¿En qué medida la variación del pH de la masa del pan puede

Colegio San Francisco de Paula
Nº Candidato: 001787-0007
¿En qué medida la
variación del pH de la
masa del pan puede
ensalzar el sabor del
mismo tras su cocción?
Nicolás Saux Díaz-Andreu
1. RESUMEN
El principal objetivo de esta investigación es determinar la influencia del pH de
la masa del pan integral en el sabor y apariencia del pan tras su cocción a través
del estudio de las reacciones de Maillard. Dichas reacciones ocurren entre un
aminoácido y un azúcar reductor temperatura alta. El resultado, tras varias etapas
intermedias son unos polímeros marrones llamados melanoidinas que realzan el
sabor amargo del pan. Así pues, la pregunta de investigación de esta memoria será:
¿En qué medida la variación del pH de la masa del pan puede ensalzar el
sabor del mismo tras su cocción?
En el estudio se ha modelado el proceso de formación de melanoidinas en la
harina integral de trigo usando triptófano como aminoácido y glucosa como azúcar
reductor y haciéndolos reaccionar a unos 90-100 ºC a diferentes pH controlados
mediante soluciones tampón. La aparición de melanoidinas y otros productos
intermedios se ha seguido mediante la espectroscopía UV-VIS.
El análisis de los resultados obtenidos permite concluir que la producción de
melanoidinas así como de otros productos precursores de la misma se ven
claramente favorecidas por un pH básico, y además de manera muy similar. Por lo
tanto, si vinculamos el sabor del pan a estas sustancias, éste se realzará si el pH de
la masa es básico.
(Recuento de palabras: 214)
1
Agradecimientos
Agradezco la ayuda que mi supervisor
D. Victor Jiménez y las auxiliares de
laboratorio me han prestado a lo largo
de la investigación.
2
2. ÍNDICE
1.
RESUMEN .............................................................................................................................. 1
2.
ÍNDICE.................................................................................................................................... 3
3.
INTRODUCCIÓN ..................................................................................................................... 4
3.1.
4.
Las reacciones de Maillard ............................................................................................ 5
EXPERIMENTACIÓN ............................................................................................................... 8
4.1.
Variables ........................................................................................................................ 8
4.2.
Materiales ..................................................................................................................... 8
4.3. Procedimiento (Adaptado de: Ajandouz, E., Tchiakpe, L., Dalle Ore, F., Benajiba, A. &
Puigserver, A. (2001) ................................................................................................................. 9
5.
HIPÓTESIS .............................................................................................................................. 9
6.
RESULTADOS ....................................................................................................................... 11
6.1.
Cualitativos .................................................................................................................. 11
6.2.
Cuantitativos ............................................................................................................... 12
6.3.
Datos procesados ........................................................................................................ 14
6.4.
Errores ......................................................................................................................... 15
7.
DISCUSIÓN ........................................................................................................................... 16
8.
CONCLUSIÓN ....................................................................................................................... 17
9.
BIBLIOGRAFÍA ...................................................................................................................... 18
3
3. INTRODUCCIÓN
Uno de los factores principales que caracterizan a las culturas y que por ello se
ha desarrollado al igual que otras cosas a lo largo del periodo de humanización es
la cocina. Además de esto, sabemos que durante los últimos siglos se han hecho
avances en la ciencia de tal forma que con ella se pueden explicar todos los
procesos que se dan en la cocina. Esto nos permite, a través de la química, analizar
los factores que influyen en los productos de cada una de las recetas.
Una de las características de los alimentos que nos permiten saber a simple
vista si un alimento está crudo o cocinado es el color del mismo, puesto que la
mayor parte de los cocinados padecen “manchas” marrones que dotan al alimento
de un sabor característico (amargo) de aquellos que se han sometido a altas
temperaturas. Algunos ejemplos de estos alimentos son la carne, el pan, el café, los
caramelos y el chocolate.
Figura 1 (izquierda): Galdón, R. (2012). La reacción de maillard (el secreto de un buen guiso).
[online] Retrieved from: http://omacatladas.com/2012/10/03/la-reaccion-de-maillard-el-secretode-un-buen-guiso/ [Accessed: 19 Feb 2014].
