molcula llamada hernandulcina que es 1 000 veces ms dulce que el azcar. En Rusia, a la miel se le consideraba un medicamento y antdoto para picaduras de

2

Figura 1. Ruta histrica de la introduccin de la caa de azcar.

serpientes y mordeduras de perros con rabia. Adems de consumirla, la convirtieron en un producto de exportacin, llegando a ser un importante artculo de comercio en toda Europa; sin embargo, en el siglo XVII con la importacin y produccin del azcar de caa, la apicultura sufri un declive considerable.4, 21

1.2 El azcar de caa El azcar de caa tiene sus orgenes en un rea conocida como Papua-Nueva Guinea y pudo haberse originado muy probablemente de la cruza entre dos especies silvestres: S. Spontaneum y S. robustum, obtenindose la especie Saccharum officinarum o caa de azcar.82

La caa de azcar ha tenido gran relevancia en la historia del hombre de nuestra era. Debido principalmente a la migracin obligada del hombre, ya sea por la guerra, causas naturales o la exploracin de nuevos territorios, fue llevada de las islas del Pacfico Sur a pases como la India, Tailandia, China y, ms tarde, a los continentes de Europa, frica y el Nuevo Mundo. (Figura 1)82

3

El azcar de caa se uso primeramente en las islas del sur del Ocano Pacfico hace aproximadamente 10 000 aos aC. El jugo se hirvi para concentrarlo probablemente en la India, aunque la azcar en forma slida no fue preparada hasta la era cristiana. La evidencia ms acertada de este hecho data del siglo I dC. Mintz hace referencia a la siguiente descripcin realizada por Discrides: Hay una especie de miel concreta, llamada saccharon, que se encuentra en las caas de la India y en Arabia Flix que en su consistencia es tan quebradiza que puede romperse entre los dientes, como la sal. Es buena para el vientre y el estmago al disolverse en agua y beberse, y ayuda a la vejiga adolorida y a los riones.117 En Persia, el nombre para el azcar fue Shaker y los rabes la llamaron Sukkar.7, 82

El principal constituyente del jugo de la caa es la sustancia qumica llamada sacarosa, que se extrae fcilmente y es de bajo costo. Sin embargo, en los pases industrializados ha estado sujeta en los ltimos aos a controversias relacionadas con la salud, ocasionando que en el mercado se encuentren productos que contengan una menor cantidad de sacarosa, o bien, que sta sea sustituida parcial o totalmente por aditivos llamados edulcorantes naturales o sintticos.

1.3 Aditivos de los alimentos Los aditivos de alimentos no son una invencin de nuestros das. Una de las necesidades ms antiguas fue la de conservar la cosecha de un ao a otro. Los egipcios y los griegos hicieron uso de la sal, el humo y el secado a la intemperie (generalmente al sol) para conservar por ms tiempo las carnes. Asimismo, es muy antiguo el empleo del vinagre y las especias en la preservacin de los alimentos. Sin embargo, las primeras sustancias qumicas que se utilizaron en los alimentos con fines de conservacin fueron los boratos junto con el alumbre. Tambin se emplearon el yeso (con la finalidad de blanquear las harinas), el ocre, el litargirio, el cinabrio, la crcuma y el azafrn como colorantes. Algunas de estas sustancias se utilizaron hasta hace dos siglos porque se desconoca que causaban daos al hombre; un ejemplo de esto es el cinabrio (HgS) o sulfuro de mercurio, antiguamente utilizado para otorgar color a los dulces, y que los estudios toxicolgicos hechos posteriormente comprobaron que es nocivo para la salud.

Hoy en da, gracias a los aditivos y los procesos tecnolgicos en alimentos, se pueden consumir toda clase de productos alimenticios en cualquier poca del ao, o bien, traerlos

4

desde tierras lejanas. La industria moderna de alimentos utiliza los aditivos para lograr las propiedades adecuadas y requeridas por el consumidor. 20, 136

1.3.1 Definiciones de Aditivos de Alimentos

Una manera muy general de definir a los aditivos de alimentos sera como sustancias qumicas especiales, las cuales son agregadas a los alimentos con el propsito de modificar sus caractersticas, presentes hasta el momento de su consumo.13

Sin embargo, en este trabajo se citan tres definiciones que son consideradas importantes en el mbito internacional para definir un aditivo de alimentos (Tabla 1).

TABLA 1 Definiciones Internacionales de Aditivo de Alimentos

FDA 49,59 CEE 19, 112 CODEX 19, 111

DEFINICIN

Son sustancias que por su uso intencional o por los usos propuestos, pueden convertirse en componentes del alimento, de manera directa o indirecta, los cuales pueden afectar sus caractersticas. Cualquier sustancia que se utilice en:

Toda sustancia no consumida en los alimentos habitualmente y no utilizada como ingrediente caracterstico en la alimentacin, teniendo o no un valor nutritivo y adicionada intencionalmente a los alimentos. Los que tengan algn un propsito tecnolgico en alguna de las fases de:

Toda sustancia que normalmente no se consume como alimento ni se utiliza como ingrediente caracterstico de los alimentos, tenga o no valor nutritivo. Cuya adicin intencional al alimento con un fin tecnolgico (incluso organolptico)en:

INCLUYE

Produccin Manufacturacin Proceso Preparacin Tratamiento Empaquetado Envasado Transporte Almacenado Cualquier fuente de radiacin propuesta para cualquier uso.

Fabricacin Transformacin Preparacin Tratamiento Acondicionamiento Transporte Almacenamiento, Tenga o pueda, directa o indirectamente y convertirse en un componente de dichos productos alimenticios.

Fabricacin Elaboracin Preparacin Tratamiento Envasado Empaquetamiento, Transporte Almacenamiento. Lo que puede afectar, directa o indirectamente la incorporacin de sus derivados y pasen a ser un componente o afecten a las caractersticas de stos.

NO INCLUYE

A los pesticidas de los productos agrcolas, Los frmacos para animales, Colores certificados o exentos de certificacin Los considerados GRAS1 Los calificados previamente por la FDA y el USDA seguros hasta antes de 1958 (ej. Nitrito de sodio).

Las sustancias empleadas para la proteccin de plantas y productos vegetales Los aromas contemplados en la Directiva 88/388/CEE Las sustancias aadidas como productos nutritivos (por ejemplo, minerales, oligoelementos o vitaminas).

El trmino no comprende los contaminantes ni las sustancias aadidas a los alimentos para mantener o mejorar sus propiedades nutritivas, ni el cloruro de sodio.

REGULACIN DHHS y FDA que se basan en leyes, Actas y Acuerdos La Ley de la Comunidad. El Cdigo de Usos,

Acuerdos internacionales, establecidos entre los

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Los de la lista GRAS (que son, aproximadamente 1600. ej. vitaminas, sal etc.)

Legalidad de las transacciones y una informacin suficiente para el consumidor. Especficamente en la directiva 89/107/EEC.

miembros de la FAO/OMS y regulados por el CODEX.

GRAS Generalmente Reconocidas como Seguras (Generally Recognized As Safe) USDA Departamento de Agricultura de los Estados Unidos. (United States Department of Agriculture) FDA Administracin de Frmacos y Alimentos. (Food and Drug Administration) DHHS Departamento de Servicios de Salud Humana de los Estados Unidos. (Unites States of Health Human Services) 1.3.2 Definicin de aditivo de alimentos en Mxico

En el Reglamento de Control Sanitario de Productos y Servicios establece en el apndice, Fraccin XXI, 1.1. Aditivos, inciso d.6

Se considera Aditivo, a cualquier sustancia permitida que, sin tener propiedades nutritivas, se incluya en la formulacin de los productos y que acta como estabilizante, conservador o modificador de sus caractersticas organolpticas y para favorecer ya sea su estabilidad, conservacin, apariencia o aceptabilidad.

Artculo 200 Clasificacin de Aditivos

Artculo 201 Los aditivos debern:

- Usarse nicamente en la cantidad necesaria para obtener el efecto deseado,

- No exceder los lmites permitidos por la Secretara de Salud (SSA).

