Seguridad Alimentaria: Contaminación, Crecimiento Microbiano y Toxicología en Alimentos

Introducción: Conceptos Fundamentales en Seguridad Alimentaria

• Contaminantes: Sustancias que pueden encontrarse en los alimentos de forma natural o accidental, capaces de producir un peligro para la salud del consumidor.
• Contaminaciones alimentarias: Son aquellos factores que, incidiendo sobre los alimentos, provocan alteraciones o situaciones de peligro en el ser humano tras el consumo de estos últimos.
  • Contaminación biótica: Provocada por la presencia inoportuna de microorganismos, parásitos, virus y/o productos tóxicos de origen biológico en los alimentos.
  • Contaminación abiótica: Constituida por la presencia de productos químicos o residuos de los mismos, así como contaminantes de naturaleza radioactiva.
• Intoxicaciones alimentarias: Se producen como consecuencia de la ingestión de alimentos en los que hay sustancias tóxicas de origen biótico o no.
• Infecciones transmitidas por alimentos: Se deben a la presencia en el alimento de microorganismos patógenos que colonizan, se multiplican e invaden el organismo o el alimento, produciendo un cuadro típico de la infección correspondiente, sin que se evidencie producción de toxina por el germen.
• Toxiinfecciones alimentarias: Se originan al ingerir alimentos en los que hay microorganismos patógenos que se multiplican e invaden el organismo o una toxina producida por él.
• Peligro: Agente biológico, químico o físico presente o inherente en un alimento que puede causar un efecto adverso para la salud.
• Riesgo: Estimación de la probabilidad de un efecto adverso para la salud y de la gravedad de dicho efecto, como consecuencia de la presencia de uno o varios peligros en un alimento determinado.

Fuentes de Contaminación Alimentaria

• El Medio Ambiente

  • Los suelos: Son todas las superficies con las que se puede poner en contacto el alimento. Los microorganismos que proliferan en él se denominan telúricos y pueden contaminar los alimentos.
  • El agua: Es un medio privilegiado para la proliferación y transmisión de microorganismos. Dispersos en el agua se encuentran bacterias procedentes del suelo que pueden aumentar la carga microbiana de los animales acuáticos. En la industria se utiliza el agua en muchas fases de la preparación de alimentos, por lo que debe poseer una excelente calidad microbiana.
  • El aire: Es un medio hostil para la proliferación microbiana, pero es un buen medio de dispersión si poseen formas de resistencia. En el aire se encuentran bacterias y mohos, pero raramente levaduras.

• Contaminantes Químicos y Microorganismos Presentes de Forma Natural en los Alimentos

  • Plantas y vegetales: Las verduras y hortalizas presentan una flora superficial muy elevada; también es posible que acumulen agentes químicos (pesticidas, abonos, herbicidas).
  • Animales: Albergan microorganismos en el tracto digestivo, la piel, mucosas, plumas, etc. Durante el sacrificio, la evisceración y la formación de canales se pueden contaminar. Además, los tratamientos profilácticos usados provocan el ingreso de contaminantes químicos. Los pescados presentan flora microbiana; además, algunos son acumuladores de contaminantes químicos (metales pesados).

• A lo Largo del Tratamiento del Alimento

  Los equipos industriales, instrumentos y el personal manipulador son fuentes de contaminación en muchos casos. Los ingredientes y aditivos adicionados en su elaboración, los envases o embalajes, así como los procesos tecnológicos, pueden incidir en la aparición de contaminantes químicos y biológicos.

• Almacenamiento, Transporte y Comercialización

  Un cambio en las condiciones de almacenamiento (ruptura de la cadena de frío) puede ocasionar la proliferación de microorganismos. En la comercialización o venta, el personal manipulador, las instalaciones y el medio ambiente hacen posible que se contaminen los alimentos.

Curva de Crecimiento Bacteriano

Las bacterias se multiplican por fisión binaria cada 20 minutos. Una bacteria en 8 h = 16×10⁶. En 12 h = 70×10⁶. Tal crecimiento se conoce como logarítmico o exponencial.

1. Fase de latencia: El crecimiento no es perceptible. Aumentan de tamaño; las bacterias se están adaptando a un nuevo medio (alrededor de 2 h).
2. Fase exponencial o logarítmica: Representa una velocidad constante y específica de crecimiento (aumento del número de microorganismos por sucesivas fisiones binarias).
3. Fase estacionaria: A medida que se agotan los nutrientes y se acumulan los metabolitos como producto de desecho, se paraliza el crecimiento. Más tarde se inicia la fase de declive, que representa la muerte de las células bacterianas.