Figura 2 (derecha): José, M. (2013). Reacciones de maillard - vive la comida con
cocinoaconciencia.com. [online] Retrieved from: http://www.cocinoaconciencia.com/reaccionesde-maillard/ [Accessed: 19 Feb 2014].
Las reacciones químicas responsables de la aparición de dichas manchas
marrones se pueden clasificar como enzimáticas o no-enzimáticas. La investigación
se centrará en la segunda de dichas categorías puesto que se trata de la que da
lugar al sabor característico de la mayoría de los alimentos cocinados. En concreto,
queremos conocer la medida en que estas reacciones se ven afectadas por el pH al
que se dan, es decir, ¿En qué medida la variación del pH de la masa del pan
puede ensalzar el sabor del mismo tras su cocción?
(Schmidt, D., 2011)
4
3.1.
Las reacciones de Maillard
Existen dos tipos de reacciónes no-enzimáticas. Dichos tipos son la
caramelización y la llamada reacción de Maillard. La primera de ellas se da cuando
se calienta azúcar a una temperatura superior a su punto de fusión (se emplea para
producir caramelo, por ejemplo). En cambio, la reacción de Maillard se inicia con
la reacción entre un azúcar reductor y un
aminoácido, dando así lugar a una cadena
de reacciones complejas y finalmente
produciendo polímeros marrones que
dotaran
al
alimento
del
sabor
mencionado anteriormente (ocurre con la
carne, el pan, el café…). (Schmidt, D.,
2011)
Algunos ejemplos reales de cocina en los que se aprecia la reacción de Maillard
son el pan integral - al cocer la masa del pan, el carbonilo de los azúcares presente
en sus moléculas constituyentes reacciona con el grupo amino de los aminoácidos o la carne - proteínas presentes en ella como la miosina reaccionan con los
azúcares reductores que la carne contenga-. (De La Vega Ruiz, G., 2004)
El pan integral de trigo se hace con harina integral de trigo, levadura, agua y sal.
La harina contiene muchos aminoácidos, entre ellos, el triptófano (150 mg/100 g),
que se usará en esta investigación, y dos azúcares, sacarosa (0.31 g/100 g) y
maltosa (0.11 g/100 g). Es importante mencionar que la sacarosa no es reductora y
por tanto no puede dar la reacción de Maillard. En cambio la maltosa, formada por
dos glucosas sí lo es. En esta memoria utilizaremos triptófano y glucosa, para
evitar la complicación que implicaría considerar la hidrólisis ácida de la maltosa.
(Dietas.net. 2014)
La reacción Maillard comienza cuando el grupo carbonilo de la glucosa sufre la
adición nucleófila del grupo amino del triptófano:
OH
O
H
OH
OH
O
HN
NH2
+
O
HN
NH
HO
OH
OH
OH
OH
OH
HO
OH
OH
OH
Este producto sufre luego hidrólisis y termina formando una glucosilamina:
5
OH
OH
O
O
HN
NH
HN
OH
OH
N
HO
HO
HN
OH
OH
OH
OH
O
NH
OH
OH
O
OH
OH
OH
OH
OH
OH
+ H2O
En lugar de producir la glucosilamina, otra reacción que puede suceder es una
transposición de Amadori, reacción que tiene lugar a partir del compuesto central
del paso anterior y que está catalizada por bases. El resultado es una
aminodesoxicetosa
O
O
HN
HN
N
OH
HO
OH
OH
OH
NH
OH
HO
OH
OH
OH
OH
OH
OH
O
HN
NH
O
HO
OH
OH
OH
La formación del compuesto de Amadori va a dar paso a la siguiente fase de la
reacción de Maillard, la enolización, cuyos productos dependen del pH del sistema.