- Estar libres, en su caso, de descomposicin, putrefaccin u otras alteraciones que los hagan no aptos para el consumo humano.

Artculo 202

El uso de los aditivos, as como la cantidad a emplear, quedan sujetos a:

- Las disposiciones que se sealen en este Reglamento y a las que se establezcan en las normas correspondientes.

6

- Las leyendas de advertencia que, en su caso, debern utilizarse para los productos que contengan estos aditivos se establecern en las normas correspondientes.

Artculo 203

No se podrn emplear aditivos:

Cuando no se renan los siguientes requisitos:

- Que sean inofensivos al emplearse al nivel de uso permitido

- Que cumplan una funcin til y no se usen para ocultar defectos de calidad sanitaria

- Que se obtenga un efecto que pueda lograrse con slo utilizar buenas prcticas de fabricacin y que tengan un mtodo analtico que controle efectivamente su uso o justifique la inaplicabilidad de ste.6

Artculo 205

Cuando la Secretara tenga conocimiento, basado en investigacin cientfica reconocida, de que un aditivo muestra indicios confirmados de efectos cancergenos, teratognicos, mutagnicos o cualquier otro riesgo a la salud, no permitir:

- su importacin

- prohibir su elaboracin,

- almacenamiento y venta,

- aplicar las medidas de seguridad correspondientes y proceder a modificar las listas a que se refiere el artculo 22 de este Reglamento.

7

Artculo 208

Las listas de aditivos permitidos, prohibidos o restringidos a que se refiere este Reglamento, tambin se podrn modificar a peticin de cualquier interesado, para lo cual deber proporcionar a la Secretara la siguiente informacin:

I. El nombre genrico y el sinnimo ms conocido, si se trata de una sustancia qumica, o el gnero y especie, si se trata de un producto derivado de un vegetal o animal;

II. Cuando proceda, la frmula qumica condensada y estructural, si se conoce;

III. La justificacin de su funcin tecnolgica;

IV. Los estudios toxicolgicos de origen nacional o extranjero, a corto y largo plazo, en los que se incluya la DL50 en animales mamferos de laboratorio y la ingestin diaria admisible para evaluar su inocuidad, especialmente en relacin con el cncer y sus efectos teratognicos, si es el caso;

V. Los mtodos analticos para determinar su identidad, pureza y contaminantes, y

VI. Los productos en los que se propone su empleo y proporcin, de manera que sta no rebase los mrgenes de seguridad, a fin de determinar si su uso representa un riesgo para la salud del consumidor.

1.4 Clasificacin de aditivos de alimentos En la Comunidad Europea estn clasificados de acuerdo con la Directiva 89/107/EEC publicada el 21 de diciembre de 1988 que establece una lista de veinticuatro categoras, mientras otros autores los clasifican en funcin de su accin.(Tabla 2)

Tabla 2. Clasificacin de Aditivos de Alimentos Directiva 89/107/1988 En funcin de su accin

1)Colorantes Colorantes 2)Conservadores Aromas 3)Antioxidantes Conservadores 4)Emulgentes Antioxidantes 5)Agentes de cobertura (y lubricantes) Emulgentes, estabilizantes, espesantes y

gelificantes.

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6)Fundentes Acidulantes y correctores de acidez 7)Espesantes Antiaglomerantes 8)Gelificantes Potenciadores de sabor 9)Potenciadores del gusto Antiespumantes 10)Acidulantes Edulcorantes 11)Correctores de cidez (pH) Almidones modificados 12)Antiaglomerantes Gasificantes 13)Modificadores de textura (endurecedores) Endurecedores, humectantes, secuestradores,

gases de envasado. 14)Almidones modificados 15)Edulcorantes 16)Gasificantes 17)Antiespumantes 18)Mejoradores de harinas 19)Humectantes 20)Secuestrantes 21)Enzimas 22)Agentes de volumen 23)Gases de envasado 24)Estabilizadores

1.5 Nmeros y/o clasificacin otorgados para los aditivos de alimentos En la Comunidad Econmica Europea se desarroll el sistema E para clasificar a los aditivos, que consiste en anteponer dicha letra a un nmero, el cual ha sido adoptado en otras partes del mundo. Por otro lado, el Comit de la Comisin del Codex para aditivos y contaminantes de alimentos ha desarrollado un Sistema de Numeracin Internacional (INS) basado en el sistema europeo. El INS es ms amplio que el sistema E y se utiliza como un sistema aprobado para la identificacin de aditivos para alimentos en varios pases. La lista se extiende ms all de los aceptados por JECFA. Los nmeros del INS son en gran medida los mismos nmeros usados que en el sistema europeo pero sin la E. En los Estados Unidos existe otra forma de clasificar las sustancias qumicas elaborado por la Divisin de la Sociedad Qumica: el Chemical Abstracts Service (CAS). El CAS asigna un nmero a cada compuesto qumico, incluyendo a los aditivos de alimentos, el cual es almacenado en una base de datos cuyo nmero aproximado de registros es de alrededor de 23 millones.13, 41, 42

1.6 Preocupacin por la inocuidad de los alimentos A mediados del siglo pasado el empleo de aditivos en los alimentos y la vigilancia de su inocuidad cobraron relevancia entre los pases que mantenan relaciones comerciales para tener un mayor control sanitario de los alimentos comercializados.

En la sexta Asamblea Mundial de la Salud celebrada en 1953 se expres la preocupacin por la cada vez mayor utilizacin de diversas sustancias qumicas en la industria de los

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alimentos, dando origen en los ltimos decenios a un problema de salud pblica que convena investigar. El Consejo Ejecutivo de la OMS, al siguiente ao, volvi a ocuparse del asunto y decid que la cuestin fuera examinada por el Comit Mixto de Expertos en Nutricin de la FAO y la OMS. El Consejo de la OMS recomend que en colaboracin con la FAO, se recolectar toda la informacin sobre los grupos de sustancias que se aaden a los alimentos, las tcnicas de laboratorio y la legislacin pertinente. En es mismo ao, la FAO reconoci que el problema de los aditivos alimentarios reviste una importancia cada vez mayor, tanto para la nutricin como para la produccin y distribucin de alimentos. 41, 138

Desde entonces, ambas organizaciones se encargan de difundir y recopilar datos sobre las propiedades fsicas, qumicas, farmacolgicas, toxicolgicas, bioqumicas, teratognicas y sus posibles efectos cancergenos. Adems, sobre los mtodos seguidos en su empleo y las razones para su autorizacin, limitacin o prohibicin de los distintos aditivos de alimentos.41, 46, 138

La primera reunin de JECFA (organismo que est conformado por la FAO/OMS) fue en Roma, en diciembre de 1956, con expertos que representaban a ocho pases. En esa reunin se defini por primera vez lo que era un aditivo y se propusieron los principios generales que deban regular el uso de los aditivos alimentarios, qu caractersticas deban tener y cmo utilizarlos de acuerdo con las buenas prcticas de manufactura. En 1957 se definieron los mtodos de ensayo toxicolgico a que deban someterse los aditivos alimentarios. Adems, se promulg que los mtodos de anlisis deban ir cambiando conforme a los avances de la ciencia y la tecnologa. En la siguiente reunin se inform de las Normas de Identidad y Pureza para los Aditivos de Alimentos y se public la primera lista de aditivos, en la que se evaluaron sus caractersticas qumicas y fsicas, (la cual fue sometida por los diferentes pases a evaluacin) para su aceptacin o rechazo. Dado que el Comit de la FAO/OMS no tena las facultades para poder emitir normas, fue necesario crear el Codex, un organismo que se encargara de establecer los marcos de regulacin.

