Edulcorantes: comparación de
productos naturales, artificiales y de alta intensidad
Ph.D.
Hocine Hellal. 2006. Argent Export.
Volver a: Aditivos y promotores del crecimiento
Introducción
Actualmente,
el uso de edulcorantes como aditivos en la elaboración de alimentos para
animales está ampliamente difundido. Este diverso grupo de agentes de
palatabilidad o “palatantes” consiste en edulcorantes “naturales” de origen
vegetal y edulcorantes “artificiales” elaborados mediante síntesis química. Los
edulcorantes naturales con potencial para uso comercial incluyen la sacarosa (la
cual provee la referencia para los perfiles sensoriales de todos los
edulcorantes) como también perillaldehído, esteviosidos, rabaudiosidos,
glicirrizinatos, osladinas, taumatinas y monellinas. Los edulcorantes
artificiales de uso corriente incluyen a la sacarina, ciclamato sódico,
aspartato y neohespiridina dihidrochalcone (NHDC). Estos edulcorantes
proporcionan mínimas o ninguna caloría.
Algunos de
los edulcorantes artificiales tienen un efecto de “alta intensidad”, generando
sabor dulce con dosis muy bajas. Sin embargo, comparándolos con la sacarosa
como referencia, algunos de éstos compuestos confieren un desagradable sabor
remanente. Otros como el glicizirrinato, NHDC y taumatina tienen un persistente
sabor dulce que, cuando están adecuadamente proporcionados con otros agentes de
palatabilidad conocidos como “potenciadores de sabor”, mejoran su intensidad
edulcorante y su apetecible gusto duradero. Comparados con la sacarosa, algunos
edulcorantes artificiales de alta intensidad pueden ser más estables al calor y
resistentes a reacciones químicas (como la reacción de Maillard) durante el uso
de vapor en el pelleteado o procesos de expansión.
Los
elaboradores de alimentos pueden usar azúcares naturales como la sacarosa,
lactosa, dextrosa o fructosa en situaciones donde el apetito del animal no es
suficiente para que el animal consuma la cantidad recomendada de alimento.
Estas situaciones ocurren típicamente cuando el animal está estresado, como
cuando cambia la dieta durante el destete, cuando hay cambios en los
ingredientes de la formula en la dieta, o durante los periodos de medicación.
Sin embargo, el alto costo y las limitaciones de los niveles de inclusión de
los azucares naturales a menudo significa que los edulcorantes de alta
intensidad parcial o totalmente sustituyen a los azúcares naturales.
Diferentes efectos
endulzantes entre animales de granja
No todos los
animales de granja tienen la misma percepción de sabor y olor. Por ejemplo, los
pollos tienen un muy pobre sentido del gusto y olfato, pero reaccionan en
cambio al color y forma del alimento. Otros animales domésticos tienen un
sentido del gusto muy desarrollado, sugerido a partir del número de papilas
gustativas de la lengua. Estas van desde solo unas cientas en pollos, hasta
alrededor de 15.000 en cerdos y cabras, hasta alrededor de 25.000 en bovinos.
En contraste,
los humanos solo tienen cerca de 9.000 papilas gustativas. El gusto y la
preferencia de los animales dependen, como en las personas, no solo de la
especie, sino también de la edad. Mientras que los terneros prefieren alimentos
dulces (pero por alguna razón desconocida no lactosa) a los bovinos jóvenes les
gusta el sabor de los ácidos grasos como el silaje y cítricos en bajas dosis.
Al ganado adulto le gusta el sabor del trébol y el sabor dulce-amargo de la
melaza. Pero a las ovejas no les atrae el gusto de la melaza.
De cualquier
forma, la ingesta alimenticia de los animales es un proceso muy complejo y la
mejora de la palatabilidad (como por la inclusión de un edulcorante) solo
influencia un solo aspecto de la ingesta. Sin embargo es un aspecto de
importancia fundamental, haciendo al aroma y al sabor características muy
importantes de los alimentos elaborados.
Las preguntas
claves son: si los animales responden al aditivo mediante el incremento en la
ingesta y si el incremento en la ingesta de alimento mejora su performance
(ganancia de peso, deposición de tejido magro, incremento en la producción de
leche o ciertos componentes, etc.). Los estudios sobre palatabilidad, sin
embargo, frecuentemente cosechan resultados contradictorios, sugiriendo que tal
vez la dosis del aditivo, la calidad del sabor, la especie y edad del animal u
otros factores no son tomados en cuenta. El objetivo es incentivar a los
animales a que coman suficiente para alcanzar su potencial genético y que
mantengan su interés en el alimento. Los cerdos, por ejemplo, tienen diferentes
tipos de receptores gustativos y pueden aburrirse o llegar a estar demasiado
familiarizados con el mismo gusto, lo cual puede limitar la ingesta.