Si el pH es neutro o inferior a 7 (ácido) formará furfural o HMF mientras que a
valores de pH mayores que 7 se podrán formar una serie de productos altamente
reactivos como algunos productos de fisión (acetol, piruvaldéhido o diacetilo) o
reductonas. Estas sustancias pueden detectarse mediante espectroscopía UV-VIS
en el rango del ultravioleta. Seguidamente se sucederán el resto de las fases de la
reacción de Maillard que con la incorporación del nitrógeno a los productos tras la
condensación de grupos carbonilos con grupos aminos finalmente darán lugar a la
formación de polímeros de melanoidinas, detectables por espectroscopía UV-VIS
en el visible, pues son marrones. Dichos componentes van a dar lugar al sabor
característico de los alimentos cocinados. (Martins, S., Jongen, W. & Van Boekel, M.,
2001; Maillard reaction, 2004)
También es importante mencionar que parte de los productos intermedios
pueden sufrir la degradación de Strecker, que produce compuestos aromáticos
como las piridinas que también contribuyen al sabor y olor y sustancias reductoras
6
que pueden evitar la oxidación de los alimentos. (Rivera, J. A., 2008; Maillard
reaction, 2004)
La siguiente imagen representa un esquema de los procesos que se dan a lo
largo de la reacción:
Figura 1: Hodge, J.E. (1953)‘Chemistry of Browning Reactions in Model Systems’ in J. Agric. Food
Chem. 1, P.933
Las reacciones de Maillard no solo van a generar productos beneficiosos
para los alimentos. Por ejemplo, los zumos de fruta concentrados almacenados
durante largos periodos de tiempo comienzan a tener un color más cercano al
marrón y aparecen en ellos componentes indeseados en el zumo además de la
pérdida de nutrientes que esto conlleva. (Koca, N., Burdurlu, S. & Karadeniz, F.,
2003)
Como todas las reacciones químicas, la velocidad de la reacción de Maillard
se ve afectada de forma directamente proporcional por la temperatura, por lo que
hay casos en los que la reacción solo se desencadenará a partir de ciertas
temperaturas (Ajandouz, E., Tchiakpe, L., Dalle Ore, F., Benajiba, A. & Puigserver, A.,
2001). En cuanto al pH, también puede alterar la velocidad de la reacción (y por
tanto la cantidad de melanoidinas producidas en un determinado periodo de
tiempo). (R. Daniel, J., 2001).
7
4. EXPERIMENTACIÓN
4.1.
Variables
La variable independiente de mi experimento es el pH al que se desarrolla la
reacción de Maillard, lo cual será controlado con el uso de soluciones tampón, que
nos permitirán mantener el pH constante a lo largo de toda la reacción en cada una
de las muestras. En este caso se van a emplear cinco soluciones tampón de
diferente pH (3, 4, 7, 10 y 12).
La variable dependiente será la cantidad de productos generados por la
reacción que se dará inicialmente entre triptófano y glucosa, que cuantificaremos
por su absorbancia tanto a la luz ultravioleta (294nm, representativa de los
productos intermedios de la reacción) como a la luz visible (420nm, que
representa la cantidad de melanoidinas producidas al final de la reacción puesto
que con ellos la solución adquiere pigmentos marrones), dado que según la ley de
Lambert-Beer, la absorbancia de una muestra es directamente proporcional a la
concentración del absorbente. Para ello será empleado un espectrofotómetro
ultravioleta-visible.
Con el objetivo de que la variable independiente sea la única influyente en los
resultados de la dependiente el resto de variables serán controladas. La primera de
ellas es la temperatura a la que se someten las muestras, que se mantendrá
constante para todas las muestras con el uso de una gradilla de tubos de ensayo
que se introducirá en un baño termostático que mantendrá la temperatura
constante en el intervalo de 90-100ºC. Además, serán constantes en todas las
soluciones tanto el volumen de las mismas (3 mL) como las cantidades de
triptófano y glucosa en ellas (0,0306 g y 0,0270 g respectivamente), de forma que
la posible cantidad de productos de todas las reacciones sea la misma y pueda
evaluarse la velocidad a la que se produce cada reacción. Como hemos visto antes,
los productos de la reacción de Maillard incluyen algunos productos volátiles, por
lo que para preservar en la mayor medida posible el conjunto de los compuestos
producidos durante la reacción es preciso que los tubos de ensayo en los que se da
estén tapados.
4.2.
-
Materiales
Soluciones tampón de pH: 3, 4, 7, 10, 12 marca Panreac.
Pipetas de 5 mL.
Cronómetro.
Propipeta.
Espectrofotómetro UV-vis marca Milton roy (modelo Spectronic 1001 plus).
Baño termostático.
Cubetas de cuarzo.
8
-
Triptófano (C11H12N2O2) marca Scharlau.
Glucosa (C6H12O6) marca Scharlau.
Gradilla.
Rotulador.
Termómetro.
