1. ³mica.*
>Sabroso? Un poquito de qu¶
Dr. Gary A. Reineccius. Departamento de alimentos y nutrici¶n.
o
Universidad de Minnesota.
Recibido: 15 de diciembre de 2004.
Aceptado: 28 de enero de 2005.
Introducci¶no
Son m¶s de 10,000 sustancias qu¶micas las que
a ³
contribuyen al aroma y al sabor de los alimen-
tos. >Cu¶les son? >qu¶ caracter¶
a e ³sticas tienen? >c¶mo
o
se producen? >c¶mo reacciona nuestro organismo a
o
ellas?
Incluso los organismos m¶s simples, como las bacte-
a
rias °ageladas, responden a su ambiente qu¶ ³mico, di-
rigi¶ndose a sus alimentos. Sin embargo, en los hu-
e
manos los sentidos del gusto y el olfato sirven a ob-
jetivos mucho m¶s agradables que la mera supervi-
a
vencia.
Entre las funciones ¯siol¶gicas asociadas al gusto y
o
al olfato encontramos la secreci¶n de saliva y otras
o
de tipo digestivo. Las investigaciones han mostra-
do que el poder nutritivo de los alimentos es ma-
yor cuando el sujeto percibe su olor y sabor. No
Figura 1. Diferentes tipos de papilas gustativas y su lo-
hay duda de la funci¶n protectora de estos senti-
o
calizaci¶n en la lengua.
o
dos qu¶ ³micos, son los guardianes de nuestro organis-
mo ya que permiten identi¯car los alimentos descom-
puestos o inseguros sin necesidad de ingerirlos. Aun-
mero en la saliva antes de entrar en contacto con
que hoy d¶ no estamos tan expuestos como en el pa-
³a
los microvellos. Cada c¶lula responde, por lo gene-
e
sado a esas contingencias, seguimos valorando al sa-
ral, a m¶s de uno de los 4 est¶
a ³mulos b¶sicos ya men-
a
bor y al olor, sea por el placer cotidiano de una
cionados.
arom¶tica taza de caf¶, de una apetitosa salsa de es-
a e
paguetti con parmesano o de unos deliciosos choco- El sabor salado del cloruro de sodio dom¶stico se
e
debe al ion sodio N a+ ; no interviene el Cl ¡ en el
lates.
est¶³mulo. De hecho, todos los alimentos salados pro-
El sentido del sabor
ducen el ion sodio que pasa a trav¶s del microve-
e
La percepci¶n del sabor se debe a tres ¶rganos senso-
o o
llo y genera una se~al en la c¶lula. El i¶n amonio
n e o
riales asociados: la lengua, ¯gura 1, el olfato y los re- +
NH4 , as¶ como los de K + , Ca2+ , M g2+ y Li+ tam-
³
ceptores trigeminales. Tradicionalmente la respues-
bi¶n generan respuestas semejantes.
e
ta al sabor se divide en; salado, dulce, amargo y
El sabor ¶cido es debido al H + resultante de la diso-
a
¶cido, debido a las c¶lulas localizadas en las papi-
e a
las gustativas en la punta, lados y parte posterior ciaci¶n en medio acuoso de, por ejemplo, la mol¶cu-
o e
de la lengua, cercana a la garganta. Las c¶lulas tie-
e la de ¶cido ac¶tico del vinagre CH3 COOH. En es-
a e
nen una microvellosidad que sale de un poro y no te caso el ion hidr¶geno entra a la c¶lula en un pro-
o e
tocan a los alimentos; las sustancias son saborea- ceso a¶n poco entendido pues, al parecer, el resto de
u
das s¶lo cuando est¶n en soluci¶n, sea como mol¶cu-
o a o e la mol¶cula de ¶cido tambi¶n interviene en la inten-
e a e
las o como iones. Por lo mismo deben disolverse pri- sidad y calidad de la respuesta gustativa.
El sabor dulce es captado por una prote¶na en los
³
* Adaptado por Jos¶ L. C¶rdova F. Depto. de qu¶
e o ³mica.
microvellos que cambia de forma en contacto de la
UAM{Iztapalapa
54
2. >Sabroso? Un poquito de qu¶
³mica. Gary A. Reineccius. 55
sustancia dulce. Cuando la prote¶ se recon¯gura
³na
produce una descarga el¶ctrica; esto es, la estructura
e
tridimensional de una mol¶cula genera la respuesta
e
de dulcequot;.