Existe otra organizacin que se encarga, de entre muchas otras cosas, de evaluar la inocuidad alimentara, este es el Programa Internacional de Seguridad Qumica (IPCS) establecido en 1980. Es una asociacin conjunta del Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente (UNEP), la Organizacin Internacional del Trabajo (OIT) y la Organizacin Mundial de la Salud (OMS). Los objetivos del IPCS son establecer las bases cientficas para

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evaluar los riesgos a la exposicin de sustancia qumicas que tienen que ver con la salud humana y el medio ambiente a travs de la revisin de los procesos como un prerrequisito para la promocin de la seguridad de una sustancia qumica y as proveer asistencia tcnica en el fortalecimiento de las capacidad de cada nacin en el manejo competente de las sustancias qumicas. La Organizacin Internacional para el Manejo Competente de Sustancias Qumicas (IOMC) fue establecida en 1995 por la UNEP, la OIT, la ONU, la FAO y la Organizacin para la Cooperacin y Desarrollo Econmico (OCDE). El propsito de la IOMC es fijar la coordinacin de las polticas y actividades perseguidas por las organizaciones participantes, independientes o conjuntas, para alcanzar el manejo competente de las sustancias relacionadas con el medio ambiente y la salud humana.22

1.6.1 Situacin de la inocuidad de los alimentos en E. U.

A finales del siglo XIX y principios del siglo XX, debido a las transformaciones que sufrieron los procesos productivos, se comenzaron a crear instituciones dedicadas a inspeccionar a las industrias que fabrican alimentos para que se llevaran a cabo bajo normas y leyes destinadas a crear alimentos inocuos.

En Estados Unidos, la inocuidad de los alimentos se inicia promulgando regulaciones e inspeccionando todo lo que est relacionado con los alimentos. Las primeras regulaciones fueron emitidas por la Federal Food and Drug Act of 1906 o Pure Food Law y sufrieron modificaciones en 1938 cuando el acta fue renombrada como Food, Drug and Cosmetic Act of 1938. La FDA es la institucin que regula a nivel federal la mayora de los aspectos relacionados con los alimentos (dentro de los que se encuentran los procesos de muchos productos alimenticios, las etiquetas de los alimentos procesados o envasados destinados al comercio interestatal o a la importacin). Desde los orgenes de esta ley se han realizado varias modificaciones. Adicionalmente, hay un cdigo de normas federales que es especfico para la industria alimentaria.13, 49

1.6.2 Situacin por la inocuidad de los alimentos en Mxico

En Mxico, a finales del siglo XIX, por primera vez se empiezan a definir medidas de control basados en cdigos sanitarios. En 1841 se cre el Consejo Superior de Salubridad, dependiente de la Secretara de Gobernacin. En 1878, en el Distrito Federal public un mandato relativo a las sustancias que, por dictamen del Consejo Superior de Salubridad Pblica, deban usar los fabricantes de dulces. En 1891, se promulg el Cdigo Sanitario y

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se plante la necesidad de la creacin de un Ministerio de Salubridad. En el ao de 1917 se cre el Departamento de Salubridad Pblica y en 1943 se fusion con la Secretaria de Asistencia Pblica.136

Hoy en da, los rganos encargados de regular en materia de alimentos y control sanitario son la Secretaria de Salud (SSA) y la Comisin Federal para la Proteccin contra Riesgos Sanitarios (COFEPRIS), que es un rgano desconcentrado de la Secretara de Salud con autonoma tcnica, administrativa y operativa, que tiene como misin proteger a la poblacin contra riesgos sanitarios, para lo cual integra el ejercicio de la regulacin, control y fomento sanitario bajo un solo mando, dando unidad y homogeneidad a las polticas que se definan. 47, 121

CAPTULO II ASPECTOS DEL DULZOR

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2. El GUSTO DULCE

El gusto es una funcin sensitiva que reside principalmente en los botones gustativos de la boca, que es donde se perciben los sabores de las sustancias, aunque tambin contribuyen el sentido del olfato, las sensaciones tctiles de la boca y las sensaciones de dolor (Thornge, 1997, Garrido, 2001, Tresguerres, 1999). Se considera generalmente que en el gusto existen al menos cuatro sensaciones spidas primarias: cido, salado, dulce y amargo. Sin embargo, en los ltimos treinta aos se ha hablado de un quinto: el umami (Kawamura y Kare, 1987). Esta palabra se ha traducido del japons como delicioso, algunos autores simplemente le otorgan el apelativo de rico o sabroso. De acuerdo a las investigaciones, el umami es considerado como una sensacin oral que es estimulada principalmente por el glutamato monosdico (GMS), as como por algunos nucletidos o ribonucletidos que disueltos en agua producen una sensacin no agradable, pero que aadidos a algunos alimentos refuerzan lo dulce o salado (Durn y Costell). Todas las sensaciones spidas son combinaciones diferentes, pues la mayora de los botones gustativos pueden ser excitados por dos o ms de los estmulos primarios, aunque generalmente predominan uno o dos de ellos.76, 28, 30

El gusto cido es causado por sustancias liberadoras de iones de hidrgeno. El salado es producido por compuestos salinos inicos. Por su parte, el gusto dulce no se puede asociar a ninguna funcin qumica concreta debido a que las sustancias edulcorantes presentan estructuras qumicas muy diversas como: carbohidratos, amidas, cidos sulfnicos, steres, aminocidos, flavonoides, sales inorgnicas, acetatos, propianatos de plomo y berilio. Sin embargo, en el grupo de los carbohidratos existen azcares que son inspidos como la celulosa y otros amargos como la gentobiosa.21

Con esta variedad de estructuras, no es sorprendente la existencia de grupos funcionales simples o partes de estructuras que permitan predecir el sabor de un determinado compuesto, de hecho, las investigaciones sobre las relaciones existentes entre estructura qumica y el dulzor siguen siendo sujeto de estudio y son tambin numerosas las teoras que han intentado explicar las estructuras moleculares de los compuestos dulces. Una de las primeras data del siglo III aC. elaborada por Teofrasto en su obra De sensibus, en la cual citando a Demcrito (V aC.), indica que el dulzor se debe a pequeas molculas redondas.36

13

En este ltimo siglo, se desarroll una teora acerca de auxglucos y glucforos (Oertly y Myers, 1919) que postulaba la necesaria presencia en la molcula de estos dos grupos como requisito para el dulzor. Posteriormente se observ que el dulzor de los azcares presentaba una buena correlacin con el cociente suma de volmenes atmicos/volumen molecular (Beck ,1943), teora que se considera aplicable a series homlogas de diversas clases de compuestos. Ms tarde, Baradi y Bourne en 1951 intentaron explicarlo basndose en la actividad enzimtica. Por otro lado, se sabe que todas las sustancias spidas deben tener cierta solubilidad en agua; sin embargo, existen sustancias lipoflicas ms dulces que los azcares (hidroflicos). Por ello, se propuso una correlacin entre dulzor y el coeficiente de participacin (Deutsch y Hanch, 1966), estudiada en nitroanilinas sustituidas. La naturaleza lipdica de las membranas de las clulas receptoras del gusto dulce, en la que se localizara un hipottico receptor del dulzor, requerira un coeficiente de particin favorable. 36

Actualmente, la explicacin de la percepcin del dulzor est basada en la teora elaborada por Shallenberger y Acree en 1967 y ampliada por Kier en 1972. Shallenberger y Acree postularon que el sabor dulce era causado por compuestos diferentes en la que una estructura comn puede ser vista desde la presencia de un sistema de dador/receptor de protones (AH/B) de la unidad spida comn para todos los compuestos que causan una sensacin dulce. La unidad spida se consider inicialmente como una combinacin de un protn H de enlace ligado covalentemente y un orbital electronegativo situado a una distancia de 3 del protn. De este modo, los tomos electronegativos vecinos de una molcula son esenciales para el dulzor. Adems, uno de los tomos tiene que poseer un protn H de enlace. Frecuentemente, los tomos de oxgeno, nitrgeno y cloro cumplen con estas reglas en las molculas dulces, pudiendo servir los tomos de oxgeno del grupo hidroxilo, bien para la funcin AH, bien para B de la molcula. Se muestra la relacin simple AH/B para el cloroformo Figura 2 (a), la sacarina (b) y glucosa (c).