Factores que Influyen en el Crecimiento Bacteriano

a. Factores Intrínsecos:

Dependen de las características y propiedades físico-químicas del alimento (es decir, dependen del alimento en el que se estén multiplicando las bacterias, por eso se llaman intrínsecas):

• Actividad del Agua (Aw)

  Indica la disponibilidad de agua de un determinado medio para las reacciones químicas, bioquímicas, los cambios de estado o las transferencias a través de membranas semipermeables. Su valor oscila entre 0 y 1.

  Aw = (Presión de vapor del agua en el interior del alimento) / (Presión de vapor del agua pura)

  Por tanto, lo determinante para el crecimiento bacteriano no es la cantidad de agua presente, sino la fracción de la misma que se encuentra disponible.

  La presión de vapor es una medida de la facilidad que tienen las moléculas de agua para escapar del alimento. Si pueden evaporarse hacia la atmósfera, deben estar también disponibles para las bacterias.

  Las bacterias patógenas prefieren valores aproximados a 0.99. Generalmente no pueden crecer por debajo de 0.95.

  • Alimentos frescos: Aw ≈ 0.99 (carne, pescados, leche, huevo)
  • Alimentos semihúmedos: Aw 0.70 – 0.80 (productos cárnicos, mazapanes, mermeladas)
  • Alimentos deshidratados: Aw ≈ 0.60 (alimentos deshidratados, liofilizados)

  Habrá que tener en cuenta los mecanismos de ósmosis, puesto que el citoplasma de un microorganismo es una solución acuosa. Si lo situamos en un medio muy diluido, se producirán fenómenos de turgencia y pueden llegar a estallar; y si lo situamos en un medio más concentrado, el flujo se realiza al revés, plasmólisis, con lo que se arrugará.

  Algunos microorganismos pueden desarrollarse en condiciones adversas:

  • Halófilos: Pueden crecer en presencia de sal.
  • Osmófilos: Capaces de crecer con elevadas concentraciones de compuestos orgánicos no ionizados, como azúcares.
  • Xerófilos: Tienen capacidad de crecer en alimentos con una Aw muy baja.

• pH (Acidez)

  Para todos los microorganismos hay un pH óptimo de crecimiento. Para la mayoría, este coincide con el pH próximo a la neutralidad. Algunos prefieren un pH más bajo (4 – 6), como las bacterias acéticas (vinagre) y lácticas, creando generalmente estas condiciones ellos mismos al producir ácidos a partir de los carbohidratos (por fermentación). Otros, como Vibrio, crecen en condiciones alcalinas (8.5 – 9.0). Las levaduras y los mohos crecen a pH ácidos.

• Potencial de Oxidorreducción (Redox)

  Un medio es oxidante cuando captura electrones y es reductor cuando los cede. El potencial óxido-reducción mide la facilidad por la cual el medio pierde electrones si es reductor, o los gana si es oxidante. El potencial redox indica las relaciones de oxígeno de los microorganismos vivos y puede ser utilizado para especificar el ambiente en que un microorganismo es capaz de generar energía y sintetizar nuevas células sin recurrir al oxígeno molecular.

  Dependiendo del mismo, los microorganismos se pueden clasificar en:

  • Aerobios: Necesitan oxígeno como aceptor final de electrones y un elevado potencial de oxidorreducción. Predominan en la superficie de los alimentos u otras zonas donde el aire se puede utilizar.
  • Aerobios o anaerobios facultativos: Pueden desarrollarse en ausencia o presencia de oxígeno (incluso en altas concentraciones). Ej.: Staphylococcus.
  • Anaerobios estrictos: Necesitan potenciales redox bajos o negativos; quedan inactivados en presencia de oxígeno. Ej.: Clostridium.
  • Microaerófilos o aerotolerantes: Son incapaces de respiración aerobia, pero pueden crecer en presencia de aire (concentraciones muy pequeñas de O₂). Ej: Lactobacillus.

• Nutrientes

  Los microorganismos necesitan para crecer, en general, nutrientes que los encuentran en los alimentos (fuente de carbono, nitrógeno, agua, minerales), exceptuando algún germen que necesita factores de crecimiento específicos.

• Estructuras y Barreras Protectoras

  Cubiertas de los alimentos que no dejan penetrar a los microorganismos. Ej.: cáscara del huevo.

b. Factores Extrínsecos:

Dependen de las características medioambientales en las que se encuentre el alimento (es decir, dependen del medio donde se pongan, por eso se llaman extrínsecas):

• Temperatura

  Las bacterias se pueden clasificar atendiendo a las temperaturas:

  • Psicrófilas: Son microorganismos que proliferan a bajas temperaturas. Temperatura óptima de 12 a 15 ºC. Ej.: Pseudomonas, mohos y levaduras.
  • Mesófilas: La mayoría de las especies patógenas. Proliferan a temperatura ambiente; 37ºC es la ideal. Temperatura óptima de 15 a 40 º C. Ej.: Salmonella.
  • Termófilas: Proliferan a altas temperaturas. Ej.: Clostridium.

