Hidrólisis: Cada vez se realiza menos la hidrólisis química y más la enzimática, que permite trabajar a temperaturas a las que no crecen los microorganismos. Conviene usar enzimas termoestables que soporten temperaturas entre 60 – 70ºC. Las enzimas más frecuentes son las amilasas, muy comunes en el comercio debido a su demanda en la industria del detergente para quitar manchas. La hidrólisis se realiza para que el almidón de los alimentos sea:
- Más digerible, importante en la alimentación infantil.
- Más soluble, importante en bebidas.
- Para obtener dulzor (oligosacáridos y monosacáridos).
La finalidad más rentable de la hidrólisis del almidón es la obtención de edulcorantes. Las enzimas más usadas para la hidrólisis son de dos tipos:
Enzimas que rompen enlaces α (1-4)
Estas a su vez se dividen en dos tipos:
- Exoamilasas o amilasas β: Rompen enlaces de los extremos de la cadena.
- Endoamilasas o amilasas α: Rompen enlaces en el interior de la cadena.
Actúan primero las α, aumentando el sustrato para la acción de las β, que cortan la cadena en pequeños fragmentos a partir de esos puntos. Para uso industrial se emplean las amilasas procedentes de mohos y, actualmente, también las producidas por arqueobacterias (conocidas hace relativamente poco y usadas como fuente de enzimas desde hace 10 años).
Enzimas que rompen enlaces α (1-6)
Procesos de Pardeamiento
Existen dos tipos principales:
- Reacción de Maillard
- Caramelización
Se diferencian en el tipo de sustrato, como se observó en la panificación.
Reacción de Maillard
Es una reacción de condensación entre grupos carbonilo de azúcares y grupos amino de aminoácidos, aunque también pueden ceder grupos aldehído o cetona los lípidos. Existen dos casos en los que se produce la reacción:
- En un producto de panadería con levadura, donde hayan actuado las amilasas, dando un aumento del sustrato para la reacción.
- Si el producto se hace con gasificante y no con levadura, el único sustrato presente es el azúcar, y la reacción se dará más o menos en función de la concentración de sacarosa.
La reacción de Maillard se puede dar a temperatura ambiente y en refrigeración. Por ejemplo, la leche en polvo se estropea mucho con esta reacción porque se pierde lisina. El contenido en lisina de la leche es importante porque complementa el poco contenido de lisina en los cereales. La lisina en proteínas es limitante de los cereales, lo que hace que la leche sea el complemento perfecto para estos. Sin embargo, se reduce la lisina si se calienta en exceso la leche o se añade demasiada agua.
Existen ejemplos favorables y desfavorables de la reacción:
- Favorables: Color tostado del pan o de la bechamel al gratinar.
- Desfavorables: En leche al almacenar, etc.
Para minimizar los efectos de la reacción de Maillard, hay que disminuir la temperatura, reducir el contenido en agua e intentar reducir el contenido de sustratos, aunque esto es difícil. En congelación se ralentiza la reacción porque el agua hace de factor limitante, ya que no está disponible por estar en cristalización. Sin embargo, siempre se da, con la posible pérdida de lisina y de otros aminoácidos básicos. El problema en la conservación de la leche en polvo es que si hay humedad en el ambiente se puede alcanzar aw = 0,6 (aunque inicialmente esté bien desecada) y perder hasta un 50% de lisina por el pardeamiento.
Caramelización
Los caramelos son ingredientes cada vez más empleados, por ejemplo, para dar color a los refrescos de cola. La caramelización constituye una serie de procesos que se dan a 150 – 180ºC, pues entre los 100 – 130ºC se evapora el agua del almíbar (solución azucarada) de la que se obtiene el caramelo. Un caramelo está compuesto por una mezcla compleja de productos de caramelización, pero en el mercado hay gran cantidad de variantes.
Etapas de la Caramelización
Estas etapas se pueden dar o no dependiendo del tiempo de procesado:
- Isomerización: Cetosa → aldosa.
- Deshidratación: Combinada o no con ciclación.
- Condensación y fragmentación: Produciendo una amplia gama de compuestos que intervienen en el flavor (compuestos que aportan simultáneamente olor y gusto): Derivados del furano, Alcoholes, Compuestos carbonílicos, Hidrocarburos alifáticos y cíclicos.
Flavor típico a caramelo: Acetilfooina, Hidroxidimetilfuranona.
Aroma típico a azúcar quemado: Acroleína, piruvaldehido, glioxal.
Los productos derivados dependen del azúcar, el pH, la temperatura y el tiempo. Soluciones neutras dan más aroma.
Diferencias entre la caramelización y la reacción de Maillard
- La caramelización solo requiere azúcares, mientras que la reacción de Maillard requiere azúcares y aminoácidos.
- La caramelización requiere altas temperaturas, mientras que la reacción de Maillard se da a cualquier temperatura, incluso en congelación.
- Tienen diferente mecanismo de reacción, aunque se dan condensaciones, reorganización molecular, deshidratación, polimerización, etc. Esto da lugar a diferentes colores y aromas, porque las condiciones de reacción son diferentes.
Cada vez son más empleadas estas reacciones para darle aroma a los productos de bollería, panadería, etc. El inconveniente es que si no se controlan bien las condiciones pueden formarse productos amargos e incluso llegar a ser tóxicos.
Reacción de Strecker
Son un conjunto de reacciones que ocurren a altas temperaturas, entre compuestos 1,2 dicarbonílicos, procedentes por ejemplo de la reacción de Maillard y aminoácidos libres. Implica transaminación y da lugar a CO2, aminocetonas, aldehídos y otros compuestos frecuentemente responsables de aroma en los alimentos.