La inclusión
de edulcorantes en los alimentos puede incentivar a los animales al consumo de
ingredientes no palatables pero nutritivos. Materias primas como la harina de
colza, subproductos agrícolas o de la industria alimenticia y aditivos
medicinales no son generalmente altamente palatables. El calcáreo, por
contraste, es relativamente suave. Los edulcorantes, en cualquier caso, pueden
permitir rápidos cambios en la formulación de los alimentos con bajo riesgo de
que disminuya el consumo. Esto permite a los formuladotes de raciones tomar
ventajas de las fluctuaciones de precios y disponibilidad de las materias
primas en el corto plazo. Sin embargo, hoy en día muchos aditivos
palatabilizadores o “palatantes” poseen perfiles diseñados para apelar más al
la persona que los compra que solamente al animal. En dichos casos, la
concentración, tipo y calidad del edulcorante no lograrán una eficiencia óptima
en la ingesta del alimento por el animal.
Mecanismos de respuesta
a los edulcorantes en humanos y animales
Los
mecanismos de respuesta de la ingesta alimenticia a edulcorantes de alta
intensidad no están bien entendidos. Muchos estudios han sido conducidos para
explicar los aspectos fisiológicos de las moléculas con gusto endulzante. El
estímulo que el cerebro humano interpreta como los gustos básicos (salado,
agrio, dulce, amargo y, posiblemente “umami” o sabor carnoso o sabroso) están
registrados por medio de una serie de reacciones químicas en las células
gustativas de la papila gustativa.
Numerosos
estudio han demostrado consistentemente que los edulcorantes de bajas calorías
como el aspartato, sacarina y acesulfato de potasio aumentan los niveles de
apetito en humanos. También luego del consumo de sacarina hay un incremento en la
ingesta de alimento. Algunos edulcorantes artificiales inducen la secreción de
insulina y un aumento en el apetito (Sardesai y Waldsshan, 1991). Sin embargo,
no todos los edulcorantes de alta intensidad incrementan la ingesta de
alimentos en humanos. Muchos investigadores encontraron que el consumo de
aspartato se correlaciona con un decrecimiento o una inalteración en el nivel
de apetito (Rolls 1991).
Generalmente
estas observaciones de ensayos con humanos se correlacionan con la
investigación en lechones, mostrando cambios significativos en la ingesta de
alimentos relacionados con los varios edulcorantes artificiales o naturales
(Lanton, 1990, Higginbotham, 1987, Isar y col., 1981). Sin embargo, los
lechones muestran una muy fuerte preferencia por la sacarosa y sacarina
(Forbes, 2002). Para terneros, aún resultados no publicados por Pancosma SA,
describen un ensayo de seis semanas en el que se usaron terneros de ocho
semanas de edad, recibiendo un alimento completo con un edulcorante comercial
patentado de alta intensidad. Los terneros que recibían el edulcorante comieron
casi el doble (+81,6%) y pesaron 9 kg. más (13,3%) que los terneros que
recibieron el alimento sin edulcorante.
Sin embargo,
no es tarea fácil medir la palatabilidad. Hay varios métodos basados en
libertad de opción o en una opción impuesta, y hay muchos puntos críticos de
variabilidad, incluyendo los factores ambientales, palatabilidad de la ración
basal, el número de animales en el ensayo, etc. Por supuesto que un edulcorante
natural o artificial asegurará un efecto positivo solo si se aproxima al
edulcorante de referencia, que es la sacarosa.
Teorías acerca de la
selección del alimento
Las teorías
de la selección de los modificadores del gusto y sabor proponen que las
preferencias y aversiones del alimento están basadas en experiencias de la vida
del animal. El agrado o repugnancia a las dietas por los animales son
ciertamente comportamientos aprendidos, pero las características morfológicas,
fisiológicas y neurológicas heredadas pueden alterar la naturaleza y magnitud
de la respuesta. Animales jóvenes como los lechones y terneros son bastante
sensibles al gusto y sus preferencias son por la glucosa o la sacarosa
(Baldwin, 1972). Los animales pueden aprender a asociar las propiedades sensoriales
de un alimento en particular con molestias causada por ese alimento. Los
animales también pueden aprender a preferir alimentos que les son
metabólicamente satisfactorios.
