CarolinaFredes_Flippingbook_Cap 04

Características sensoriales de los alimentos

Características sensoriales de los alimentos C a p í t u l o 4

Carol ina Fredes Fernanda Chandía Cr i st ián Hermos i l la

Carrera de Nutr i c ión y Dietét i ca, Departamento Cienc ias de la Salud, Facul tad de Medi c ina

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Características sensoriales de los alimentos

1. Introducción

Ruta de aprendizaje

Palabras clave

Introducción

La calidad de los alimentos es la suma de todas las propiedades y atributos evaluables que hacen aceptable un alimento por parte del consumidor. Por lo general, la calidad de los alimentos tiene tres categorías: sensorial, higiénica y nutricional (Figura 1).

Aromas

Pigmentos

Ácido, aceites esenciales, amargo, análisis sensorial, compuestos aromáticos, dulce, panelista, pigmentos vegetales, salado, umami.

Sabores

Evaluación sensorial

Figura 1. Componentes de calidad en alimentos

Referencias

Alimento

Calidad higiénica (inocuidad)

Calidad sensorial

Calidad nutritiva

Teórica (contenido)

Real (biodisponibilidad)

Química

Biológica

Auditiva

Olfatoria

Gustativa

Visual

Táctil

Textura Firmeza

Textura Firmeza

Olor Aroma

Forma Brillo Color

Dulce Salado Ácido Amargo Umami

Matriz alimentaria

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Características sensoriales de los alimentos

Los aceites esenciales son principalmente mezclas de monoterpenos, diterpenos, sequiterpenos y compuestos fenólicos de bajo peso molecular que otorgan aromas característicos a muchas plantas medicinales, condimentarias, frutas y hortalizas. Los aceites esenciales se almacenan en estructuras celulares especializadas que se conocen como tricomas glandulares y cavidades oleiferas. Estas estructuras vegetales se localizan en la superficie de hojas y en el epicarpio (cáscara) de frutos. Los compuestos aromáticos almacenados en tricomas glandulares y cavidades oleiferas se liberan al ambiente por condiciones naturales y/o artificiales y de esta manera son percibidos por las personas. 2. Aromas y aceites esenciales

La calidad sensorial de un alimento puede medirse a través de aspectos sensoriales visuales, táctiles, auditivos, olfatorios y gustativos. Dentro de los atributos sensoriales, los sentidos del olfato y gusto son los más importantes para el consumidor.

Orégano Origanum vulgare

Albahaca Ocimun basilicum

El propósito de este capítulo es conocer las características físicas y químicas de los alimentos que confieren atributos sensoriales y los principios básicos para la evaluación sensorial de los alimentos.

Menta Mentha spicata

Romero Rosmarinus officinalis

Tomillo Thymus vulgaris

Salvia Salvia officinalis

Especies botánicas condimentarias de la familia Lamiaceae son ricas en aceites esenciales en las que predominan fenoles aromáticos; por ejemplo, el timol y carvacrol (Figura 2).

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3. Pigmentos

A

B

Se denomina pigmento vegetal a cualquier sustancia coloreada producida por las plantas. En general, un pigmento vegetal es cualquier compuesto químico que absorbe radiación visible 1 en longitudes de onda entre 380 nm (violeta) y 760 nm (ruby-red) (Figura 4).

O

H

H

O

Fuente: PubChemCID22311 Figura 3. Estructura química del limoneno.

Fuente: PubChemCID6989

Fuente: PubChemCID10364

Figura 2. Estructura química del timol (a) y carvacrol (b).

Muchos compuestos aromáticos de origen vegetal, especialmente de frutas del género Citrus y sus aceites esenciales son usados por la industria alimentaria como agentes saborizantes en un amplio rango de productos alimenticios, bebidas y golosinas. Por ejemplo, el aceite de bergamota (Citrus bergamia) se utiliza para aromatizar el té negro Earl Grey. Adicionalmente, algunos monoterpenos y compuestos fenólicos aromáticos con actividad biológica antioxidante y antimicrobiana se están evaluando para el desarrollo de aditivos alimenticios como reemplazo de aditivos artificiales.

Figura 4. Espectro visible.

Existen distintos tipos de pigmentos vegetales que se encuentran en diferentes clases de compuestos orgánicos. Los pigmentos vegetales otorgan coloraciones a tubérculos, bulbos, hojas, flores y frutos; por lo tanto, a muchos órganos de consumo o alimentos de origen vegetal.