Agua destilada.
Balanza electrónica.
Tubos de ensayo.
Algodón.
Hielo.
4.3.
Procedimiento (Adaptado de: Ajandouz, E., Tchiakpe, L., Dalle Ore, F.,
Benajiba, A. & Puigserver, A. (2001)
1. Llenamos el baño temostático con agua y ajustamos su temperatura a 95 ºC.
2. Preparamos disoluciones equimolares 0,1 M de triptófano y glucosa en 3mL
de solución tampón de pH 3, 4, 7, 10 y 12 disolviendo en dicha cantidad de
tampón 0,0306g de triptófano y 0,0270g de glucosa, pesados en una balanza
electrónica de precisión.
3. Tapamos cada tubo con un trozo de algodón.
4. Colocamos los tubos de ensayo en una gradilla.
5. Preparamos un vaso grande de hielo y agua.
6. Una vez alcanzada la temperatura de trabajo en el baño termostático,
introducimos la gradilla con los cinco tubos y activamos el cronómetro.
7. Tras 5 minutos en el baño, sacamos la gradilla del baño termostático y la
introducimos en el baño con hielo para “congelar” la reacción.
8. Tras un minuto en el vaso con hielo, extraemos de cada tubo una alícuota, la
vertemos en una cubeta de cuarzo, y medimos la absorbancia de cada
muestra a las dos longitudes de onda mencionadas anteriormente frente a
un blanco construido por la misma mezcla de sustancias pero sin calentar.
9. Tras ello, devolvemos la disolución a los tubos y continuamos la reacción en
el baño, repitiendo las medidas de absorbancia a los 15, 30, 60 y 90 minutos
de reacción.
5. HIPÓTESIS
Sabemos que la reacción de Maillard va a iniciarse con la condensación de un
azúcar reductor con un amino ácido vital, lo cual significa que el nitrógeno del
grupo amino va a donar su pareja suelta de electrones al carbono del grupo
carbonilo del azúcar reductor. Es decir, va a donar sus electrones a un elemento
electropositivo del sistema, el cual será el carbono del grupo carbonilo puesto que
9
es de carga positiva parcial al ser un enlace covalente dativo el que se da entre el
oxígeno y el carbono. Es por esto que si tenemos en cuenta la definición de ácido de
Bronsted-Lowry según la cual un ácido es un compuesto que dona protones
podemos deducir que si las condiciones en las que se encuentra el grupo amino
son ácidas (de pH menor que 7), el nitrógeno donará sus electrones al protón H+
del ácido antes que al carbono parcialmente positivo del grupo carbonilo,
imposibilitando así el inicio de la reacción de Maillard. Por lo tanto, pienso que
cuanto mayor sea el pH de las condiciones en las que se da la reacción, mayor será
la cantidad de melanoidinas producidas en un determinado intervalo de tiempo, de
forma que la velocidad a la que aumenta la absorbancia de las muestras a 420nm
será mayor para las soluciones de pH más alto.
Otro factor que me lleva a establecer la afirmación anterior es el hecho de
que, como vemos tanto en la Figura 2 como en la explicación previa, si las
condiciones son básicas, tras la fase de la enolización se forman una serie de
productos altamente reactivos, por lo que serán más propensos a desencadenar el
resto de las reacciones constituyentes del conjunto de la de Maillard. Además de
esto, en el esquema de la reacción vemos como hay más posibles caminos hacia el
producto final de las melanoidinas para condiciones básicas que para condiciones
ácidas o neutras y concretamente, una las posibles vías en condiciones básicas es
aquella en la que tras la enolización se forman productos de fisión, en cuyo caso no
es necesaria la introducción de otras sustancias para continuar con la reacción al
contrario que en el resto de las vías a través de las cuales puede darse la reacción
de Maillard.
Es decir que, según la hipótesis anterior, en un intervalo fijo de tiempo (de
1h y media en el experimento) se formarán más melanoidinas cuanto mayor sea el
pH de la solución tampón en la que se desarrolla la reacción por lo que la
absorbancia final de los productos obtenidos será mayor en las muestras de pH
alto que en las de pH bajo. Además de esto, al ser mayor la cantidad de
melanoidinas producidas en un determinado intervalo de tiempo en condiciones
básicas o de pH alto, la velocidad de su producción también lo será, por lo que en
una representación gráfica de la absorbancia de las muestras frente al tiempo de
reacción transcurrido el gradiente de las gráficas correspondientes a las reacciones
de pH alto será más brusco/de mayor inclinación que en las gráficas
representativas de las reacciones que se dieron en condiciones ácidas.