(a) (b) (c)

14

Sin embargo, como se indica en la Figura 2.1, tambin se imponen requisitos estereoqumicos AH/B de la unidad, de tal modo que han de alinearse adecuadamente con el sitio receptor. La interaccin entre los grupos activos de la molcula dulce y el receptor gustativo actualmente se considera que ocurre mediante el enlace H de los componentes AH/B con estructuras similares del receptor gustativo. A la teora se le ha aadido una tercera caracterstica a fin de ampliar su validez a las sustancias intensamente dulces. Esta adicin incorpora regiones lipfilas de las molculas dulces apropiadas distribuidas

estereoqumicamente, designadas por , que son atradas a regiones lipfilas similares de

los receptores gustativos. Las porciones lipfilas de las molculas dulces son frecuentemente los grupos metileno (-CH2), metilo (-CH3) o fenilo (-C6H5). La estructura dulce completa se encuentra situada geomtricamente de modo que se establece un contacto

triangular de todas las unidades activas (AH, B y ) con las molculas del receptor como ocurre con las sustancias intensamente dulces y esta distribucin forma la base racional de la estructura tripartita de la teora del dulzor.

El sitio es una caracterstica extremadamente importante de las sustancias intensamente

dulces, pero juega un papel menor en el sabor dulce de los azcares. Parece ser que acta facilitando el acceso de ciertas molculas al sitio del receptor gustativo y, como tal, afecta a la intensidad del dulzor percibido. Como se sabe los azcares son muy hidrfobos, esta caracterstica entra en el juego del dulzor pero para algunos azcares es slo de modo

Figura 2.1 Receptor del sabor dulce

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limitado, como en la fructosa. Este componente de la unidad spida dulce da cuenta de una parte sustancial de la variacin de la cualidad dulce que se observa entre diferentes sustancias dulces. No es slo importante en lo que se refiere al tiempo-intensidad o aspectos temporales de la percepcin dulce, sino que tambin parece relacionado con alguna de las interaciones entre dulzor y amargor observadas en ciertos compuestos.

Las estructuras de los azcares dulces-amargos poseen caractersticas que al parecer les permiten interacionar con uno o ambos tipos de receptores produciendo la sensacin combinada de sabor. Las propiedades amargas de la estructura deprimen el dulzor inclusive si su concentracin en una solucin patrn es inferior a la que produce la sensacin. El amargor de los azcares puede ser conferido por una combinacin de efectos que abarcan la configuracin del centro anomrico del anillo en el oxgeno, el grupo alcohol primario de las hexosas y la naturaleza de otros sustituyentes. Cambios en la estructura y la estereoqumica de la molcula dulce conducen con frecuencia a la prdida o inhibicin del dulzor o a la induccin de amargor.1, 2, 5

La percepcin del sabor amargo producido por compuestos como la quinina o la cafena pueden explicarse de un modo similar a la percepcin del sabor dulce, ya que estas molculas tambin presentan una estructura HA/B, pero en este caso la distancia entre A y B debe estar comprendida entre 1- 1.5 (Amstrongs) para que la sensacin sea percibida como amarga.1, 2 ,5

2.1 Estimacin del dulzor Para poder estimar la intensidad del gusto dulce, se cuantific la intensidad del dulzor relativo de la sacarosa como sustancia de referencia porque es de impacto rpido, limpio, sin regusto residual y de cada rpida de intensidad. Estas caractersticas se tomaron en cuenta y se le asign un poder edulcorante de 1 100; usando como base el umbral de percepcin (concentracin mnima de percepcin dulce).

En la medicin de la intensidad edulcorante se utilizan dos conceptos:

Umbral de reconocimiento ctsv (concentracin mnima de una disolucin acuosa de la sustancia que se ensaya a la que se le percibe el sabor dulce).

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Poder edulcorante relativo de una sustancia X, referido a una sustancia patrn S, que es el cociente de las concentraciones C (%peso o mol/L ) de disoluciones del mismo dulzor que S y X:

f (cs)=cs/cx siendo cs igual de dulce que cx La mayora de las veces la sustancia patrn es la sacarosa (fsac,g, fsac, mol) en disoluciones al 2.5 o al 10 %. La capacidad edulcorante depende de la concentracin, de manera que siempre debe especificarse la concentracin de la disolucin de referencia (f(Cs)). Una capacidad edulcorante de fsac,g (10)=100 veces ms dulce que una disolucin al 10 % de sacarosa o que una disolucin al 0.1 % de dicha sustancia es igual de dulce que una disolucin al 10 % de sacarosa. Por lo tanto, si el umbral de percepcin de la sacarosa es de 0.3 %(cs) y de 0.002 % (cX) para el aspartame, se deduce que este ltimo es 150 veces ms dulce que la sacarosa.5, 19

f(cs)=cs / cX siendo cs igual de dulce que cx f(0.3 %)= 0.3 % / 0.002 % = 150

Los ensayos para determinar el poder edulcorante mediante anlisis sensorial se propusieron junto con las investigaciones sobre el sabor dulce; ya que los mtodos empricos son todava indispensables en la evaluacin cuantitativa (intensidad), sensitiva (umbrales) y cualitativa (persistencia, sabor residual, etc.). De hecho, el poder edulcorante vara en funcin del propio edulcorante, la concentracin y del medio (temperatura, pH, viscosidad, etc.). Otros mtodos ms sofisticados fueron propuestos por Hermann, Moskowitz y Wehrly en 1972.

Se han usado diferentes mtodos para determinar el dulzor; la sacarosa es la que se utiliza comnmente como el estndar pero se sabe que cambia con el tiempo debido a la inversin. Adems,

existen factores que afectan el dulzor ya que depende de la concentracin del edulcorante, la temperatura, pH y tipo de medio

usado

Tabla 3. Dulzor relativo de edulcorantes alternativos a la sacarosa

Compuesto Dulzor* (Sacarosa =1) Sacarosa 1 Lactosa 0.4 Fructosa 1.4 Sorbitol 0.5

Isomaltol 0.6 Xilitol 1

Manitol 0.7 Ciclamato 30-60 Aspartame 180-220

Acesulfame-K 160-200 Sucralosa 600

Esteviosido 300 Sacarina sdica 200-700

Taumatina 2000-2500 Moleina 3000

Maraculina 1500

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2.3 La familia de los edulcorantes

La palabra edulcorar proviene del bajo latn edulcorare, la cual deriv el trmino dulcor que significa dulzura y se denomina edulcorante a las sustancias que son capaces de impartir un sabor dulce.73, 74

En el mbito cientfico, los edulcorantes son nombrados como de primera y segunda generacin. La primera generacin la conforman la sacarina, el ciclamato y aspartame. La sacarina fue el primer edulcorante sintetizado (1879), pero debido a que sta presentaba un resabio amargo, se busc desarrollar una nueva sustancia que, adems de ser baja en caloras, tuviera un mejor sabor. Fue entonces que en 1951 se aprob el ciclamato para el uso en alimentos. El siguiente edulcorante aprobado fue el aspartame en 1981. A partir de entonces, los productos lcteos como el yogurt salieron al mercado con la leyenda bajos en caloras.64 Como ejemplos de edulcorantes de segunda generacin tenemos: el acesulfame-K, la sucralosa, el alitame, el neotame, etc. Todas estas sustancias son una clave importante en el desarrollo de alimentos bajos en caloras.66, 61 Sin embargo, la bsqueda por el mejor edulcorante intenso (compuestos de alta intensidad edulcorante superior al de la sacarosa) ha sido inmensa y algunos han concluido que no existe; ya que esto depende del uso final en el que se emplee. Otros autores han propuesto una clasificacin en funcin de su aporte energtico (cantidad de caloras por gramo), o bien, de acuerdo a su origen (naturales o sintticos). (Figura 3).49, 36, 37, 38, 43

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Figura 3. Clasificacin de edulcorantes

EDULCORANTES

* Por la cantidad tan pequea utilizada en las aplicaciones en alimentos son considerados no nutritivos. ** La neohesperidina dihidrochalcona es un derivado de la naranja amarga, esta sustancia es intensamente dulce (ej. naringin dihidrochalcona, neohesperidina). *** La intensidad de dulzor de las oximas puede ser de 2000 pero su uso est limitado por la baja solubilidad (ej. El dulzor de la molcula II es de 450 y es ms soluble).