Especies botánicas del género Citrus son ricas en aceites esenciales en las que predominan monoterpenos; por ejemplo, el limoneno (Figura 3).

1 La porción del espectro electromagnético que es visible para el ojo humano, se conoce como espectro visible. El espectro visible contiene todos los colores que el ojo humano puede distinguir.

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3.2. ß caroteno

3.1. Clorofila

El ß caroteno (Figura 6) es uno de los pigmentos vegetales más abundantes en las plantas. El ß caroteno absorbe luz principalmente en la porción del verde/azul (400-500 nm) del espectro electromagnético. Esto se traduce en que el ß caroteno aparezca de color naranja en los tejidos; por ejemplo, en las hojas en otoño. Este pigmento vegetal es abundante en la zanahoria, zapallos, damasco y nectarín; así como también, en hortalizas de hojas verde oscuro. En estas hortalizas, el ß caroteno está “enmascarado” por el color verde de la clorofila. El ß caroteno junto con otros carotenoides forma el complejo antena de la fotosíntesis responsable de absorber la energía lumínica; por lo tanto, existe una correlación positiva entre el contenido de colorofila y ß caroteno en los alimentos de origen vegetal. El ß caroteno tiene actividad vitamina A. El ß caroteno pertenece al grupo de los carotenoides que consisten en unidades de isopreno. En este sentido, el ß caroteno tiene una estructura poli-isoprenoide (C 40 ), una cadena conjugada larga de dobles enlaces en la porción central de la molécula y una simetría cercana alrededor del doble enlace central. Los carotenoides presentan inestabilidad química asociada a su estructura insaturada que los hace susceptibles a reacciones de oxidación favorecidas por las condiciones térmicas de procesamiento de los alimentos. La oxidación provoca el desarrollo de una coloración más pálida en las hortalizas cocidas, mientras que la caramelización del azúcar presente en las hortalizas resulta en una coloración más oscura de los vegetales cocidos. El ß caroteno es liposoluble, por lo tanto, el uso de mantequilla o margarina para sofreír las verduras no es recomendable ya que provoca la pérdida de este pigmento en los vegetales salteados.

La clorofila (Figura 5) es un pigmento verde que se encuentra en la mayoría de las plantas, algas y cianobacterias. Su nombre deriva del griego chloros (verde) y phyllon (hoja). La colorofila absorbe luz principalmente en la porción del azul y rojo pero pobremente en la porción verde del espectro electromagnético. Esto se traduce en la coloración verde de los tejidos vegetales que contienen clorofila; por ejemplo las hojas. La clorofila es el pigmento responsable de absorber la energía lumínica de la fotosíntesis. La clorofila está unida a proteínas y de esta manera puede transferir la energía absorbida en la dirección requerida durante la fase clara de la fotosíntesis. La clorofila es una molécula de dos partes (Figura 5). La primera parte es un anillo de porfirina con un centro de magnesio (Mg) y la segunda es una cadena de fitol. La diferencia entre la clorofila a y b es el reemplazo de un grupo metil en la clorofila a por un grupo carbonil en la clorofila b generando una punta aldehído. Los pigmentos vegetales como la clorofila pueden cambiar su color natural principalmente por efecto de la alta temperatura y la liberación de ácidos órganicos desde la vacuola vegetal durante el procesamiento. Asimismo, la adición de ácidos (por ejemplo en el agua de cocción) provoca la pérdida del átomo de Mg de la clorofila, y la formación de feofitina que otorga una coloración verde oliva. La clorofila a es más abundante en los alimentos de origen vegetal y térmicamente es menos estable que la clorofila b. Las investigaciones concuerdan que el procesamiento térmico aplicando el principio “alta temperatura por un tiempo corto” es el más adecuado para prevenir las pérdidas de clorofilas ya que provoca una inactivación rápida de enzimas. Adicionalmente, la

H

H

H

A

H

H

N

- --- -+-

H

N

Mg ++

N

N

O

H

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O

H

O

O

H

O

Fuente: PubChemCID12085802

H

B

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O

N

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Mg ++

N

N

H

H

N

O

H

O

O

O

O

Fuente: PubChemCID11593175

Fuente: PubChemCID5280489

conservación por congelamiento de alimentos a más baja temperatura (-30°C vs -20 °C) resulta en una mayor retención de clorofila durante el almacenamiento prolongado (12 meses). Figura 5. Estructura química de la clorofila a (a) y clorofila b (b).

