viernes, 25 de noviembre de 2011

¿Por qué algunas frutas se oscurecen cuando las cortamos?

Seguro que te has fijado en que cuando cortamos una manzana, esta adquiere un color pardo al cabo de pocos minutos. ¿Sabes por qué se produce este cambio de color? Quizá pienses que es porque "se oxida", pero ¿realmente es así? Y lo que es más interesante, ¿sabes cómo evitarlo?

Como sabes, este fenómeno no es exclusivo de las manzanas, también lo podemos observar en otras frutas como los plátanos, las peras, los melocotones...Pero hay otras en las que no sucede esto, como las naranjas y los limones. ¿Por qué razón? Además, no sólo se produce en algunas frutas, también lo podemos apreciar en las lechugas, los champiñones y otras setas, en las patatas e incluso en algunos mariscos como las gambas. Veamos a qué se debe...

En pocos minutos el color de esta manzana adquiere tonos pardos


Pardeamiento enzimático
Quizá el tema de hoy resulte un poco complejo, pero intentaré explicarlo de forma que se pueda entender fácilmente. Para ello, seguiremos con el ejemplo de la manzana.

Lo que sucede cuando pelamos y cortamos una manzana, cuando se nos cae al suelo o cuando está sobremadurada, es que algunas de sus células resultan dañadas, lo que provoca la salida de parte de su contenido. Entre este contenido se encuentran unas enzimas que son las protagonistas de hoy: las polifenol oxidasas, también conocidas como PPOs.

Por cierto, ¿sabes lo que es una enzima? Para explicarlo de forma sencilla, podríamos decir que una enzima es una molécula que tiene la función de hacer que las reacciones bioquímicas sean más rápidas, es decir, actúan como catalizadores de dichas reacciones. Así, cada enzima actúa sobre un determinado compuesto (llamado sustrato) para dar como resultado otro compuesto (llamado producto). Por ejemplo, la enzima catalasa actúa sobre el agua oxigenada (peróxido de hidrógeno, H2O2), para dar como producto agua (H2O) y oxígeno (O2), algo que se aplica por ejemplo para limpiar las lentillas. (Puedes encontrar más información sobre las enzimas aquí).

Pues bien, cuando cortamos una manzana, dañando así sus células, hacemos posible que las enzimas polifenol oxidasas, que estaban encerradas en una estructura de la célula (concretamente en los cloroplastos), se pongan en contacto con el sustrato sobre el cual actúan, que estaba encerrado en otra estructura de la célula (concretamente en las vacuolas).

 Este dibujo es una representación esquemática de una célula vegetal. En su interior hay varias estructuras, como (1) los cloroplastos donde se encuentra la polifenol oxidasa y (2) las vacuolas donde se encuentran los polifenoles (Imagen adaptada a partir de esta)

La ruptura celular desencadena el comienzo del proceso: las polifenol oxidasas provocan la oxidación de unos compuestos incoloros llamados polifenoles (el sustrato), para transformarlos en otros llamados quinonas (el producto). Las quinonas, que son incoloras, pueden reaccionar con ciertas sustancias para dar lugar a otros compuestos coloreados. Esto es lo que sucede a veces en ciertos alimentos, como los ajos, las cebollas y las patatas, que adquieren un color rosáceo. Finalmente las quinonas se reagrupan, sufren otra oxidación y se transforman en un compuesto de color pardo llamado melanina, que es el responsable de ese color oscuro de la manzana cortada. Por cierto, este compuesto es también el que hace que nuestra piel se ponga morena con el sol.

Supongo que a estas alturas ya te habrás dado cuenta de que el proceso que acabamos de describir recibe el nombre de pardeamiento enzimático porque intervienen unas enzimas que provocan un color pardo en el alimento. Como puedes imaginar, el hecho de que algunos alimentos adquieran este color pardo supone un inconveniente para la industria alimentaria, ya que a nadie le gusta comprar fruta con ese aspecto. Además el valor nutricional del producto disminuye ligeramente. Por estos motivos se emplean métodos para evitar que el proceso tenga lugar en ciertos productos, como por ejemplo algunas frutas que se venden cortadas, patatas crudas peladas listas para cocinar, etc. ¿Cómo puede evitarse esta serie de reacciones?

