Fundamentos de la Ciencia de los Alimentos: Enzimas, Texturas y Cereales

Introducción a los Componentes y Procesos Alimentarios

Las enzimas son compuestos biológicos que permiten o inician reacciones químicas específicas en los alimentos. Un ejemplo claro es el pardeamiento enzimático, un cambio de color que ocurre en los vegetales al cortarlos o dañarlos.

Por ejemplo, las alcachofas sufren pardeamiento enzimático. Este proceso puede detenerse o mitigarse con el uso de:

• Perejil
• Limón
• Harina cocinada
• Vinagre

El pH (potencial de hidrógeno) es una escala que va de 0 a 14, siendo 7 el pH neutro. Para evitar el pardeamiento enzimático, se pueden aplicar diversas técnicas:

• Cocción/Temperatura: La aplicación de calor (ej. ebullición) inactiva las enzimas.
• Reducción del pH: La acidificación del medio.
• Adición de antioxidantes: Sustancias que previenen la oxidación.
• Blanqueado: Un tratamiento térmico corto seguido de enfriamiento rápido.

Texturas Vegetales y sus Componentes

La textura de los vegetales está determinada por diversos componentes estructurales:

• Lignina: Es una fibra indigerible que no se ablanda ni por cocción. Se encuentra en estructuras como la piel del apio o la corteza de los árboles, siendo insoluble.
• Celulosa: También es indigerible y se encuentra a menudo junto a la lignina, formando parte de las paredes celulares vegetales.
• Hemicelulosas: A diferencia de las anteriores, se disuelven con la cocción. Se encuentran en estado crudo en muchos vegetales.
• Pectina: Es un agente gelificante. Los gelificantes son estructuras complejas, a menudo formadas por cadenas de polisacáridos, que al variar su medio (por ejemplo, con la adición de ácido y azúcar) se desenrollan y forman una red tridimensional capaz de atrapar agua, creando una estructura de gel. La pectina requiere un medio ácido para activar su función gelificante. Dos frutas ricas en pectina son la manzana y el membrillo.

Vacuolas y Pigmentos Vegetales

Las vacuolas son orgánulos celulares importantes en los vegetales:

• Amiloplastos: Son estructuras de almacenamiento de almidón en los vegetales (ej. patatas).
• Cloroplastos: Contienen clorofila, el pigmento responsable del color verde de las plantas.
• Cromoplastos: Contienen los pigmentos que dan color a los vegetales (distintos de la clorofila). Algunos de estos pigmentos pueden perderse o alterarse durante la cocción, mientras que otros son más estables.

Pigmentos Principales

Los colores vibrantes de los vegetales se deben a diversos pigmentos:

• Clorofila: Existen dos tipos principales: la clorofila 'a', de color verde azulado, y la clorofila 'b', que presenta un color verde oliva.
• Carotenoides: Aportan colores amarillos y naranjas (ej. zanahoria, calabaza), así como el rojo en el tomate, sandía o guindilla. Son solubles en grasa y poseen una importante función antioxidante.
• Antocianinas: Son solubles en agua y tienden a perderse durante la cocción. Su color varía según el pH, pudiendo ser azul, transparente, rojo o violeta.
• Betalaínas: Pueden ser rojas o amarillas (ej. acelgas con tallo rojo). Son solubles en agua y sensibles a la luz. Su color puede cambiar a azul en un pH básico.

Pardeamiento por Daño y su Prevención

El pardeamiento (generalmente enzimático) puede generar una gama de colores que incluyen marrón, negro, pardo, rosado, rojo y gris. Este fenómeno se observa comúnmente en zonas de corte, golpes, al picar o triturar vegetales, y es mediado por enzimas.

Para evitar el pardeamiento, se pueden aplicar las siguientes estrategias:

• Llevar a temperatura de inactivación (ej. cocción a ebullición) o mantener a temperaturas muy bajas (refrigeración/congelación).
• Dado que el pardeamiento requiere oxígeno para activar las enzimas, se puede recurrir al envasado en atmósfera modificada o a la inmersión en agua.
• También es efectivo el uso de pH ácidos o la adición de antioxidantes.

Clasificación de Cereales y Harinas

Los cereales son fundamentales en la alimentación y se clasifican según su capacidad para desarrollar gluten:

Cereales que desarrollan gluten:

• Trigo
• Cebada
• Centeno
• Avena
• Espelta
• Kamut

Cereales que no desarrollan gluten:

• Teff
• Arroz
• Maíz
• Sorgo
• Mijo

Pseudocereales (utilizados como cereales):

• Trigo sarraceno (o alforfón)
• Arroz salvaje
• Amaranto

Tipos de Harinas

Las harinas se clasifican según la parte del grano utilizada y su grado de extracción:

• Harinas integrales: Se obtienen al triturar el grano entero, lo que resulta en un grado de extracción del 100% (100g de grano producen 100g de harina). A veces se les puede añadir salvado extra. Debido a la presencia del germen (rico en grasas), se enrancian fácilmente.
• Harinas flojas: Se obtienen principalmente del endospermo del grano, que es rico en almidón. Suelen tener un grado de extracción bajo (ej. 40%). Para su producción, el grano se frota para eliminar la capa de aleurona y el salvado.
• Harinas de fuerza: Se caracterizan por un alto contenido de proteínas (gluten). Para su elaboración, se elimina el salvado y el germen, conservando la capa de aleurona y el endospermo.