Acrilamida en los alimentos: Valores de referencia, recomendaciones y acciones de mitigación

RESUMEN Diversas agencias internacionales han considerado que la acrilamida puede producir efectos dañinos en la salud de la población debido a una serie de estudios toxicológicos realizados en modelos animales, en los cuales se observan efectos cancerígenos, genotóxicos, neurotóxicos, inmunológicos y en la salud reproductiva. A pesar de la creciente preocupación en diversos países sobre los potenciales efectos en salud humana, los organismos encargados de determinar límites toxicológicos no han definido aún los límites máximos de acrilamida que pueden estar presente en los diferentes tipos de alimentos para que sean inocuos para la población. El objetivo de esta actualización es revisar las regulaciones existentes sobre la acrilamida y enfatizar la necesidad de establecer límites que la industria alimentaria pueda aplicar efectivamente, además de la necesidad de contar con valores máximos diarios tolerables para prevenir los efectos nocivos para la salud de la población.

ABSTRACT Several international agencies have considered that acrylamide can induce deleterious effects in human health due to a series of toxicological studies conducted in animal models, in which carcinogenic, genotoxic, neurotoxic, immunological and reproductive effects have been observed. Despite a growing concern about these effects on human health, agencies responsible for determining toxicological limits in various countries have not yet defined the maximum levels of acrylamide that may be present in the different types of food to be safe for the population. The objective of this updated review is to evaluate the existing regulations on acrylamide and emphasize the need to establish limits that the food industry can effectively apply, in addition to the need to have tolerable daily maximum values to prevent harmful effects on the population health.

Reacción de Maillard: Efectos patogénicos / Maillard reaction. Pathogenic effects

La cocción de los alimentos a altas temperaturas en calor seco, produce ciertas modificaciones organolépticas que los hace especialmente apetecibles y objetos de adicción. Esto es resultado de la reacción de Maillard, o glicación, que se produce por unión no enzimática del grupo carbonilo, de azúcares reductores como glucosa y fructosa, con el grupo amino de proteínas y ácidos nucleicos. Junto a los cambios físicos, cambia la estructura química y la función de estos aductos, denominados también glicotoxinas. Además de la glicación exógena, generada durante la cocción de los alimentos, recientemente ha sido referida la glicación in situ, en la luz intestinal, durante la digestión, cuando determinados alimentos no glicados se combinan en el momento de su ingestión. A esto se agrega la glicación endógena extracelular relacionada con la glucosa sanguínea y la intracelular, con metabolitos de la glucólisis y de la fructosa. Desde la década del 70, con el remplazo en gran medida de la sacarosa por fructosa, significativamente más reactiva que la glucosa, aumentó la presencia de productos de glicación en alimentos procesados y bebidas gaseosas. Están documentados sus efectos patogénicos como contribuyentes al estrés oxidativo y a la inflamación, especialmente en diabetes, insuficiencia renal y enfermedad cardiovascular y están siendo explorados en otras enfermedades crónicas, como procesos neurodegenerativos y envejecimiento temprano. Se describen medidas para preservar la salud, atendiendo medios de cocción y procesamiento de los alimentos y recomendaciones sobre hábitos de vida e ingesta de antioxidantes para acción inhibitoria o antagónica sobre las glicotoxinas.

Certain organoleptic modifications by way of processing and cooking foods at high temperatures in dry heat, make them especially appetizing and objects of addiction. It results from Maillard reaction, or glycation, consisting of the non-enzymatic union between carbonyl groups, mainly from reducing sugars as glucose and fructose, with the amino group of proteins and nucleic acids. In addition to physical changes, also the chemical structure and function of these compounds are changed. Besides exogenous glycation generated during the cooking of foods, recently in situ glycation has been reported in the intestinal lumen during digestion, when certain non-glycated foods are combined with fructose at the time of ingestion. In addition, endogenous glycation, which correlates in the extracellular mainly with blood glucose and in the intracellular with glycolysis metabolites and fructose, is specially significant. Since the 70s, with the frequent sucrose replacement by fructose, much more reactive than glucose, the presence of glycation products in processed foods and soft drinks increased.Pathogenic effects of these compounds, also called glycotoxins, are known to contribute to oxidative stress and inflammation. This increases progression of chronic diseases, well documented in diabetes, renal insuficiency, cardiovascular disease and aging process, and are being explore d in many other chronic diseases as neurodegenerative disorders and early aging. Based on the knowledge achieved so far, measures to preserve health are described by attending ways of cooking and processing foods, besides recommendations for life habits and antioxidants dietary intakes for inhibition or antagonism on glycotoxins.