Muchos
investigadores han sugerido que la preferencia de animales recién destetados
por un cierto alimento puede estar afectada por la dieta de su madre,
posiblemente por la transmisión de sabores en la leche (Kornegay, 1977, Madsen,
1977; Klanderman, 1994). Estudios también han mostrado evidencia de la
transmisión de discriminación aprendida entre alimentos desde animales
experimentados hacia inexperimentados. Esto ha sugerido el planteo de la
“impresión del sabor" de los palatantes de alimentos en cerdas y vacas los
cuales se transfieren como un “sabor impreso” a los animales jóvenes a través
de la leche materna (Clark y Galf, 1972; Campbell, 1976; Madsen, 1977).
Considerando
el planteo acerca de la impresión del sabor, sería juicioso el uso de
edulcorantes o saborizantes que sean fáciles de imprimir, como el sabor dulce
con gustos lácteos o cremosos, en oposición a sabores frutales, los cuales en
los productos alimenticios, tienen una función principal que es la de atraer a
los clientes humanos. Más aún, muchos compuestos que son dulces a la lengua
humana, no lo son para otros animales como para los perros. Los gatos, en
general, no responden a los sabores dulces. Pero animales jóvenes,
especialmente lechones y terneros responden a sabores dulces, en conjunto con
gustos a vainilla, crema o tipo manteca.
Los
edulcorantes artificiales no sufra bio-transformación detectables y son
rápidamente excretados vía orina (Renwick, 1985). No hay resultados que
muestren la transmisión del gusto dulce de la hembra en lactancia a sus crías
mediante su leche.
Características de
algunos edulcorantes comerciales
Actualmente
hay un gran rango y complejidad en los productos edulcorantes disponibles para
la nutrición animal. La suplementación con azúcares naturales como la sacarosa
y lactosa en alimentos de animales ha sido demasiado costosa para su uso en las
grandes cantidades necesarias para mejorar la ingesta. La alternativa moderna a
la sacarosa incluye mezclas de edulcorantes artificiales de alta intensidad.
Los edulcorantes de alta intensidad son económicamente atractivos para los
alimentos porque se necesita relativamente poco en la formulación del alimento
para lograr un nivel efectivo de dulzura.
Edulcorantes
de alta intensidad tradicionales como la sacarina usualmente son incorporados
directamente con los otros ingredientes en el mixer. Sin embargo, este
procedimiento a menudo no logra una mezcla homogénea del producto alimenticio
final. Dichos edulcorantes, por el contrario, tienden a aglomerar a los
diferentes ingredientes en polvo de la formulación en partículas en las cuales
la concentración del edulcorante difiere de una a la otra.
Una razón de
la pobre mezcla de dichos edulcorantes es su alta variación en el tamaño de
partícula. En dicho edulcorantes, también, las partículas que los componen se
pueden presentar como copos de irregular forma y tamaño. Consecuentemente, su
distribución en el alimento puede ser variable resultando en una mezcla
heterogénea. Las partículas que los componen si son muy grandes y no uniformes
en su tamaño causan una pobre dispersión e irregularidades en la dulzura en el
alimento. El edulcorante de alta intensidad, sacarina, tiene un tamaño de
partícula extremadamente variable, el cual reduce la probabilidad de una mezcla
homogénea. Este es un punto crucial porque la aplicación del edulcorante es
inefectiva. Esto puede requerir que el formulador “sobredosifique” el
edulcorante en orden de lograr el grado deseado de dulzura en el alimento.
Propiedades sensoriales
de los edulcorantes artificiales
Los
edulcorantes artificiales claramente ofrecen una gran oportunidad en lograr una
óptima respuesta sensorial. Sin embargo, estos edulcorantes poseen a ciertos
niveles algunas desventajas como el gusto amargo-metálico posterior, y por esta
razón deben estar balanceados con potenciadotes. Los potenciadotes consisten en
una combinación de numerosos compuestos, cada uno de ellos con propiedades
particulares. Los sabores adicionales y demás atributos de los potenciadotes,
en combinación con el estímulo dulce de su gusto, pueden afectar y extender o
modificar la percepción del sabor dulce. Sin embargo, hay muchas variables
involucradas para la creación de una combinación efectiva de potenciadotes y un
gusto dulce para un efecto sensorial duradero.
