Introducción
Entre todas las sensaciones gustativas, al igual que otras especies animales, los humanos muestran una especial preferencia por los sabores dulces, así como una aversión por los amargos.
Esta tendencia es muy pronunciada en niños pequeños y se suele mantener en el individuo durante toda la vida. Por ello, el dulzor es clave en el establecimiento de los hábitos alimentarios y en la ingesta total de energía.
La sensación dulce es percibida por la interacción de determinadas sustancias con las papilas gustativas, localizadas fundamentalmente en la lengua (más concretamente en la punta de la misma) y que pueden llegar a ser aproximadamente 2000, conteniendo cada una entre 60 y 100 células receptoras.
Posiblemente, el sabor dulce sea el más complejo de todos los sabores básicos, ya que pequeños cambios en las moléculas que lo producen, son suficientes para ocasionar sensaciones de sabor totalmente diferentes.
Así, la introducción de un grupo nitro en el anillo bencénico de la sacarina, la convierte en una sustancia muy amarga, o la sustitución de un átomo de hidrógeno por un metilo, la trasforma en una sustancia insípida.
Entre las sustancias capaces de evocar una sensación dulce se incluye una gran variedad de compuestos de diferente estructura química, como azúcares, polialcoholes, aminoácidos, péptidos, proteínas y diversos compuestos de naturaleza heterocíclica, muy distintos a su vez entre sí.
Este hecho diferencia a los edulcorantes de las sustancias capaces de generar un sabor ácido – que lo hacen a través de una misma reacción, que es la de liberar iones hidrogeniones- y de las que producen un sabor salado, consecuencia de los compuestos salinos iónicos generados.
Estas diferencias de estimulación gustativa de las sustancias dulces, se explican por la diversidad de estructuras receptoras que poseen las células gustativas correspondientes.
La sustancia dulce por excelencia es la sacarosa, pero cada vez más está siendo sustituida por edulcorantes naturales o de síntesis.
La utilización de edulcorantes acalóricos ofrece diversas ventajas, sobre todo en determinados sectores de la población.
En el colectivo diabético, por ejemplo, suponen una valiosa alternativa a la sacarosa en la dieta, ya que no elevan los niveles sanguíneos de glucosa ni provocan la liberación de insulina por el páncreas.
Además, al no aportar energía, colaboran en el mantenimiento del peso corporal, lo que es muy importante en estos individuos.
Los edulcorantes, que no son convertidos en ácidos por las bacterias de la placa dental, mantienen estable el pH de la placa, protegiendo el esmalte de los efectos cariogénicos, que sí exhibe la sacarosa.
Por otro lado, el empleo de edulcorantes acalóricos en la elaboración de alimentos dulces, tales como chocolates, helados, caramelos, pasteles, postres, etcétera, que son consumidos por la gran mayoría de la población, puede representar una ayuda de interés en la prevención de la obesidad.
Edulcorantes
Con el nombre de edulcorante se designan todas aquellas sustancias, naturales o de síntesis, con sabor dulce y por tanto, con la capacidad de endulzar los alimentos. Existe un interés creciente por este tipo de sustancias, dadas sus repercusiones económicas.
Podemos hablar de dos tipos de edulcorantes, los energéticos, como los azúcares y los polialcoholes; y los acalóricos, como los de síntesis: sacarina, aspartamo, etcétera.
Es precisamente la sacarosa, la sustancia que se toma como referencia, concediéndole el valor uno (ó 100) para establecer el poder edulcorante de las diferentes sustancias sustitutorias.
Edulcorantes de masa
También llamados voluminosos o de sustitución o de carga, haciendo referencia con esta denominación, al efecto de masa aportado por estos edulcorantes (comparable al de la sacarosa), ampliamente aprovechado en tecnología alimentaria.
Dentro de este grupo se incluyen los siguientes:
– Monosacáridos
Entre ellos se incluyen la glucosa, fructosa y galactosa.
– Disacáridos
Se consideran sacarosa, lactosa y maltosa. Son los tres nutrientes de mayor acción cariogénica. De ellos, la sacarosa es la más cariogénica, seguida de la lactosa y la maltosa.
– Jarabe de glucosa o isoglucosa
Se obtiene por hidrólisis a partir del almidón. El más utilizado en la industria alimentaria es el jarabe con alto contenido en fructosa (42% aproximadamente, aunque puede llegar a cantidades superiores, del 55% y hasta del 90%).