En cuanto a la absorbancia de las muestras a 294nm, como esta es
representativa de la cantidad de productos intermedios de la reacción y el pH al
que se da dicha reacción influye únicamente en su desencadenamiento (la
condensación del azúcar reductor), dicha absorbancia también será mayor en un
determinado periodo de tiempo cuanto mayor sea el pH de la solución, de forma
que la velocidad de incremento de la misma también lo será.
10
6. RESULTADOS
6.1.
Cualitativos
El cambio del color de cada una de las muestras puede analizarse también
cualitativamente. En la siguiente tabla vemos el cambio de color apreciable en las
muestras a lo largo del experimento:
Tiempo
/min.
5
15
30
60
90
pH = 3
pH = 4
Transparente
Transparente
pH = 7
Transparente
con un ligero
toque
amarillento
Transparente
Transparente Transparente
con un ligero
toque
amarillento
Transparente
Transparente Transparente
con un ligero con un toque
toque
amarillento
amarillento
Transparente
Transparente Translúcido
con un ligero con un ligero amarillento
toque
toque
amarillento
amarillento
Transparente
Transparente Translúcido
con un ligero con un toque amarillento
toque
amarillento
amarillento
pH = 10
pH = 12
Transparente
con un ligero
toque
amarillento
Translúcido
amarillento
Transparente
con un toque
amarillento
Translúcido
naranja
Translúcido
marrón
Translúcido
naranja
Translúcido
marrón oscuro
Translúcido
marrón
Translúcido
marrón oscuro
Translúcido
naranja
La incertidumbre en los tiempos es muy pequeña, y cualquier posible error
se dará por igual en todas las muestras, al tratarse todas a la vez, de modo que
incluso aunque fuese considerado, sería de tipo sistemático. Por eso, de ahora en
adelante no se mostrará el error temporal en las representaciones de los datos que
veremos posteriormente.
Además de esto, otros datos apreciables a lo largo del experimento han sido
los olores de las muestras. En las reacciones dadas a pH=10, tras los 30 minutos de
reacción las muestras tenían cierto olor desagradable (similar al del pescado en
mal estado) muy parecido al de las muestras de las reacciones de pH=12 tras los
30 minutos aunque estas últimas lo tenían de menor intensidad. En cuanto al resto
de las muestras, no desprendían ningún olor característico.
11
6.2.
Cuantitativos
Volumen de cada solución: 3,00ml ±0,05ml
Masa de triptófano: 0,0306g ±0,0001g
Masa de glucosa: 0,0270g ±0,0001g
Tabla 1: Absorbancia a 294nm de cada muestra con el paso del tiempo
Tiempo (min.)
pH = 3
pH = 4
pH = 7
pH = 10
pH = 12
5
3,297
3,311
3,415
3,488
3,595
15
3,455
3,482
3,847
4,272
4,834
30
3,606
3,723
4,226
4,881
5,651
60
3,720
3,896
4,582
5,293
6,173
90
3,792
3,971
4,834
5,644
6,599
Tabla 2: Absorbancia a 420nm de cada muestra con el paso del tiempo
Tiempo (min.)
pH = 3
pH = 4
pH = 7
pH = 10
pH = 12
5
0,002
0,005
0,046
0,145
0,256
15
0,003
0,045
0,357
0,882
1,323
30
0,012
0,092
0,490
1,354
2,032
60
0,026
0,142
0,538
1,632
2,478
90
0,051
0,189
0,592
1,921
2,895
12
Gráfica 1: Tendencias logarítmicas del cambio de absorbancia a 294nm de cada
muestra frente al tiempo de reacción transcurrido.