Las pruebas
en humanos pueden ser usadas para evaluar la preferencia sensorial por los diferentes
edulcorantes comerciales. En un trabajo de Pancosma SA, se investigó a tres
edulcorantes y se midieron 17 variables para los productos. Diez atributos
sensoriales particulares de los productos mostraron efectos significativos,
pero los siguientes atributos han sido elegidos para explorar diferencias entre
los productos:
♦ Intensidad de la dulzura total.
♦ Sabor dulce.
♦ Sabor a vainilla/caramelo.
♦ Sabor a pasteles.
♦ Sabor metálico.
♦ Sensación de irritación en la boca.
♦ Sensación de suavidad en la boca.
♦ Sensación de sequedad en la boca.
Los perfiles
sensoriales de dos edulcorantes comerciales fueron determinados comparándolos
con la sacarosa como control, usando el análisis estandarizado QDA® en todos
ellos. Los productos fueron preparados justo antes de ser analizados
sensorialmente por las personas y servidos en envases plásticos. Las diferentes
muestras fueron preparadas con la misma fuerza edulcorante con agua natural de
manantial. La referencia para el poder endulzante fue una solución de 5% de sacarosa.
El tablero
del sabor humano fue entrenado con todos los productos así como con referencias
en diferentes sesiones de pruebas. El desarrollado lenguaje sensorial fue
adaptado a los nuevos productos en ensayos para que se describa y mida con
precisión las diferencias entre productos. Las mediciones se obtuvieron con
tres replicaciones por persona por producto, siguiendo un plan equilibrado de
presentación del producto. El ensayo describió y midió el aroma, gusto y
sensación en la boca.
Basándose en
atributos como sensación de sequedad en la boca, gusto metálico, etc., el
tablero distinguió grandes variaciones entre los diferentes edulcorantes
comerciales (Figura 1).
Figura 1: Atributos sensoriales de la sacarosa
y dos edulcorantes comerciales para la alimentación animal.
Línea negra: Sacarosa
Línea naranja: Edulcorante de alta intensidad
comercial registrado
Línea verde: Edulcorante comercial tradicional
trazabilidad de los
edulcorantes en los alimentos
Los análisis
cualitativos y cuantitativos de los edulcorantes en alimentos para animales no
son una tarea fácil. Sin embargo, son cada vez más importantes, especialmente a
la vista del aumento severo de las regulaciones alimenticias.
El bajo nivel
de incorporación de estos palatantes, y el bajo nivel de detección de los
potenciadotes, requiere una instrumentación de alta sensibilidad. La técnica
HPLC permite el análisis para la pureza de los edulcorantes. Esta técnica es
también aplicable para el análisis de la distribución homogénea del edulcorante
y para determinar su intensidad de dulzura en un alimento final.
Efectos del
procesamiento de los alimentos
Hay diferencias entre los tipos de edulcorantes y otros palatantes en relación con el procesamiento del alimento (Tabla 1). Durante dicho procesamiento del alimento, muchos de estos aditivos se pueden dañar. Los endulzantes calóricos naturales como la sacarosa se enfrentan con la reacción de Maillard. Ellos también son altamente fermentables y pueden incrementar el riesgo de contaminación microbiológica cuando están en contacto con humedad en el equipo de procesado, almacenaje, embalaje, etc.
El uso de edulcorantes de alta intensidad tiene la ventaja de resistir las altas temperaturas generadas durante el procesamiento hidro-térmico, como el peleteado y el expandido. En orden de evitar los efectos negativos del procesamiento hidro-térmico, muchos proveedores de palatantes recomiendan la aplicación de sus productos al final del proceso mediante el rociado o el recubrimiento. O recomiendan el uso de palatantes termo resistentes.
Tabla 1: Edulcorantes comerciales: su
intensidad, gusto posterior e estabilidad al calor.