N

OH

N

OH

CH2OCH3

III

-Sacarosa -Otros disacridos (maltosa, lactosa, ) -Monosacridos (glucosa, fructosa, ...) -Polioles (sorbitol, manitol, ...) - Protenas (taumatina, moleina, maraculina, curculina, ...)* -Glucsidos (NHDC**, Estevisidos, )

-Sacarina -Ciclamato -Aspartame * -Acesulfame K -Sucralosa -Alitame

-Oximas terpnicas ***

Naturales

Sintticos

CAPTULO III ASPECTOS METABLICOS

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3 ASPECTOS GENERALES

El metabolismo es el proceso global de reacciones qumicas a travs de las cuales los seres vivos adquieren y utilizan energa libre para realizar diferentes funciones como el trabajo mecnico, el transporte activo de las molculas contra gradientes de concentracin y la biosntesis de molculas complejas a partir de compuestos ms sencillos con el objeto de mantener los procesos vitales (nutricin, crecimiento, reproduccin, etc.). Cada una de las sustancias que se producen en este conjunto de reacciones metablicas se denomina metabolitos.

Tradicionalmente se ha separado el metabolismo en dos fases, anabolismo (biosntesis) y catabolismo (degradacin), segn las necesidades energticas de las clulas o las necesidades de sntesis de determinadas molculas: Estos dos procesos, integran el metabolismo de toda la especie celular.

Los objetivos del metabolismo son:

Obtener la energa qumica que se encuentra almacenada en los enlaces qumicos el fosfato en el ATP.

Transformar las sustancias qumicas externas en molculas que se puedan utilizar por la clula.

La sntesis de materia orgnica propia a partir de la energa y de las molculas obtenidas del medio ambiente. Estos compuestos orgnicos almacenan gran cantidad de energa en sus enlaces.

El catabolismo es para obtener la energa de las molculas que necesitan las clulas para realizar diferentes tipos de trabajo biolgico.

En el metabolismo energtico se distinguen distintas etapas con una secuencia de reacciones bioqumicas concretas o rutas metablicas que reciben un nombre especfico segn el compuesto que originan o la funcin que integran, como por ejemplo: gluclisis, ciclo de Krebs o fosforilacin oxidativa.

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3.1 Estudios bioqumicos La exposicin a posibles agentes txicos a travs de la alimentacin parece inevitable teniendo en cuenta el crecimiento demogrfico y la produccin en masa. Para asegurar la inocuidad de los alimentos se busca eliminar desde un principio todos los posibles riesgos.

Para que un agente xenobitico entre en algn organismo, ste debe ser absorbido por alguna de las vas de exposicin que regularmente son: la inhalacin, la cutnea y la va oral; esta ltima, la de mayor importancia en el caso de los alimentos.

Para evaluar un agente xenobitico, es importante conocer la trayectoria metablica que sigue en el organismo, comprender qu factores pueden influir en su absorcin, cmo se distribuye en el organismo, dnde y cmo se metaboliza, cul es la va por la cual se elimina, cules son los cambios de estructura que se producen de dicho agente durante el metabolismo, o bien, si ste es capaz de originar alteraciones importantes en el organismo.

Un aspecto de los estudios acerca del metabolismo de los aditivos de alimentos que ha recibido atencin suficiente son las trayectorias metablicas. Aunque estos estudios presentan dificultades considerables, su conocimiento contribuye a elegir el animal ms apropiado para cada tipo de estudios y, de esta forma, asemejarlo al metabolismo humano para evitar correr el riesgo que entraa el empleo de sustancias tales como los aditivos para los alimentos.

Los estudios de metabolismo comprenden los procesos implicados en la absorcin, distribucin, conversin metablica y excrecin de la sustancia. Cuando un xenobitico ha sido absorbido, ste es distribuido a distintos tejidos y rganos. La fase de distribucin inicial, la tasa de penetracin de una sustancia a travs de las membranas y los sitios disponibles para la fijacin, son los factores predominantes que influyen en la distribucin de una sustancia en el organismo. Pero tambin puede ocurrir que no sufra cambios o no se fije y entonces, se excrete sin ningn cambio, o bien, se obtengan sus metabolitos o ambas cosas. Las principales vas de excrecin son la orina, heces, sudor y, en menor grado, el aire expirado, la saliva, bilis, leche, etc.

Transformacin metablica es la expresin que se usa para describir el proceso que convierte a una sustancia qumica en otra o genera varios derivados (metabolitos). Por lo

21

general, el sitio donde se llevan a cabo es en el hgado y son catalizadas por diferentes enzimas. Tambin se pueden llevar a cabo en menor grado, en el aparato digestivo, rin, pulmn, placenta y sangre, aunque para cada sustancia hay una va especfica. Sin embargo, stas tambin pueden ocurrir por varias vas en reacciones mltiples, las cuales pueden estar compuestas de una serie de reacciones oxidacin-reduccin e hidrlisis, donde la secuencia predominante del tipo de reacciones o vas metablicas estar determinada por diversos factores, como la dosis de la sustancia qumica, especie, sexo, edad y ciertas variables ambientales.63, 55

Todo esto tiene como objetivo obtener datos que permitan tener una evaluacin ms confiable de la peligrosidad de las sustancias qumicas que estn vinculadas directamente con los alimentos y, como ya se mencion, se llevan a cabo experimentos en diferentes tipos de animales donde se prueban las concentraciones de una sustancia que pueda tener algn efecto.

3.2 Toxicologa de alimentos. Se sabe que todas las sustancias son txicas en ciertas condiciones de exposicin. Un corolario de este principio es que para toda sustancia qumica debe existir alguna condicin de exposicin que sea segura en lo que concierne a la salud del hombre, con excepcin de las sustancias radioactivas, los carcinognicos y los mutgenos comprobados.63 En un sentido general, podra decirse que la toxicidad de una sustancia es su capacidad para causar una lesin en un organismo vivo. Una sustancia muy txica causar dao a un organismo si se le administra en cantidades muy pequeas, en consecuencia, no se puede definir la toxicidad sin hacer referencia a la cantidad de sustancia administrada o absorbida (dosis), a su va de administracin, a su distribucin en el tiempo (ej. dosis nica o dosis repetidas), a su tipo y gravedad de lesin y al tiempo necesario para producir el efecto. 55

La toxicologa de los alimentos ha adquirido mayor importancia a raz de la alimentacin moderna. Esto ha obligado a que se evalen la inocuidad de los alimentos que son ingeridos por el hombre y se pide que la cantidad de aditivos agregados deba estar adecuadamente medida. Es evidente que la cantidad depender de los alimentos consumidos y de la variabilidad en la alimentacin.

