El Flavor

Química de los Alimentos: Flavor

Detrás de cada alimento que nos comemos existen múltiples procedimientos para hacerlos apetecibles y de buena calidad para el consumo es decir que sean de preferencia a nuestro gusto. Uno de estos aspectos es el análisis sensorial, que consiste en evaluar las propiedades organolépticas (Características superficiales de los alimentos es decir que los organolépticas de los alimentos son el color, el sabor y el aroma) de los productos es decir, todo lo que se puede percibir por los sentidos, y determinar su aceptación por el consumidor.

El papel de la química es desempeñado en casi todos los ámbitos de la vida diaria y en la gastronomía no es la excepción pues se hace saber por medio de la correcta combinación de ingredientes o sustancias que hacen que los alimentos se vuelvan comestibles o para nuestro gusto por medio del cambio de aspecto, aroma y percepción o bien dicho por el cambio del Flavor.

El flavor  de un alimento está determinado por la combinación de sensaciones de sabor y aroma. El flavor lo determinan una gran cantidad de moléculas distintas, aunque la gran contribución al flavor procede de moléculas pequeñas, que llegan más rápidamente a la nariz, donde las sentimos.

Muchos alimentos tienen gran cantidad de moléculas pequeñas antes de ser cocinadas, como por ejemplo, las frutas, que tienen flavores muy característicos. Pero ¿porque las frutas tienen tantas moléculas pequeñas? Bien, esto es debido a una respuesta fisiológica de la planta, durante la maduración del fruto produce estas moléculas pequeñas con el fin de “avisar” que sus frutos están maduros para que sean consumidos por animales y dispersen las semillas. Se entiende que los alimentos poseen una cantidad inimaginable de flavores antes de que pasen por nuestro organismo.

Sin embargo, hay otros alimentos que tienen muy poco flavor cuando están crudos, pero que adquieren muchos mas tras la cocción (al cocinarse). Es el caso de la carne, que está formada por gran cantidad de moléculas de proteínas grandes, que prácticamente no tienen sabor, sin embargo, cuando se cocinan generan pequeñas moléculas aromáticas que le dan el flavor característico, como el caso del pollo asado. Este desarrollo del flavor se debe a las reacciones de Maillard.

Con esto se entiende que sin darnos cuenta en nuestra vida diaria los alimentos que consumimos poseen lo que es no solo un proceso sino una evolución para poder llegar a tener esas características físicas y aromáticas para que lleguen a ser de nuestro agrado y gusto.

Estudios del Flavor

El flavor es un tema que se ha propagado en los químicos internacionalmente y por consecuente se han hecho estudios en base a estos procesos que se llevan para la producción de comida y la gastronomía en general, el tema principal para el estudio especifico del flavor es el análisis sensorial de los alimentos (como nosotros las personas percibimos y recibimos los alimentos), para esto existen empresas que financiando estos estudios han llegado a tener un desarrollo de lo que es la química de los alimentos y  el desarrollo del flavor.

Hay centros de investigación donde se realiza la evaluación sensorial de jugos, esencias de frutas y aceites esenciales con paneles entrenados, así como el análisis cromatográfico de componentes aromáticos. "Con la ayuda del panel de evaluación sensorial, muchas empresas trabajaron en la mejora de sus equipos y de sus procesos para mejorar su calidad de sus productos, lo que les permitió acceder a mercados mucho más exigentes". 

Además, se estudian y controlan los componentes volátiles que causan olores y sabores desagradables en vinos y corchos a raíz de la contaminación con hongos. "El corcho es un producto natural, e indefectiblemente tiene hongos que producen sustancias que dan olor a moho. Lo que se realiza es la evaluación del olor que el corcho le transfiere al vino, mediante una técnica discriminativa que consiste en comparar el vino que ha estado en contacto con el corcho con el vino que nunca lo estuvo". También se brinda asesoramiento a las industrias de jugos y bebidas, para que desarrollen sus propios programas de análisis sensorial destinado al control de calidad de sus productos.

Que se mide a través del análisis sensorial

El primer contacto del ser humano con un producto alimenticio se produce habitualmente a través de la vista, el olfato, el oído, el tacto o bien por dos o tres de estas percepciones sensoriales simultáneamente. Una vez introducido el alimento en la boca intervienen el gusto, e inconscientemente el olfato (vía indirecta), el tacto y el oído. En otras palabras, inconscientes cuando ingerimos un alimento estamos evaluado, su flavor.

El aspecto es normalmente el único atributo sobre el cual basamos la decisión de compra o de consumo; por este motivo el impacto visual es elemento utilizado por la industria alimentaria para atraer al consumidor sobre un determinado producto.

En la percepción del flavor intervienen el sentido del gusto, el olfato y el tacto que nos permiten percibir los sabores, olores, aromas y sensaciones presentes en los alimentos.