El sabor amargo es interesante para los qu¶ ³micos
porque no han encontrado regularidades en la com-
posici¶n ni la estructura de las sustancias que lo
o
producen. Muchos compuestos amargos son alcaloi-
des, t¶xicos generalmente. Por ello algunos cient¶¯-
o ³
cos han propuesto que el disgusto a las sustancias
amargas es una respuesta evolutiva de superviven-
cia. Por contraste, el gusto por lo amargo es una res-
puesta aprendida en la adolescencia, por decir al-
guno, la cerveza. El sabor amargo es detectado so-
bre todo por la parte posterior de la lengua.
El sentido del gusto lo tenemos desde el nacimiento,
como lo muestra la respuesta de los ni~os a los sabo-
n Figura 2. Localizaci¶n del bulbo olfatorio y los huesos
o
res dulces; los experimentos muestran que los beb¶s e turbinados.
beben m¶s agua cuando est¶ azucarada y que ingie-
a a
ren m¶s si es mayor la concentraci¶n de az¶car. Po-
a o u
siblemente esta capacidad por reconocer alimentos lo que reaccionan menos r¶pidamente que las c¶lu-
a e
de alto contenido energ¶tico fue indispensable pa-
e las de las papilas o del bulbo olfatorio. Los condimen-
ra la supervivencia de la especie, como lo fue el re- tos picantes, como chile y pimienta, menta y men-
chazo a las sustancias amargas frecuentemente t¶xi-
o tol, activan estos receptores y, como es sabido, no
cas o da~inas.
n se perciben inmediatamente ni se elimina el ardor
f¶cilmente.
a
El olfato es, con mucho, m¶s sensible y discriminan-
a
te que el gusto; llega a identi¯car unos 10,000 olores Pero no s¶lo hay respuesta trigeminal en la boca,
o
de materiales dispersados como gases. La respues- ciertos alimentos, las bebidas carbonatadas, el vina-
ta al olor comienza en el bulbo olfatorio, en el pa- gre, la mostaza, el r¶bano, producen una respues-
a
so del aire por la nariz, ¯gura 2; unos huesecillos ta intensa en la regi¶n olfatoria. Estas sustancias
o
act¶an como pantallas y provocan turbulencia enti-
u son muy vol¶tiles y pasan f¶cilmente a la cavidad na-
a a
biando el aire, ello permite que las part¶³culas en sus- sal (di¶xido de carbono, amoniaco, ¶cido ac¶tico, iso-
o a e
pensi¶n sean capturadas por el moco y, a la vez,
o tiocianato), en cambio las que estimulan a las termi-
las mol¶culas odor¶
e ³feras lleguen a las zonas olfato- nales trigeminales de la boca son poco vol¶tiles (cap-
a
rias (una zona de cada lado de la nariz y de una saicinas y gingerona) de picante y jengibre.
super¯cie de 1 cent¶metro cuadrado). Las mol¶cu-
³ e
La percepci¶n del sabor es un proceso muy com-
o
las odor¶³feras deben atravesar la capa de moco pa-
plejo, son cientos de estimulos diferentes procesa-
ra llegar a las c¶lulas cuya respuesta a¶n no ha si-
e u
dos por el cerebro los que llevan a paladear una taza
do entendida totalmente.