|
Edulcorante |
Origen |
Intensidad de dulzura |
Gusto posterior |
Estabilidad al calor |
|
Edulcorantes calóricos |
||||
|
Sacarosa |
Natural |
1.0 |
- |
Buena |
|
Glucosa |
Natural |
0.7 |
- |
Buena |
|
Fructosa |
Natural |
1.5 |
- |
Buena |
|
Sorbitol |
Natural |
0.6 |
- |
Buena |
|
Edulcorantes de alta intensidad, no calóricos |
||||
|
SUCRAM (Pancosma SA.) |
Artificial |
540 |
Dulce |
Buena |
|
Sacarina sódica |
Artificial |
500 |
Amargometálico |
Buena |
|
Ciclamato sódicoAspartato |
Artificial |
40 |
Amargo |
Buena |
|
Aspartato |
Artificial |
200 |
Débil |
75.3 |
|
Acesulfato de K |
Artificial |
200 |
Débil |
Mediocre |
|
Neohesperidina dihydrochalcone (NHDC) |
Artificial |
1500 |
Mentolliquorice |
Buena |
|
Taumatina |
Natural |
2000 |
Liquorice |
Mediocre |
|
Glicyrrizinato |
Natural |
50 |
Liquoriceintenso |
Buena |
|
Steviosido |
Natural |
205 |
Químico |
Buena |
El uso cuidadoso e
inteligente
Entre las técnicas más efectivas para incrementar la palatabilidad del alimento está la combinación de saborizantes con edulcorantes. Muchos elaboradores de alimentos también encuentran efectivo el endulzar el alimento y el agregar saborizantes con olor a leche o vainilla para imitar el gusto de la leche materna para que los lechones puedan ser destetados más temprano mediante la apelación simultánea a sus preferencias por el gusto dulce y su altamente desarrollado sentido del olfato. Los resultados de la investigación también sugieren que la inclusión de un edulcorante en los alimentos completos de lecheras puede atenuar efectos potencialmente negativos en la ingesta debido a cambios en la formula de esas vacas (Tabla 2).
Tabla 2: Efecto de alimentos completos salados,
amargos y dulces para lecheras (con o sin inclusión
de edulcorante) en el tiempo de alimentación y
comportamiento (Adap. de Chiy y Phillips,
1999).
|
|
Características del alimento completo |
|||||
|
Salado |
Amargo |
Dulce |
||||
|
Inclusión del edulcorante |
- |
+ |
- |
+ |
- |
+ |
|
Tiempos de alimentación aparentes (min) |
186 |
187 |
191 |
198 |
197 |
168 |
|
Pausas |
|
|
|
|
|
|
|
Número |
2.0 |
1.9 |
1.7 |
1.6 |
1.7 |
1.8 |
|
Duración |
20.9 |
11.9 |
13.9 |
13.4 |
13.4 |
11.7 |
|
Frecuencia (pausa/min) |
0.7 |
0.6 |
0.5 |
0.5 |
0.5 |
0.6 |
|
Lengüetadas del hocico |
|
|
|
|
|
|
|
Número |
16.0 |
9.9 |
9.5 |
8.7 |
11.4 |
8.3 |
|
Duración |
13.1 |
8.5 |
9.0 |
8.0 |
9.8 |
8.7 |
|
Frecuencia (tanda de lamidas/min) |
5.2 |
3.2 |
3.0 |
2.6 |
3.5 |
3.0 |
Hay elaboradores de alimento que usan palatantes mayormente para atraer a los clientes humanos. Sin embargo, las dosis, la calidad del saborizante o edulcorante, y el estado fisiológico del animal tienen que ser tomados en cuenta para obtener una eficiencia óptima. Los niveles de incorporación son críticos ya que los animales requieren mucho menos que los humanos. Los perfiles particulares del sabor deben ser tenidos en cuenta para evitar la aversión en la ingesta por los animales. Cuando estos factores son tomados en consideración, se pueden elaborar alimentos animales altamente palatables usando una amplia variedad de diferentes edulcorantes y saborizantes.
Legislación sobre
edulcorantes en alimentos de animales
En la Unión
Europea, todos los edulcorantes naturales están permitidos en alimentos para
animales. Los edulcorantes artificiales están permitidos de acuerdo con una
lista positiva, la cual limita el número de sustancias, la especie animal y la
dosis. Actualmente solo la sacarina y NHDC (neohesperidina dihydrochalcone)
están permitidas.
Las
autoridades legislativas europeas están reexaminando la legislación sobre los
aditivos pensados para la alimentación animal. Consecuentemente, la lista de
sustancias autorizadas, en el futuro puede sufrir algunas modificaciones.
Los
legisladores seguramente autorizarán las sustancias edulcorantes, que no
presenten ningún riesgo a la salud bajo las condiciones de uso, sean ellas de
origen natural o no. En cualquier caso, no es por el origen natural de un
edulcorante que no es tóxico. Ali igual que no es por el origen artificial de
un edulcorante que no es saludable. Es la calidad físico-química, el proceso de
elaboración, la performance y bienestar del animal, y el mantenimiento en el
abastecimiento de comida sin riesgos lo que es importante.
Volver a: Aditivos y promotores del crecimiento