Skip main navigation

Ingredientes y formulación de alimentos

Introducción a nuevos ingredientes alimentarios
Chefs presenting food
© IMDEA

En la actualidad, la comida no solo sirve para satisfacer el impulso primario del hambre, sino que también tiene como objetivo superar las deficiencias dietéticas u ofrecer beneficios para la salud.

Retos para la industria alimentaria

Para la industria alimentaria, es necesario centrarse en el coste de los productos crudos, y en la elaboración, además de en los envases. También es importante considerar la gestión de los alérgenos y los efectos sobre el medio ambiente.

Los consumidores comprenden la relación entre los alimentos y la salud, por lo que la formulación de los alimentos ha adquirido una gran importancia, ya que los consumidores desean lo mejor para ellos.

Los bioactivos son fuentes de moléculas funcionales con efectos reconocidos sobre la salud en poblaciones que, de otro modo, no podrían beneficiarse de ellos. Sin embargo, muestran limitaciones organolépticas e inestabilidad en los procesos, el almacenamiento y la ingestión de alimentos, lo que ha llevado a la investigación en el campo de la protección bioactiva y la liberación controlada.

Fuentes alternativas de alimentos

  • Proteínas vegetales

Las proteínas vegetales son cada vez más populares. Las plantas como la soja, los guisantes y los garbanzos (todas las legumbres) o el maíz y la avena (granos y cereales) son conocidos por sus altos niveles de proteínas, así como por su menor coste de producción y menor impacto sobre el medio ambiente. Los avances tecnológicos también hacen posible la producción de estos cultivos sin suelo o con agricultura de interior.

  • Algas

Para los consumidores que no necesariamente se identifican como vegetarianos y, en cambio, están interesados en la sostenibilidad, las algas son un ingrediente alimentario alternativo que se está introduciendo constantemente en la industria alimentaria, especialmente en forma de espirulina.

  • Insectos

Debido al aumento de la población mundial, una mayor demanda de proteínas por parte de los consumidores y la limitación de la cantidad de tierra agrícola disponible, la producción sostenible de carne representará un serio desafío en el futuro. Los insectos pueden considerarse una fuente alternativa de proteínas con menor impacto ambiental.

  • Carne cultivada

La carne cultivada representa un primer paso crucial para encontrar una alternativa sostenible a la producción de carne. La carne se “cultiva” a partir de células musculares animales mediante el cultivo tisular en condiciones de laboratorio controladas. Seguidamente, se combina con células de grasa y aditivos que aportan textura, sabor y color. El proceso de célula a la mesa requiere entre dos y seis semanas. La carne cultivada reduce el impacto ambiental, minimiza los riesgos para la salud pública, reduce el impacto sobre el bienestar animal y ayuda a proporcionar seguridad alimentaria.

Ingredientes y formulación de alimentos

Los ingredientes incluyen aditivos añadidos a los alimentos con fines técnicos o funcionales específicos durante la fase de procesamiento, almacenamiento o envasado. Los fabricantes de alimentos emplean ingredientes naturales y artificiales para añadir o conservar el sabor, el color y la textura de los alimentos.

Por lo general, el término artificial se refiere a ingredientes o alimentos creados para imitar a la naturaleza, como ciertos colorantes o sabores. Por ejemplo, los científicos de alimentos desarrollaron un sabor a frambuesa artificial para imitar el sabor de las frambuesas reales. Dado que la palabra “natural” se ha convertido en sinónimo de seguridad, salud y salubridad, los especialistas en marketing han etiquetado más alimentos como “naturales” para implicar la superioridad de sus productos sobre los alimentos más “artificiales”. ¿“Natural” es sinónimo de mejor?

La percepción de los consumidores sobre la naturalidad es importante para la aceptación de alimentos y tecnologías alimentarias. Así, diversos estudios han examinado la importancia de la naturalidad entre los consumidores. No obstante, los aspectos que se consideran esenciales para percibir un alimento como natural pueden variar entre los consumidores y los distintos grupos de partes interesadas. Pero, en general, la ingesta de alimentos de los consumidores está significativamente influenciada por la importancia de la naturalidad de los alimentos.

Los problemas de salud son una preocupación emergente para la población mundial y, por lo tanto, la industria alimentaria está buscando nuevos productos alimenticios que contengan compuestos bioactivos que promuevan la salud, con pocos o ningún ingrediente sintético.

En la actualidad, la comida no solo sirve para satisfacer el impulso primario del hambre, sino que también es un medio para promover la salud del consumidor. En este contexto, la industria alimentaria se ha centrado en evitar la posible nocividad de los aditivos alimentarios sintéticos y en desarrollar nuevos productos alimenticios que contengan ingredientes que favorezcan la salud. Por lo tanto, los productos naturales bioactivos se consideran sustitutos viables y más seguros para satisfacer la demanda mundial de nuevos productos.

Alimentos funcionales

El concepto de comida funcional surgió hace 40 años, sin embargo el creciente interés por este tipo de productos, ya sea de la industria (a través de patentes) o del mundo académico (por medio de artículos de investigación científica y reseñas), solo se observó a partir de la segunda mitad de la década de 1990, lo que indica una tendencia creciente.

No obstante, existen algunos desafíos en este ámbito, especialmente en los que implican el uso directo de algunos bioactivos. Estos pueden mostrar problemas de inestabilidad, reaccionar con otros ingredientes de la matriz alimentaria o presentar olor o aromas fuertes.

