Sustancias contaminantes presentes en los alimentos

La presencia de sustancias contaminantes en los alimentos puede provenir de diferentes fuentes, debido a los diferentes pasos aplicados a los alimentos durante su producción, desde la obtención de las materias primas hasta la ingesta final del alimento por los consumidores.

Entre las causas más frecuentes de contaminación de los alimentos se pueden destacar los siguientes: la contaminación externa de alimentos crudos por contaminantes ambientales, el transporte de materia prima a la fábrica donde serán procesados, el acondicionamiento de alimentos que implica el almacenamiento de materias primas, pasos de precalentamiento, desinfección, limpieza y esterilización. También los procesos de calentamiento, ya sea por hervir, cocinar, hornear, freír o combinar con otros ingredientes a alta temperatura en un horno o en un reactor. El envasado de alimentos, su transporte, almacenamiento y distribución también contribuyen a la presencia de contaminantes.


La contaminación de los alimentos, ya sea por origen microbiológico o químico, es la mayor preocupación para la consumidores. Por ello, existe una continua investigación para profundizar en las fuentes de contaminación y la forma de prevenirlas. Se ha dedicado muchos esfuerzos al desarrollo de estrategias analíticas que permitan detectar e identificar estos contaminantes, incluso aquellos que se encuentren comúnmente en pequeñas cantidades y que muchas veces pasan desapercibidos por los procesos de muestreo estándares.

La tarea de identificar los contaminantes, ya sean los que vienen de la producción de alimentos, el procesamiento o el envasado es un gran desafío. Se han desarrollado diferentes herramientas analíticas para facilitar la tarea, pero ninguno de ellos aporta una solución única.

Cuando se conocen los posibles contaminantes, el análisis objetivo de las muestras es más factible, a pesar de la baja concentración de los compuestos buscados. Sin embargo, el análisis en el que los contaminantes son desconocidos es una tarea muy difícil que involucra procedimientos de separación que puede llegar a ser muy complejos.




Presencia de contaminantes en las materias primas.

Algunas sustancias químicas pueden estar presentes en los alimentos crudos al inicio del procesamiento de alimentos debido a la contaminación ambiental. El crecimiento industrial, el uso de agroquímicos o las actividades urbanas pueden contribuir a la presencia de alimentos contaminados. Un aspecto importante que contribuye a la presencia de contaminantes en los alimentos es el uso de fertilizantes y pesticidas, ya que pueden causar problemas de salud si son consumidos por los humanos. Desde hace varios años se han detectado residuos de plaguicidas en frutas y verduras y también de algunos derivados con efectos adversos, como los productos metabólicos de pesticidas organoclorados. El uso de pesticidas y fertilizantes químicos también se ha asociado a la liberación de los llamados metales pesados tóxicos.


Los metales pesados ​​como Cadmio, Plomo, Mercurio y Arsénico, has sido catalogados como tóxicos. Pueden estar presentes en el aire, suelo y agua y por lo tanto pueden ser transferidos a los alimentos. El análisis de metales pesados ​​ha sido realizado en varios alimentos como miel, espinacas, papas, pescado y té.

Otro tipo de compuestos ampliamente estudiados son los residuos de antibióticos. Estos se utilizan en la ganadería, pero sin un control de calidad adecuado también pueden estar presentes como residuos en los productos alimenticios. Estos residuos pueden ser dañinos para los humanos si se consumen en grandes cantidades. Por otro lado, el uso intensivo de antibióticos para el crecimiento de ganado genera mecanismos de resistencia en las bacterias.

Contaminación de alimentos durante los procesos de transporte.

La contaminación de los alimentos también puede tener lugar durante el proceso de transporte. Puede darse por los gases de escape de los vehículos de gasolina y diésel o por medio de una contaminación cruzada en el vehículo utilizado para el transporte de alimentos. Otra forma de contaminación de los alimentos puede darse por el uso de tarimas contaminadas con fungicidas, utilizadas para el transporte y almacenamiento de materiales.

