UNIVERSIDAD TÉCNICA DE MACHALAUNIDAD ACADÉMICA DE CIENCIAS QUÍMICAS Y DE LA

SALUDCARRERA DE BIOQUÍMICA Y FARMACIA

COMPUESTOS TÓXICOS QUE SE FORMAN DURANTE EL PROCESAMIENTO DE ALIMENTOS

PARTICIPANTE

MIGUEL ANGEL QUILLAY DAVILA

DOCENTE

BIOQ. CARLOS GARCIA. MSC.

CURSO

QUINTO BIOQUÍMICA Y FARMACIA “B”

2015 - 2016

MACHALA, EL ORO, ECUADOR

INTRODUCCIÓN

En este tema se discuten algunos de los compuestos que son generados por un proceso y que quedan como parte de un alimento; es decir, que son independientes de los tóxicos naturales y de los aditivos, que han sido añadidos para un fin específico en cantidades controladas; o bien de los contaminantes como metales o plaguicidas, ya que estos ocasionalmente se detectan en productos alimenticios, pero no se sabe en qué cantidad, cuándo, ni en qué producto se presentarán. Un tóxico generado por proceso es parte intrínseca de las transformaciones de un alimento, en este caso podemos tener una idea de su presencia, pero no siempre se puede medir su repercusión; sin embargo, en muchos casos se puede controlar su formación o fijar tolerancias que garanticen la salud del consumidor.(1)

En la actualidad, organismos internacionales, como por ejemplo la Organización Mundial de la Salud, reconocen que cualquier sustancia consumida en exceso (incluyendo el agua) puede ser dañina para el hombre, a un grado tan extremo como para causar la muerte. Por otro lado, la oficina de la Food and Drug Administration de los Estados Unidos, permite y elimina aditivos de acuerdo con esta cláusula y con base en las diferentes pruebas de toxicidad establecidas, y que deben llevarse a cabo en laboratorios previamente aprobados.(2)

En relación al poder carcinogénico de los compuestos, éstos se consideran peligrosos cuando tienen la capacidad de producir tumores en cualquier animal sin importar la dosis; aun cuando no se cause la muerte. Aquellos que son mutagénicos son igualmente importantes y peligrosos, ya que inducen cambios o mutaciones genéticas hereditarias; dichas transformaciones se llevan a cabo principalmente en la molécula del ácido desoxirribonucleico y pueden causar la muerte de la propia célula o convertir esta en una unidad cancerosa que crezca sin control y que produzca tumores. De hecho, existe una relación, ya que aproximadamente 80% de los compuestos mutagénicos provocan células cancerosas o favorecen la proliferación celular.

El estudio de la carcinogenicidad no resulta fácil, ya que existen interacciones entre las sustancias que complican la interpretación de los resultados; por ejemplo, la ingesta múltiple de varias sustancias puede traer consigo la disminución o inhibición de la potencia de un carcinógeno, o bien, puede suceder que una molécula no carcinogénica o muy débil sea necesaria para que otra compuesto pueda expresarse como un agente carcinogénico.(3)

Vale la pena resaltar que hay dos tipos de carcinógenos: los primarios y los secundarios; los primarios indican la carcinogénesis sin ninguna activación metabólica y actúan en el lugar de contacto; por ejemplo, la beta-propiolactona, el sulfato de dimetilo y el selenio son carcinógenos primarios; a pesar de que con este último existe controversia, puesto que muchos investigadores lo consideran indispensable para el buen funcionamiento del organismo humano. Los carcinógenos secundarios son los que generalmente se encuentran en los alimentos, también se les conoce como pro-carcinógenos, ya que requieren de una transformación a su forma activa mediante la acción de moléculas electrofílicas fuertes, para así convertirse en carcinógenos primarios.(4)

