Pardeamiento

Pardeamiento,empardecimiento,amarroneamiento,oscurecimientoodoradoes el proceso por el cual los alimentos toman un color marrón debido a ciertas reacciones químicas especiales. El pardeamiento es una de las reacciones más notables de la química de los alimentos y constituye un importante campo de investigación por sus implicaciones en la salud, nutrición y su impacto económico en laindustria alimentaria. Aunque, en general, el paso del tiempo puede alterar la composición química de los alimentos de muy distintas formas, el pardeamiento en particular puede ser de dos tipos: pardeamiento enzimático y pardeamiento no enzimático. Los resultados del pardeamiento pueden ser deseados o indeseados, dependiendo del tipo de alimento del que se trate.
El pardeamiento es extremadamente relevante para la industria alimentaria por su impacto en los valores nutricionales, tecnología y costes económicos.​ Los investigadores tienen especial interés en el estudio del control (inhibición) del pardeamiento, así como de los distintos métodos que más inhiben este proceso, lo cual en última instancia supone disminuir laperecibilidadde los alimentos que aún no han sido vendidos en los comercios.​
El pardeamiento enzimático es una de las reacciones más notables que afectan a la mayoría de frutas, verduras y mariscos.​ Estas reacciones modifican el sabor, color y valor económico de dichos alimentos. En general, se trata de una reacción química donde participan las enzimaspolifenol oxidasa,catecol oxidasay otras que catalizan la producción demelaninasybenzoquinonaa partir defenoles naturales. El pardeamiento enzimático (llamado también oxidación alimentaria) requiere la presencia deoxígeno. Se inicia con la oxidación de losfenolespor parte del oxígeno catalizada por la enzima polifenol oxidasa para darquinonas,​ cuyo pronunciado carácter electrófilo causa una elevada susceptibilidad a recibir el ataque nucleófilo de otras proteínas. Estas quinonas luego son polimerizadas en una serie de reacciones que finalmente dan como resultado la formación de pigmentos de color marrón, o melanosis, en la superficie de los alimentos.​ El grado de pardeamiento depende de la cantidad de polifenol oxidasas activas presentes en determinado alimento. Por tanto, la mayoría de los métodos que se investigan para inhibir el pardeamiento se basan en entorpecer la acción de la enzima polifenol oxidasa. Sin embargo, no toda reacción de pardeamiento produce efectos indeseados.
Ejemplos de pardeamiento enzimático deseado:
Ejemplos de pardeamiento enzimático indeseado:
Existen diversos métodos para evitar o ralentizar el pardeamiento enzimático en los alimentos, cada uno de los cuales tiene como diana alguna etapa específica de la reacción química. El control del pardeamiento enzimático ha sido siempre un reto para la industria alimentaria. Además, el uso de productos químicos para inhibir el pardeamiento, como los sulfitos, un potente agente antipardeamiento, se han visto cuestionados debido a los posibles peligros que entrañan. Se han investigado mucho los mecanismos de control exactos que podrían tener lugar frente a estos procesos enzimáticos. Los distintos tipos de control del pardeamiento enzimático se pueden clasificar en distintos grupos.
El segundo tipo de pardeamiento es de naturaleza no enzimática. Es un proceso que también produce la pigmentación marrón de los alimentos, pero sin la actividad de enzimas. Las dos formas de pardeamiento no enzimático son lacaramelizacióny lareacción de Maillard. Ambos tienen velocidades de reacción variables que están en función de laactividad acuosa(en química de los alimentos, el estado normal de actividad acuosa se define principalmente como el cociente entre la presión de vapor de agua de la sustancia y lapresión de vaporde agua pura a la misma temperatura).
Lacaramelizaciónimplica lapirólisisdel azúcar. Se usa ampliamente en cocina para lograr un color marrón y un sabor característico. En este proceso se liberan sustancias químicasvolátilesque producen un sabor acaramelado sui géneris.