• Humedad Relativa (Ambiental)

  Es la presión de vapor de agua en el medio ambiente de conservación. Se puede producir una migración del agua del alimento al medio o viceversa, influyendo por tanto en la estabilidad del alimento.

• Atmósfera Gaseosa

  Los gases que entran en contacto con los alimentos son fundamentalmente el oxígeno y el CO₂. El CO₂ tiene propiedades antimicrobianas.

Factores que Inciden en las Enfermedades de Transmisión Alimentaria

• Factores dependientes de la preparación culinaria, manipulación y elaboración deficiente, la refrigeración deficiente, la preparación con mucha antelación y los manipuladores infectados.
• Factores dependientes del almacenamiento y de la calidad de las materias primas.
• Factores dependientes de los hábitos alimentarios:
  • Hábitos positivos: Consumo de leche cocida, queso curado, cocción prolongada de alimentos, vegetarianismo.
  • Hábitos negativos: Consumo de carnes poco cocidas, leche cruda, carne de caza, conservas caseras, preparación de gran cantidad de alimentos.
• Factores dependientes de la producción animal: producción intensiva y masiva, y la utilización de piensos contaminados.
• Factores dependientes de los movimientos poblacionales: turismo, peregrinaciones, migraciones estacionales.

Peligros Biológicos en Alimentos

Se suelen clasificar en:

• Macrobiológicos: Son ocasionados por la presencia de moscas o insectos.
• Microbiológicos: Son causados por bacterias, virus, parásitos y hongos.

Intoxicaciones Alimentarias

Conceptos Clave en Toxicología Alimentaria

• Toxicidad: Capacidad inherente (por sus propias características) de una sustancia de producir un efecto nocivo en la población expuesta (enfermedad clínica, trastornos funcionales reversibles o irreversibles, destrucción de la vida).
• Riesgo: Probabilidad de que se dé un efecto adverso en la salud de la población expuesta, como consecuencia de la existencia de un peligro en un alimento.
• Intoxicación: Es el conjunto de alteraciones que origina un tóxico al interaccionar con un organismo vivo.
• Xenobiótico: Cualquier sustancia exógena o extraña al organismo y que, tras su interacción, pueda originar un efecto nocivo.

Clasificación de Xenobióticos

Se pueden distinguir dos grupos de xenobióticos en toxicología alimentaria:

• Endógenos o propios del alimento: Sustancias que se encuentran de forma natural en los alimentos o que se generan en la evolución natural.
• Exógenos o ajenos al alimento:
  • Componentes adicionados al alimento y sustancias generadas debido a la tecnología industrial o la contaminación ambiental.
  • Sustancias que resultan de una proliferación bacteriana o fúngica.
  • Derivados de interacciones entre el xenobiótico y el organismo (por ejemplo, medicamentos).

Tipos de Contaminantes Químicos

Atendiendo a su naturaleza química, los contaminantes se clasifican en:

• Inorgánicos: Cationes como plomo, cadmio, mercurio, yodo, cobre, silicio, selenio.
• Orgánicos: Plaguicidas, hidrocarburos halogenados, hidrocarburos aromáticos polinucleares, drogas de uso veterinario, materiales en contacto con los productos alimenticios o productos naturales.

Formas de Intoxicación

• Aguda: Se caracteriza por ser de corta duración y absorción rápida del tóxico. Dosis única o múltiple en un periodo no superior a 24 horas. Efecto letal, súbito o lesiones reversibles o persistentes.
• Subaguda: (Exposiciones frecuentes: días-semanas) Efecto nocivo sin manifestación clara, de curso subclínico (sin síntomas detectables u objetivables).
• Crónica: Exposiciones prolongadas. Patología asociada a fenómenos acumulativos o suma de efectos nocivos.

Parámetros de Toxicidad

• Dosis Letal 50 (DL50): Es la dosis que produce la muerte al 50% de los animales de experimentación en un periodo máximo de 15 días.
• Límites Máximos de Residuos (LMR): En el caso de los pesticidas y con el fin de proteger la salud de los consumidores, se define como la concentración máxima de residuos de pesticidas en alimentos, expresada en mg/kg, para que se permita legalmente su uso en la superficie o en la parte interna de productos alimenticios y piensos.
• Estudios Toxicocinéticos: Permiten estudiar la absorción, distribución, biotransformación y vías de excreción, sobre especies animales que posean rutas de metabolización similares a la humana.