MARCO REFERENCIAL

COMPUESTOS TÓXICOS QUE SE FORMAN DURANTE EL PROCESAMIENTO DE ALIMENTOS

Los diversos tratamientos primarios a que se someten los alimentos pueden contaminar, y asea por adiciones durante estos procesos o por cambio es químicos ocurridos en su transcurso. Dada la gran cantidad de situaciones en la que pueden ocurrir esta contaminación, nos limitaremos a los casos más característicos y trascendentales para la salud del consumidor.(5)

Contaminantes derivados de procesos tecnológicos

Las sustancias incluidas en este grupo son las que se derivan del uso del óxido de etileno como esterilizante en frió o desinfectante. Usado como gas, al no utilizarse altas temperatura, es poco destructivo y en consecuencias útil, para su empleo en múltiples alimentos. No obstante es una sustancia muy toxica para el ser humano y para los animales, de modo que sus residuos en los animales tratados se deben eliminar con las técnicas adecuadas. Por lo demás, mayoría de las legislaciones de los países de nuestro entorno son muy estrictas en cuanto su empleo y a los límites de residuos permitidos. Mayor riesgo estriba en las posibles reacciones entre el óxido de etileno y los componentes de los alimentos que pueden dar lugar a sustancias muy toxicas, como la Etilenclorhidrina o el Dietlenglicol, acumulables y capaces de causar degeneración hepática y renal en el animal de experimentación.(6)

También el bromuro de metilo, usado en la fumigación del trigo y de los otros cereales, pueden reaccionar con el nitrógeno de aminoácidos azufrados y dar productos Metilados. Aunque los residuos de estas sustancias son mínimo, se debe estudiar a mas largo plazo para establecer sus efectos crónicos.(7)

Muchos de estos compuestos son cancerígenos y se originan de la reacción del óxido nitroso (NO) con las aminas secundarias y terciarias durante el curado de los productos cárnicos embutidos. Por esta razón, hace algunos años se sugirió la prohibición de nitritos y nitratos para este fin, sin tener en cuenta que los nitratos se encuentran naturalmente en una alta concentración (hasta 200 mg/100 g de producto comestible) en espinacas, rábanos, betabel, ruibarbo, col, apio, etc.; cabe indicar que esta cantidad se incrementa cuando los suelos se fertilizan con nitratos.

El nitrato de estos alimentos se convierte en nitrito por las microfloras bucal e intestinal, y es en esta manera que reacciona con las aminas para formar más de 300 nitrosaminas; aproximadamente, el 90% de estas han mostrado ser cancerígenas. Considerando la dieta promedio de una persona y la cantidad máxima de nitratos permitidos en los alimentos, se puede encontrar que la mayor fuente de nitritos son los productos vegetales ya mencionados. A las nitrosaminas (Nnitrosodimetilamina y N-nitrosodietilamina) se les adjudica un poder carcinogénico muy potente, principalmente en el estómago y en el esófago. Sin embargo, todavía existe mucha controversia sobre el verdadero efecto que tienen en el individuo, puesto que las cantidades que se consumen

son muy bajas, y por lo general son identificadas hasta en un nivel de concentración de 10 microgramos por kilogramo de producto. En el Cuadro 16.1 se muestra la relación de las nitrosaminas más comunes en alimentos.

La formación de estos compuestos es uno de los ejemplos clásicos de tóxicos generados durante el proceso de alimentos, como el caso de carnes curadas y fritas, de algunos embutidos y tocino.

Las nitrosaminas formadas a partir de aminoácidos y nitrito causan cáncer en los tractos digestivos, urinarios y respiratorios, así como en el hígado y en el sistema reproductor. En el caso de infantes de 4 meses de edad, este problema se agudiza debido a que la flora presente es capaz de reducir nitratos a nitritos. Sin embargo, debemos recordar que el empleo de nitratos y nitritos en productos cárnicos, es con la finalidad de prever un riesgo mayor, que es la presencia de Clostridium botulinum.(8)

Termodegradacion de lípidos

Un gran número de sustancias se sintetizan cuando se someten a temperaturas elevadas, como ocurre cuando se fríen los alimentos; los Hidrocarburos Policiclicos aromáticos se han identificado en estas condiciones. Muchos de ellos se han relacionado directamente con el cáncer en el colon y en la próstata de las personas que consumen excesivas cantidades de grasas muy calentadas.(9)

