Ácidos grasos trans de origen industrial: consumo y posibles sustitutos vs. ácidos grasos trans "naturales". Ignacio Vieitez; Bruno Irigaray; Cecilia Pérez y María A. Grompone ivieitez@fq.edu.uy Laboratorio de Grasas y Aceites, Departamento de Ciencia y Tecnología de los Alimentos, Facultad de Química, Universidad de la República. General Flores 2124, 11800, Montevideo, Uruguay. Resumen: Los ácidos grasos trans (AGT) se encuentran en aceites parcialmente hidrogenados. Una alta ingesta de ellos tiene consecuencias adversas sobre la salud, en particular, aumenta el riesgo de enfermedades cardiovasculares. La OPS, integrante de la OMS, debatió sobre el tema Las Américas libres de AGT. Se concluyó que se debe eliminar la ingesta de AGT de producción industrial y se recomendó sustituirlos por ácidos grasos insaturados. Solamente en los casos en los que, por razones tecnológicas, no se puede realizar dicha sustitución, se recomendó sustituirlos por ácidos grasos saturados. La OPS recomendó un contenido máximo de 2% de trans en aceites vegetales y margarinas untables, y un máximo de 5% para las grasas y los aceites que se utilizan como ingredientes en alimentos. A nivel MERCOSUR, se estableció como obligatoria la inclusión del contenido total de ácidos grasos trans en el etiquetado nutricional de los alimentos envasados. En consecuencia, es imprescindible analizar los alimentos que contienen AGT y sus propiedades térmicas para su posible sustitución. A diferencia de los AGT de origen industrial, se debe valorizar a los trans "naturales" como el trans-vaccénico (TVA) y el ácido linoleico conjugado (CLA). Ambos son reconocidos por su efecto beneficioso en la salud humana. Aparecen en las grasas lácteas y en las carnes de rumiantes que no han sufrido modificación industrial. En el presente trabajo se analizó la composición en ácidos grasos y el comportamiento térmico del material graso extraído de diversos alimentos que se comercializan en Uruguay: margarinas, chocolates, alfajores, helados con cobertura de chocolate, galletitas, productos de panaderías, masas para hojaldres y productos lácteos (mantecas y quesos). El máximo valor de AGT totales encontrado en uno de los materiales grasos para la elaboración de productos de panadería fue 17.3%. Sin embargo, la mayoría de ellos presentó valores cercanos al 7%, y el AGT principal encontrado fue el TVA con un promedio de 4.3%. 1.- Introducción: La ingestión de grasas saturadas produce un aumento de la colesterolemia, mientras que, en general, las grasas insaturadas la disminuyen, aunque no todas actúan de la misma forma. Los ácidos grasos saturados, a excepción del ácido esteárico, promueven un aumento del colesterol total y de las colesterol-lipoproteínas de baja densidad (LDL), y en menor proporción elevan las colesterol-lipoproteínas de alta densidad (HDL) (Bonanome et al., 1988; Kris-Etherton et al., 1997). Los ácidos grasos trans provocan un aumento de las LDL pero con una marcada disminución de las HDL (Khosla et al., 1996; Aro et al., 1997). Por lo tanto, hay un cierto efecto beneficioso en la sustitución de ácidos grasos trans por saturados, dado que estos
últimos compensan parcialmente su efecto negativo (aumento de las LDL) con un aumento de las HDL (mientras que los trans las disminuyen). Dicha sustitución es mejor si se trata del ácido esteárico ya que su presencia no provoca un efecto ni negativo ni positivo desde el punto de vista del colesterol. Por esto, en numerosos trabajos se afirma que la ingesta de los ácidos grasos trans está asociada con un aumento del riesgo de enfermedades cardiovasculares, ya que ellos actúan de una manera similar a la de los ácidos grasos saturados (especialmente palmítico, mirístico y láurico) en el metabolismo humano. La alta ingesta de ácidos grasos trans tiene otras consecuencias adversas sobre la salud: aumentan el riesgo de desarrollo de cáncer mamario en mujeres postmenopáusicas, modifican la fluidez de las membranas celulares, inhiben a algunas enzimas hepáticas, pueden provocar un cierto tipo de diabetes, etc. También se ha encontrado que inhiben la desaturación del ácido linoleico (18:2 cis-9, cis-12), lo cual afecta la biosíntesis del ácido araquidónico (20:4); este último es importante, entre otras razones, para el crecimiento tisular (Grompone, 2005; Valenzuela, 1997; Van Duijn, 2001; Sébédio et al., 2001; Beers et al., 2004; Hunter, 2004; Scheeder, 2007; Vieitez et al.,2010). Una revisión completa y actualizada de los efectos de los ácidos grasos trans y de las recomendaciones de la OPS se encuentra en Uauy et al. (2009). Los ácidos grasos insaturados de origen vegetal poseen mayoritariamente una configuración cis. Los ácidos grasos insaturados provenientes de animales poligástricos contienen una pequeña proporción de isómeros trans (no superior al 3-4%), fundamentalmente trans-vaccénico y el ácido linoleico conjugado (CLA), producidos por la acción biohidrogenante de los microorganismos del rumen, pero sus efectos sobre la salud humana son generalmente considerados como beneficiosos y deben ser diferenciados de los de los otros ácidos grasos trans originados industrialmente. El CLA es una mezcla de isómeros geométricos y de posición, todos conjugados, del ácido linoleico normal (18:2 cis-9, cis-12). El isómero cis-9, trans-11 es el más abundante en los productos lácteos encontrándose en un 90% del total de los constituyentes del CLA. Muchos trabajos publicados que remarcan la importancia de los CLA, asocian su consumo con efectos hipocolesterolémicos, anticarcinogénicos, antioxidantes, de mejora del sistema inmune, de reducción del peso corporal, etc. (Sanhueza et al., 2002). La industria alimentaria usa la hidrogenación parcial de aceites para modificar sus propiedades físicas y para aumentar su estabilidad oxidativa pero ésta genera ácidos grasos trans, como una reacción lateral. En consecuencia, la principal fuente de ácidos grasos trans se encuentra en los alimentos manufacturados que contienen aceites vegetales parcialmente hidrogenados: margarinas, galletitas dulces y saladas, golosinas, barras de cereales, baños de repostería, coberturas de helados, alfajores cereales precocidos para niños, etc. (Peterson et al., 2006). La Organización Panamericana de la Salud (OPS), elaboró recomendaciones enfocadas hacia la reducción de los ácidos grasos trans de producción industrial, es decir, originados en los procesos de hidrogenación parcial de aceites. También recomendó su sustitución por ácidos grasos insaturados y solamente cuando por razones tecnológicas ello no fuera posible, su sustitución por saturados. Este es el caso de aquellos alimentos donde el material graso cumple, además, funciones de soporte físico. Teniendo en cuenta las recomendaciones de la OPS y las propiedades físicas que requieren algunos alimentos, muchos fabricantes están optando por utilizar materiales grasos con un alto contenido de saturados y bajo contenido de trans. Las medidas reglamentarias recomendadas por la OPS son: un
contenido máximo de 2% de trans en aceites vegetales y margarinas untables, un máximo de 5% para las grasas y los aceites que se utilizan como ingredientes en alimentos. A nivel de MERCOSUR a partir del año 2006, se estableció como obligatoria la inclusión del contenido de grasas trans en la información brindada en el etiquetado de los alimentos envasados. Estudios previos realizados en alfajores mostraron que el chocolate utilizado en su cobertura frecuentemente está elaborado con sustitutos o símiles de la manteca de cacao, especialmente aceites vegetales parcialmente hidrogenados. En la mayoría de los materiales grasos utilizados en la cobertura de alfajores uruguayos el contenido de trans fue elevado (Grompone et al., 2007): superior a 25% en 6 marcas de las 9 analizadas. Las coberturas de chocolate de alfajores de procedencia Argentina (Grompone et al., 2007) mostraron niveles de ácidos grasos trans inferiores al 10% pero su contenido en ácidos grasos saturados fue elevado. Por lo tanto, para lograr las propiedades físicas del material graso adecuadas para este tipo de alimento, la disminución del contenido de grasas trans se debió compensar con un aumento no proporcional de las grasas saturadas. Es decir, desde el punto de vista tecnológico, para algunas aplicaciones alimentarias, no es posible disminuir simultáneamente el contenido de ácidos grasos saturados y de trans. Por todos estos motivos en el presente trabajo se estudió la composición en ácidos grasos por cromatografía de gases y el comportamiento térmico por calorimetría diferencial de barrido del material graso extraído de de diversos alimentos que se comercializan en Uruguay. 