Índices de Toxicidad

En función de los estudios experimentales, se obtienen los índices de toxicidad:

• NOAEL: Nivel (dosis) sin efecto adverso observable.
• LOAEL: Nivel más bajo con efecto adverso observado.
• LTE (Límite Tolerable de Exposición): También denominado Dosis o Ingesta Diaria Admisible (DDA o IDA), representa la dosis máxima diaria expresada en mg/Kg de peso que puede ingresar en el organismo durante toda la vida sin que produzca efectos tóxicos. Con objeto de extrapolarlos al ser humano, se divide y se define como la centésima parte de la dosis que no provoca efectos nocivos en las especies animales estudiadas.

Clasificación Detallada de Xenobióticos en Toxicología Alimentaria

a) Xenobióticos Endógenos (Tóxicos Presentes de Forma Natural en los Alimentos)

• Sustancias Antinutricionales

  • Factores que impiden el uso de proteínas, localizados en vegetales y animales (leguminosas, soja, patatas, huevos, etc.). Inhiben la acción proteásica digestiva.
    • El más conocido es el inhibidor de la tripsina (presente en la soja), que disminuye el crecimiento al impedir la proteólisis digestiva, aumentando el nitrógeno fecal. Los procesos culinarios desnaturalizan su efecto.
  • Inactivadores de vitaminas o antivitaminas
    • Avidina: Se encuentra en la clara de huevo y es capaz de fijar la biotina, afectando su disponibilidad. El complejo avidina-biotina presenta resistencia a los ácidos y álcalis, e incluso al calor moderado.
    • Tiaminasa: Presente en vísceras y pescados, degrada la tiamina (vitamina del complejo B), siendo responsable de parálisis, perturbaciones neurológicas, etc. Es termolábil.
    • Ácido ascórbico oxidasa: En pepinos, calabazas, melones, col, zanahoria, tomate, etc., destruye la vitamina C. Se inactiva por el calor.
  • Sustancias que impiden la asimilación digestiva y metabólica de minerales
    • Oxalatos: Presentes en espinacas, remolacha, chocolate, patata, etc. Fijan minerales como Ca, Mg y Zn. La intoxicación leve o moderada cursa con dolor abdominal, gastroenteritis, diarrea, vómitos, etc. También puede causar calculosis renal.
    • Fitatos: Se encuentran en muchas plantas, salvado de harinas, pan, pastas. Reducen la disponibilidad de minerales como Fe, Zn, Mg y Ca, produciendo retrasos en el crecimiento y maduración sexual en niños cuya dieta se basa en pan integral total (en zonas de África y Asia).
  • Sustancias antitiroideas
    • Tioglucósidos: Son sustancias antitiroideas (bociógenos) presentes en ciertos vegetales (coliflor, coles de Bruselas, escarola, lombarda, zanahoria, espinacas, brócoli) que impiden la formación de hormonas tiroideas debido a que compiten con el yodo en los receptores de la glándula tiroides.

• Tóxicos de Origen Vegetal

  • Glucósidos tóxicos: Favismo
    • Anemia hemolítica, fiebre de 39ºC, hemoglobinuria, anemia, reticulocitosis, ictericia, inflamación del bazo e hígado. En personas con deficiencia de la enzima glucosa-6-fosfato deshidrogenasa, al ingerir el haba se produce la hemólisis.
  • Hemaglutininas: Producen aglutinación de hematíes.
    • Fitohemaglutininas en soja, cacahuete y judías, se inactivan con la cocción.

• Tóxicos de Origen Animal

  • Saxitoxina: Bivalvos y cangrejos la acumulan al alimentarse de microalgas tóxicas (mareas rojas). Es neurotóxica y provoca parálisis que puede afectar a los músculos respiratorios.
  • Tetrodotoxina: Presente en peces (pez globo). En Japón y China provoca la muerte de cien personas al año por ataxia y parada cardiorrespiratoria.
  • Escombrotoxina: Es histamina concentrada presente en escómbridos (atún, sardinas, arenques y anchoas). Provoca cólicos, náuseas, vómitos, cefalea, escalofríos y urticaria debido a la histamina producida por la descarboxilación bacteriana (por malas condiciones de conservación a temperaturas superiores a 4ºC) del aminoácido histidina.

b) Xenobióticos Exógenos (Contaminantes Externos)

• Tóxicos Generados Durante la Preparación, Procesado y Almacenaje de los Alimentos