Figura 6. Estructura química del ß -caroteno.

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3.3. Licopeno

3.4. Antocianinas

El licopeno (Figura 7) es un carotenoide precursor del ß caroteno que no posee actividad vitamina A. El licopeno absorbe luz principalmente en la porción del verde/azul (400-500 nm) del espectro electomagnético. El licopeno otorga una coloración roja a los tejidos vegetales. Este pigmento vegetal es abundante en el tomate, pormelo rosado y la sandía.

Los factores físicos y químicos capaces de degradar otros carotenoides afectan también al licopeno. Por lo tanto, los principales factores que afectan la estabilidad del licopeno son temperaturas altas, la exposición a la luz y al oxígeno y valores de pH extremos. El tiempo de cocción no afecta tan negativamente al ß caroteno y licopeno como a la clorofila. Sin embargo, la cocción en presencia de ácidos provoca la isomerización molecular de estos carotenoides. De esta manera, durante la cocción se producen cambios a formas isoméricas cis que provocan una disminución de la intensidad del color del ß caroteno y del licopeno en los alimentos cocidos.

Las antocianinas (Figura 8) son un grupo de compuestos fenólicos de la clase de los flavonoides. Las antocianinas absorben luz principalmente en la porción del verde del espectro electromagnético con un peak de absorción entre los 540 y 560 nm. Las antocianinas son pigmentos hidrosolubles que otorgan coloraciones roja, azul y morada a los tejidos vegetales. Estos pigmentos vegetales son abundantes en frutas como la mora, arándano, maqui, calafate, frambuesa, granada, frutilla y uva roja. Adicionalmente, las antocianinas otorgan la coloración característica al repollo, cebolla morada y a ecotipos de papas rojas y moradas. El alto consumo de alimentos ricos en antocianinas se asocia a una serie de efectos potencialmente benéficos para la salud en humanos explicados por su actividad anti-inflamatoria, antioxidante, hipoglucemiante y cardioprotectora. Las antocianinas corresponden a antocianidinas glicosiladas en posición 3’ y/o 5’. Las antocianidinas más abundantes en frutas y hortalizas son las delfinidinas y las cianidinas. La delfinidina-3-glucósido (Figura 8a) y cianidina-3-glucósido (Figura 8b) tienen la estructura química general de un flavonoide que corresponde a dos anillos aromáticos unidos a un heterociclo oxigenado. La delfinidina se diferencia de la cianidina por poseer un grupo hidroxilo (OH) adicional en uno de los anillos aromáticos. Figura 8. Estructura química de la delfinidina-3-glucósido (a) y cianidina-3-glucósido (b). A B

La estructura química general del licopeno es un compuesto hidrocarbonado alifático, soluble en grasas y en lípidos (Figura 7). El licopeno al igual que el ß caroteno puede presentarse como isómero cis e isómero trans, siendo más predominante la configuración trans en los vegetales intactos. Asimismo, la configuración trans es la forma química más estable a los tratamientos térmicos.

Figura 7. Estructura química del licopeno.

PubChemCID443650

PubChemCID197081

Las antocianinas se almacenan en la vacuola de células vegetales intactas. Las antocianinas son susceptibles a la degradación cuando la célula vegetal pierde su integridad; por ejemplo, en el procesamiento de la fruta para la producción de jugos de fruta, compotas de fruta y frutas deshidratadas. La temperatura, O 2 , enzimas y cambios de pH son las principales variables que afectan la degradación de las antocianinas. La cocción afecta negativamente a las antocianinas ya que éstas se pierden por lixiviación en el agua de cocción y por efecto de la alta temperatura.

Fuente: PubChemCID446925

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3.5. Betalaínas

3.6. Quinonas y pigmentos de color pardo

La susceptibilidad a la degradación de los pigmentos vegetales, así como la producción de coloraciones indeseadas por efecto del pardeamiento enzimático durante el procesamiento de frutas y hortalizas hace que las mejores alternativas de consumo de frutas y hortalizas, sea en forma fresca y/o con un mínimo proceso ya que así éstas mantienen sus características sensoriales y nutritivas. El programa de las 5 al día recomienda el consumo de dos porciones de frutas y tres de verduras (hortalizas) de distintas coloraciones ya que existe una asociación de ciertos pigmentos vegetales con fitoquímicos, y por lo tanto con efectos potencialmente beneficiosos para la salud. Adicionalmente, los pigmentos vegetales son usados por la industria alimentaria para el desarrollo de alimentos colorantes y colorantes naturales en reemplazo de colorantes artificiales.