22

La toxicologa se ocupa de la naturaleza, los mecanismos de las lesiones y de la evaluacin cuantitativa junto con el aspecto de cambios bioqumicos producidos por la exposicin a las sustancias qumicas. Es por ello que la toxicologa recurre a diversas disciplinas: la qumica, la fisicoqumica, la biofsica, la nutricin, la bioqumica; las cuales son fundamentales para comprender el mecanismo txico. Tambin se recurre a las ciencias genmicas, la patologa y la oncologa entre otras; realizando todas estas los anlisis de diversas ramas que conciernen a la Medicina.63

3.3 Inocuidad de alimentos La inocuidad se basa en las investigaciones de diferentes pruebas de laboratorio, en las que se debern utilizar varias especies animales (ratn, rata, cuyo, perro, chango, etc.) de ambos sexos en diferentes etapas de su ciclo de vida. Para poder realizar este tipo de investigaciones en seres humanos se debe tener en cuenta los siguientes elementos: los requisitos ticos, la evaluacin del riesgo, el beneficio potencial y las caractersticas de todos los lineamientos para su consentimiento.55, 63

Los requisitos esenciales para proteger a los seres humanos en la experimentacin y la investigacin han sido expuestos por muchas organizaciones nacionales e internacionales, donde el factor esencial es el derecho a un consentimiento informado con la ausencia de alguna treta. Los instrumentos internacionales relativos a esta cuestin son la declaracin de Helsinki, el Artculo 7 del Pacto Internacional de Derechos Civiles y Polticos adoptado por la Asamblea General de las Naciones Unidas, la cual determina que nadie ser sometido sin su libre consentimiento a experimentos mdicos o cientficos.63, 138

3.4 Ingesta diaria admisible (IDA) Es el resultado de diversos ensayos obtenidos de diferentes valores de dosis donde se determina el nivel de efecto adverso no observado (NOAEL), es decir, el nivel en el que la dosis carece de efecto txico significativo segn las especies sobre las que se realizaron los estudios. Este nivel se utiliza para establecer la IDA.55, 33, 62, 65

El resultado de dividir el NOAEL por un factor de seguridad (generalmente de 100) es la IDA para los seres humanos. Por ejemplo, si el NOAEL en un estudio en animales es de 100 mg/kg de peso corporal, esto se convierte en una IDA de 1 mg/kg de peso corporal para los humanos. El factor de seguridad tiene en cuenta la diferencia entre animales y seres

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humanos y la variabilidad entre individuos humanos, incluyendo edad, nutricin, embarazo, etc.63

Adems, la IDA tiene contemplado que un aditivo alimentario puede ser consumido diariamente en la dieta a lo largo de la vida de un ser humano sin riesgos para su salud. Este concepto fue establecido por el Comit Mixto FAO/OMS de Expertos en Aditivos Alimentarios (JECFA) 33, que defini la IDA como:

la estimacin de la cantidad de un aditivo alimentario, expresada en relacin con el peso corporal, que puede ser

ingerida diariamente durante toda una vida sin un riesgo apreciable para la salud humana 34

Esta definicin fue aprobada ms tarde por el Comit Cientfico para la Alimentacin de la Comunidad Europea (SCF).35

CAPTULO IV CARBOHIDRATOS Y POLIOLES

24

4. EDULCORANTES NATURALES Los azcares son carbohidratos, estos son compuestos orgnicos muy abundantes en la naturaleza. Se encuentran en todos los organismos y son indispensables para la vida. Los carbohidratos casi puros son: el algodn, la celulosa de la madera, el almidn y el azcar de los alimentos. Algunos carbohidratos forman parte del recubrimiento de las clulas vivas, se encuentran en el DNA (que contiene la informacin gentica) y otros ms, como la gentamicina, son medicamentos invaluables.1 El trmino carbohidrato o hidrato de carbono se debe a su composicin elemental (CH2O)n, es decir, que contienen carbono, hidrgeno y oxgeno en esta proporcin.1, 2

Los carbohidratos en nuestra alimentacin se consideran muy importantes, incluso aquellos que no son digeribles como la fibra, que se considera necesaria para mantener una buena digestin y ayuda a mantener una alimentacin equilibrada.2

Los carbohidratos aportan a los alimentos toda una serie de caractersticas como: edulcorantes, gelificantes, colorantes, espesantes, estabilizadores y precursores de compuestos con aroma; adems, proporcionan texturas deseables y palatabilidad agradable.4, 5

Los azcares pueden dividirse en tres grandes grupos: monosacridos, oligosacridos y polisacridos.

Los monosacridos, conocidos como azcares sencillos, son las unidades bsicas de los carbohidratos. Estn presentes en la naturaleza en pequeas cantidades como azcares libres. Se clasifican conforme a su grupo carbonilo y al nmero tomos de carbono. Los monosacridos ms comunes son los de tres y hasta siete tomos de carbono, siendo los de cinco y seis tomos de carbono los de mayor abundancia.1, 2, 79

Todos los monosacridos sencillos son slidos, blancos, cristalinos, muy solubles en agua pero insolubles en los disolventes no polares. La mayor parte de ellos tiene sabor dulce.

Los oligosacridos estn formados por un nmero relativamente bajo (de dos a diez) monosacridos unidos a travs de enlaces glucosdicos. Cuando son de ms de diez monosacridos son llamados polisacridos.1, 2, 79

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OH

HOCH2

OH

OH

O

OHOH

OH

CH2OH

O

Los disacridos al hidrolizarse dan lugar a dos monosacridos. En la naturaleza los disacridos existen en un porcentaje mayor que los monosacridos. Los ms comunes en los alimentos son: la sacarosa (D-glucosa y D-fructosa), la lactosa o azcar de la leche (D-galactosa y D-glucosa) y la maltosa (D-Glucosa y D-Glucosa) que es el azcar formada durante la fase de germinacin de la malta, o bien, por la accin de la amilasa sobre el almidn. Estos tambin son solubles en agua y tienen un sabor dulce.1, 2, 79

Los polisacridos son carbohidratos formados por decenas, centenas o miles de monosacridos, unidos por enlaces glicosdicos. La celulosa y el almidn son los polisacridos ms abundantes del mundo vegetal. La celulosa est formada por D-glucosa en enlaces (1-4). Al almidn lo constituyen varias unidades de D-glucosa en cadenas unidas por enlaces (1-4). Estos polisacridos tiene un slo tipo de monosacrido.1, 2

4.1 Principales edulcorantes utilizados en la industria de alimentos Los edulcorantes naturales comnmente utilizados en la industria de alimentos son: sacarosa, fructuosa, glucosa y los jarabes de glucosa y fructosa. Otro grupo importante lo forman los polioles que no difieren mucho en su estructura de los azcares, ya que se obtienen por reduccin de un azcar. A pesar de ser un grupo muy numeroso, se utilizan relativamente muy poco. Los ms relevantes son: sorbitol, jarabe de sorbitol, manitol, isomalt, jarabe de maltitol, lactitol y xilitol.

Sacarosa

La sacarosa principalmente se obtiene de la caa de azcar o de la remolacha, es un disacrido formado por dos monosacridos (-D-glucopiranosil--D-fructofuranosido) comnmente conocidos como glucosa y fructosa. No es un

azcar reductor y puede llevar a cabo reacciones de Maillard. Su frmula condensada es: C12H22O11, con P.M. 342.30 g/mol y su punto fusin es de 170 C. Son cristales o polvo blanco cristalino, muy soluble en agua y con un poder edulcorante de 1. Provee 4 kcal/g.

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A la sacarosa se le ha nombrado siempre con el trmino de azcar, pero tambin es conocida como: melaza, piloncillo o azcar morena; todas estas diversas formas de presentacin de la sacarosa o subproductos de su proceso de extraccin.1, 2, 13, 10

Fructosa

La fructosa se encuentra en las frutas y la miel, es la ms dulce de todos los azcares naturales. La fruta que la contiene en mayor proporcin es la uva. Su nombre qumico es -D-fructopiranosa, su frmula condensada es C6H12O6, su P.M. 180.16 g/mol, con un PF de 130 C. En forma slida es un polvo blanco cristalino, es soluble en agua y etanol, su poder edulcorante es de 2. La fructosa se

puede producir mediante la isomerizacin cida o enzimtica de la dextrosa del almidn de maz; a este producto se le conoce como jarabe de maz alto en fructosa o (HFCS) por sus siglas en ingls.