  • Tóxicos piroorgánicos: Hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAP) y aminas heterocíclicas.
  • Tóxicos derivados de la oxidación de grasas y aceites:
    • Formación de productos aromáticos (aldehídos, cetonas y éteres) en el proceso degradativo de los hidroperóxidos que producen malos olores y efectos antinutritivos.
  • Tóxicos derivados de la reacción de Maillard:
    • Modificaciones organolépticas, pérdida de biodisponibilidad de aminoácidos, génesis de efectos tóxicos, retraso en el crecimiento, disminución de los niveles de glucosa, diarrea, hepatotoxicidad, etc.
  • Toxicidad de los materiales en contacto con los alimentos:
    • La cerámica puede incorporar plomo o cadmio en forma de colores vivos o texturas.
    • Metales: aluminio o acero inoxidable. Se debe prestar atención al estañado interior de las latas en conservas ácidas.
    • Los plásticos: monómeros o polímeros de bajo peso molecular; por ello, lo ideal es utilizar polímeros superiores. Se evitará el calentamiento excesivo.
    • Los barnices de ciertas latas de conserva y los envases de papel-cartón reciclado contienen valores importantes de bisfenol A, moléculas que pueden migrar desde el material polimérico hacia el medio y que presentan un efecto hormonal estrogénico.

• Aditivos

• Sustancias Tóxicas de Origen Bacteriano y Fúngico

  • Toxiinfecciones alimentarias.
  • Micotoxinas.

• Sustancias Tóxicas Procedentes de Contaminación Ambiental

  • Pesticidas.
  • Metales.
  • Hidrocarburos clorados: Bifenilos policlorados y tetracloro-dibenzodioxina.

• Residuos de Medicamentos en Alimentos

Contaminantes Inorgánicos

La peligrosidad de los elementos minerales depende de la dosis. Se consideran metales peligrosos: arsénico, plomo, mercurio y cadmio, de los cuales se conoce perfectamente su toxicidad. Tienen carácter acumulativo y capacidad de biomagnificación (propagación sucesiva de la bioconcentración) en la cadena alimentaria. Se encuentran en mayor cantidad en productos de origen marino.

• Mercurio

  Las fuentes de contaminación son:

  • Los residuos emitidos directamente a la atmósfera.
  • Los residuos de uso industrial.
  • Los residuos de usos agrícolas.

  (Contaminación ambiental)

  Este metal no es frecuente en los alimentos, absorbiéndose mal la forma inorgánica y eliminándose rápidamente. Algunos de los derivados orgánicos, como los alquilmercurios, presentan una mayor incidencia como contaminantes en los alimentos y pueden ser absorbidos fácilmente en el intestino humano, sobre todo en la forma metilada, que se acumula en el cerebro.

  La intoxicación por mercurio puede causar envenenamiento agudo y crónico. Ocasiona un grave deterioro del sistema nervioso central y riñón, también estomatitis (inflamación de labios y boca), gingivitis, inflamación de esófago, estómago e intestino.

  A partir de la concentración en el cabello se obtienen los índices existentes en la sangre y en el cuerpo.

  Entre los alimentos más legislados se encuentran el pescado y los derivados de la pesca. Población de especial riesgo: mujeres embarazadas, mujeres en edad fértil, madres en periodo de lactancia y niños.

  Se acumula en crustáceos y moluscos y productos marinos (pez espada y atún).

• Arsénico

  Las fuentes de contaminación son:

  • Los residuos emitidos directamente a la atmósfera.
  • Los residuos de uso industrial y agrícola.
  • La suplementación mineral de los piensos.
  • Los residuos farmacéuticos.
  • Uso de aguas contaminadas.
  • Utilización de algas contaminadas.

  Provoca: alteraciones sobre el sistema respiratorio, gastrointestinal, cardiovascular y nervioso, además de cáncer (relacionado con el consumo de agua con gran contenido de arsénico).

• Cadmio

  Las principales causas de la presencia en los alimentos proceden de:

  • Residuos de usos industriales.
  • Residuos agrícolas.
  • Pigmentos de algunas vajillas.

  En el organismo se acumula en hígado y riñones.

  Se encuentra en alimentos de origen animal, así como arroz y trigo. Se acumula en ostras, mejillones y moluscos, por lo que se usan como especies indicadoras de Cadmio.

  La intoxicación provoca una enfermedad que se caracteriza por osteomalacia (desmineralización de los huesos), proteinuria y fuertes dolores en los huesos.