Lo que obliga a que tras la hidrólisis del almidón, se lleve a cabo una isomerización enzimática, que asegure la transformación de una parte de glucosa en fructosa.
– Azúcar invertido
Es una solución acuosa de sacarosa, glucosa y fructosa en proporción variable. Se obtiene a partir de la sacarosa, bien por hidrólisis ácida o enzimática, o por inversión con resinas. Su empleo mayoritario es en la fabricación de alimentos manufacturados.
Los monosacáridos y disacáridos tienen un valor calórico aproximado de cuatro kilocalorías por gramo y el jarabe de glucosa y azúcar invertido, dependen de la concentración del azúcar en esos productos.
– Polialcoholes
Constituyen un grupo bastante homogéneo de edulcorantes que poseen en común las siguientes características:
Están presentes en distintos alimentos pero su extracción no es rentable, por lo que se obtienen por hidrogenación, a partir de diferentes azúcares. Poseen un poder edulcorante inferior, en general, al de la sacarosa, siendo muy empleados en pastelería, heladería e industria del chicle.
El valor energético potencial es igual al de la sacarosa, pero no el real, debido a una menor absorción intestinal, lo que hace que se comporten como laxantes osmóticos, hecho que limita su utilización, especialmente en niños donde se prohíbe su uso.
Son utilizados por la microbiota colónica, lo que explica la flatulencia que provocan. No presentan capacidad cariogénica, lo que hace, por ejemplo, que algunos de ellos se utilicen, preferentemente, en la elaboración de chicles.
Además de como edulcorantes, algunos de ellos se utilizan en la industria alimentaria, como diluyentes, humectantes y estabilizantes.
Los polialcoholes o polioles pueden clasificarse, según su estructura química, en:
- Monosacáridos hidrogenados
- Sorbitol: Procedente de la glucosa.
- Manitol: Procedente de la fructosa.
- Xilitol: Procedente de la xilosa.
- Disacáridos hidrogenados
- Isomaltol: Procedente de la sacarosa.
- Maltitol: Procedente de la maltosa.
- Lactitol: Procedente de la lactosa.
- Mezcla de oligosacáridos y polisacáridos
- Jarabe de glucosa hidrogenado.
Fructooligosacáridos
Fueron vistos en el tema dedicado a la fibra alimentaria, tienen también una buena capacidad edulcorante.
Edulcorantes intensos
Se denominan así en función de su gran poder edulcorante, lo que hace que se consuman en muy pequeñas cantidades. No obstante, a pesar de su utilización a baja concentración, la duración de la impregnación de las papilas gustativas excede a la observada con los edulcorantes naturales (efecto Lingering o de persistencia).
Los edulcorantes intensos, que se pueden considerar acalóricos, se pueden dividir en edulcorantes de síntesis y de origen vegetal.
Entre los edulcorantes de síntesis o artificiales destacan:
– Sacarina
Es la o-sulfimida benzoico, utilizándose habitualmente en forma de sal sódica o cálcica. Posee un elevado poder edulcorante, pero puede dejar un sabor residual amargo, que se puede evitar si se asocia con ciclamato. No se metaboliza y se excreta por vía renal.
– Ciclamato
Es el ciclohexil sulfamato sódico, aunque también se puede usar la sal cálcica. Posee un agradable sabor dulce, empleándose normalmente asociado a la sacarina en una relación 1:10, con lo que se logra un mayor poder edulcorante y un menor sabor residual amargo.
El ciclamato, al igual que la sacarina y a diferencia de la sacarosa, no debe emplearse en la elaboración de conservas de frutas o mermeladas, puesto que no inhibe la proliferación de gérmenes.
Tanto la sacarina como el ciclamato atraviesan la barrera placentaria, habiéndose mostrado en animales un cierto grado de teratogenicidad, lo que los hace desaconsejables en el estado de gestación.
– Aspartamo
Es el éster metílico del aspartil fenilalanina, capaz de producir un fuerte sabor dulce pero sin sensación residual, presentando además una cierta capacidad para potenciar el efecto de otros edulcorantes.