La fructosa ha reemplazado a la sacarosa en muchos alimentos y bebidas, ya que sinergiza el potencial edulcorante de otros edulcorantes sintticos.1, 2, 13

Glucosa

La D-glucosa se encuentra presente en pequea proporcin en las frutas y en la sangre de los animales constituye alrededor del 1 %. Es la unidad base de muchos azcares. La glucosa se obtiene industrialmente por la hidrlisis cida o enzimtica del almidn, la papa y el trigo y se purifica por cristalizacin. Se comercializa

como jarabe de diferentes grados de Dextrosa Equivalente (DE) en presentaciones 40, 42, 43 y 63 DE y en polvo es conocida como dextrosa. Su nombre qumico es -D glucopiranosa. Comercialmente es conocida: GlobeTM, Cerelose, Clintose, Dextrosol o Golden C. La frmula condensada es: C6H12O6 con un P.M. (peso molecular) de 180.16 g/mol y un P.F. (punto de fusin) de 146 C anhidra y 83 C monohidratada. Es un monosacrido reductor, su poder edulcorante es menor a 1, es un polvo blanco cristalino. Soluble en agua y poco soluble en etanol, proporciona 4 kcal/g.13, 1, 10

O O H

OH

OH

CH2O H

OH

O

HO

OH

OH

OH

OH

27

4.2 Metabolismo de carbohidratos A pesar de su gran abundancia en el mundo biolgico, los carbohidratos tienen una limitante: deben hidrolizarse a monosacridos para utilizarse en el metabolismo y ser transportados al torrente sanguneo desde el intestino delgado.2

La sacarosa, al entrar en el intestino delgado, es hidrolizada por la enzima invertasa en la pared intestinal. De los productos de la hidrlisis, la D-glucosa es absorbida rpidamente, mientras que la absorcin D- fructosa libre se lleva a cabo ms lentamente. Parte de esta D-fructosa es convertida en D-glucosa en el propio intestino, pero el 85 % de ella se convierte en glucosa o se metaboliza directamente slo despus de alcanzar al hgado por la va de la circulacin de la vena porta.

Si se inyecta sacarosa por va intravenosa, sta es excretada directamente por el rin, puesto que la sangre no contiene invertasa.2

La lactosa se hidroliza por medio de la enzima lactasa, que se encuentra en el intestino delgado, a D-glucosa y D-galactosa y ambas son trasportadas activamente a la circulacin sangunea. Cuando la sntesis de lactasa es deficiente, ocasiona que la lactosa pase intacta al intestino grueso donde es atacada por la flora bacteriana intestinal y convertida en cido lctico, actico y otros productos que retienen agua. La acumulacin de esto en cantidad suficiente causa diarrea.2, 18

De la gran variedad de polisacridos del mundo biolgico, el hombre slo digiere el almidn y ciertos dextranos. El almidn comienza a hidrolizarse en la boca, donde est sujeto a la accin de la -amilasa de la saliva, que se une a las molculas de almidn para liberar un fragmento de seis unidades de glucosa. Estos fragmentos, malto-oligosacridos tambin se hidrolizan y producen principalmente maltosa, maltotriosa y maltotetraosa. Hasta este momento no se ha liberado ninguna unidad de D-glucosa y la enzima prcticamente ha concluido su misin durante la masticacin, donde no hay tiempo suficiente para que pueda producirse glucosa. Sin embargo, la verdadera hidrlisis tiene lugar en el intestino delgado, cuando el bolo alimenticio llega al duodeno en donde se excreta y -amilasa. La -amilasa ataca al almidn y los fragmentos resultantes de la accin de la -amilasa, liberando unidades de maltosa a partir de los extremos no reductores de las cadenas. La maltosa es hidrolizada a su vez a D-glucosa por la enzima maltasa, que es secretada a la luz del

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intestino por las clulas epiteliales de la pared. La D-glucosa producida es transportada activamente de la luz intestinal al torrente sanguneo portal.2

Los polisacridos como la celulosa, hemicelulosa y pectina no son hidrolizados debido a que no es suficiente la hidrlisis cida del estmago y pasan al intestino grueso casi intactos. Este tipo de polisacridos ejerce un efecto beneficioso, facilitando la digestin, ligando cidos biliares, disminuyendo su reabsorcin, bajando el nivel de colesterol, retrasando la aparicin de arteriosclerosis, incrementando los movimientos peristlticos y, de esta forma, eliminando ms rpido los productos de desecho no absorbidos que pueden causar irritacin y condiciones propicias para desarrollo de cncer de colon.

Los carbohidratos digeribles proporcionan 4 Kcal/g, energa equivalente a la proporcionada por un gramo de protena e inferior a las 9 Kcal/g de las grasas.

4.3 Alcoholes de azcar o polioles Antiguamente los exudados de ciertos rboles (ej. el man) fueron utilizados en las regiones mediterrneas como agente edulcorante en las preparaciones de panadera. Estos exudados son ricos en manitol. La utilizacin del man fue sustituida por el azcar.

El conocimiento sobre la diabetes determin la prohibicin del azcar en la alimentacin del diabtico, especialmente las sustancias dulces, ya que sustituyendo el azcar se logr reducir el nivel de glucosa en la orina y no causar elevaciones desmesuradas en los niveles de glucosa sangunea. El almidn hidrolizado, un polialcohol derivado de la glucosa e ismero del manitol, fue recomendado como edulcorante para diabticos. Debido a estos cambios, se han buscado diversos productos con una mejor tolerancia glcida para los diabticos y se ha desarrollado as una gama de productos alimentarios en los que el azcar es sustituido por los polioles.13, 2

Los polioles se encuentran en pequeas cantidades en frutas y vegetales pero tambin se han encontrado como intermediarios en el metabolismo de los azcares, en el hombre y los animales. Comercialmente son sintticos y no se extraen de fuentes naturales. Se obtienen de un carbohidrato por hidrogenacin, convirtiendo los grupos reductores de aldehdos y cetonas a un alcohol, un grupo no reductor. Los polioles obtenidos por reduccin de los grupos carbonilo de los monosacridos se les conoce tambin como aditoles. 9

29

Todos estos aditoles poseen caractersticas semejantes dentro de los que se encuentran: el dulzor equivalente o intensidad edulcorante, la viscosidad, la solubilidad y la falta de pardeamiento a travs de la reaccin de Maillard.17, 15

El dulzor equivalente o intensidad edulcorante de los polioles (Grfica 1) es menor al de la sacarosa, excepto el xilitol y el maltitol, que presentan un dulzor equivalente al de la sacarosa.10, 17

Otra de las caractersticas importantes es que la mayora presenta un calor de solucin negativo (Grfica 2), que es el calor absorbido cuando son solubilizados en un disolvente, (por ejemplo, cuando las gomas de mascar contienen polioles y al introducirlas en la boca dan una sensacin de frescura).10, 17

30

La viscosidad es una propiedad importante que influye en la consistencia de los productos, las caractersticas de mezclado, el tamao de partcula, la textura y volumen durante el proceso o en el producto terminado10. (Grfica 3)

En la industria de los alimentos tiene importancia tambin la solubilidad (Grfica 4), la consistencia, la textura, la percepcin del sabor y el dulzor del producto terminado (resabio metlico, persistencia del sabor dulce, retardo del sabor dulce, etc.). Asimismo, son

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importantes para los requerimientos de produccin, empaquetado y la vida de anaquel la higroscopicidad y la naturaleza humectante.

D-Manitol [E 421]

El D-manitol est relacionado con la D-manosa, obtenido inicialmente a partir del fresno de man (Fraxinus ornus L., Oleaceae) y de algunas algas pardas. Es un azcar de seis tomos de carbono, industrialmente se obtiene por hidrlisis y reduccin cataltica del almidn, o bien, por hidrogenacin cataltica de la glucosa y/o fructosa junto con el sorbitol, del que se separa por cristalizacin. Otro mtodo de obtencin es por fermentacin discontinua en condiciones aerobias utilizando la cepa convencional

de la levadura Zygosaccharomyces rouxii. En el rea farmacutica se emplea como un laxante ligero. Su frmula qumica es C6H14O6, tiene un P.M. de 182.2 g/mol. y un P.F. 164-169 C. En forma slida son cristales o polvo blanco, inodoro, sabor dulce, soluble en agua, muy ligeramente soluble en etanol y prcticamente insoluble en ter.9, 1, 2, 13

4Criterio de pureza: Contenido de D-manitol no inferior al 96,0 % y no superior al 102 % expresado en peso seco.9, 13

CH2OH

HOH

HHO

OHH

OHH

CH2OH

32

D-Sorbitol [E 420]

El sorbitol est formado por seis tomos de carbono y es ismero del manitol. Se produce industrialmente desde hace ms de medio siglo por hidrogenacin cataltica de la glucosa; se comercializa en polvo o jarabe.2, 13

Su frmula qumica es C6H14O6, tiene un P.M.182.17 g/mol y su P.F. es de 88-102 C. Se presenta como polvo cristalino, blanco e higroscpico, de sabor dulce, soluble en agua y ligeramente soluble en etanol. La presencia de sorbitol en los vinos denota su adulteracin con sidra, ya que se encuentra presente en ella.13, 17

4Criterio de pureza: Contenido total de glicitoles no inferior al 97,0 % y de D-sorbitol no inferior al 91,0 % expresado en peso seco.