• Plomo

  Presente en los alimentos, puede tener su origen en:

  • Los gases de combustión de vehículos (el uso de gasolinas sin plomo ha reducido el plomo en los alimentos).
  • Los residuos de usos industriales y agrícolas.
  • Las migraciones desde recipientes de cocina, de porcelana o vidrio.
  • La migración desde envases metálicos.
  • La migración desde cañerías de aguas.

  La absorción tiene lugar a través del tracto gastrointestinal y del aparato respiratorio. Afecta al sistema nervioso central y periférico, provocando encefalopatías y parálisis (Saturnismo).

  Los síntomas son: náuseas, vómitos, temblores musculares y función renal deficiente.

Contaminantes Orgánicos

• Contaminantes Orgánicos Clorados

  Son contaminantes ambientales, lipofílicos, químicamente estables, de baja volatilidad y todos se han detectado en concentraciones muy bajas en tejidos grasos animales y en el ser humano.

  Proceden de la actividad industrial y se acumulan en vegetales, animales de pastoreo, carne, leche, huevo y pescado.

  Se incluyen en este grupo:

  • Bifenilos Policlorados (PCB)

    Los PCB se utilizaban de manera generalizada en numerosas aplicaciones industriales como material aislante en equipos eléctricos, aceites de transformadores o disolventes para plaguicidas o pinturas, hasta que se prohibieron en la mayoría de los países en el decenio de 1980.

    A pesar de que su uso se ha reducido (su uso sigue abierto en plaguicidas, sellantes, pinturas, etc.), los PCB se encuentran ampliamente difundidos en el medio como contaminantes (suelo, atmósfera, agua) por fugas de antiguos equipos eléctricos todavía en uso (transformadores, cables) o bien por el desecho inapropiado de equipos obsoletos. Como consecuencia de ello, pueden acumularse en los alimentos (sobre todo en la grasa animal), sedimentos de alcantarilla y fondos de aguas estancadas.

    Va aumentando su nivel constantemente a través de la cadena alimentaria (biomagnificación). La toxicidad de los PCB depende del número de átomos de cloro y la exposición prolongada provoca alteraciones en el sistema nervioso e inmunológico, cáncer de hígado y malformaciones en el feto.

  • Dibenzodioxinas Policloradas (PCDD)

    Son componentes oxigenados derivados de los bifenilos policlorados, que contienen de 1 a 8 átomos de cloro.

    Se originan por procesos de incineración y combustión de sustancias como el PVC en la industria química, fabricación de insecticidas y producción de papel (al blanquearlo con cloro). También se originan de manera natural en los volcanes e incendios forestales.

    Se acumulan en las grasas y son potentes cancerígenos y teratógenos. Después de la toxina botulínica, son de los xenobióticos que presentan mayor toxicidad.

• Hidrocarburos Aromáticos Policíclicos (HAP)

  Los Hidrocarburos Aromáticos Policíclicos (HAP) constituyen un conjunto de compuestos químicos formados por átomos de carbono (C) e hidrógeno (H) que contienen dos o más núcleos aromáticos.

  Se forman principalmente durante la combustión incompleta (pirólisis) de materia orgánica (Tª > 400°C) y se encuentran generalmente como una mezcla de dos o más de estos compuestos.

  La contaminación de los alimentos con este tipo de compuestos puede suceder de diversas maneras:

  • A partir de la atmósfera (incendios forestales, actividad volcánica, procesos industriales, calefacciones, incineradoras, etc.).
  • Mediante desecación directa de los cereales con gases de combustión.
  • Durante el asado a la brasa de los alimentos (carnes a temperaturas mayores a 400ºC se produce pirólisis de los hidratos de carbono y grasas).
  • Durante el ahumado de salchichas, jamón y pescados.
  • Durante el tostado del café.

  Se han identificado distintos factores que condicionan la concentración de HAP en los alimentos:

  • Naturaleza de la fuente de energía utilizada: se generan más HAP con carbón que si se utiliza una fuente de energía eléctrica.
  • Contacto más o menos directo de los alimentos con la fuente de calor. El goteo de la grasa del alimento sobre la fuente de calor y el contacto directo del alimento con las llamas propicia la formación de HAP.
  • Control de la temperatura: < 300°C (apenas existe formación de HAP), a 300°C – 400°C (límite crítico a partir del cual comienzan a formarse HAP).
  • La utilización de parafinas y aceites minerales derivados del petróleo para la lubricación de piezas en contacto con los alimentos en la industria, aumentan el contenido de HAP en dichos alimentos.
  • Composición nutricional del alimento: cuanto mayor sea el contenido de lípidos y proteínas, mayor cantidad de HAP se generan.
  • En el procedimiento de ahumado existen otros factores que también influyen en el contenido de HAP en los alimentos:
    • Tipo de humo:
      • Natural: genera más HAP.
      • Generado: son los denominados “aromas de humo”.
    • Tipo de ahumado:
      • Directo: genera más HAP puesto que no existe una filtración del humo previa a su puesta de contacto con el alimento.
      • Indirecto: sí existe un proceso previo de filtrado del humo.