Es inestable a temperaturas elevadas prolongadas, por lo que se limita su uso en prácticamente todas las preparaciones que necesitan cocción. Asimismo, el medio ácido de los zumos de frutas (pH 3 – 5) y menores, descompone la molécula del aspartamo, lo que excluye su utilización en la industria de bebidas con pH bajos.
Debido a su composición, el catabolismo del aspartamo libera fenilalanina, lo que hace desaconsejable su uso en pacientes fenilcetonúricos y así se hace constar en los envases del citado edulcorante.
– Acesulfamo
Es un edulcorante que pertenece a la familia de los dióxidos de oxatiozinonas, presentando una cierta semejanza estructural con la sacarina, lo que permite pensar que es reconocido por los mismos receptores gustativos que ésta. Asimismo, deja un sabor residual amargo como la sacarina.
Es estable a temperaturas elevadas y presenta un efecto sinérgico con otros edulcorantes intensos, como los comentados previamente e incluso, con los azúcares, lo que permite combinaciones distintas para lograr menores concentraciones de edulcorantes utilizados, o mejora de imperfecciones gustativas, como el regusto amargo, o la permanencia excesiva del sabor dulce.
– Alitamo
Es un dipéptido (L-aspártico D-alanina amida) con una gran estabilidad térmica, por lo que se utiliza en productos de panadería.
– Sacralosa
Llamada también dulcina, se obtiene de la sacarosa, por cloración de tres grupos hidroxilados. Su estabilidad en medio ácido permite su empleo en bebidas tipo cola o zumos de frutas y asimismo, es estable a las temperaturas habituales de cocción.
– Otros
También tienen interés actual otros edulcorantes, pudiendo citarse el P-4000, Perillartine, ácido sucrónico, suosano, etcétera.
Entre los edulcorantes intensos de origen vegetal destacan:
– Taumatina
Es un extracto glucopeptídico de la pulpa del fruto de Thaumatococcus daniellii, presente en África Occidental. Se emplea para edulcorar chicles y productos lácteos.
• Esteviósido
Es un glucósido de las hojas de Stevia rebaudiana, planta silvestre que crece en Extremo Oriente y en América del Sur (Paraguay).
• Monelina
Es una proteína extraída del fruto de Syncepalum dulcificum (baya de Nigeria) una planta trepadora que se encuentra en bosques de África y Madagascar. El sabor dulce se prolonga en la boca, entre veinte y treinta minutos, tras su consumo.
• Glicirricina
Es una sustancia derivada del regaliz (Glycyrrhiza glabra), que posee propiedades beneficiosas, pero también tiene efectos no deseables, pudiendo llegar a producir hipocalemia, hipertensión, edema por retención de sodio, etcétera, lo que limita su uso.
• Dihidrocalcona
Constituye otro grupo de edulcorantes de origen vegetal, con un sabor dulce y relativamente puro, que se percibe lentamente y persiste durante un cierto tiempo. Se emplean en algunos países, como edulcorantes de chicles, caramelos y refrescos.
Azúcar
El azúcar de mesa o sacarosa, obtenido a partir de la remolacha o de la caña de azúcar, es un disacárido formado por la unión de una molécula de glucosa y otra de fructosa. A diferencia del almidón, azúcar complejo, la sacarosa pertenece a los azúcares llamados simples. Al ser un producto refinado no contiene otros nutrientes.
Es importante señalar que el consumo de azúcares simples, en general, ha ido incrementándose en los últimos años debido, no al aumento en el consumo de azúcar empleado como edulcorante, sino por la proliferación, en el mercado, de alimentos elaborados que tienen en su composición un porcentaje mayor o menor de azúcares.
Así tenemos las llamadas golosinas, refrescos, helados, bollería industrial y semiindustrial, pastelería, etcétera.
Existen numerosos estudios epidemiológicos y experimentales acerca del consumo de azúcares simples y en especial de sacarosa, en relación con la aparición de ciertas patologías.
Hoy se sabe que existe una relación clara entre la aparición de caries dental y el consumo de azúcares, sobre todo cuando estos azúcares se consumen entre comidas.
Respecto a la relación del consumo de estos azúcares y el desarrollo de diabetes mellitus tipo II, o de enfermedades cardiovasculares, las pruebas disponibles hasta el momento no son concluyentes y los pocos estudios que la apoyan, utilizan cantidades tan elevadas de azúcar en la ingesta, que no se dan en el consumo habitual.