Las betalaínas (Figura 9) son pigmentos nitrogenados hidrosolubles que otorgan coloraciones amarillas y rojas a ciertos vegetales. El máximo peak de absorción de luz para las betacianinas amarillas es de 480 nm mientras que para betacianinas rojas es de 540 nm. Estos pigmentos vegetales son menos abundantes que carotenoides y antocianinas en los alimentos, otorgando coloraciones características a la betarraga, tuna naranja y roja, acelga, quínoa, entre otros.

Las quinonas son productos de degradación de compuestos fenólicos que se producen principalmente durante el pardeamiento enzimático. Las quinonas se polimerizan en una serie de reacciones que finalmente dan como resultado la formación de pigmentos de color pardo.

El pardeamiento enzimático ocurre cuando los compuestos fenólicos (sustrato) están en contacto con enzimas (polifenoloxidasas, PPO) en presencia de oxígeno. Una manera de controlar el pardeamiento enzimático es evitando el contacto del sustrato con el oxígeno. En este sentido, el uso de film plástico en recipientes que contengan fruta procesada reduce la permeabilidad del O2 . El jugo de limón reduce el pardeamiento enzimático por la oxidación del ácido ascórbico y la inhibición de la actividad de la PPO por efecto del pH ácido. El escaldado reduce el pardeamiento enzimático por la inactivación de la PPO por alta temperatura.

La temperatura, O2 y enzimas son las principales variables que afectan la degradación de las betalaínas. La cocción afecta negativamente a las betalaínas ya que éstas se pierden por lixiviación en el agua de cocción y por efecto de la alta temperatura. En este sentido, en la cocción se observa una reduccion gradual del color rojo caracteristico de este pigmento con la aparicion de pardeamiento. En cuanto al pH, las betalainas son estables en un pH entre 3,5 y 7; rango en el que se encuentran la mayoria de los alimentos.

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4. Sabores

5. Evaluación sensorial

Los sabores básicos se asocian a compuestos químicos presentes en los alimentos. Es así como, por ejemplo, el sabor salado se asocia al cloruro de sodio, el sabor dulce a la sacarosa, y el sabor ácido al ácido cítrico. Por otra parte, existen una serie de compuestos orgánicos que confieren sabores particulares a muchos alimentos. Por ejemplo, especias o condimentos como el clavo de olor, anís estrellado, cúrcuma y pimienta contienen compuestos fenólicos que aportan aromas y sabores característicos. Las especias o condimentos pueden incorporarse de manera fresca, seca, en forma de concentrados o aceites esenciales a preparaciones alimenticias potenciando sus atributos sensoriales.

La evaluación sensorial se puede definir como un método científico usado para evocar, medir, analizar e interpretar respuestas a productos alimenticios percibidos a través de los sentidos de la vista, tacto, oído, olfato y/o gusto. La evaluación sensorial es una ciencia de medición. De manera similar a otros procedimientos de pruebas analíticas, la evaluación sensorial considera la precisión, exactitud, sensibilidad y a evitar resultados falsos positivos. Por lo general, existe una varianza de error en torno a un valor obtenido en cada prueba de evaluación sensorial; por lo tanto, al repetir la prueba, el valor obtenido no siempre será exactamente el mismo. Esto es especialmente cierto en el caso de las pruebas donde las percepciones humanas son necesariamente parte de la generación de datos. Sin embargo, en muchos procedimientos de pruebas de evaluación sensorial, es deseable minimizar esta varianza de error tanto como sea posible y tener pruebas que tengan pocos errores asociados con mediciones repetidas. Esto se puede lograr siguiendo diferentes estrategias; como por ejemplo, la selección y capacitación de los participantes del panel o panelistas. Existen diferentes tipos de pruebas usadas en la evaluación sensorial de alimentos siendo las pruebas de preferencia y aceptabilidad el punto de partida.