  No obstante, existen otras vías de exposición humana, como por ejemplo el tabaco. Si bien el consumo de alimentos constituye la principal vía de exposición a los HAP en no fumadores, el tabaco representa una vía de exposición significativa en fumadores.

• Aminas Heterocíclicas (AHC)

  Solo se forman cuando los aminoácidos, los azúcares y la creatina reaccionan a altas temperaturas en los procesos de ebullición prolongada (brasas) y frituras o asado en la plancha o la parrilla de carnes y pescados principalmente.

  Las aminas heterocíclicas (AHC) y los hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAP) pueden dañar el ADN solo después de ser metabolizados por enzimas específicas del cuerpo, un proceso que se llama «bioactivación».

  Según los estudios, la actividad de esas enzimas, la cual varía de persona a persona, puede ser importante para los riesgos de cáncer asociados con la exposición a estos compuestos químicos.

  Los estudios demográficos no han establecido una conexión definitiva entre la exposición a aminas heterocíclicas y a hidrocarburos aromáticos policíclicos presentes en las carnes cocinadas y el cáncer en el ser humano. Una dificultad al llevar a cabo estos estudios es el problema para determinar el grado exacto de exposición que sufre cada persona a las AHC y a los HAP al comer carnes cocinadas.

  La variación individual en la actividad de las enzimas que metabolizan aminas heterocíclicas e hidrocarburos aromáticos policíclicos puede desembocar en diferentes grados de exposición entre las personas que ingirieron la misma cantidad de dichos compuestos químicos. Así también, la gente puede haberse expuesto a los HAP producidos por la contaminación ambiental (por ejemplo, combustión de gasolina) o por fumar, no solo por los alimentos.

  Aunque no hay pautas específicas sobre el consumo de aminas heterocíclicas y de hidrocarburos aromáticos policíclicos, las personas interesadas pueden reducir su exposición a dichos compuestos químicos al usar los siguientes métodos de cocinar:

  • Evitar exponer la carne directamente a las llamas o a una superficie caliente de metal y evitar cocinar por un periodo prolongado (especialmente a altas temperaturas) pueden ayudar a reducir la formación de aminas heterocíclicas y de hidrocarburos aromáticos policíclicos.
  • Usar un horno de microondas para cocinar la carne antes de exponerla a altas temperaturas puede también reducir significativamente la formación de AHC debido a que se reduce el tiempo de exposición de la carne a altas temperaturas para terminar de cocinarla.
  • Voltear la carne continuamente sobre la fuente de alto calor puede reducir considerablemente la formación de aminas heterocíclicas, en comparación con simplemente dejar la carne sobre dicha fuente sin voltearla con frecuencia.

• Pesticidas

  Bajo la denominación de pesticidas se comprenden todas aquellas sustancias que se utilizan para proteger a los cultivos y a los productos vegetales contra enfermedades, microorganismos dañinos, el ataque de los insectos y las malas hierbas. Se incluyen aquí herbicidas, fungicidas e insecticidas.

  La contaminación de los alimentos de origen vegetal puede ocurrir bien al tratar cosechas o bien de modo indirecto por captación desde el suelo, por residuos de cultivos anteriores, o bien a partir de la atmósfera.

  La contaminación de los alimentos de origen animal puede suceder por ingestión de piensos o por los agentes empleados en la limpieza de establos y cercas.

  Las vías de entrada de los pesticidas en el organismo son: la respiratoria, la dérmica y la digestiva.

  Los más importantes son:

  • Hidrocarburos clorados (organoclorados):
    • Son muy estables en el ambiente y liposolubles. Se depositan en el tejido adiposo humano. La leche humana es un buen indicador de la contaminación.
    • Hexaclorociclohexanos: lindano.
    • Ciclodienos: aldrín, dialdrín.
    • DDT (diclorodifeniltricloroetano).
  • Organofosforados:

    Inhiben la acción de la acetilcolinesterasa, cuya función fisiológica consiste en catalizar la hidrólisis de la acetilcolina. La inhibición da lugar a la acumulación de la acetilcolina, que mantiene la unión neuromuscular de los sistemas motor y parasimpático en un estado de permanente activación.

    Esto da lugar a síntomas tóxicos, con pérdidas de reflejos, del tono muscular (debilidad) y de la sensibilidad al dolor. Si los síntomas persisten varios días, se puede producir una insuficiencia respiratoria grave.