En la actualidad, el azúcar se extrae exclusivamente de la caña de azúcar y de la remolacha, con técnicas industriales muy similares. La planta se lava y corta en pequeños trozos y éstos son introducidos en un cilindro rotatorio, por donde circulan a contracorriente del agua.
Por un proceso de ósmosis, las células vegetales se empapan de agua y terminan rompiéndose, liberando un zumo azucarado de color pardo, por la presencia de numerosas impurezas.
El zumo se depura por adición de lechada de cal, que precipita las impurezas en forma de sales de cálcio insolubles. Tras un proceso de filtración, se obtiene un zumo más claro, que se concentra haciéndolo hervir en un evaporizador.
El jarabe resultante se cuece en una caldera, hasta la cristalización del producto. La masa cristalizada resultante se tritura y los cristales se separan por centrifugación y finalmente, se secan con aire caliente.
Además de sacarosa, se producen otros derivados residuales que son destinados a diferentes fines. Entre los subproductos de la industria azucarera se obtienen restos de células vegetales y las melazas.
Los restos vegetales se transforman en granulados ricos en celulosa y energía, que se destinan a la alimentación del ganado. Las melazas son utilizadas por la industria en fermentación y destilería. El alcohol producido se destina a la química y a la producción de licores.
Además del azúcar blanco o de mesa, actualmente se comercializa el azúcar moreno (azúcar integral, etcétera) que, además de sacarosa, contiene en ínfimas cantidades, algunas vitaminas, minerales y aminoácidos, que desde el punto de vista nutricional, no tienen importancia, ya que serían necesarios consumos desmesurados de azúcar moreno para que estos otros componentes se ingirieran en cantidades relevantes.
Por tanto, la elección de uno u otro tipo de azúcar para su consumo, debe depender únicamente del gusto personal del consumidor y nunca de unas virtudes nutricionales que no posee.
A la vista de su composición, este alimento solamente aporta energía. En el caso del pan y las pastas, cuanto menor era el porcentaje de extracción de la harina empleada en su fabricación, mayor era la proporción de almidón, disminuyendo la de otros nutrientes (proteína, vitaminas).
En este caso, el grado de refinado para la obtención del azúcar es tan elevado que sólo contiene sacarosa y ningún otro nutriente. Por este hecho, de este alimento, que sólo aporta energía, se dice que constituye calorías vacías.
Esto debe tenerse en cuenta al elaborar una dieta, ya que si abunda este alimento, podemos aportar un elevado contenido en calorías (energía) con los riesgos de aparición de sobrepeso y obesidad, aportando por el contrario, cantidades insuficientes, muy por debajo de las ingestas recomendadas, de otros nutrientes esenciales, como son los micronutrientes (minerales, vitaminas) lo que da lugar a una dieta desbalanceada nutricionalmente.
Miel
La utilización de la miel como alimento se remonta a los tiempos prehistóricos. Fue muy utilizada junto con el otro producto de las abejas, la cera, por las antiguas civilizaciones y constituyó el edulcorante más utilizado en la antigüedad, hasta la industrialización de la azúcar de caña (siglo XVI).
Actualmente, además de su uso como alimento y edulcorante, se emplea en la elaboración de productos de pastelería y confitería, bebidas alcohólicas, como el licor de miel e hidromiel (vino de miel con especias), así como en la fabricación de alimentos infantiles, junto con la leche y los cereales.
La miel tiene también aplicaciones terapéuticas, como agente expectorante, descongestionante y antiséptico, además de aportar antioxidantes a la dieta y ha sido descrito como afrodisíaco.
La miel es el producto dulce constituido por el néctar de las plantas, recogido, transformado y almacenado en los panales de la colmena por las abejas (Apis mellifera L. y Apis dorssota Fabricius). Su poder edulcorante es de un 20 a un 30% superior al de la sacarosa.
El néctar es la secreción dulce que exudan ciertos órganos especiales de las flores, los nectarios. Una parte importante de la sacarosa que contiene el néctar, es transformada en glucosa y fructosa por una invertasa, que procede del buche de la abeja y que hace que, al cabo de cinco años de almacenaje, el contenido en sacarosa pase del 6% al 3%, desapareciendo totalmente a los diez años.