de caf¶. Como todos sabemos el sabor ¶cido de una
e a
A diferencia del sentido del gusto, el del olfato se de- manzana (¶cido m¶lico) es diferente al ¶cido c¶tri-
a a a ³
sarrolla y mejora despu¶s del nacimiento. Ciertamen-
e co de un lim¶n; lo mismo puede a¯rmarse del dul-
o
te, a las pocas horas del nacimiento, el beb¶ pue-
e zor del az¶car de ca~a o de la fructosa que se perci-
u n
de detectar algunos olores pero no reacciona como be m¶s r¶pidamente y tarda m¶s en desaparecer. La
aa a
los adultos a lo que llamamos olores agradables o miel de ma¶z tiene otro tipo de dulzor, lo que tam-
³
desagradables. En un estudio cl¶sico se presenta-
a bi¶n caracteriza a la sacarina (a algunas personas
e
ron muy diversos olores (°ores, frutas, heces, etc.) les deja un regusto amargo). En breve, lo que lla-
a ni~os de menos 5 a~os y no los encontraron m¶s
n n a mamos simplemente saborquot; est¶ matizado de su-
a
agradables que otros. Es poco despu¶s de los 6 a~os
e n tilezas, por ejemplo: textura, color, densidad, pro-
que comienzan los patrones de reconocimiento de piedades reol¶gicas. . . y nuestra propia imaginaci¶n.
o o
los adultos. Dif¶cilmente le gustar¶ a alguien algo que ya antici-
³ a
pa como desagradable.
Los receptores trigeminales son terminales nerviosas
en la boca y el ¶rea olfatoria que responden a cier-
a Sabores frutales y vegetales
tas sustancias; no son terminaciones super¯ciales por El sabor de los alimentos vegetales (legumbres, hor-
3. 56 ContactoS 55, 54{58 (2005)
Cuadro 1. Compuestos saborizantes m¶s relevantes de
a Cuadro 2. Compuestos saborizantes caracter¶
³sticos de los
los duraznos. vegetales.
Compuesto Sabor Compuesto Vegetal
°¡undecalactona dulce, afrutado, adu- 2{isobutil 3{metoxipira- pimienta verde
raznado cina
°¡dodecalactona grasoso, untuoso, aduraz- 2,5{dihidro 3,4{dimetil- buerro
nado tiofen{2{ona
±¡dodecalactona intenso, fruta fresca, adu- nona{E{Z{2,6 dienal pepino
raznado 3{metilsul¯nilpropilisotio- calabaza
°¡ y ±¡ decalactona afrutado, aduraznado cianato
etil cinamato acanelado, amielado, adu- 1{hexen{3{ona alcachofa
raznado oct{Z{5{en{2{ona alubia
cis{3{hexen{1{ol frescor de pasto reci¶n cor-
e metil{1,2{ditiolano{4{ esp¶rrago
a
tado carboxilato
metil salicilato gaulteria, benju¶³ hex{Z{3{enal ch¶charo
³
linalool °oral
etil butirato afrutado, como pi~an
benzaldehido almendrado sufren un da~o en sus tejidos. Este da~o puede resul-
n n
tar del corte, el trozado, o el cocimiento. S¶lo cuan-
o
do hay una ruptura de las paredes celulares se mez-
clan las enzimas con las sustancias precursoras del
talizas) resulta principalmente de la degradaci¶n de
o
sabor. Generalmente estos precursores no son vol¶ti-a
los bloques qu¶ ³micos que los constituyen (grasas,
les, pero cuando son atacados por las enzimas pro-
prote¶ ³nas, carbohidratos). Durante el crecimiento,
ducen fragmentos vol¶tiles y, por lo mismo, s¶pi-
a a
las plantas requieren de miles de reacciones qu¶³micas
dos. Una cebolla, por ejemplo, libera su aroma ca-
facilitadas por las enzimas; cuando la planta o el fru-
racter¶
³stico s¶lo cuando se la corta; libera entonces al
o
to son cortados la mayor parte de estos sistemas en-
tiopropanal S-¶xido, que irrita a los ojos y que po-
o
zim¶ticos permanecen activos. Las enzimas que ori-
a
co despu¶s se descompone en ¶cido pir¶vico, azu-
e a u
ginalmente sintetizaban grasas, prote¶ ³nas y carbohi-
fre y di¶xido de carbono.
o
dratos ahora operan en reversa descomponi¶ndolos;
e
se tienen nuevas sustancias que resultan en sabo-
Puede eliminarse el lagrimeo al cortar cebollas si
res y olores.