Por lo general, los principios bioactivos son propensos a degradarse, tanto durante el almacenamiento como durante el procesamiento de alimentos, ya que muchos de ellos son física, química o enzimáticamente inestables, lo que lleva a su degradación o transformación con la consiguiente pérdida de bioactividad. Por ejemplo, durante el almacenamiento de mermelada, se reduce el contenido de antocianinas.
Además, un producto podría ser muy rico en algún compuesto bioactivo, pero su biodisponibilidad ser casi nula. Por otro lado, la presencia de ciertos componentes podría afectar significativamente el sabor, olor y aspecto del producto y provocar el rechazo por parte de los consumidores.

Así, es importante tener en cuenta estos factores si buscamos incorporar diferentes compuestos bioactivos en una matriz alimentaria. Concretamente, el comportamiento organoléptico es un aspecto crítico para la industria alimentaria porque la elección del consumidor está relacionada con su experiencia alimentaria.

Microencapsulación

Para superar los problemas relacionados con el uso directo de extractos/compuestos bioactivos, las técnicas de microencapsulación surgen como un posible enfoque en la industria alimentaria para abordar su incorporación, ya sea para impartir propiedades funcionales adicionales o para proteger el componente bioactivo en sí.

La molécula incorporada a la matriz alimentaria debe ser:

  • Bioaccesible

Es decir, la cantidad o fracción que se libera de la matriz alimentaria en el tracto gastrointestinal y queda disponible para su absorción. Esto incluye las transformaciones digestivas de los alimentos en material listo para la asimilación, la absorción/asimilación en las células del epitelio intestinal y, por último, el metabolismo presistémico (tanto intestinal como hepático).

  • Biodisponible

La molécula incorporada debe estar biodisponible, es decir, la fracción de nutriente o compuesto ingerido que llega a la circulación sistémica y está disponible para ser empleada por el cuerpo. En general, la biodisponibilidad incluye digestión, absorción, metabolismo, distribución tisular y bioactividad digestiva.

  • Bioactividad

La bioactividad es el efecto específico de la exposición a una sustancia. Incluye la captación tisular y la consiguiente respuesta fisiológica (como antioxidante, antiinflamatoria).

La encapsulación es una tecnología relativamente nueva que se utiliza para la protección, estabilización y liberación lenta de ingredientes alimentarios y compuestos bioactivos.

Técnicas de encapsulación

La microencapsulación protege el material del núcleo del entorno exterior; prolonga la vida útil del producto reduciendo la transferencia entre el núcleo y el medio circundante y protegiendo las moléculas de la reacción con otros componentes de los alimentos, lo que puede reducir su biodisponibilidad

Entre sus ventajas, la microencapsulación puede ser una herramienta para proteger los extractos y compuestos naturales de la acción de factores bióticos, abióticos y biológicos. Esta técnica se inició en la industria farmacéutica para trasladarse después a la industria alimentaria, ofreciendo efectos beneficiosos tanto en la salud como en las propiedades alimentarias.

Las características organolépticas de muchos productos alimenticios pueden enmascararse, pero lo más importante es que las características funcionales/biológicas pueden mantenerse tras la ingestión junto con la liberación controlada en un objetivo específico.

Los procesos de microencapsulación pueden clasificarse según el mecanismo de formación, el método de consolidación e incluso según el equipo específico utilizado.

Las microcápsulas son partículas con diámetros que oscilan entre 1 y 1.000 micrómetros. La morfología más común es de 2 tipos:

  1. Tipo de carcasa, donde el núcleo, el propio componente bioactivo o un soporte que lo contiene (compuestos que facilitan la liberación) está protegido por una membrana.
  2. Tipo de matriz, donde el componente bioactivo se dispersa en la matriz de un material.

Materiales de encapsulación

La elección del material de la carcasa es uno de los aspectos más importantes, en primer lugar porque tiene que ser no tóxico para el organismo, su preparación debe tener en cuenta las cuestiones medioambientales y utilizar disolventes limpios (por lo tanto, son preferibles los materiales solubles en agua) y, por último, porque desempeña un papel crucial en el comportamiento de liberación de bioactivos.

Condiciones como el pH, la temperatura, las sales y la concentración de iones también deben tenerse en cuenta y definirse de acuerdo con el objetivo final de las microcápsulas desarrolladas.

Los materiales solubles en agua, tanto polímeros como no, son los materiales de encapsulación más utilizados.

Deben considerarse generalmente reconocidos como seguros (GRAS), biodegradables y eficientes como barrera protectora entre el núcleo y el medio circundante.

Tras encapsular el producto, es importante verificar que el compuesto bioactivo es capaz de atravesar la barrera intestinal y circular por todo el organismo.

Qué nos gustaría que hiciera

Considere las siguientes preguntas y comparta su opinión en el área de debate, a continuación:

  • ¿Los aditivos “naturales” son más saludables?
  • ¿Cree que las nuevas formulaciones de alimentos son importantes para mejorar su calidad?
  • ¿Qué ingredientes asocia ya con los “ingredientes bioactivos”?
© IMDEA
This article is from the free online

Revolucionar la cadena alimentaria mediante la tecnología

Created by
FutureLearn - Learning For Life

Our purpose is to transform access to education.

We offer a diverse selection of courses from leading universities and cultural institutions from around the world. These are delivered one step at a time, and are accessible on mobile, tablet and desktop, so you can fit learning around your life.

We believe learning should be an enjoyable, social experience, so our courses offer the opportunity to discuss what you’re learning with others as you go, helping you make fresh discoveries and form new ideas.
You can unlock new opportunities with unlimited access to hundreds of online short courses for a year by subscribing to our Unlimited package. Build your knowledge with top universities and organisations.

Learn more about how FutureLearn is transforming access to education