7
6,5
pH3
Absorbancia
6
pH4
pH7
5,5
pH10
5
pH12
4,5
Logarítmica (pH3)
Logarítmica (pH4)
4
Logarítmica (pH7)
3,5
Logarítmica (pH10)
3
Logarítmica (pH12)
0
20
40
60
80
100
Tiempo/min. ±0,001s
Gráfica 2: Tendencias logarítmicas del cambio de absorbancia a 294nm de cada
muestra frente al tiempo de reacción transcurrido.
pH3
3,5
pH4
3
pH7
Absorbancia
2,5
pH10
pH12
2
Logarítmica (pH3)
1,5
Logarítmica (pH4)
1
Logarítmica (pH7)
Logarítmica (pH10)
0,5
Logarítmica (pH12)
0
0
-0,5
20
40
60
80
Tiempo/min. ±0,001s
13
100
6.3.
Datos procesados
Podemos tener una estimación de la velocidad inicial y media a las que se
incrementa la absorbancia de cada solución y por lo tanto la concentración de las
sustancias absorbentes, con respecto al tiempo realizando los cocientes entre el
primer valor de absorbancia y el tiempo empleado en llegar a él, y entre el último
valor y el tiempo total de reacción.
Tabla 3: Velocidad inicial y media del incremento de la absorbancia a 294nm en
cada solución.
Solución
Velocidad inicial/
Velocidad media/
·103
pH = 3
659,4
pH = 4
662,2
pH = 7
683,0
·103
42,1
44,1
53,7
pH = 10
697,6
62,7
pH = 12
719,0
73,3
Tabla 4: Velocidad inicial y media del incremento de la absorbancia a 420nm en
cada solución.
Solución
Velocidad inicial/
Velocidad media/
·103
pH = 3
0,4
pH = 4
1,0
pH = 7
9,2
·103
0,6
2,1
6,6
pH = 10
29,0
21,3
pH = 12
51,2
32,2
Velocidad de aumento de la absorbancia/
(abs./min.)·1000
Gráfica 3: Velocidad inicial a la que incrementa la absorbancia de una solución en
función de su pH.
730
80
720
70
710
60
700
50
690
40
680
30
670
20
660
10
650
0
0
5
10
Velocidad
inicial/(abs294nm/min.)•1000
Velocidad inicial/
(abs420nm/min.)•1000
Lineal (Velocidad
inicial/(abs294nm/min.)•1000)
Lineal (Velocidad inicial/
(abs420nm/min.)•1000)
15
pH
Las pendientes de cada recta de regresión representan el efecto del pH sobre la
velocidad del aumento de la absorbancia:
14
-
Pendiente de la recta de regresión de la Velocidad inicial a 294nm = 6,45
Pendiente de la recta de regresión de la Velocidad inicial a 420nm = 5,45
Gráfica 4: Velocidad media a la que incrementa la absorbancia de una solución en
función de su pH.
Velocidad de aumento de la
absorbancia/ (abs./min.)·1000
80
70
60
Velocidad
media/(abs294nm/min.)•1000
50
40
Velocidad
media/(abs420nm/min.)•1000
30
Lineal (Velocidad
media/(abs294nm/min.)•1000)
20
10
Lineal (Velocidad
media/(abs420nm/min.)•1000)
0
-10
0
5
10
15
pH
Las pendientes de cada recta de regresión representan el efecto del pH sobre la
velocidad del aumento de la absorbancia:
-
Pendiente de la recta de regresión de la velocidad media a 294nm = 3.38
Pendiente de la recta de regresión de la velocidad media a 420nm = 3.46
6.4.
Errores
Como ya hemos visto anteriormente, la incertidumbre generada por el
cronómetro es despreciable. Aun así existen otros factores que pueden haber
generado error en los resultados obtenidos. El primero de ellos es la incertidumbre
de las masas y volúmenes empleados para el experimento, de forma que sabiendo
la incertidumbre de cada instrumento empleado podemos calcular el error
porcentual o relativo que se ha generado:
E=
Pipeta: ±0,05ml // Error del volumen de cada solución: E =
Balanza eléctrica: ±0,0001g //Error de las masas:
-
Glucosa: E =
-
Triptófano: E =
= 0,3%
= 0,3%
15
= 1,6%
Etotal = 2,6%
7. DISCUSIÓN
En primer lugar, podemos observar tanto en las tablas 1 y 2 como en sus
gráficas que queda corroborada la hipótesis formulada puesto que la absorbancia
final de los productos de cada muestra va a ser mayor para las soluciones de pH
alto. Esto nos permite por una parte afirmar, con referencia a las absorbancias a
420nm que la cantidad de melanoidinas producidas es mayor cuanto mayor sea el
pH al que se producen puesto que, por ejemplo, la diferencia entre la absorbancia
final a 420nm de la solución de pH=12 y la de la solución de pH=3 es abismal
(2,895-0,051 = 2,844).