Para evitar una alta concertación de nitrosamina en alimentos se emplean compuestos reductores como alfa tocoferol y palmitado de ascorbilo, ya que estos compiten con las aminas secundarias por las especies susceptibles a nitrosacion. Recientemente han detectado nitrosaminas en cerveza (5 g/kg) y whisky (2 g/kg) debido a que este producto utilizan secado de reaccionar con aminas secundarias. Otro productos que también utilizan un secado directo son: la leche descremada en polvo con un contenido aproximado de 0,6 g/kg de nitrosaminas y las proteínas de soya utilizadas como ingredientes en diferentes.(10)

Compuestos producidos por altas temperaturas

Durante la industrialización y la preparación de la mayoría de los alimentos comúnmente emplean distintos tratamientos térmicos tales como la pasterización, la esterilización, el conocimiento, el horneado, el freído, etc.; lo cual favorece diversos cambios químicos. De igual manera, debido a la complejidad de las características y composición de los alimentos (pH, actividad acuosa, potencialmente de oxidación-reducción, disponibilidad de reactantes, etc.) durante su calentamiento se generan muchas sustancias orgánicas cíclicas, tales como Pirazinas, Pirimidinas, Furanos, derivados del Antreceno, etc. Muchas de estas reacciones son las responsables del aroma y del sabor de los alimentos, pero otras están asociadas con la producciones del cáncer, en efecto, algunas son las mismas que se generan el fumar u a las cuales se les atribuye el efecto dañino del cigarro.(11)

Reaccion de maillard

Estas son un grupo de transformaciones típicas que dan origen a los colores y algunos favores típicos de muchos alimentos (por ejemplo pan, huevo, leche) cuando se someten a un tratamiento térmico; dependiendo de la intensidad la coloración varía desde ligero amarillo hasta café intenso. En la relación a su posible toxicidad existe mucha controversia, ya que los estudio se han realizado en sistemas modelo rígidos y simples, como es el caso de la reacción entre la glicina y el almidón, en donde algunos de los derivados presentan una marcada Mutagenicidad ante la prueba de Ames.(8)

Entre los diferentes métodos de conservación de alimentos se encentra el procesamiento térmico, el cual en la forma general, tiene una repercusión benéfica, al favorecer a la digestión. En contraparte se presenta reacciones que pueden ser indeseables en algunos casos, como la de Maillard o ennegrecimiento enzimático, que se lleva a cabo entre los grupos reductores de azucares y los grupo es aminos libres de las proteínas o aminoácidos, dando lugar a una serie de compuestos complejos que a su vez se polimerizan una serie de pigmentos oscuros conocidos como las Melanoidinas.(12)

Contaminantes accidentales

Aquí consideramos aquellos productos que se pueden incorporar a los alimentos como consecuencia de la contaminación del medio ambiente a causa de la actividad humana, principalmente de tipo industrial y doméstico. Estos productos se pueden encontrar en alimentos vegetales o animales en concentraciones más elevadas que en el fenómeno de Bioacumulación y Biomagnificación.(13)

Son importantes contaminantes los Bifenilos Policlorados y Policromados (PCB y PBB). Se trata de moléculas bastantes estables que se utilizan profusamente en la industrial como aislantes, sustancias dieléctricas, plastificantes, etc. Su resistencia a la degradación química y biológica y sus propiedades lipófilas los asemejan en cuanto a los problemas que plantean, al DDT.

Su toxicidad para la especie humana se comprobó por primera vez en 1968 en la isla de Kyusu, en Japón, cuando durante el proceso contamino aceite de salvado de arroz y hubo una intoxicación masiva manifiesta en importantes alteraciones de la piel, digestivas ocular. Diversos estudios han puesto de manifiesto tres características de estas sustancias en relación con los alimentos:

En ratas ocasiones aparecen en frutas y verdura frescas. Se acumulan pescados, aves, leche y huevos, especialmente en las zonas grasas de animales. Pueden llegar a alimentos no contaminados a partir de la migración de los materiales de envasado o durante los procesos de fabricación.