2.- Materiales y métodos: Todos los alimentos analizados fueron adquiridos en comercios de Montevideo. El material graso de los productos lácteos fue extraído mediante la técnica de Röse- Gottlieb mientras que los alimentos no lácteos fue extraído en frío con una mezcla de hexano e isopropanol en relación 3:2. Los ésteres metílicos de los ácidos grasos se prepararon según técnica IUPAC 2.301 y se analizaron en un cromatógrafo de gases marca Shimadzu modelo 14B equipado con una columna capilar SP 2560 (Supelco) y con un detector de ionización de llama (FID). El programa de temperatura empleado fue el siguiente: temperatura inicial de 90ºC durante 2 minutos, aumento hasta 175ºC con una velocidad de 20ºC/min y permanencia durante 35 minutos a esa temperatura final; elevación de temperatura desde 175ºC hasta 240ºC con una velocidad de 15ºC/min y permanencia a esa temperatura final durante 25 minutos. El comportamiento térmico de los materiales grasos se determinó por calorimetría diferencial de barrido (DSC), en un equipo marca Shimadzu modelo 50, equipado con una unidad para enfriar con nitrógeno líquido (LTC 50). Las muestras (de aproximadamente 15 mg) se pesaron exactamente en cápsulas de aluminio. Se templaron en un freezer a -20ºC durante 48 horas, antes de la corrida en el calorímetro. Con el empleo del software adecuado se calculó el contenido de sólidos (%) en función de la temperatura. 3.- Resultados y Discusión: En el presente trabajo solo se discutirán los resultados obtenidos con productos de panaderías dado la extensión permitida. Bizcochos (tipo pan con grasa) y galletas malteadas:
Se ha realizado un relevamiento de 20 panaderías de Montevideo donde se compraron bizcochos y galletas malteadas. En la Figura 1 se presentan el contenido total de lípidos y la composición en ácidos grasos correspondientes a los materiales grasos utilizados en galletas malteadas. El contenido de ácidos trans presentó una variabilidad importante al igual que el contenido de lípidos que presentó un rango de 10% a 33%. Algunas materiales grasos presentaron 1.3% de ácidos grasos trans mientras que otros llegaron a un 17.3%. Sin embargo, la mayoría de ellos presentaron un contenido total de ácidos grasos trans del entorno del 6%. 1 2 Figura 1.- Contenido de ácidos grasos para diferentes materiales grasos utilizados en la manufactura de galletas malteadas. Figura 2.- Contenido de grasa y contenido de isómeros trans en los materiales grasos utilizados en la manufactura de galletas malteadas. En la Figura 2 se muestran los ácidos grasos de manera discriminada en transvaccénico, CLA y otros ácidos grasos trans, se encuentra que el contenido de CLA sumado al trans-vaccénico son la mayor parte de los ácidos grasos trans. Estos ácidos grasos, CLA y trans-vaccénico se vinculan a efectos benéficos sobre la salud humana. El aporte de otros ácidos grasos trans en la mayoría de las muestras está en el rango de 0.9% a 1.9%. El material graso con un 17.3% de trans totales fue el que presentó el contenido de otros ácidos grasos trans mayor, 6.3%. Cabe mencionar, que esta muestra presenta un contenido de saturados menor. La muestra 13 presentó un perfil de ácidos grasos notoriamente diferente al resto ya que el contenido de ácidos grasos saturados y trans fue bajo no presentando CLA ni trans-vaccénico. Este material graso presentó un alto contenido de ácido linoleico por lo que se presume que se debe de tratar de un aceite y no una grasa. La Figura 3 presenta el contenido de lípidos y la composición en ácidos grasos para los materiales grasos utilizados en la manufactura de los pan con grasa. El rango de contenido de material graso se encuentra entre el 20% y el 44%. El contenido de material graso promedio para las muestras de pan con grasa fue de 31.5% mientras que para el caso de las galletas malteadas fue de 17.0%. A su vez, el contenido de trans totales fue similar para todas la muestras y presentó un rango de entre 4.5 y 7.0%. La Figura 4 muestra la discriminación de los diferentes ácidos grasos trans. Los ácidos grasos trans sin incluir el CLA y el trans-vaccénico se encuentra en el rango de 1.2% a 2.1% este rango es similar al obtenido para las galletas malteadas.