La proporción relativa de fructosa/glucosa varía de 1 a 1,6, según el origen de la miel. En el proceso de transformación del néctar en miel, se produce una reducción por evaporación, de su contenido en agua, hasta llegar a ser inferior al 20%.
Las plantas melíferas son muy variadas, siendo las principales, árboles frutales en general, acacia, tilo, eucalipto, abeto, espino blanco, trigo sarraceno, colza, esparceta, trébol, salvia, lavanda, tomillo, romero, etcétera.
Las flores de las citadas plantas transmiten a la miel un color y unas cualidades organolépticas características. También hay mieles no seleccionadas, sin características especiales, denominadas mieles mil flores o miel del país.
La miel recién extraída es líquida, pero es una solución sobresaturada de sacarosa que cristaliza fácilmente. Un sólo germen de cristalización basta para desencadenarla. Para volverla nuevamente líquida y transparente, basta con someterla al baño María o al vapor, permaneciendo así, si no se introducen nuevos gérmenes de cristalización.
Por tanto, el estado líquido o sólido en que se encuentre la miel, no guarda ninguna relación con la calidad.
Para establecer la autenticidad y calidad de la miel, se analiza la mezcla de glucosa, fructosa y sacarosa, ya que el contenido de fructosa debe ser superior al de glucosa; de esta forma, se puede detectar su adulteración, por la adición deliberada de glucosa o sacarosa, para aumentar el contenido en sólidos.
La miel es básicamente una disolución acuosa concentrada de azúcar invertido, que contiene también, otros hidratos de carbono en menor proporción, así como pequeñas cantidades de proteínas, aminoácidos libres, ácidos orgánicos, sustancias aromáticas, pigmentos y enzimas.
Para que este alimento pueda recibir la denominación de miel, su contenido en agua no debe ser superior al 25%. Cuando la miel supera este porcentaje de humedad, fácilmente se producen fermentaciones por acción de levaduras osmófilas.
Los hidratos de carbono pueden encontrarse en una proporción de hasta el 75%, siendo los azúcares mayoritarios la fructosa (38%) y la glucosa (31%), únicos monosacáridos encontrados en la miel.
Además, contiene disacáridos, como maltosa y sacarosa, cuyas concentraciones varían en función del grado de maduración de la miel; y oligosacáridos, de composición dependiente de las especies vegetales – a partir de las cuales se elaboró la miel- y en menor medida, de las variaciones regionales y estacionales.
Las proteínas se encuentran en muy baja concentración (0,4%) y proceden, tanto del material vegetal como de las abejas. La miel contiene además, aminoácidos libres (0,1%) siendo el predominante la prolina, que procede de las abejas y constituye del 50 al 85% de la fracción aminoacídica.
El estudio de la fracción aminoacídica permite la identificación regional de las mieles.
La miel contiene algunas vitaminas y minerales, aunque en muy baja concentración.
Entre los ácidos orgánicos, el mayoritario es el ácido glucónico, derivado de la oxidación enzimática de la glucosa y cuya concentración es dependiente del tiempo de maduración de la miel y en menor concentración, la miel también contiene acético, láctico, succínico, fórmico, málico y oxálico.
Se han aislado en torno a unos 300 compuestos volátiles en la miel (ésteres de ácidos alifáticos y aromáticos, aldehídos, cetonas y alcoholes) de los cuales, unos 200 han sido identificados.
Entre ellos destaca la β-damascenona y el fenilacetal, de olor y sabor parecidos a la miel. El color de la miel se debe a su contenido en pigmentos, fundamentalmente compuestos fenólicos y a las reacciones de Maillard, que se producen entre aminoácidos libres y fructosa.
La miel presenta en su composición algunas enzimas, que son claves en los procesos de maduración. Los procedentes de las abejas son las α-glucosidasas (invertasa, sacarasa), las α− y β-amilasas (diastasas) y la glucosaoxidasa, mientras que del polen y néctar proceden la catalasa y la fosfatasa ácida.
El valor nutricional de la miel es especialmente energético, lo que se puede deducir de su composición, anteriormente comentada. En ella se observa la riqueza en azúcares sencillos, fácilmente absorbibles, como glucosa y fructosa, sobre todo y sacarosa.
Su contenido proteico, vitamínico y mineral es escaso, por lo que en conjunto, la miel debe considerarse como un producto dulce o azucarado, de alto valor energético y bajo valor nutricional.