El transporte por barco en largas distancias también genera contaminación de alimentos por el uso de productos químicos aplicados para la desinfección de cargamento. El principal problema es que, por lo general, los materiales utilizados para envolver los alimentos durante el transporte a largo plazo, no siempre son evaluados en sus propiedades de barrera contra compuestos orgánicos, ya que sólo se prueba la permeabilidad a gases como el O2, CO2 y al vapor de agua, necesarios para que los productos conserven sus propiedades de frescura. El análisis de estas propiedades de barrera no se pueden extender a los compuestos orgánicos. Se han detectado restos de naftaleno, bromuro de metilo, tolueno, etilbenceno y xilenos en algunos alimentos.

Contaminación de alimentos debido a procesos de limpieza.

Los procesos de limpieza y desinfección durante el procesamiento de alimentos elimina los posibles microorganismos y por lo tanto, son cruciales para reducir la contaminación. Sin embargo, es necesario que los productos químicos utilizados como limpiadores o desinfectantes deben ser apropiados para superficies en contacto con alimentos y necesitan ser aprobados por la legislación.


Productos como limpiacristales o algunos limpiadores de metales no se deben usar porque pueden dejar residuos peligrosos. La adición de desinfectantes en cantidades mayores a los niveles permitidos pueden dejar alguna concentración residual en materiales o alimentos tratados, incluso en frutas y vegetales mínimamente procesados.

Algunos surfactantes comunes son compuestos de amonio cuaternario, tales como el cloruro de dodecil-trimetil-amonio y tensoactivos no iónicos tales como el etoxilato de alcohol estearílico. Estos compuestos son tóxicos para la salud y deben ser enjuagados muy bien después de su uso para no dejar residuos en la superficie de los alimentos o en los equipos de manipulación.




Contaminación de alimentos debido a procesos de calentamiento.

El tratamiento térmico es el método más utilizado en la industria o en el hogar, ya que casi todos los alimentos consumidos se calientan de una u otra manera. El uso de alta temperaturas de cocción en combinación con factores externos, pueden conducir a la formación de compuestos tóxicos que pueden tener algún efecto sobre la calidad de los alimentos y su seguridad. Ciertos compuestos tóxicos como por ejemplo, acrilamidas, nitrosaminas, cloropropanoles, compuestos policíclicos aromáticos o furanos, se pueden formar en los alimentos durante el calentamiento, horneado, asado, cocinado a la parrilla, enlatado, hidrólisis o fermentación. Freír es el proceso de cocción que puede generar una amplia variedad de compuestos tóxicos en los alimentos.

La fritura es un proceso en el que el aceite actúa como medio para la transferencia de calor. Compuestos como los policíclicos aromáticos son mutagénicos y se producen durante la interacción de la grasa y la proteína al momento de freír los alimentos. Los pigmentos presentes en el aceite para freír también pueden absorberse en la superficie de los alimentos fritos.


Una clase de contaminantes inducidos por el calor se forma cuando un alimento salado entra en contacto con aceite a alta temperatura. Este contaminante es el cloro-fenol de ésteres de ácidos grasos. Los aceites vegetales y grasas comestibles, especialmente aquellas sometidas a procesos de desodorización a altas temperatura, son los que forman estos compuestos. También pueden tener otros orígenes, se forman durante la fase de hidrólisis ácida del trigo, soja y otros productos proteicos vegetales y también puede migrar de resinas de epiclorhidrina, utilizadas para la protección contra la humedad en materiales de celulosa y papel empleados a menudo para tripas de salchichas.

La acrilamida y sus precursores también son contaminantes importantes provenientes de procesos de calentamiento. La acrilamida es una sustancia bastante reactiva que se ha propuesto como genotóxica y cancerígena, debido a las pruebas que se han hecho con animales. La acrilamida se forma predominantemente en alimentos con almidón y ricos en carbohidratos (es decir, papas fritas) durante el procesamiento de la comida a altas temperaturas (mayores a 120 C). La formación de acrilamida depende de muchas condiciones, el más importante es la transferencia de calor del medio de calentamiento (aire, grasa y agua), tiempo de calentamiento, pH y concentración de aminos y carbonilos presentes en los alimentos.

Los precursores de estos contaminantes pueden ocurrir naturalmente en la composición alimentaria, como en el caso de la acrilamida, que se forma mediante la reacción de Maillard entre el aminoácido asparagina y un azúcar reductor, especialmente en patatas y cereales, durante el tratamiento térmico. Sorprendentemente, la concentración de acrilamida en alimentos derivados de cereales calentados es mucho mayor que el límite establecido por la legislación. Las acrilamidas también pueden formarse por el horneado de los alimentos.




