Transformación y Química Alimentaria: Pigmentos, Sacarosa y Fermentaciones

Cambios de Color en Productos Hortícolas

Los cambios de color en productos hortícolas se deben principalmente a la transformación de diversos pigmentos:

a) Clorofilas

Las clorofilas poseen cuatro anillos pirrólicos, unidos entre sí por puentes metino y coordinados con un átomo central de Magnesio (Mg), una cadena corta de metanol y una cadena larga de fitol. La cadena de fitol confiere la liposolubilidad. Existen dos tipos principales de clorofila: a y b.

La clorofila, por acción del calor, experimenta una degradación. Esta degradación puede ocurrir por calor y en medio ácido, lo que provoca la pérdida del átomo central de Mg. Este compuesto resultante se denomina feofitina, adquiriendo un color verde más pardo, y sigue siendo liposoluble.

La degradación por medio de la enzima clorofilasa produce la liberación de la cadena de fitol, dando lugar a feofórbidos, que son formas muy oxidadas. La clorofila puede degradarse primero por la clorofilasa, dando lugar a clorofilina; la clorofilina, por acción del medio ácido, da lugar al feofórbido.

Para mantener el color, se puede añadir una pequeña cantidad de bicarbonato, frenando así la degradación de las clorofilas. A escala industrial, se emplea el escaldado.

b) Flavonoides

Los flavonoides son responsables del color amarillo. Este color se potencia con la cocción en medio alcalino.

c) Antocianos

Los antocianos confieren el color púrpura. En medio ácido, dan lugar a un color rojo, mientras que en medio básico, producen un color violeta-azulado.

d) Carotenoides

Los carotenoides son responsables de los colores amarillo-naranja. Son moléculas altamente conjugadas, resultado de la repetición de 8 unidades de isopreno. Las xantofilas, por su parte, contienen oxígeno en sus cadenas.

Con el calor, los carotenoides se isomerizan; en la naturaleza, se encuentran en forma trans y pueden pasar a cis mediante la rotación de uno de sus enlaces. Las formas cis reducen la intensidad del color y la actividad provitamínica. También pueden oxidarse, proceso llevado a cabo por lipoxigenasas, lo que puede generar sabores indeseables. Se pueden formar compuestos volátiles como β-ionona, naftaleno y trimetilciclohexanona. Los carotenos se degradan en un 15%, mientras que las xantofilas pueden degradarse entre un 60% y un 80%.

Extracción y Procesamiento de Sacarosa

La sacarosa se obtiene de diversas materias primas, principalmente de la caña de azúcar y la remolacha. Ambas plantas presentan un contenido de sacarosa del 15-20%.

Obtención de Azúcar de Remolacha: Pasos del Proceso

1. Limpieza: Lavado de la remolacha con agua en canales.
2. Desmenuzamiento: Corte de la remolacha en rodajas para optimizar la extracción.
3. Difusión: Las rodajas de remolacha entran por la parte superior y el agua caliente por la inferior. El pH debe ser neutro o débilmente alcalino para facilitar la posterior cristalización de la sacarosa. La temperatura se incrementa a 70-75ºC. Se obtiene una pulpa residual con un 0.2% de azúcar, que se deseca para su uso en alimentación animal. Paralelamente, se obtiene un jugo bruto, compuesto por azúcar e impurezas, de color grisáceo o verdoso.
4. Purificación del Jugo Bruto: Las proteínas se hidrolizan, las pectinas precipitan, y los ácidos orgánicos y fosfatos se neutralizan y precipitan. Posteriormente, se somete a filtración. Se añade leche de cal a 85ºC con la finalidad de precipitar los ácidos orgánicos y los fosfatos; la sacarosa formará el sacarato cálcico, una sal. Finalmente, se realiza la carbonatación, haciendo pasar una corriente de CO2 por el fluido, lo que permitirá obtener sacarato cálcico, agua y sacarosa.
5. Concentración del Jugo: Se realiza a una temperatura inferior a 135ºC. Es crucial vigilar el pH para evitar la inversión de la sacarosa. Se alcanza una pureza de sacarosa del 93%.
6. Cristalización: Concentración a presión reducida y una temperatura de 70-80ºC. El jugo concentrado experimenta una primera cristalización, de la cual se obtiene azúcar blanco (el de mayor pureza) y un jugo verde. El jugo verde se somete a una segunda cristalización, obteniéndose azúcar bruto y un nuevo jugo verde. Este último jugo verde se vuelve a cristalizar, resultando en azúcar subproducto y melaza. El jugo y el azúcar se separan por centrifugación. La melaza contiene aproximadamente un 60% de sacarosa, además de sales y ácidos. El bagazo es el equivalente de la melaza en el procesamiento de la caña de azúcar.
7. Afinado: Se utilizan los azúcares de la segunda y tercera cristalización, mezclándolos con jarabe de alto grado de pureza para formar un magma. Los cristales se disuelven y las impurezas se eliminan.
8. Refinación: Incluye procesos de granulación y centrifugación.

Fermentación Panaria

La fermentación panaria es un proceso biológico esencial en la elaboración del pan, que comprende:

• Fermentación principal: Fase inicial de actividad de la levadura.
• Fermentación secundaria: Continuación del proceso, contribuyendo al desarrollo de sabor y aroma.
• Reacciones enzimáticas: Transformaciones bioquímicas que modifican los componentes de la masa.
• Efectos clave:
  • Levado: Aumento de volumen de la masa por la producción de gas.
  • Producción de gas: Principalmente dióxido de carbono (CO2).
  • Formación de compuestos complejos: Desarrollo de aromas y sabores característicos del pan.

Fermentación y Procesamiento del Chocolate

El proceso de elaboración del chocolate comienza con la fermentación de los granos de cacao, que incluye fases clave y etapas posteriores de procesamiento:

• Fase alcohólica: Producción de alcohol por levaduras.
• Fase acética: Transformación del alcohol en ácido acético por bacterias.
• Formación de compuestos polifenólicos: Desarrollo de precursores de sabor y color.

Tras la fermentación, el procesamiento del chocolate continúa con las siguientes etapas:

1. Desecación: Reducción del contenido de humedad de los granos.
2. Limpieza: Eliminación de impurezas.
3. Tostado: Desarrollo de sabor y aroma.
4. Conchado: Refinamiento de la textura y el sabor.
5. Templado: Control de la cristalización de la manteca de cacao.
6. Moldeado: Formación de las piezas de chocolate.

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