La otra reacción no enzimática es lareacción de Maillard. Es la reacción que produce el sabor de los alimentos cocinados. Entre los productos que sufren la reacción de Maillard están los panes, las carnes y las patatas. Es una reacción química que se produce entre elgrupo aminode unaminoácidolibre y elgrupo carbonilode unazúcar reductor, normalmente con la intervención del calor. El azúcar interactúa con el aminoácido y produce todo tipo de olores y sabores. En la industria de los saborizantes, la reacción de Maillard es la base de los sabores artificiales para los alimentos procesados,​ ya que el tipo de aminoácido utilizado determina el sabor resultante.
Lasmelanoidinasson polímeros heterogéneos de color marrón y peso molecular alto que se forman cuando azúcares y aminoácidos se combinan en la reacción de Maillard a altas temperaturas y con bajaactividad acuosa. Las melanoidinas se encuentran normalmente en alimentos en los que se ha operado alguna forma de pardeamiento no enzimático, como las maltas de cebada (tipo Viena y Múnich), la corteza del pan, productos de panadería y pastelería, y café. También se encuentran en lasaguas residualesde las refinerías azucareras, que necesitan tratamiento para evitar que contaminen el entorno de dichas refinerías
Eldulce de leche, producido al calentar leche azucarada, debe su sabor y color a la combinación de varios procesos de pardeamiento no enzimático.​
Como gran parte de la fruta, las uvas varían en la cantidad de compuestos fenólicos que contienen. Esta característica se usa como parámetro a la hora de juzgar la calidad del vino. El principal proceso vinícola viene iniciado por la oxidación enzimática de los compuestos fenólicos por parte de las polifenol oxidasas. El contacto entre los compuestos fenólicos existentes en lavacuolade la célula de la uva y la enzima polifenol oxidasa (localizada en el citoplasma) activa la oxidación de la uva. De este modo, el pardeamiento inicial de las uvas tiene lugar como resultado de una «modificación de compartimentos» dentro de las células de la uva.
El pardeamiento enzimático afecta al color, sabor y valor nutricional de los alimentos, causando enorme quebranto económico cuando el producto no se vende a tiempo al consumidor. Se estima que el pardeamiento enzimático echa a perder más del 50% del producto. El incremento demográfico y el consiguiente acabamiento de los recursos naturales ha llevado a muchos bioquímicos eingenieros de alimentosa buscar técnicas nuevas y mejoradas para la conservación de los alimentos durante más tiempo, llevando ello al empleo de métodos que inhiben el pardeamiento y alargan el tiempo de almacenaje de los productos. Una mejor comprensión de los mecanismos enzimáticos de pardeamiento —en especial, entender las propiedades de las enzimas y sustratos que intervienen en la reacción—  puede ayudar a que los tecnólogos de alimentos controlen ciertas etapas del mecanismo e inhiban el pardeamiento.
Las manzanas son frutas que los investigadores suelen estudiar debido a su alto contenido fenólico, que las hace altamente susceptibles de sufrir pardeamiento enzimático. Según otros descubrimientos sobre las manzanas y el pardeamiento, se ha encontrado que existe correlación entre un alto contenido fenólico y la actividad enzimática de las manzanas. Esto constituye una esperanza para la industria alimentaria que hace esfuerzos por modificar genéticamente los alimentos para reducir la actividad de la enzima polifenol oxidasa y reducir de esta forma el pardeamiento. Un ejemplo de ello se encuentra en la producción de la variedad de manzanas llamadaArctic Apples. Dichas manzanas, diseñadas por la empresaOkanagan Specialty Fruits Inc.son el resultado de la tecnología derecombinación de ADN, una técnica que ha permitido reducir el contenido de polifenol oxidasa.
Otro problema que se estudia muy de cerca es el oscurecimiento del marisco. El marisco, en particular las gambas o camarones, es una exquisitez que consume gente de todo el mundo. El oscurecimiento de estos crustáceos realmente se conoce como melanosis y preocupa tanto a manipuladores de alimentos como a consumidores. Lamelanosistiene lugar durante la manipulación de los crustáceos muertos y su almacenamiento en condiciones de refrigeración. Hay estudios recientes que han identificado el extracto de una planta que actúa como inhibidor antimelanínico de la polifenol oxidasa y cumple la misma función que los sulfitos pero sin riesgos para la salud.