¶stas se refrigeran poco antes de trozarlas, la ba-
e
ja temperatura disminuye la velocidad de las reac-
Las frutas y los vegetales se distinguen entre s¶ por la
³
ciones descritas. Por lo general los compuestos que
forma en que se producen las sustancias antes men-
dan su sabor y olor a los vegetales di¯eren de los
cionadas. En el caso de las frutas, el sabor apare-
de las frutas en que ¶stos no contienen azufre. Al
e
ce poco despu¶s del corte, lo mismo que el cambio
e
oler cuidadosamente las calabazas, la coli°or, la col
de color y el ablandamiento de los tejidos. Los duraz-
y las cebollas cocidas uno detectar¶ semejanzas de-
a
nos y peras tienen diversas lactonas que dan su sa-
bidas a los compuestos sulfurados que, en diferentes
bor caracter¶stico. Las lactonas son mol¶culas c¶
³ e ³cli-
mezclas dan a estos vegetales su olor caracter¶stico,
³
cas con un agradable olor afrutado. En particular la
tabla 2.
°¡undecalactona tiene un leve olor a durazno; sin
embargo, en esa fruta se han identi¯cado m¶s de 150
a
Sabores de alimentos cocinados
componentes vol¶tiles, algunos de los cuales se enlis-
a
Muchos alimentos toman su sabor caracter¶stico al
³
tan en la tabla 1.
cocinarse. Pan, caf¶, t¶, chocolate, carne, pasteles,
ee
etc. desarrollan su sabor casi por completo duran-
Basta comparar la sinfon¶ de sabor que hay en un
³a
te el horneado, rostizado, cocimiento, fritura, etc¶te-
e
durazno maduro con el de la gelatina de durazno
ra. El caf¶ o la cocoa sin tostar tienen un sabor
e
donde se han empleado unos 20 componentes. Es
amargo poco apetitoso, muy diferente al agradable
poco pr¶ctico, si no es que imposible, elaborar un
a
y redondoquot; y completoquot; que conocemos. El sa-
sabor arti¯cial con 200 o 300 componentes como los
bor de los alimentos cocinados resulta, b¶sicamen-
a
que emplea la naturaleza.
te, de las reacciones entre sus prote¶nas y az¶ca-
³ u
Los sabores vegetales de las legumbres y hortalizas res. As¶, de unos 30 ¶ 40 componentes originales
³ o
tienen un origen muy diferente al de las frutas. Con se obtienen deliciosas mezclas de las m¶s diversas
a
pocas excepciones carecen de sabor y olor hasta que composiciones.
4. >Sabroso? Un poquito de qu¶
³mica. Gary A. Reineccius. 57
d¶ndole un sabor peculiar. Algunos de estos produc-
a
Cuadro 3. Compuestos saborizantes en alimentos cocina-
tos son: etanol, ¶steres de cadena corta, acetaldehi-
e
dos.
do, ¶cido ac¶tico, diacetil, ¶cidos propi¶nico y l¶cti-
a e a o a
co. El acetaldehido se encuentra en el yogurt, el dia-
Compuesto Alimento
cetil en la mantequilla; por otro lado, los ¶steres de
e
2,4,5{tritiahexano calabaza
cadena corta dan su sabor a la cerveza.
2{etil{3,6{dimetilpirazina papas fritas
2{acetil{2{tiazolina pan Otro factor que afecta al sabor de los productos fer-
2,5{dimetil{3{furantiol carne asada mentados son las enzimas liberadas por los microor-
ganismos muertos. Ocurren en el periodo de alma-
2{acetiltiazol galletas
cenamiento de los alimentos fermentados. Este me-
canismo es de gran importancia y cuidado en algu-
nos quesos y, en general, en los vinos. Pongamos el
En la carne asada se han detectado m¶s de 800 com-
a
caso de un queso cheddar fresco que tiene, sin lu-
puestos vol¶tiles, casi tantos como en los aromas del
a
gar a dudas, un sabor a fermentado, pero al mas-
chocolate y del caf¶.
e
ticarlo es correoso y chirriante; ha medida que en-
vejece ocurren muchos cambios: las bacterias usadas
Es interesante que para el caf¶, el chocolate y el pan
e
para la fermentaci¶n, Streptococus lactis han consu-
o
no hay un compuesto caracter¶ ³stico (como mencio-
mido todo el az¶car disponible y mueren; se rom-
u
namos acerca del durazno); es m¶s, para imitar es-
a
pen las paredes de sus c¶lulas y liberan enzimas que
e
tos aromas no basta un n¶mero peque~o de sustan-
u n
act¶an en los otros componentes del queso.