Efecto de edulcorantes no calóricos en la aceptabilidad sensorial de un producto horneado / Effect of non-caloric sweeteners in sensory acceptability of a baked product

Samples of cakes (baked biscuit-type products) made with sugar (control) and samples prepared with non-caloric sweeteners (stevia, saccharin and sucralose) were developed and acceptability evaluated using a 5-point hedonic scale test for color, aroma and flavor. The color and aroma results indicated that the cakes made with sugar have significantly larger acceptability than cakes made with non-caloric sweeteners (p< 0.05). In assessing the acceptability of taste there are significant differences between all samples of cakes, with the following descending order according to the sweetener used: sugar > stevia > sucralose > saccharin. Replacement of sugar by non-caloric sweeteners in cakes, decreased the acceptability of the products. One explanation may be because no non-enzymatic browning reactions occur such as Maillard reaction and caramelization, which generate compounds related to color, aroma and flavor of baked foods.

Se elaboraron muestras de queques (productos horneados tipo bizcocho) con azúcar (control) y con edulcorantes no calóricos (estevia, sacarina y sucralosa). Los queques se evaluaron sensorialmente mediante una prueba de aceptabilidad con una escala hedónica de 5 puntos para los parámetros de color, aroma y sabor. Los resultados de color y aroma indican que los queques elaborados con azúcar tienen una aceptabilidad significativamente mayor que los queques elaborados con los edulcorantes no calóricos (p< 0,05). En la evaluación de sabor hubo diferencias significativas entre todas las muestras de queques, con el siguiente orden decreciente según el edulcorante utilizado: azúcar > estevia > sucralosa > sacarina. El reemplazo de azúcar por edulcorantes no calóricos en los queque, disminuyó la aceptabilidad de los productos. Una explicación posible es que no se producen reacciones de pardeamiento no enzimático como reacción de Maillard y caramelización, las que generan compuestos relacionados con el color, aroma y sabor de productos horneados.

Productos finales de glicación (AGES) y la nefropatía diabética / Glycation end products (AGEs) and diabetic nephropathy

Los productos finales de glicación (AGEs) son un grupo heterogéneo de moléculas generadas por medio de reacciones no enzimáticas de glicación y de oxidación de proteínas, lípidos y ácidos nucleicos. La formación aumentada de AGEs ocurre en condiciones tales como la diabetes mellitus y el envejecimiento. AGEs median sus efectos a través de tres mecanismos principales: 1) entrecruzamiento con proteínas de la matriz extracelular, afectando las propiedades mecánicas de los tejidos, 2) entrecruzamiento con proteínas intracelulares alterando sus funciones fisiológicas y 3) unión a sus receptores de superficie RAGE para inducir múltiples cascadas de señales intracelulares. La acumulación de AGEs en las proteínas tisulares ha sido implicada en las complicaciones vasculares diabéticas, tales como la retinopatía, la nefropatía y la neuropatía. En la nefropatía diabética los AGEs contribuyen al desarrollo y progresión de esta enfermedad renal.

Advanced glycation end products (AGEs) are a heterogenous group of molecules that are generated through nonenzimatic glycation and oxidation of proteins, lipids and nucleic acids. Enhanced formation and accumulation of AGEs has been reported to occur in conditions such as diabetes mellitus as well as in natural aging. AGEs mediate their effects through three main mechanism: 1) cross linking extracellular (matrix) proteins thereby affecting tissue mechanical properties, 2) cross linking intracellular proteins thus altering their physiological functios and 3) binding to their cell surface receptor RAGE to inducing multiple intracellular signalling cascades. The accumulation of AGEs in tissue proteins has been implicated in diabetic vascular complications, such as retinopathy, nephropathy and neuropathy. In the diabetic nephropathy AGEs contribute to the development and progression of this renal disease.

Produtos da reação de Maillard em alimentos industrializados / Maillard reaction products in processed food

The ingestion of Maillard-reaction products (MRP) has increased over thelast decades in the urban areas and there are evidences that these substancesmay be absorbed and can play an important role in pathologies. PRM determination in processed foods, as well as their ingestion level from the daily diet, have been evaluated by several studies in countries within the Northern hemisphere, but there are no equivalent studies in South America. In this study, we evaluated the contents of furosine (FUR), hydroxymethylfurfural(HMF), carboxymethyllysine (CML) and fluorescent substances in flake cereals, granola-type cereals, medium-roasted coffee and powder milk from different brands. Fluorescent spectrophotometry, high performance liquid chromatography and immunoenzymatic methods were employed. Data were analyzed by descriptive statistics and principal component analysis. A great variation in MRP content for the same food product was observed. Powder milk, despite being the food product with the highest lipid content, has a low MRP content (average 7.6 mg/100g), while coffee has the highest amount (278.6 mg/100g) due to the severe thermal treatment it undergoes.These data are representative of these food products available in the marketand may be used for estimating MRP intake by the population.