No obstante, los accidentes de tipo agudo no son preocupantes: diversos estudios experimentales con animales han demostrado efectos tóxicos de tipo subogudos o crónico, como inducción enzimático hepática, inmunosupresión, aumento de triglicéridos o disminución de globulina.(14)

Fumigantes y disolventes

El óxido de etileno se emplea en los casos en que la esterilización con vapor o con calor no es conveniente, como sucede con las especias. El óxido de etileno reacciona con cloruros inorgánicos para dar etilen-clorhidrina (Cl-CH2-CH2-OH), la cual es relativamente tóxica. También se forman al usar aditivos que usan óxido de etileno y grupos etoxi como la colina. En la obtención de aceite de soya, se utiliza tricloroetileno, el cual por sí sólo no es tóxico; sin embargo, este puede interaccionar con cisteína formando diclorovinil-cisteína. La pasta residual de soya que contiene a este derivado, al ser empleada como alimento para ganado, causó anemia aplástica, razón por la cual se descontinuó su uso como disolvente.

Los etoxilatos como el polisorbato son preparados por la polimerización del óxido de etileno, también se produce algo de dioxano, considerado un potencial carcinógeno.Como se aprecia, la generación de tóxicos durante el procesamiento de los mismos, hace necesario que se establezcan límites de seguridad para los compuestos que potencialmente representen un riesgo para la salud, o bien, que se tengan condiciones adecuadas de proceso, de tal forma que estos tóxicos estén presentes en la menor concentración posible para que el consumidor cuente con alimentos no solamente apetecibles sino libres de tóxicos.(15)

DISCUSIÓN Y CONCLUSIÓN

Como se aprecia, la cantidad de tóxicos asociados a los alimentos, de factores antinutricionales o de pérdida de nutrimentos es bastante amplia, lo cual ha hecho que se reconsidere la posición de varios grupos de investigadores, se cuestiona qué productos considerados tradicionalmente como altamente nutritivos, puede contener algún tóxico asociado, incluso en aquellos casos en que se habla de productos naturistas, ya que esto no significa que pudiesen estar libres de rasgos. Sin embargo, esto no debe ser una razón de alarma, ya que la concentración normal de estos compuestos es, en términos prácticos, inocua y, por lo tanto, queda garantizada la salud.

Por otro lado, con base en este trabajo, surgen dudas nuevas y hechos, como la interacción de alimentos y drogas o medicamentos, en donde se presentan fenómenos de sinergismo o antagonismo o bien fomentando o retardando la absorción de un compuesto a nivel de intestino, como sucede en dietas ricas en grasas, fibras o proteínas.

La formación de un complejo entre tetraciclina y calcio de la leche hace que se reconsideren hábitos alimenticios, ya que en este caso tanto el antibiótico como el calcio no son absorbidos por el organismo. En forma similar, la suplementación excesiva de

vitamina A al mismo tiempo de un tratamiento con tetraciclina favorece los problemas de hipertensión intercraneal.

Nuestra preocupación por alimentos saludables se puede extender al caso de uso indiscriminado de hormonas y antibióticos, que favorecen el crecimiento en animales y que pudiesen quedar en forma residual en productos cárnicos, afectando de esta manera a diferentes grupos de la población.

Otro caso serían las alergias en personas hipersensibles a diferentes compuestos que para la mayoría de las personas, no resulta en ningún malestar, razón por la cual no se considera plenamente como un factor toxicológico. Sin embargo, es necesario recordar que en estos casos una persona alérgica puede morir envenenada por el consumo de ciertos alimentos, o bien presentar constantemente padecimientos de migraña. Entre los alérgenos asociados a los alimentos están: los sulfitos (Dióxido de azufre, sulfito de sodio, bisulfito de potasio, metabisulfito de sodio y metabisulfito de potasio); glutamato monosódico; Histamina (contenida en productos elaborados a partir de huevo, crustáceos, pescados, mariscos, vinos, quesos, etc.); proteína vegetal hidrolizada y lactosa (considerada mas como una deficiencia enzimática). Entre los alimentos que provocan alergias, se consideran probablemente alguna proteína o algún otro componente: cacahuate, nueces, soya, trigo, pescados, lácteos, crustáceos, huevo, mostaza, etc.