Pobres plátanos moribundos... (Fuente)

Métodos de control del pardeamiento enzimático
Existen varios métodos para impedir que se lleve a cabo este proceso. Algunos de ellos los podemos poner en práctica en casa (de hecho mucha gente ya lo hace sin saber muy bien por qué). Veamos, hemos dicho que en el proceso interviene una enzima, que actúan sobre un sustrato, provocando su oxidación, así que podemos actuar sobre estos tres factores (o sobre alguno de ellos) para tratar de impedir que el proceso se lleve a cabo. Para ello se suele tomar alguna de estas medidas:

  • Tratamiento térmico: si calentamos el alimento podemos inactivar el conjunto de enzimas polifenol oxidasas e impedir así que puedan actuar. De hecho, no sólo inactivamos estas enzimas, sino que inactivamos todas las enzimas presentes en el alimento. Esta es la principal razón por la cual se escaldan o blanquean los vegetales antes de proceder a su conservación, como por ejemplo los champiñones antes de enlatarlos. Para ello basta con sumergirlos en agua hirviendo durante unos segundos.
 Escaldando que es gerundio (Fuente)

    • Adición de ácidos: si rociamos la manzana de nuestro ejemplo con un ácido como pueden ser los que contiene el zumo de un limón (ácido cítrico y ácido ascórbico), el valor del pH descenderá, lo que impedirá que la enzima pueda actuar. Además el bajo valor del pH provoca una transformación de los sustratos. 
     ¿A que se te hace la boca agua? sshhhh (Fuente)

      • Eliminación del oxígeno: para impedir la oxidación del sustrato por parte de la enzima, podemos eliminar el oxígeno, o al menos parte de él. Esta es una de las razones por las cuales sumergimos en agua las patatas una vez peladas y troceadas. De otro modo se pondrían oscuras en seguida. A nivel industrial se puede envasar a vacío o en atmósferas protectoras (ya hablamos sobre atmósferas protectoras aquí). Esto último es lo que se hace en el caso de algunas frutas que se venden cortadas y peladas.
      • Adición de sal: La adición de sal en una concentración determinada inhibe y retrasa el pardeamiento enzimático, pero como puedes imaginar plantea el problema del sabor (la manzana con ciertas concentraciones de sal no queda muy bien que digamos...).
      • Adición de sulfitos: Los sulfitos son unos compuestos químicos que impiden que el pardeamiento enzimático se lleve a cabo. Este es, junto al tratamiento térmico y el descenso del pH, el método más efectivo y también el que se utiliza en la industria. Como puedes imaginar, este método no está al alcance del ámbito doméstico. 
      • Adición de  quelantes: algo que no hemos mencionado hasta ahora es que las polifenol oxidasas son  enzimas que están constituidas por átomos de cobre. Si añadimos al alimento sustancias que secuestren ese cobre (sustancias quelantes) impediremos así que las enzimas puedan actuar. Esto es lo que ocurre por ejemplo si rociamos la manzana de nuestro ejemplo con zumo de limón, ya que el ácido cítrico forma un complejo (un quelato) con el cobre de las enzimas.
      Estructura de las polifenol oxidasas. Las esferas verdes representan los átomos de cobre, mientras que las estructuras azules corresponden al aminoácido histidina (Imagen extraída de esta)

        • Boratos: la utilización de boratos está prohibida porque se trata de compuestos tóxicos, pero son efectivos para evitar el pardeamiento enzimático. Si los menciono es porque se han dado casos en los que se han encontrado estos compuestos en algunos mariscos, como los langostinos, para impedir que su color se oscureciera. Por supuesto eso constituye un delito contra la salud pública.

        Después de enumerar estos métodos puedes imaginar que los cítricos no se oscurecen por varias razones. Una de ellas ya la hemos mencionado: el ácido cítrico forma un complejo con el cobre. Además su valor de pH es bajo, ya que contienen ácidos como el cítrico y el ascórbico. Otro motivo es que este último ácido actúa sobre el oxígeno, ya que es un antioxidante (ya hablamos de eso aquí).

        Para terminar, debes tener en cuenta que el pardeamiento enzimático que es tan indeseable en algunos alimentos como los que hemos visto hasta ahora, es deseable en otros como el cacao, el té, los dátiles o las pasas, ya que de este modo adquieren su color característico.

        25 comentarios:

        1. No has comentado si existe algún problema en el consumo de alimentos en los que ya se haya producido en pardeamiento enzimático.

          Muy buena la explicación, por cierto.

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        2. Crack, soy fan de tu blog desde que descubrí por casualidad uno de tus artículos. El tema de la alimentación suele asociarse a menudo con lo new age y no es fácil encontrar por Internet un sitio en el que se trate desde una óptica científica y citando fuentes!

          A parte de felicitarte, me tomaré la libertad de contarte mis neuras desayuniles, a ver si te inspiran un nuevo post y me iluminas:
          Tengo por costumbre desayunar cereales con leche (mis faoritos, los Chocapic), y hasta hace poco lo hacía con gran alegría y satisfacción, creyendo que era un desayuno sano para toda la familia tal como ponía en la caja. Recientemente leí en un blog de una revista (Quo o Muy Interesante o algo así) que estos cereales son un mal invento pq su principal ingrediente es el azúcar y se quema enseguida. La verdad es que tras leer eso sigo zampándome mis crispis, pero ya no lo hago tan a gusto. Me encantaría leer tu opinión sobre el asunto.