Olor y Aroma: El olor es la propiedad organoléptica perceptible por el órgano olfativo cuando inspira determinadas sustancias volátiles. El aroma es la propiedad organoléptica perceptible por la vía indirecta por el órgano olfativo durante la degustación.

El sistema olfativo aporta información al sujeto sobre su entorno químico. Los olores son percibidos cuando ciertas moléculas activan los receptores del epitelio olfativo, localizados en parte posterior de las fosas nasales, del septum y de la parte superior de los cornetes.

Preservación y deterioro del Flavor.

En la mayoría de los productos, el sabor comienza a declinar, y se desarrollan sabores indeseables debido a la oxidación. Además de la oxidación, se presentan otros cambios que afectan la calidad, como la cristalización. El sabor también se puede degradar por estar el producto expuesto a la luz o se puede perder durante el empaque. Cambios en el pH y reacciones de los ingredientes también contribuyen al deterioro del sabor.

Para preservar el sabor, quienes desarrollan los productos deben considerar las regulaciones, los requerimientos del cliente, aplicación, costo, propiedades sensoriales, los aspectos de salud (por ejemplo, sodio vs. potasio), y la interacción potencial de los ingredientes.

Consideraciones Químicas y Físicas

Entender las reacciones químicas que se presentan durante el proceso y almacenaje es crucial para prevenir las degradaciones del sabor.

pH

Una de las principales consideraciones para elegir un estabilizante del sabor es la meta que se tiene como pH final. Una vez determinado el estabilizante deseado, se seleccionan los ingredientes en base a su capacidad de protección y en la cantidad necesaria para el ajuste. 

Contenido de Grasa

“Los alimentos con contenido de grasa tienen un alto riesgo de desarrollar sabores desagradables durante el almacenamiento. Por ejemplo, la cantidad y la fuente de grasa puede afectar la estabilidad de una bebida y el desempeño del sistema saborizante. Cuando aceites como el derivado del pescado o la grasa derivada de la leche, están presentes en un producto, la estabilidad de la oxidación en la grasa es una consideración muy importante”, explica Grez Mondro, principal químico especializado en sabores de una importante empresa que provee sistemas saborizantes. “El sabor de la grasa o el aceite afecta significativamente la estabilidad y la percepción del producto en su totalidad”. 

La oxidación de la grasa puede ser catalizada con la presencia de iones metálicos, especialmente hierro. Los fosfatos pueden ser utilizados para aislar el hierro y estabilizar la grasa, y así prevenir los sabores indeseables como la ranciedad. Los fosfatos y acidulantes como el ácido fosfórico actúan de forma sinérgica con la mayoría de los antioxidantes como Butirato Hidroxianisol (BHA). 

Los embutidos por ejemplo, están formulados con una significativa cantidad de grasa. Los fosfatos son utilizados para unir los iones metálicos, especialmente el hierro, para retardar el desarrollo de la ranciedad. La grasa también es una preocupación en otro tipo de alimentos. Los panes de granos enteros tienen un mayor contenido de grasa que el pan blanco y, por lo tanto, tienen una vida de anaquel más corta. Los alimentos fritos como los “potato chips” tendrán un sabor desagradable si la grasa en que se fríen se ha deteriorado. 

Humedad

La humedad arruina la estabilidad. El empaque es particularmente importante para mantener el producto aislado de la humedad. La humedad debe ser rígidamente controlada, ya que su presencia acelera la oxidación y promueve la degradación de los ingredientes y el producto. 

Muchas veces la baja actividad del agua ayuda a mantener el producto más estable. El secado por congelación es la mejor forma de conseguir una baja actividad del agua. 

Interacción de Productos

Siempre debe ser una preocupación la interacción de los ingredientes. Un ingrediente utilizado para el pH y para protección puede también interactuar con cationes como calcio y magnesio. Si hay hidrocoloides presentes en el sistema, la interacción con calcio puede cambiar de forma negativa la textura del producto. 

“Cuando se utilizan benzoatos y ácido ascórbico juntos en una bebida, se pueden formar bencenos. El benceno es un solvente no polar y un poderoso carcinógeno. Sin embargo, la FDA no ha concluido los estudios al respecto. Inclusivo, cuando esto ocurre, se encuentra en niveles más bajos que en el agua potable”.

También se pueden presentar reacciones causadas por un bajo pH. Cuanto más bajo el pH, más desafíos se presentan para desarrollar un sistema de sabor estable. El problema aquí es que muchos productos dependen de un bajo pH para optimizar las propiedades antimicrobiales de los conservantes químicos. 