Ante esta situación se podría interpretar equivocadamente que la actividad diaria de alimentarse puede ocasionar un cierto riesgo, pero esto debe de equilibrarse con el gran beneficio que representa nutrirse con la mayor diversidad de alimentos posible, sin que se abuse de un cierto alimento. Para esto se reconsidera la frase de Paracelso “Nada es veneno, todo es veneno: la diferencia está en la dosis.”

BIBLIOGRAFIA

1. M E-BJ, Mexía-Salazar AL, García-Morales MH, Guerrero-Minjares G, Pérez-velázquez M, Hernández-López J, et al. Micotoxinas en Alimentos y Procesamiento de Camarón Blanco Cultivado. Avances en Nutrición Acuícola IX IX Simposio Internacional de Nutrición Acuícola. 2008. p. 344–64.

2. Ruiz J, Calvarro J. Estudio de nitrosaminas en productos cárnicos mediante microextracción en fase sólida (SPME). 2015;(OCTOBER 2011).

3. Fao. Pérdidas y desperdicio de alimentos en el mundo – Alcance, causas y prevención. Roma. 2012. 421 p.

4. Para O, Población LA. FOODSTUFFS : A HUMAN EXPOSURE TO ORGANIC. Rev Chil Nutr. 2010;37(8):493–6.

5. Navarro IM, Armendáriz CR, Fernández AG, Fenández AC, Torre AH de la. La acrilamida, contaminante químico de procesado:\r\nRevisión. Rev Toxicol [Internet]. 2007;24(1):1–9. Available from: http://www.redalyc.org/resumen.oa?

id=91924101

6. States C, Maniglia-merida GC, Ascanio-evanoff E, Riera JG, Colina-rivero J, Briceño-fereira EC, et al. BALANCEADOS PARA CERDOS EN GRANJAS DE LOS ESTADOS ARAGUA Y CARABOBO , VENEZUELA Determination of Aflatoxin Levels in Balanced Feed for Pigs in Farms. 2015;XXV:200–7.

7. Tapia-salazar M, García-pérez OD, Nieto-lópez M, Villarreal-cavazos D, Cruz-suárez LE. Uso de secuestrantes para disminuir la toxicidad de micotoxinas en alimentos para acuacultura. Avances en Nutrición Acuícola X. 2010. 514-546 p.

8. Micronutrientes A, Lucha EN, La POR. Revista Chilena de Nutrición. Obesity. 2007;34:142–8.

9. Morris LF. Determinación de aflatoxinas en muestras de maiz (Zea mays) y arroz (Oryza sativa) para consumo humano en cinco departamentos de la Costa Caribe Colombiana mediante cromatografia de alta eficiencia durante seis meses en 2011. 2011;1–86.

10. Tinta S, Daen M. Revista de Actualización Clínica. 2011;621–4.

11. Mestdagh F, De Wilde T, Castelein P, Németh O, Van Peteghem C, De Meulenaer B. Impact of the reducing sugars on the relationship between acrylamide and Maillard browning in French fries. Eur Food Res Technol. 2008;227(1):69–76.

12. Alimentarios D. Ditivos alimentarios. 1963;1–10.

13. Rodr E. Alimentos Transgénicos. 2013;19(2):209–18.

14. Roig J, Arnáiz M. Riesgos sobre la salud de los alimentos modificados genéticamente: una revisión bibliográfica. Rev Esp Salud Pública [Internet]. 2000;255–61. Available from: http://www.scielosp.org/pdf/resp/v74n3/riesgos.pdf

15. Goyer R a, Clarkson TW. Toxic Effects of Metals. Toxic Agents. 2001;811–67.