u
cias qu¶micas. Tomemos como ejemplo al chocola-
³
te, cuyo cromatograma se muestra en la ¯gura 3, p¶g. a Las dos clases de enzima m¶s importantes para lo
a
58. El ¶rea de cada pico es proporcional a la concen-
a anterior son las lipasas y las proteasas. Las lipasas
traci¶n de cada sustancia, sin embargo, ninguna tie-
o act¶an en la grasa del queso y la descomponen en ¶ci-
u a
ne el caracter¶
³stico olor a chocolate, ¶ste es un resul-
e dos grasos, (que saben a agrio). Las proteasas ata-
tado global. can a las prote¶
³nas de la leche produciendo amino¶ci-
a
dos y p¶ptidos; ¶stos dan un sabor carnoso y modi-
e e
El sabor del pan procede fundamentalmente del hor- ¯can la textura del queso.
neado, sin embargo, la fermentaci¶n producida por
o
La identi¯caci¶n de los sabores
o
la levadura permite distinguirlo del pan hecho con
Se ha estimado al n¶mero de componentes natura-
u
polvo para hornear. En el primer caso tenemos un
les responsables del aroma en unos 4,000, sin consi-
regustillo ligeramente ¶cido por la gran cantidad
a
derar los que act¶an en las papilas gustativas o en
u
de compuestos de bajo peso molecular formados.
los receptores trigeminales; sin embargo, como vi-
Hay, por el contrario, algunos alimentos que de-
mos, se producen muchas m¶s sustancias durante el
a
ben su aroma y sabor principalmente a un com-
cocimiento; los cient¶
³¯cos calculan en unas 10,000 las
puesto; por ejemplo, en la almendra lo es el 5{
que contribuyen al aroma.
metiltiofeno{2{carboxaldehido, en los cacahuates, el
2,5{dimetilpirazina y en la avellana, la metiltiome-
Sobra decir que la identi¯caci¶n de ¶stas es un de-
o e
tilpirazina.
saf¶o parad¶jico <precisamente por la extraordina-
³ o
ria sensibilidad del olfato! Un alimento puede con-
En general los alimentos cocinados deben su sabor a
tener una parte en 1014 y <a¶n as¶ in°uir en el olor!
u ³
un extenso grupo de compuestos de carbono con es-
La proporci¶n anterior es la de una gota de agua
o
tructura anillada con ¶tomos de azufre, ox¶geno o
a ³
en. . . 10 km3 . Esta sensibilidad del olfato huma-
nitr¶geno; son los llamados compuestos heteroc¶
o ³cli-
no hace avergonzar a muchos instrumentos anal¶ ³ticos
cos, tabla 3.
del qu¶mico.
³
Alimentos fermentados Los sabores en la industria de alimentos
Cerveza, vinos, salsa inglesa, salsa de soya, tofu, que- Los consumidores pocas veces, si es que algunas,
sos. . . son algunos ejemplos de alimentos fermen- piensan en los cocineros; menos aun en quienes pre-
tados. Estos productos obtienen sus sabores y aro- paran los alimentos industrializados. Pero los fabri-
mas caracter¶ ³sticos de microorganismos (vino y cer- cantes, General Foods, Univelever, Nestl¶, Pillsbury,
e
veza), bacterias (quesos) u hongos (queso cabrales). etc. reciben los saborizantes de toda una industria
de saborizantes, unas 900 compa~¶ en todo el mun-
n³as
Los microorganismos obtienen su energ¶ para crecer
³a do, de las que 4 son las m¶s importantes: Interna-
a
y multiplicarse de los constituyentes iniciales, p.ej. tional Flavors and Fragrances (U.S.), Givaudan (Sui-
de los az¶cares del jugo de uva; los productos me-
u za), PPF{Naarden (Inglaterra), Haarman and Rei-
tab¶licos de este proceso se acumulan en el alimento
o mer (Alemania) con ventas anuales de unos 2000 mi-
5. 58 ContactoS 55, 54{58 (2005)
Figura 3. Cromatograma del chocolate. Cada pico representa un componente individual, el ¶rea bajo el pico es pro-
a
porcional a la concentraci¶n. Los picos planos resultan de concentraciones que excedieron la capacidad del instrumen-
o
to.