Además de esto, podemos ver en los datos procesados que la velocidad inicial
es mayor para las soluciones de pH alto, lo cual demuestra además de que existe
una relación de proporcionalidad directa entre la cantidad de productos en las
primeras etapas y su pH, es decir, que el pH es determinante para el
desencadenamiento de la reacción de condensación de la glucosa, lo cual confirma
la teoría expuesta acerca de la influencia de los protones H+ en dicha condensación.
También cabe mencionar que la velocidad tanto inicial como media de
incremento de las absorbancias a 294nm es ligeramente mayor que la de las
absorbancias a 420nm. Esto puede ser debido a que las reacciones de terminación
del mecanismo tienen una cinética más lenta, acumulándose así productos
intermedios en el medio.
Los datos cualitativos también nos permiten deducir la misma conclusión que
los cuantitativos, ya que el aumento de pigmentos marrones con el paso del tiempo
se hizo notar en todas las reacciones y en mayor medida en aquellas de mayor pH.
Aun así, sabemos también que el olor característico de las soluciones de pH=10 y
12 tras los 30 minutos de reacción se mostró más intenso en la de pH=10 que en la
otra, pero puede ser debido a que el momento en el que retiramos la solución de
pH=10 esta se encontraba en el estadio de la reacción en el que las piridinas
(compuestos aromáticos de olor similar al descrito) acababan de producirse
mientras que la de pH=12 ya había superado esta fase y es por esto que su olor era
menos intenso y su absorbancia a 420nm mayor que la de la otra muestra.
Las pendientes de las rectas de regresión representativas de la velocidad a la
que incrementan las absorbancias a 294 y 420nm de cada solución en función del
pH cuantifican la relación que mantiene dicha velocidad con el pH al que se da la
reacción y es por esto que, una vez más, queda demostrado que la cantidad
productos de la reacción de Maillard entre triptófano y glucosa se incrementa si lo
hace el pH al que se da. Concretamente, en el caso de la producción de
melanoidinas con una proporción media de 3,46 (ud. abs. · 103/min.)/ud. pH. En
cuanto a los productos intermedios de la reacción también se puede afirmar que la
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velocidad a la que se forman es directamente proporcional al pH al que se
desarrolla dicha reacción con una proporción media de 3,38.
Aun así, quedan sin resolver algunas cuestiones pertinentes a lo largo de la
investigación. La primera de ellas es el efecto que tendría el pH en la masa del pan
en su completo, puesto que solo se ha tenido en cuenta la reacción de Maillard que
se da entre el triptófano y la glucosa perteneciente a la maltosa, pero no entre el
triptófano y la propia maltosa o entre los otros aminoácidos de la harina y la
maltosa. Estos estudios podrían ser objeto de estudio por terceras personas en el
futuro. Además de esto, las reacciones de Maillard no son las únicas responsables
del sabor y apariencia del pan integral por lo que quedan por estudiar la influencia
del pH en el resto de las reacciones
El método empleado ha demostrado ser adecuado para el fin descrito, sin
embargo, no es capaz de distinguir compuestos individuales, sino grandes
categorías. Se podría tener un mejor conocimiento si se usaran métodos
cromatográficos para cuantificar la composición de las mezclas.
8. CONCLUSIÓN
-
-
Se ha verificado que existe una relación de proporcionalidad directa entre la
velocidad de la reacción de Maillard y su pH, de tal modo que cuanto mayor
sea el pH, más rápida es la reacción.
Los datos cinéticosparecen indicar que las reacciones de terminación del
mecanismo son algo más lentas que las intermedias.
El sabor amargo del pan integral quedará ensalzado en mayor medida por
la cantidad de melanoidinas producidas en él durante su cocción cuanto
mayor sea el pH de su masa, con una proporción media de 3,46 (ud. abs. ·
103/min.)/ud. pH, siendo en esta proporción las unidades de absorbancia
representativas de la cantidad de melanoidinas producidas.
(Recuento de palabras: 3933)
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