3 4 Figura 3.- Contenido de ácidos grasos para diferentes materiales grasos utilizados en la manufactura de los pan con grasa. Figura 4.- Contenido de grasa y contenido de isómeros trans en los materiales grasos utilizados en la manufactura de pan con grasa. El comportamiento térmico de los materiales grasos utilizados en las galletas malteadas se muestra en la Figura 5. Dichos perfiles presentaron diferencias marcadas. Por ejemplo, la muestra 13 correspondiente a la muestra más insaturada de acuerdo con la composición mostrada anteriormente presentó un pico importante en la zona de los -28 ºC terminando de fundir en el entorno de los 20ºC. En el resto de las muestras se observaron diferencias en la temperatura de aparición de los diferentes picos así como también en la intensidad de los mismos. Sin embargo, estas muestras presentaron todas un final de fusión en el entorno de los 48 ºC. En la Figura 6 se presenta el contenido de sólidos para las muestras anteriores. Se puede observar lo anteriormente mencionado respecto a los comportamientos térmicos, además de que existe una notable diferencia entre la muestra 13 y el resto. Si se realiza una comparación del comportamiento térmico a 20 ºC se observa que el contenido de sólidos posee una amplia variación entre 0 % y 65 %. Algunas de las muestras funden a la temperatura corporal lo cual es deseable para evitar la sensación desagradable en la boca característica de grasas duras. 5 6 Figura 5.- Termogramas correspondientes a materiales grasos utilizados en la elaboración de galletas malteadas. Figura 6.- Contenido de sólidos para los materiales grasos utilizados en la elaboración de galletas malteadas. 4.- Conclusiones: La ingesta mayor de trans proviene de alimentos que contienen altas proporciones de aceites parcialmente hidrogenados. Sin embargo, todas las muestras de panaderías estudiadas presentan un alto contenido de CLA y TVA, lo cual es un atributo positivo, que las diferencia de los productos de panadería de otros países. A la inversa, el contenido de trans (no beneficiosos) no es relevante, lo que sugiere que no se utilizaron grasas parcialmente hidrogenadas mayormente en estos productos. Los resultados están de acuerdo con el contenido relativamente alto de CLA y TVA del sebo bovino uruguayo y de la grasa de la leche, lo cual se atribuye al sistema de alimentación basado en pasturas naturales.