“Los edulcorantes de alta intensidad o mezclas de endulzantes también se deben tener en cuenta. El aspartame, por ejemplo, se degrada con sistemas de bajo pH. Los edulcorantes y la sal se usan como intensificadores del sabor. Adicionalmente, los potenciadores del sabor como los nucleóticos pueden generalmente enaltecer el sabor. Estos materiales frecuentemente son utilizados en la industria de los snacks salados (savory), pero también pueden ser efectivos en confitería”.

Sustancias Comunes que Controlan la Pérdida de Sabor

La industria de alimentos tiene a su disposición una colección de ingredientes que pueden ser empleados para prevenir o dificultar las reacciones químicas que conllevan a la pérdida del sabor. 

Antioxidantes

BHA es un popular antioxidante en cítricos y otros aceites saborizantes. Sin embargo, los consumidores que buscan productos orgánicos o completamente naturales, limitan su uso. 

BHA se prepara con 4-metoxifenol e isobutileno. El oxígeno reaccionará con él de manera preferencial antes de provocar la oxidación del producto alimenticio en cuestión, y sus propiedades antivirales actualmente se encuentran en estudio. La desventaja son los efectos carcinógenos presentados en pruebas con animales, por lo que no puede ser utilizado en combinación con productos orgánicos o completamente naturales. 

Las bebidas saborizadas con cítricos, especialmente las bebidas turbias, presentan problemas de oxidación con los terpenos utilizados en los sistemas de este sabor. También, la hidrólisis de los ácido de ciertos componentes (el citral del limón y los sabores de lima son un clásico ejemplo) degradan estos sabores en bebidas ácidas. Y, por supuesto, los consumidores han llegado a aceptar esta nota de sabor como parte del perfil del producto. 

Los extractos de tocoferol y romero purificados también pueden ser utilizados como antioxidantes y pueden ser más atractivos como ingredientes naturales en la etiqueta. El dióxido de azufre es utilizado como antioxidante y antimicrobiano en vinos. El dióxido de azufre (que se añade en forma de sal, metabisufito de sodio) es un conservante para los vinos, algunas frutas y jugos de frutas. Tiene un sabor muy potente en pequeñas cantidades, pero se ha convertido en parte de la característica de sabor aceptada en el vino. También existen otros conservantes con menor sabor para ser utilizados en la industria de los alimentos. 

Acidificantes y Protectores

Los ácidos generalmente proporcionan acidez o realzan el sabor. El ácido fosfórico, por ejemplo, generalmente es utilizado en bebidas gaseosas de naranja. Los ácidos orgánicos tienen su zona específica de protección del pH así como su propio perfil de sabor. En algunas aplicaciones este perfil de sabor puede ser ideal para el producto. El ácido cítrico puede contribuir con las notas cítricas necesarias para darle sabor a una bebida o postre de naranja. Asimismo, el ácido láctico se asocia con los productos fermentados lácteos como el yogurt.

Una bebida de naranja saborizada puede mejorar el sabor utilizando ácido cítrico en lugar de ácido fosfórico. El ácido cítrico enaltece los productos con sabores cítricos, al igual que el ácido tartárico enaltece los productos con sabor a uva. Mientras el ácido málico da un excelente sabor a las bebidas a base de manzana, su costo es muchas veces prohibitivo. “Adicionalmente, las variantes solubilidades de los ácidos pueden nivelarse para crear mezclas que ofrezcan tanto una acidez inicial como duradera.

Protectores

Los fosfatos ayudan a mantener el sabor a través de dos mecanismos primarios: aislamiento y control/protección del pH. Los protectores y los ajustadores de la alcalinidad como el fosfato trisódico (TSP) y el fosfato tripotásico (TKP) aumentan el pH de los productos con alto contenido de grasa. Un pH alto ayuda a mantener la emulsión y a estabilizar la grasa en el sistema, previniendo la rancidez y los problemas del sabor como el “jabonoso”.

“En productos con un alto contenido de ácido como la goma de mascar Fruit-A-Burst y las pastillas para la garganta Halls Defense Vitamin C®, los sistemas protectores ayudan a salvaguardar el sabor y mantener la acidez. De otra forma, la acidez puede causar cambios químicos tales como la inversión del azúcar, la cual puede influenciar negativamente en la textura y apariencia. El BHT y los tocoferoles también son utilizados para actuar como antioxidantes que ayudan a proteger la frescura”.

Las sales de fosfato son excelentes agentes protectores, especialmente las sales orto. Dependiendo del pH deseado, una sal o una combinación de sales, bien sea sodio o potasio (MSP, MKP, DSP, DKP, TSP y/o TKP), pueden ser utilizadas. A medida que la cadena de fosfatos se hace más prolongada, la capacidad de protección se reduce. 

Una mezcla multifuncional es crucial para determinar la mejor forma de abordar la preservación del producto en el anaquel. Al final, todo se simplifica en llegar al mercado con el producto que tenga el mejor sabor que sea del agrado del consumidor, utilizando ingredientes seguros y apropiados.