Ciertos contaminantes, como las nitrosaminas, pueden ser formadas por la interacción de componentes naturales de los alimentos con los aditivos añadidos durante el calentamiento. Se ha detectado nitrosodimetilamina en ciertos alimentos como resultado del proceso de secado al fuego directo o tostado. En este caso, los óxidos de nitrógeno en el aire de secado reaccionan con el aminas en los alimentos mientras se calientan. La nitrosodimetilamina es la nitrosamina volátil más común en los alimentos. La nitrosopirrolidina también se puede formar aunque en menor medida.

Las carnes curadas pueden contener nitrosaminas porque la carne contiene aminas y nitrito de sodio (una fuente de agentes nitrosantes) que a menudo se añade a las carnes curadas como conservador. El tocino casi siempre contiene niveles detectables de nitrosaminas, principalmente nitrosopirrolidina y, en menor medida, dimetilnitrosamina. La formación de nitrosaminas durante las cocciones a vapor o en ebullición (lo que implica temperaturas más bajas, 100 C) es inferior a la cantidad formada durante la fritura, el asado o el cocinando a la parrilla.

Otros contaminantes formados durante el calentamiento de los alimentos incluyen hidrocarburos aromáticos policíclicos, presentes en productos ahumados y cocinados a la parrila. El carbamato de etilo y otros productos derivados del furano se encuentran presentes en una variedad de alimentos tratados térmicamente, especialmente café y alimentos enlatados o empacados en frascos. El furano contribuye al mal sabor de la comida y se puede formar a partir de una variedad de precursores, como ácido ascórbico, degradación de carbohidratos o de aminoácidos, así como la oxidación de ácidos grasos.

Algunas mezclas estandar añadidas a los alimentos contienen aditivos como la glicina, glucosa y creatinina que por sí mismos son inofensivos pero, cuando se calientan en contacto con sales de hierro y grasas presentes en los alimentos, forman contaminantes derivados de acrilamidas. Cierta actividad mutagénica de las grasas para freír también se debe a productos de descomposición de hidroperóxido de lípidos libres de nitrógeno y es independiente del sustrato frito. Se deben únicamente a los productos de oxidación de triacilgliceroles o ácidos grasos libres presentes en los alimentos.


El uso de hornos de microondas se está convirtiendo en un proceso cada vez más utilizado para calentar alimentos en el hogar y en algunos sectores industriales. Un amplio espectro de alimentos han sido desarrollados y modificados a lo largo los últimos 10 años para incluirse en el mercado de microondas. La principal característica de la cocción con microondas es que la comida se cocina en el material de embalaje (película de plástico para envolver, cartón plastificado, unicel) y durante la cocción muchos de sus componentes (es decir, plastificantes, antioxidantes, monómeros, estabilizadores, etc.) puede migrar del paquete al alimento. Esto resulta en una disminución de la calidad de los alimentos así como de su seguridad alimentaria.




Contaminación de alimentos debido a procesos de empaquetamiento.

Hoy en día, la mayoría de los alimentos se venden dentro de un paquete que proporciona muchas ventajas, como protección física, y también permite una mejor conservación de los alimentos que aumenta la vida útil del producto. El problema es que durante el envasado de alimentos se añaden diferentes sustancias para mejorar las propiedades del material (como antioxidantes, estabilizadores, agentes deslizantes o plastificantes entre otros). El contacto directo o indirecto entre el alimento y el material de envasado puede favorecer la transferencia de estas sustancias desde el envase al alimento, en un fenómeno denominado migración. Los compuestos químicos migrantes pueden representar un riesgo para la salud de los consumidores ya que algunos tienen un efecto tóxico. Por ejemplo, los productos envasados en latas de metal pueden liberar iones metálicos o pequeños trozos de material oxidado.

Otro material común utilizado en mermeladas, jamones, vegetales, frijoles o salsas es de vidrio. En este caso, la migración proviene de las tapas metálicas que se utilizan para cerrar los frascos de vidrio. Estas tapas suelen tener una junta de PVC para asegurar un buen sellado. Por otro lado, el papel y el cartón se utilizan comúnmente para envasar alimentos secos, como harina o azúcar, o productos como arroz, cereales o alimentos congelados. La migración de aditivos para el cartón o de las tintas de impresión puede tener lugar desde el material de embalaje hacia producto alimenticio. Cabe destacar que el papel es el material de embalaje más reciclado, y el uso de materiales reciclados puede producir la contaminación de los alimentos por sustancias como los aceites minerales o plastificantes provenientes de tintas de imprenta o adhesivos.


