Rancidificación

Rancidificación es el proceso de autooxidación o hidrólisis completa o incompleta de grasas y aceites cuando se exponen al aire, la luz, la humedad o la acción bacteriana, produciendo aldehídos de cadena corta, cetonas y ácidos grasos libres.

Cuando estos procesos ocurren en los alimentos, pueden generar olores y sabores indeseables. En las carnes procesadas, estos sabores se conocen colectivamente como sabor recalentado. En ciertos casos, sin embargo, los sabores pueden ser deseables (como en los quesos añejos).

La rancidificación también puede disminuir el valor nutricional de los alimentos, ya que algunas vitaminas son sensibles a la oxidación. Similar a la rancidificación, la degradación oxidativa también ocurre en otros hidrocarburos, como aceites lubricantes, combustibles y fluidos de corte mecánico.

Caminos

Se reconocen cinco vías de enranciamiento:

Hidrolítico

La rancidez hidrolítica se refiere al olor que se desarrolla cuando los triglicéridos se hidrolizan y se liberan ácidos grasos libres. Esta reacción de lípidos con agua puede requerir un catalizador (como una lipasa o condiciones ácidas o alcalinas) que conduzca a la formación de ácidos grasos libres y glicerol. En particular, los ácidos grasos de cadena corta, como el ácido butírico, son malolientes. Cuando se producen ácidos grasos de cadena corta, sirven como catalizadores, acelerando aún más la reacción, una forma de autocatálisis.

Oxidativa

La rancidez oxidativa está asociada con la degradación por el oxígeno en el aire.

Oxidación por radicales libres

Los dobles enlaces de un ácido graso insaturado se pueden romper mediante reacciones de radicales libres que involucran oxígeno molecular. Esta reacción provoca la liberación de aldehídos y cetonas malolientes y altamente volátiles. Debido a la naturaleza de las reacciones de radicales libres, la reacción es catalizada por la luz solar. La oxidación ocurre principalmente con las grasas no saturadas. Por ejemplo, aunque la carne se mantenga refrigerada o congelada, la grasa poliinsaturada continuará oxidándose y se pondrá rancia lentamente. El proceso de oxidación de la grasa, que puede resultar en ranciedad, comienza inmediatamente después de sacrificar al animal y la grasa muscular, intramuscular, intermuscular y superficial queda expuesta al oxígeno del aire. Este proceso químico continúa durante el almacenamiento congelado, aunque más lentamente a temperaturas más bajas. El enranciamiento oxidativo se puede prevenir mediante envases a prueba de luz, atmósfera libre de oxígeno (recipientes herméticos) y mediante la adición de antioxidantes.

Oxidación catalizada por enzimas

El oxígeno del aire puede oxidar un doble enlace de un ácido graso insaturado en reacciones catalizadas por enzimas lipoxigenasas vegetales o animales, produciendo un hidroperóxido como intermedio reactivo, como en la peroxidación por radicales libres. Los productos finales dependen de las condiciones: el artículo sobre lipoxigenasa muestra que si está presente una enzima hidroperóxido liasa, puede escindir el hidroperóxido para producir ácidos grasos de cadena corta y ácidos dicarboxílicos (varios de los cuales se descubrieron por primera vez en grasas rancias).

Microbiano

La rancidez microbiana se refiere a un proceso dependiente del agua en el que los microorganismos, como las bacterias o los mohos, usan sus enzimas, como las lipasas, para descomponer la grasa. La pasteurización y/o la adición de ingredientes antioxidantes como la vitamina E pueden reducir este proceso al destruir o inhibir los microorganismos.

Seguridad alimentaria

A pesar de las preocupaciones de la comunidad científica, hay pocos datos sobre los efectos en la salud de la rancidez o la oxidación de lípidos en humanos. Los estudios en animales muestran evidencia de daño de órganos, inflamación, carcinogénesis y aterosclerosis avanzada, aunque típicamente la dosis de lípidos oxidados es mayor que la que consumirían los humanos.

La vía radical libre para la primera fase de la rancidez oxidativa de las grasas.

Los antioxidantes se utilizan a menudo como conservantes en los alimentos que contienen grasas para retrasar la aparición o retardar el desarrollo de la ranciedad debido a la oxidación. Los antioxidantes naturales incluyen ácido ascórbico (vitamina C) y tocoferoles (vitamina E). Los antioxidantes sintéticos incluyen hidroxianisol butilado (BHA), hidroxitolueno butilado (BHT), TBHQ, galato de propilo y etoxiquina. Los antioxidantes naturales tienden a tener una vida corta, por lo que se utilizan antioxidantes sintéticos cuando se prefiere una vida útil más prolongada. La efectividad de los antioxidantes solubles en agua es limitada para prevenir la oxidación directa dentro de las grasas, pero es valiosa para interceptar los radicales libres que viajan a través de las partes acuosas de los alimentos. Lo ideal es una combinación de antioxidantes solubles en agua y solubles en grasa, generalmente en la proporción de grasa a agua.

Además, se puede disminuir el enranciamiento almacenando grasas y aceites en un lugar fresco y oscuro con poca exposición al oxígeno oa los radicales libres, ya que el calor y la luz aceleran la velocidad de reacción de las grasas con el oxígeno. Los agentes antimicrobianos también pueden retrasar o prevenir el enranciamiento al inhibir el crecimiento de bacterias u otros microorganismos que afectan el proceso.

La tecnología de captación de oxígeno se puede utilizar para eliminar el oxígeno de los envases de alimentos y, por lo tanto, prevenir el enranciamiento oxidativo.

Medida de estabilidad oxidativa

La estabilidad oxidativa es una medida de la resistencia del aceite o la grasa a la oxidación. Debido a que el proceso se lleva a cabo a través de una reacción en cadena, la reacción de oxidación tiene un período en el que es relativamente lenta, antes de que se acelere repentinamente. El tiempo para que esto suceda se denomina "tiempo de inducción" y es repetible en condiciones idénticas (temperatura, flujo de aire, etc.). Hay varias formas de medir el progreso de la reacción de oxidación. Uno de los métodos más populares actualmente en uso es el método Rancimat.

El método Rancimat se realiza mediante una corriente de aire a temperaturas entre 50 y 220 °C. Los productos de oxidación volátiles (principalmente ácido fórmico) son transportados por la corriente de aire al recipiente de medición, donde se absorben (se disuelven) en el fluido de medición (agua destilada). Mediante la medición continua de la conductividad de esta solución, se pueden generar curvas de oxidación. El punto de cúspide de la curva de oxidación (el punto donde comienza un rápido aumento de la conductividad) da el tiempo de inducción de la reacción de enranciamiento y puede tomarse como una indicación de la estabilidad oxidativa de la muestra.

El método Rancimat, el instrumento de estabilidad oxidativa (OSI) y el oxímetro se desarrollaron como versiones automáticas del AOM (método de oxígeno activo) más complicado, que se basa en la medición de valores de peróxido para determinar el tiempo de inducción de grasas y aceites.. Con el tiempo, el método Rancimat se ha establecido y ha sido aceptado en varios estándares nacionales e internacionales, por ejemplo, AOCS Cd 12b-92 e ISO 6886.