El consumo de productos de la reacción de Maillard (PRM) en las áreas urbanas aumentó en las últimas décadas y hay evidencias de que estas substancias son absorbidas y pueden participar en procesos patológicos. La determinación del teor de PRM en alimentos industrializados, así como el consumo de estos compuestos a partir de la dieta ha sido evaluado en estudios conducidos en países del hemisferio Norte, pero no hay estudios equivalente en la America del Sur. En este trabajo analizamos los tenores de substancias fluorescentes, furosina, hidroximetilfurfural y carboximetillisina encereales del tipo escamas, cereales del tipogranola, café en polvo de torrefacción media, gelatina "diet" y leche en polvo integral dediferentes marcas y lotes. Las técnicas utilizadas fueron espectrofotometría de fluorescencia, cromatografía líquida de alto desempeño y teste inmunoenzimático. Los datos fueron analizados mediante estadística descriptiva y análisis decomponentes principales (PCA). Se observó grande variación en el contenido de PRM en los alimentos analizados. La leche en polvo, apesar de ser al alimento con mayor contenido de lípidos, presentó baja concentración de PRM (tenor medio 7,6mg/100g) mientras el café en polvo presentó el mayor contenido de PRM (278,6mg/100g) debido a la severidad del tratamiento térmico a que es sometido. Los datos obtenidos son representativos de los productos disponibles al consumidor y pueden ser utilizados para estimar el consumo de PRM por la población.

O consumo de produtos da reação de Maillard (PRM), nas áreas urbanas, aumentou nas últimas décadas e há evidências de que estas substâncias são absorvidas e podem tomar parte em processos patológicos. A determinação do teor de PRM em alimentos industrializados, assim como o consumo destes compostos a partir da dieta, têm sido avaliados em estudos conduzidos em países do hemisfério Norte. Não há estudos equivalentes na América do Sul. Neste trabalho, analisamos os teores de substâncias fluorescentes, furosina, hidroximetilfurfural e carboximetillisina em cereais do tipo flocos e do tipo granola, café em pó torra média, gelatina diet e leite integral em pó integral de diferentes marcas e lotes. As técnicas utilizadas foram espectrofotometria defluorescência, cromatografia líquida de alta eficiência e teste imunoenzimático. Os dados foram submetidos à análise estatística descritiva e Análise de Componentes Principais (ACP). Observou-se grande variabilidade no teor de PRM, nos alimentos analisados. O leite em pó, apesar de ser o alimento com maior teor delipídios, apresentou baixa concentração de PRM(teor médio 7,6mg/100g) enquanto o café em pó, apresentou o maior teor de PRM (278,6mg/100g) devido à severidade do tratamento térmico ao qual é submetido. Os dados obtidos são representativos dos produtos disponíveis ao consumidor e podem ser utilizados para estimar o consumo de PRM pela população. Palavras-chave: Reação de Maillard.

Efecto del mejoramiento proteico sobre los parámetros de calidad nutricional y sensorial de galletitas dulces (cookies): [revisión~] / Effect of increased protein content on nutritional and sensory quality of cookies: [review]

El objetivo de este trabajo fue estudiar el efecto de la incorporación de proteínas de suero caseario y de harina de soja sobre los parámetros de calidad de galletitas dulces (cookies). A partir de los resultados obtenidos se define una formulación con un contenido y calidad proteica superior a las formulaciones comerciales y con aceptable calidad sensorial. Se utilizó una formulación de galletitas para molde rotativo, adaptable al sistema de laminación y corte en planta piloto. Sobre la base de esta formulación se realizó el reemplazo parcial de harina de trigo por concentrado proteico de suero caseario y harina de soja. Se utilizó el método de superficie de respuesta para analizar la influencia de estos factores sobre: proteína total, lisina disponible por 16 gramos de nitrógeno total, lisina disponible por 100 gramos de muestra, pérdida de lisina disponible durante el procesamiento y puntaje en evaluación sensorial. El incremento del contenido de agua en la formulación tuvo como efecto un aumento de los valores de lisina disponible por provocar un retardo en el desarrollo de la reacción de Maillard, siendo el 23 por ciento su óptimo de utilización Los valores óptimos de reemplazos con harina de soja y concentrado proteico de suero caseario (CPSC) fueron de 13 por ciento y 3 por ciento respectivamente. Se concluye que la incorporación de harina de soja en galletitas dulces permite un aumento tanto del contenido proteico como de la calidad de la proteína resultante, mientras que, el agregado de CPSC produce un aumento del contenido proteico pero genera una importante disminución de la calidad de estas proteínas debido a la pérdida de disponibilidad de lisina.

The objective of this work was to study the effect of soy flour and whey protein concentrate (WPC) on cookies quality. An optimal recipe showing improved protein quality and content as well as acceptable sensory quality was defined taking into account the results obtained. Rotary moulded cookie formulation adaptable to lamination and cutting in pilot plant was used. Wheat flour from this formulation was partially replaced by whey protein concentrate and full fat soy flour. Second order models were employed to generate response surfaces for: total protein, lysine by 16 grams of total nitrogen, lysine by 100 grams of sample, loss of lysine during processing and sensory evaluation of cookies. We could obtain an effect on available lysine value when water content was increased in the formulation because a delay in the Maillard reaction. The optimal formulation contains 13 percent of full fat soy flour, 3 percent of whey protein concentrate and 23 percent of water. The results demonstrated that the protein content and the protein quality of the supplemented flours were increased when soy flour was added in the formulation of cookies. On other hand, protein content was increased but protein quality was decreased when WPC was used, because of available lysine loss.