    Ejemplos:

    • Malatión.
    • Paratión.

  La mayoría de estos productos están prohibidos en muchos países por su acción tóxica a largo plazo (carcinógeno). Para los permitidos se establece la IDA (Ingesta Diaria Admisible), que es la centésima parte de la dosis máxima de plaguicida que no provoca un efecto nocivo en animales de experimentación.

• Medicamentos de Uso Veterinario

  La zootecnia utiliza medicinas de uso veterinario con fines no solo terapéuticos, sino también profilácticos y económicos. Estos medicamentos pueden quedar como residuos en los alimentos de origen animal y, al ser ingeridos por el ser humano, pasan a este, aunque en bajas concentraciones.

  Entre estos productos podemos distinguir: antibióticos y sustancias antimicrobianas, hormonas y productos hormonales, tireostáticos, tranquilizantes, beta-agonistas, etc.

  • Antibióticos: Se utilizan ampliamente como aditivos en el pienso y el agua de bebida de animales destinados a la producción de alimentos.

    Aceleran el crecimiento y favorecen un mayor aumento de peso en los animales que los consumen debido a la eliminación de organismos causantes de infecciones subclínicas, y a la menor destrucción y competencia por nutrientes en el tracto gastrointestinal por parte de los microorganismos. Como consecuencia, existe una mayor capacidad de adaptación de los animales a los cambios de alimentación y manejo, y una disminución de enfermedades causadas por el transporte y los cambios de ambiente, con lo cual se logran mayores ganancias de peso, con menor cantidad de alimento consumido, en periodos menores de tiempo.

    Con el fin de evitar problemas de inducción de resistencias o de residuos en los alimentos, la Unión Europea ha establecido listas de antibióticos que pueden ser utilizados como aditivos en la alimentación animal. En general, se trata de antibióticos que no se usan en terapéutica humana ni animal y que no se absorben en el tracto gastrointestinal.

    Tras la administración de antibióticos en veterinaria, es necesario respetar un plazo de espera o periodo de supresión antes de utilizar la carne, leche, huevos o cualquier producto animal, para que el antibiótico haya sido eliminado totalmente o que sus residuos se encuentren por debajo del límite máximo fijado en cada caso.

  • Anabolizantes: Son aditivos empleados para estimular la productividad de los animales, intensificando la biosíntesis de las proteínas.

    El uso de anabolizantes es motivo de gran preocupación por los peligros que ofrece a la salud y en la UE está prohibido su uso. Los más frecuentes los podemos reunir en 3 grupos:

    1. Los esteroides naturales (17 beta estradiol).
    2. Sustancias naturales con acción estrogénica / androgénica (testosterona).
    3. Beta-agonistas (clembuterol).

    Los efectos positivos sobre el animal son que aumentan el peso, disminuyen la grasa y aumentan el rendimiento en el sacrificio (mejora el índice de conversión).

    Los efectos negativos son taquicardias (aumento del ritmo cardiaco) y aumento de la temperatura rectal.

  • Tireostáticos: Actúan bloqueando la actividad secretora de la glándula tiroidea. Provocan aumento de peso y mayor retención de agua.
  • Tranquilizantes: Como el grupo de las benzodiazepinas (se usan antes de su transporte al matadero).

• Nitrosaminas

  Originadas en el procesado de los alimentos.

  Son compuestos que se pueden formar a partir de:

  • Aminas secundarias: en pescados (procesos de cocción y pirólisis de proteínas).
  • Ión nitrito: se usa como conservante en productos de charcutería. Tiene poder oxidante, oxida la hemoglobina en metahemoglobina, provocando cianosis en piel y mucosas, astenia, cefalea, vértigos, taquicardias, signos neurológicos.

  Las nitrosaminas son compuestos químicos que pueden formarse en los alimentos como resultado de la preparación y transformación de los mismos. Se originan por la reacción de una amina secundaria con nitritos en un medio ácido, favoreciéndose este proceso por la elevación de la temperatura.

  Bajo condiciones ácidas, los nitritos forman ácido nitroso (HNO₂) que se protona y se fragmenta generando agua y el catión nitrosonio (NO⁺).

  HNO₂ + H⁺ → H₂NO₂⁺ → H₂O + NO⁺

  Posteriormente, el catión podrá reaccionar con una amina y se producirá la nitrosamina.

  Estructura del grupo nitrosamina

  Las nitrosaminas tienen una acción cancerígena. Una fuente de contaminación de nitratos y nitritos en los alimentos es el uso de estos como aditivos alimentarios, esencialmente para la conservación de productos de charcutería.