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        3. Te pego aquí link a ingredientes e información nutricional de mi "desayuno de campeones" por si quieres echarle una ojeada: http://www.nestleprofessional.com/spain/es/BrandsAndProducts/Brands/NESTLE/Pages/Chocapic.aspx

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        4. Muchas gracias por participar con vuestros comentarios. Me alegro mucho de que os guste el blog. Intentaré resolver vuestras dudas...

          @Diego Lo que ocurre en los alimentos que sufren pardeamiento enzimático es que algunos de sus polifenoles se oxidan para dar como resultado alguno de los compuestos que se mencionan en el post(quinonas o melanina). Como ya sabes, esto afecta al aspecto del alimento, que adquiere un color pardo.
          ¿Es importante por alguna otra cuestión? Los polifenoles son compuestos beneficiosos para la salud, ya que tienen propiedades antioxidantes (debido precisamente a que se oxidan con facilidad, impidiendo así que se oxiden otros compuestos) y podrían reducir el riesgo de cáncer y enfermedades cardiovasculares (estos efectos no se conocen con seguridad). Cuando los polifenoles se oxidan, como ocurre en el pardeamiento enzimático, se transforman en otros compuestos, perdiendo así sus características, entre las que se encuentran las propiedades antioxidantes. Por eso el pardeamiento enzimático repercute negativamente en el valor nutricional de los alimentos: se pierden algunos de sus efectos beneficiosos.

          Debes tener en cuenta que los polifenoles que se oxidan son solamente los que están en contacto con el aire, es decir, los de la superficie del alimento. Así que cuanto más troceemos el alimento, más se oxidará (tendrá más superficie con respecto a su volumen).

          En cuanto a los compuestos que se forman (quinonas y melanina), no tienen efectos negativos para la salud en las dosis en las que se consumen. Por cierto, no debes confundir la melanina (el pigmento que hace que nuestra piel se ponga morena) con la melamina (un compuesto orgánico implicado en la adulteración de leche para bebés en China en el año 2008; aquí puedes ver información: http://es.wikipedia.org/wiki/Adulteraci%C3%B3n_de_leche_para_beb%C3%A9s_en_2008).

          @Listo Entertainment Yo también leí ese artículo del que hablas (supongo que es este http://transformer.blogs.quo.es/2011/11/11/no-a-los-cereales-de-desayuno/) y no me gustó nada porque peca de sensacionalista y de simplista. Eso no impide tenga razón en una cuestión importante: muchos de los cereales para el desayuno tienen demasiado azúcar. Como supongo que sabrás, el azúcar debe consumirse de forma moderada, ya que un consumo excesivo plantea problemas de caries y obesidad. Y ya sabes que la obesidad está asociada a otros problemas de salud, como diabetes y enfermedades cardiovasculares.

          Llevo mucho tiempo pensando en escribir un post sobre el azúcar, porque precisamente en muchas webs en las que, como bien dices, se asocia la alimentación con lo new age, se trata este alimento como si fuera una sustancia tóxica. Así que incluiré un apartado para tratar el tema de los cereales (tomo nota del link, gracias).

          Siento no darte una respuesta más concreta, pero es un tema un poco complejo para tratar en un comentario.

          En cualquier caso, te animo a que consumas este tipo de cereales con moderación y a que hagas desayunos variados. Algo que además puede ayudarte a romper con la rutina y el aburrimiento que a vece supone (al menos para mi) desayunar todos los días lo mismo. Puedes comer fruta, tostadas, huevos, leche...
          Una buena dieta debe ser variada.

          Gracias de nuevo.
          Saludos

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        5. @Listo Entertainment por cierto, me sonaba tu nick, así que acabo de entrar en tu web por curiosidad y me he llevado una grata sorpresa, porque ya conocía parte de tu trabajo, que por cierto me gusta mucho. Enhorabuena y sigue así.
          Saludos

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        6. Un artículo excelente, como el resto vamos! Solo una pequeña cosilla y es que tienes marcada una mitocondria como cloroplasto

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        7. Cierto es. Error garrafal. Y es que las prisas nunca son buenas...
          Muchas gracias por la observación, ya lo he corregido. Y gracias por los cumplidos, claro.
          ¡Saludos!