Los polímeros típicos utilizados en los materiales de envasado de alimentos son polietileno (PE), polietileno de alta densidad (HDPE), tereftalato de polietileno (PET), cloruro de polivinilo (PVC), poliestireno (PS) y policarbonato (PC). El tipo de material utilizado depende del acabado final a solicitud del comerciante. También se pueden combinar en materiales multicapa para mejorar las propiedades finales del empaque. En estos polímeros, se pueden añadir muchas sustancias para mejorar las características del polímero, tales como filtros UV, antioxidantes, plastificantes o colorantes. Todos estos aditivos serán migrantes potenciales. Los materiales multicapa pueden incluir diferentes polímeros, y también capas adhesivas, tintas de imprenta o barnices. La migración de contaminantes puede ocurrir desde todos los componentes, incluso si no están en contacto directo con alimentos, debido a los procesos de difusión y partición de los migrantes. Los materiales plásticos reciclados también tienen especial relevancia, ya que podrían contener compuestos químicos procedentes del alimento previamente envasado, sustancias resultantes del mal re-uso del envase por parte del consumidor o contaminantes intrínsecos del proceso de reciclaje (aditivos químicos).




Contaminación de alimentos debido al periodo de anaquel (tiempo de almacenamiento).

Las condiciones de almacenamiento de los alimentos son parámetros clave para su calidad y seguridad. Un almacenamiento adecuado prolonga la vida útil de los alimentos, dependiendo del tipo de alimento, del envase y de las condiciones de almacenamiento, especialmente la temperatura y la humedad. En ciertas condiciones de almacenamiento (por ejemplo, alta humedad), las propiedades del material de envasado pueden verse afectadas. La migración y sorción (cuando una sustancia se adhiere a otra) de sustancias, desde el recipiente contenedor, puede producirse en cualquier momento.

Los cambios organolépticos (que puede ser percibido por los órganos de los sentidos) no deberían producirse durante el almacenamiento de los alimentos y, por lo tanto, los materiales de envasado utilizados para el almacenamiento a largo plazo deben presentar muy buenas propiedades de barrera. Estas propiedades de barrera no solo afectan a los gases permanentes, como el O2, el CO2 o incluso el vapor de agua, sino también a los aromas y los compuestos volátiles.

Estos procesos físico-químicos dependen en gran medida de la temperatura y, en menor medida, de la humedad. Para minimizar estos fenómenos no deseados, la humedad del debe ser baja. La humedad puede provocar la descomposición de algunos materiales de envasado como por ejemplo, degradación del papel y oxidación del metal. La adsorción de olores no deseados también es un fenómeno común en el almacenamiento de alimentos grasos.

Los alimentos secos y enlatados tienen una larga vida útil, pero su color, sabor y valor nutritivo se deterioran con el tiempo. El almacenamiento en congelador y frigorífico es necesario para la carne, el pescado, los huevos, los productos lácteos, etc. En estas condiciones la contaminación de los alimentos por interacciones químicas o físicas se reduce al mínimo, ya que a baja temperatura la cinética de los procesos es lenta y las reacciones químicas ocurren a una velocidad mucho menor.


En conclusión, es muy importante prevenir la contaminación de los alimentos y evitar posibles efectos tóxicos que afecten a la salud de los consumidores. Algunos contaminantes pueden estar presentes desde las materias primas, pero otros pueden incorporarse durante el transporte o el procesado de los alimentos debido a diversos factores como los procesos de limpieza de las superficies de trabajo o el calentamiento de los alimentos. Los envases alimentarios también pueden ser una fuente de contaminación, debido a los fenómenos de migración desde los envases a los alimentos. Es necesario realizar análisis químicos durante la elaboración de alimentos que garanticen la seguridad alimentaria de los consumidores.

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BIBLIOGRAFIA

Nerin, C., Aznar, M., & Carrizo, D. (2016). Food contamination during food process. Trends in food science & technology, 48, 63-68.

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