El estudio del comportamiento térmico de los materiales grasos aporta una información valiosa para el fabricante a los efectos de la elección de posibles sustitutos de bajo contenido de trans. Existe cierta relación entre los resultados obtenidos de la composición en ácidos grasos y los respectivos termogramas para las muestra analizadas. Para mantener un cierto comportamiento térmico adecuado al producto a elaborar, el industrial se ve en la disyuntiva de usar un aceite parcialmente hidrogenado con un contenido relativamente alto de isómeros trans, o utilizar un material graso de bajo contenido de trans pero alto contenido de saturados. Como los ácidos grasos trans aportan al contenido de sólidos del material graso a temperatura ambiente, su eliminación implica, necesariamente, un aumento del contenido de saturados. 5.- Bibliografía: 1- Aro, A.; Jauhiainen M.; Partanen R.; Salminen L. and Mutanen M. (1997). Stearic acid, trans fatty acid, and dairy fat: effects on serum and lipoprotein lipids, apolipoproteins, lipoprotein (a), and lipid transfer proteins in healthy subjects. Am. J. Clin. Nutr. (65) 1419-1426. 2- Beers, A. and G. Mangnus (2004). Hydrogenation of edible oils for reduced trans-fatty acid content. Inform (15) 404-405. 3- Bonanome, A. and Grundy S.M. (1988). Effect of dietary stearic acid on plasma cholesterol and lipoprotein levels. N. Engl. J. Med. (318) 1244-1248. 4- Grompone, M. A. (2005) Importancia de los isómeros trans en la industria de las grasas y los aceites. Rev. Ing. Quím. (28) 5-15. 5- Grompone, M. A., Irigaray, B., Vieitez, I., Veira, J., Dobroyán, M., Urruzola, N. (2007). Contenido de ácidos grasos trans en algunos alimentos de consumo frecuente en Uruguay. Carnes y Alimentos (Uruguay) (8) (24), 5-13. 6- Hunter, J. E. (2004). Alternatives to trans fatty acids in foods. Inform (15) 510-512. 7- Khosla, P. and Hayes K. C. (1996). Dietary trans-monounsaturated fatty acids negatively impact plasma lipids in humans: critical review of the evidence. J. Am. Coll. Nutr. (15) 325-339. 8- Kris-Etherton, P. M. and Yu S. (1997). Individual fatty acid effects on plasma lipoproteins: human studies. Am. J. Clin. Nutr. (65) (5 Suppl.): 1628S-1644S. 9- Peterson, G., Aguilar, D., Mesa, M., Jáuregui, P., Díaz, H., Simi, M., Tavella, M. (2006). Ácidos grasos trans en alimentos consumidos habitualmente por los jóvenes en Argentina. Arch Pediatr Urug (77) 59-66. 10- Sanhueza J., Nieto S., Valenzuela A. (2002). El ácido linoleico conjugado: un ácido graso con isomería trans con efectos beneficiosos para la salud humana. A&G (12) 214-220. 11- Scheeder, M. R. l. (2007). About the trans-(hi)story. Inform (18) 133-135. 12- Sébédio, J. L. y J.-M. Chardigny (2001). Ácidos grasos poliinsaturados trans: aspectos metabólicos. A&G (11) 227-231. 13- Uauy, R., Aro, A., Clarke, R., Ghafoorunissa, R., L Abbé, M., Mozzaffarian, D., Skeaff, M., Stender, S. and Tavella, M. (2009). WHO Scientific Update on trans fatty acids: summary and conclusions. European Journal of Clinical Nutrition 63, S68-S75. 14- Valenzuela, A. (1997). Efectos biológicos y nutricionales de los ácidos grasos trans cuánto es mito y cuánto es realidad? A&G (7) 263-270. 15- Van Duijn, G. (2001). Aspectos técnicos de la reducción de ácidos grasos trans en margarinas. A&G (11) 387-391. 16- Vieitez, I., Irigaray, B., Urruzola, N., Grompone, M.A. (2010). Grasas trans en chocolates o en alimentos con cobertura de chocolate. C&A - Carnes & Alimentos, (11) 33, 15 21. Datos del autor: Ignacio Vietez Osorio: Ingeniero en Alimentos y Doctor en Química. Profesor del Laboratorio de Grasas y Aceites, del departamento de Ciencia y Tecnología de los Alimentos, Facultad de Química, Universidad de la República, en régimen de dedicación exclusiva a la Universidad. Trabaja en al área de Química y Tecnología de Grasas y Aceites y Biodiesel habiendo realizado diferentes presentaciones en Congresos así como publicaciones en revistas con referato internacional. Se destaca la realización de la Tesis de Doctorado: Transesterificación en alcoholes supercríticos como alternativa para la producción de biodiesel. Contribución en un área novedosa para Uruguay que ha permitido la aparición de las primeras publicaciones de autores uruguayos en dicha área. También, ha participado en otras líneas y proyectos de investigación como el estudio de la estabilidad oxidativa de materiales grasos y biodiesel, la catálisis enzimática aplicada al biodiesel y el estudio de alimentos con grasas trans y sus propiedades térmicas.