D-Maltitol [E 965]

El maltitol es producido por hidrlisis enzimtica del almidn. La molcula de maltitol, 4-O--D-glucopiranosil-D-glucitol, esta formada por una molcula de glucosa ligada a una unidad de sorbitol, 1,4 (1,4-glucosil-glucitol). Su frmula qumica es C12H24O11, tiene un P.M. de 344,31 g/mol, su P.F. es 148-151 C. Es un polvo blanco, cristalino, de sabor dulce.

Muy soluble en agua, ligeramente soluble en etanol.

4Criterio de pureza: contenido de D-maltitol C12H24O11 no inferior al 98 %, expresado en peso seco.17, 13

Lactitol [E 966]

Es un disacrido [(4-O-D- galactopiranosil-D)-glucitol]; el proceso industrial se fundamenta en la hidrogenacin de una solucin de lactosa (30-40 %, 100 C) con un catalizador, la reaccin se lleva a cabo en autoclave a una

o

OHOH

OH

CH2OH

o

CH2OHOH

OHHO

CH2OH

oOHO

OH

OH

CH2OH

CH2OHHO

HOH2C OH

HO

C H 2 O H

O HH

HH O

O HH

O HH

C H 2 O HD -S o rb ito l

33

presin mnima de 39.47atm.13, 14 Su frmula qumica es C12H24O11. Su P.M. es 344,32 g/mol, su P.F. monohidratado es de 115125 C y dihidratado 7080 C.

En forma slida es un polvo o cristales y en solucin es incoloro, de sabor dulce. Los productos cristalinos se presentan tanto en forma anhidra como monohidratada o dihidratada soluble en agua. Nombres comerciales: Lactitol, Lactita, Lactositol, Lactobiosita, Lacty.

4Criterio de pureza: No menos del 95 % de lactitol en peso seco.9, 17, 13

D-Xilitol [E 967]

El xilitol es un polialcohol formado por cinco tomos de carbono, que se encuentra en pequeas cantidades, en las levaduras, hongos, lquenes, en algunas frutas y verduras. Asimismo, se forma en el cuerpo humano como un intermedio normal en el metabolismo de la glucosa en cantidades que varan desde los 5 a los 15 g diarios. Industrialmente se obtiene a partir de su componente bsico: la hemicelulosa. Su frmula qumica es C5H12O5., su P.M. es 152,15 g/mol y su P.F. es [92-96] C.

Es un polvo blanco, cristalino, prcticamente inodoro, de sabor dulce, soluble en agua, poco soluble en etanol.

4Criterio de pureza: No menos del 98,5 % de xilitol expresado en peso seco.10, 17, 13

4.4 Metabolismo de los polioles Ni el hombre, ni los animales de laboratorio metabolizan los polioles como un carbohidrato; estos tampoco se absorben en el intestino delgado. Son metabolizados en el intestino grueso donde diversas bacterias los convierten en: monosacridos, cidos orgnicos, CO2 y en una pequea cantidad de hidrgeno.

No inducen un aumento significativo del nivel de insulina en la sangre, lo que los convierte en sustitutos de azcar, tolerados por los diabticos. Adems, casi todos han demostrado que su aporte calrico nutricional es de 2 kcal/g, menor que la de los carbohidratos.

CH2OH

H OH

HO H

CH2OH

H OH

34

Una limitacin de los polioles es su efecto laxante cuando se consumen en altas dosis; es por esto que algunos pases exigen cumplir con los niveles de seguridad establecidos para cada producto donde estos sean utilizados.16, 13

Figura 4. METABOLISMO DE LA GLUCOSA, FRUCTOSA, SORBITOL y XILITOL 112

HEPATOCITO

InsulinaGlucosa 1-P

Glicogeno

-Glicerol-PTriosas-P

ShuntHexosamonofosfrico

Fructosa-6-P

Glucosa-6-P

Piruvato

Acetil-CoA

Sorbitol

AGL AGL

Fructosa 1,6 DIP

Glucosa Glucosa

FructosaFructosa

Sorbitol

XilitolXilitol

CO2

H2O

PLASMA

Trigliceridos

CAPTULO V METABOLISMO DE EDULCORANTES

INTENSOS

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5. EDULCORANTES INTENSOS

El origen de los edulcorantes intensos (compuestos de poder edulcorante superior al de la sacarosa) se remonta al descubrimiento casual de la sacarina en 1879. Esta sustancia edulcorante fue rpidamente recomendada para las personas diabticas como sustituto del azcar. Sin embargo, la sacarina no result ser tan eficaz como se esperaba para la industria de los alimentos, ya que se encontr que imparta un resabio metlico y, adems, se le cuestion desde el punto de vista de salud pblica debido a su posible toxicidad observada en ratones y sus implicaciones secundarias. No obstante, durante el racionamiento de azcar en Europa durante las dos guerras mundiales, las autoridades permitieron nuevamente su empleo, el cual cobr mayor importancia a partir de los aos cincuenta, especialmente en los EU, en los productos bajos en azcares. Ms tarde, el regusto de la sacarina fue enmascarado asocindolo con el edulcorante ciclamato, descubierto en 1937. Sin embargo, la inocuidad de ste tambin sera cuestionada posteriormente, razn por la cual la Repblica Federal Alemana lo retirara de su estatus GRAS (Generally Recognised as Safe), misma accin que realizara la FDA (Food and Drug Administration) de los EU en 1970.

Estas decisiones llevaron a nuevas discusiones sobre la inocuidad de estas sustancias y paralelamente estimularon la bsqueda de nuevos edulcorantes intensos. Para ese entonces ya exista un importante sector de la poblacin que consuma alimentos bajos en azcares, o bien, que no contenan azcar. Actualmente, el aumento de peso y las enfermedades cardiovasculares se han convertido en preocupaciones cada vez ms frecuentes en gran parte de la poblacin mundial.

Las problemticas de salud planteadas y la insistencia de los consumidores sobre la inocuidad de alimentos durante las ltimas dcadas han propiciado la elaboracin de reglamentaciones y nuevas revisiones en el empleo de edulcorantes intensos. Dicha labor fue encomendada a cientficos y personal con el conocimiento adecuado del metabolismo y de los efectos bioqumicos de los edulcorantes para constituir las bases para la evaluacin de su inocuidad y recomendar su empleo, o bien, rechazarlo.

Los estudios bioqumicos de los edulcorantes son proyectos a largo plazo que requieren una investigacin fundamental, es por esto que todas las personas y organismos relacionados con la inocuidad de los edulcorantes deben estar informados sobre las investigaciones

36

toxicolgicas, metablicas y fisicoqumicas de estas sustancias y de los posibles metabolitos que puedan generarse.

La presente revisin se circunscribe a los edulcorantes intensos importantes en la industria de alimentos. La mayora de estos han sido descubiertos accidentalmente y es normal que una vez descubierto un nuevo edulcorante se suelan sintetizar derivados anlogos dentro de la misma familia de molculas que puedan conducir a nuevos edulcorantes. Esto ha ayudado a establecer conclusiones sobre las relaciones estructura-sabor.

Cuando se descubre un nuevo edulcorante se espera principalmente que tenga las siguientes caractersticas:

Alta intensidad de dulzor. Nulo aporte de caloras. *Ausencia de funciones tecnolgicas (no ser higroscpicos, no

caramelizarse, no proporcionar textura, etc.). Apropiados para diabti