llones de d¶lares, poco menos de la mitad del to-
o comparten el color pardo; en la industria del sabor se
tal de ventas. La industria de saborizantes es muy provocan diversas reacciones entre az¶cares y ami-
u
parecida a la de cualquiera de productos qu¶mi- ³ no¶cidos para imitar el color y sabor buscados. No
a
cos: algunos compuestos son sintetizados y otros hay carne en un cubo de consom¶ sino una mez-
e
extraidos (canela, clavo), lo que suma unas 3,000 cla de ribosa (un az¶car simple) y ciste¶ (un ami-
u ³na
sustancias. no¶cido) que producen el sabor a carne junto con
a
otros ingredietnes. El glutamato monos¶dico inten-
o
Esta industria depende de los catadores, quienes ge-
si¯ca los sabores y, por lo mismo, se a~ade a las so-
n
neralmente tienen estudios especializados. Aunque
pas comerciales.
se piensa que tienen un excepcional sentido del gus-
to y el olfato, sus habilidades se deben m¶s al entre-
a Est¶ muy generalizada la creencia de que los pro-
a
namiento y la dedicaci¶n. Les lleva cosa de 5 a~os de-
o n ductos naturales son saludables y los industriales,
sarrollar la memoria de unos 700 olores y sabores. da~inos. <Es un sacrilegio dudar de la pureza de la
n
Para describirlos necesitan un vocabulario especia- Naturaleza! Sin embargo, la cicuta, algunas espe-
lizado; en su laboratorio pueden emplear unas 1400 cies de hongos, las papas verdes, la c¶scara del fri-
a
sustancias sint¶ticas, y unos 600 extractos de espe-
e jol sin cocer. . . son sumamente venenosos. En rea-
cias, yerbas, c¶³tricos, cortezas, etc¶tera.
e lidad, casi cualquier alimento natural contiene sus-
tancias t¶xicas; el azafr¶n contiene zafrol, carcin¶ge-
o a o
Para imitar un sabor, digamos, fresas, un catador no; la pimienta induce c¶ncer de piel en ratas; las za-
a
tiene un buen punto de partida: el ¶ ³ndice Weurman, nahorias contienen miristicina, tambi¶n carcin¶ge-
e o
una publicaci¶n especializada del Central Institute
o no. La calabaza y las coles de Bruselas contienen
for Nutrition and Food Research de Holanda que en- goitr¶genos, compuestos que afectan a la tiroides. El
o
lista los componentes identi¯cados en una gran va- chocolate natural contiene piridina.
riedad de alimentos naturales. En particular, la fre-
Por el contrario, los sabores arti¯ciales no est¶n a
sa tiene 184 componentes s¶pidos, lo que hace muy
a
formados por m¶s de 20 sustancias cuya toxicidad
a
costoso reproducirlo tal cual por lo que se reduce el
ha sido evaluada en muchas pruebas con anima-
n¶mero a unos 20. Por otro lado, hay muchos com-
u
les. El humo l¶ ³quidoquot; que imita el sabor ahuma-
ponentes que, aunque en peque~as dosis en la fresa,
n
do de algunas carnes no contiene los benzopirenos
pueden ser t¶xicos o bien la informaci¶n al respec-
o o
cancer¶ ³genos.
to es insu¯ciente, raz¶n por la que se eliminan del sa-
o
borizante arti¯cial. En resumen, el consumidor debe decidir en-
tre alimentos naturales, (costosos y poten-
Hoy d¶a las ventas de saborizante de fresa respecto
³ cialmente da~inos) y los saborizantes arti¯-
n
a las fresas naturales est¶n en proporci¶n de 3 a 1,
a o ciales (baratos y seguros. . . seg¶n lo inves-
u
y en el caso de las uvas es de 10 a 1. El jugo natural tigado). >Qui¶n puede decir cu¶l precio es
e a
se emplea todav¶ pero como un constituyente m¶s
³a, a mayor?
para textura y color.
cs
Algunos alimentos como: carne, chocolate, caf¶ y pan
e