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        8. La explicación me ha parecido genial y me ha aclarado cómo funcionaba, porque eso del oxidamiento no me convencía (vale que la fruta pueda llevar algo de metal, pero de ahí a que se oxide en segundos y lo impregne todo... Tsk, tsk.)
          Sin embargo, tu explicación me ha dado una gran duda. Dices que algunos mariscos también se "oxidan" (la verdad es que no lo sabía) y dices además que las polifenol oxidasas son las causantes del oscurecimiento, y que éstas se presentan en los cloroplastos...
          Supongo que ya ves dónde voy a parar. Me choca muchísimo que una gamba tenga cloroplastos, vaya.

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        9. Gracias por la respuesta! Espero con ilusión tu artículo sobre los azúcares, pero ya me ha ido bien lo que pones, y, sí, era ese mismo artículo que enlazas, menudo exitazo tuvo, los señores Kellogs deben estar contentos.

          Y me alegra que te gusten mis garabatos!
          Hice uno sobre dietistas y ahora no puedo resistir la tentación de enlazártelo: http://listocomics.com/516-operacion-bikini/

          Un abrazaco!!

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        10. @Oriol RF Hola Oriol, siento no haberte contestado antes, la verdad es que tu comentario se me había pasado por alto.
          Obviamente los cloroplastos solamente se encuentran en células vegetales, así que los mariscos como las gambas no contienen estos orgánulos. Quizá debería aclarar esto en el post. Sin embargo, estos mariscos sí contienen en sus tejidos polifenoloxidasas, que en este caso se suelen conocer como tirosinasas, ya que catalizan la oxidación de tirosina para dar como resultado la formación de melanina. Gracias por la puntualización.

          @Listo Entertainment Muchas gracias por el enlace. Me ha gustado mucho. Y como decía aquel...es gracioso porque es cierto jeje.

          ¡Saludos!

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        11. Respuestas
          1. hola exelente el articulo,quiero comentarte sobre un producto que elaboro y se me oscurece cuando tiene de 6 a 8 semanas.es una mezcla de chile abanero (color amarillo mostaza) con vinagre un poco de sal y estabilizante para espezar esto va licuado y lo caliento hasta el punto de ebullicion luego lo embaso en caliente me gustaria saber tu opinion pra mejorar el producto.

            saludos y espero tu pronta respuesta.

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          2. En el artículo puedes leer algunas posibles soluciones, como por ejemplo envasar el producto a vacío (supongo que ya lo haces al envasar el producto caliente) y añadir antioxidantes (por ejemplo ácido cítrico). Espero que eso solucione el problema.

            Gracias por tu interés.
            Un saludo

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        12. esta bueno este documento me sirvio de mucho gracias!!!!!:)

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          1. Gracias a ti por tu interés. Me alegra que este artículo te fuera útil.

            Saludos

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        13. por que se le agrega vinagre al agua donde se hierven las papas. por ejemplo para hacer una ensalada rusa

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          1. Principalmente para evitar que se oscurezcan. Hablaremos con detenimiento sobre ello en otra ocasión.

            Gracias por tu comentario.
            Saludos

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        14. oye me gustas me das el cuadre y me ayudas con mis trabajos de la u

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        15. Que gran explicacion!!! Tengo una pregunta: ¿ el aceite vegetal tambien reduce el pardeamiento?

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          1. Muchas gracias.
            Te propongo una cosa. ¿Por qué no pruebas a hacer un pequeño experimento? Corta dos trozos de manzana: uno lo dejas al aire y otro lo sumerges en aceite. Déjalos así durante un tiempo y observa a ver qué pasa. Luego me cuentas ;)
            Saludos

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        16. Saludos desde México Papyrus; excelentes tus artículos. Al respecto de este tema, acá en mi país usamos mucho el aguacate (avocado o palta en otras regiones)y al partir y no consumir la pieza completa acostumbramos a mojar el sobrante en el chorro de agua de la llave y meter al refrigerador con lo cual evitamos que se haga negro, para su posterior uso (claro que no por días, pero si retrasa las horas suficientes hasta la siguiente comida). ¿A qué se debe esto? ¿Será el cloro del agua?...cabe señalar que vivo en costa con clima muy caliente la mayor parte del año (hasta 40° C en verano)y aún así funciona...

          Saludos
          Arturo
          Matamoros, Tamps, México

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        17. Hola :) Soy ingeniera Bioquimica y me parece interesante tu blog, solo que seria recomendable que publiques contenido de fuentes seguras y confiables.
          Por otro lado contestando a una de las preguntas que te hicieron, el pardeamiento enzimático no tiene en sí, efectos dañinos a la salud, se trata de evitar mas que nada por el contacto visual, siguiendo tu ejemplo de la manzana, Alguno de ustedes se comería una manzana que presente coloración parda? por eso se le agrega Ácido ascórbico o cítrico, que trabajan como antioxidantes para así, evitar o retrasar esta coloración.
          Saludos

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