Los test de preferencias consisten en pruebas que involucran la selección entre alternativas de productos alimenticios y la clasificación de productos como alternativas por parte del consumidor. En el caso de métodos para medir el grado de aceptabilidad de los alimentos, éstos no requieren una selección entre alternativas. En teoría, la escala de aceptación de un alimento se puede hacer en un sólo producto alimenticio, aunque una prueba de un sólo producto generalmente no es muy informativa y carece de una línea de base para hacer comparaciones. El uso de una prueba de aceptabilidad de alimentos tiene distintas ventajas sobre una prueba de preferencia. Lo más importante es que proporciona cierta información sobre si un producto le gusta o no en algún sentido absoluto al consumidor. Por ejemplo, en una prueba de preferencia, al panelista le pueden disgustar ambos productos alimenticios y elegir la que menos le disgusta. En este caso, obviamente no sería una buena idea producir o intentar comercializar cualquiera de las versiones del producto alimenticio, pero la prueba de preferencia no indica este hecho.

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5.1. Prueba de preferencia pareada

5.2. Prueba de aceptabilidad

En las pruebas de preferencia pareada, el panelista participante recibe dos muestras codificadas. Las dos muestras se presentan al panelista simultáneamente y se le pide que identifique la muestra que prefiere. A menudo, para simplificar el análisis e interpretación de los datos, el panelista debe hacer una selección (selección forzada) aunque es posible incluir una opción de no preferencia. En la Figura 9 se observa un ejemplo para una prueba de preferencia pareada de una bebida de naranja.

Una alternativa a los procedimientos de selección para la evaluación sensorial de alimentos es el uso de una escala de calificación para el grado de gusto o disgusto, también conocida como escala de aceptabilidad o prueba de aceptabilidad. En este contexto, la prueba de aceptabilidad con la escala hedónica tradicional de 9 puntos (Cuadro 1) es de uso generalizado en la evaluación sensorial de alimentos.

Cuadro 1. Frases y valores de la escala hedónica de 9 puntos para prueba de aceptabilidad de alimentos.

Figura 9. Ejemplo de evaluación para una prueba de preferencia pareada cuando se fuerza una selección.

Prueba de preferencia pareada Bebida de naranja

Aceptabilidad de alimentos.

Nombre: _________________ Número de panelista: ________

Fecha: _______________ Código de la sesión: ____

9 8 7 6 5 4 3 2 1

Me gusta extremadamente Me gusta mucho Me gusta moderadamente Me gusta ligeramente No me gusta ni me disgusta Me disgusta ligeramente Me disgusta moderadamente Me disgusta mucho Me disgusta extremadamente

Por favor enjuague su boca con agua antes de partir. Por favor, pruebe las dos muestras en el orden que son presentadas, desde izquierda a derecha. Puede beber la cantidad que desee, pero debe consumir al menos la mitad de la muestra provista.

Si tiene alguna pregunta, por favor pregunte al encargado ahora. Encierre en un círculo el número de la muestra que prefiera (debe hacer una selección)

Traducido al español desde Lawless yHeymann (2010).

387 456

Durante la última década, la prueba de aceptabilidad con escala hedónica de 9 puntos ha sido re-enfocada en la modificación de las frases y la escala hedónica, utilizando la estimación de magnitud en una escala lineal con extremos: “me gusta extremadamente” y “me disgusta extremadamente”.

Gracias por su participación. Por favor devuelva su papeleta a través de la ventana al servidor.

Traducido al español desde Lawless yHeymann (2010).

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Referencias

Bachmanov AA, Beauchamp GK. 2007. Taste receptor genes. Annu Rev Nutr 27:389-414. Breslin PA, Spector AC. 2008. Mammalian taste perception. Curr Biol 18:R148-55. Choi H-S., Song HS., Ukeda H., Sawamura M. 2000. Radical-scavenging activities of citrus essential oils and their components: Detection using 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl. J Agric Food Chem 48:4156−4161. Cowart BJ. 1981. Development of taste perception in humans: Sensitivity and preference throughout the life span. Psychological Bulletin 90:43-73. Depoortere I. 2014. Taste receptors of the gut: emerging roles in health and disease. Gut. 63:179-90. Lisiewska Z., Gebczynski P., Kmiecik W. 2007. Effects of the methods of pre-treatment before freezing on the retention of chlorophylls in frozen leaf vegetables prepared for consumption. Eur Food Res Technol 226:25–31. Lawless HT., Heymann H. 2010. Sensory evaluation of food. Principles and Practices. Second Edition. Springer, USA. 603 p.

Nieto G. 2017. Biological activities of three essential oils of the Lamiaceae family. Medicines (Basel) 4: 63. Periago MJ., Martinez-Valverde I., Ros G., Martinez C., Lopez G. 2001. Propiedades quimicas, biologicas y valor nutritivo del licopeno. An Vet (Murcia) 17: 51-66.

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