Antinutrientes en alimentos
Cuando ingerimos alimentos, además de los nutrientes mayoritarios, agua, carbohidratos, lípidos y proteínas, obtenemos otros componentes que pueden resultar beneficiosos para nuestra salud o no.
Según J. Bello (2000) la ciencia de los alimentos fue sufriendo cambios a lo largo de los siglos, distinguiendo este tres etapas principales.
Una primera de corte más naturalista, desde los escritos de Hipócrates (s. V a.C.) hasta el s. XVIII d. C., manteniendo la idea de la existencia de un nutriente único universal en cada alimento.
Una segunda etapa, dominada por las importantes aportaciones del químico Lavoisier (17431794) y de otros químicos (Magendie, Gay Lussac, Kjeldahl, Liebig, Wilcock y Hopkins), que lograron establecer las primeras nociones sobre la composición química de los alimentos, la relación con su valor nutritivo y describieron diversas técnicas analíticas.
Una tercera etapa, que nos lleva al momento actual, la preocupación se ha venido centrando en desarrollar nuevos sistemas de conservación de alimentos, o nuevos procesos de elaboración de alimentos manteniendo su valor nutritivo, en investigar los nuevos tóxicos y otros peligros que puedan surgir de esa modernización de técnicas, en cómo abastecer de alimentos inocuos y nutritivos a una población creciente en número, en educar a los consumidores finales y en intentar dar respuesta a problemas sociales relacionados (modernos tipos de desnutrición, fraudes alimentarios, relación entre alimentación y situación económica...).
Los alimentos pueden presentar en su composición sustancias que no funcionan como nutrientes con algún tipo de efecto beneficioso para la salud.
Así, se han atribuido dichos beneficios a alimentos comunes en la dieta humana como los productos lácteos probióticos, a los pescados grasos, al salvado de varios cereales, a compuestos presentes en los cítricos, a los pescados grasos, a la fibra dietética, a las uvas tintas, a las verduras crucíferas, a bebidas fermentadas (cerveza y vino), al ajo, la cebolla y una diversidad de frutas y vegetales.
En general, dichas propiedades se deben a efectos particulares en el organismo de aminoácidos, péptidos y proteínas, de ácidos grasos insaturados (mono o poliinsaturados), a algunos carbohidratos, a sustancias fitoquímicas variadas, a sustancias antioxidantes y al efecto de agentes probióticos (bacterias ácidolácticas y bifidobacterias).
Alimentos que contienen uno de estas sustancias con un efecto terapeútico, son conocidos como alimentos funcionales.
Los humanos aprendieron desde tiempos remotos mediante "ensayo y error" qué alimentos debían eludir y cuáles eran aptos para el consumo, además de apetecibles desde el punto de vista sensorial. Esto condicionó los primeros hábitos alimentarios de la humanidad.
Pero no todos los tóxicos en los alimentos generan efectos agudos: algunas sustancias ejercen su acción a largo plazo, provocando toxicidad crónica en el individuo que no es consciente de este riesgo o no relaciona los problemas de salud crónicos con el consumo de ese alimento particular y continúa ingiriéndolo.
Podemos distinguir sustancias:
1. Con efectos beneficiosos para la salud
Son numerosos y entre ellos destacan: la fibra dietética (soluble e insoluble), oligosacáridos, azúcares polialcoholes (sorbitol, lactitol, manitol), ácidos grasos poliinsaturados, compuestos fenólicos (polifenoles, fenoles y otros), carotenoides, fitosteroles y fitoestanoles, fitoestrógenos (isoflavonas, resveratrol), lecitinas y colina, péptidos y proteínas, glucosinolatos, indoles, isotiocianatos, vitaminas y minerales (en consumos superiores a las IDR), probióticos (bacterias ácidolácticas).
2. Con efectos nocivos para la salud
Son aquellos componentes que originan enfermedades infecciosas, intoxicaciones o toxiinfecciones, dependiendo del agente implicado. Son: sustancias tóxicas naturales, contaminantes biológicos o químicos, sustancias añadidas como aditivos alimentarios o sustancias tóxicas formadas en los procesos tecnológicos.
Las sustancias tóxicas naturales abundan en los alimentos de origen vegetal. En este caso suelen ser sustancias producidas durante el metabolismo secundario de la planta (aquellas reacciones metabólicas que no le son indispensables para mantener la vida). En los alimentos de origen animal también se encuentran sustancias tóxicas, especialmente en alimentos de origen marino. Los compuestos tóxicos también llegan a los alimentos a través del procesado tecnológico de los mismos o por contaminación del medio ambiente en el que se han producido.
Hay que destacar que la adición de los aditivos suele ser intencionada, mientras que la presencia de contaminantes (bióticos o abióticos) suele ser accidental o involuntaria.
Y hay que considerar el nivel de exposición al tóxico: hay sustancias que ingeridas a baja concentración no son tóxicas pero sí lo son a partir de cierto nivel de concentración; pero a pesar del elevado número de tóxicos potenciales, muchos de origen natural no alcanzan ese umbral de toxicidad. Suele haber un margen de seguridad, unos límites en los que la sustancia consumida en el alimento no será tóxica, aunque si una sustancia presenta un escaso margen, con alta probabilidad será tóxico su consumo.
El problema viene porque no se conoce, por lo general, cuál es el consumo medio por persona y día de cada tóxico concreto. Los tratamientos culinarios también amplían considerablemente el número de compuestos con posible toxicidad.
También podemos encontrar sustancias presentes de forma natural en un alimento que actúan provocando una pérdida de nutrientes esenciales o bien interfiriendo con su utilización metabólica posterior en el cuerpo humano. Es decir, ejercen su acción en el propio alimento o en el tracto digestivo del consumidor del alimento. A todas estas sustancias se les llama antinutrientes.
A diferencia de otras sustancias tóxicas, estas no implican toxicidad aguda ni un serio riesgo para la salud.
En las dietas occidentales ordinarias, según Fennema (2000), hay cinco tóxicos relevantes que se encuentran en vegetales u hortalizas de consumo habitual: solanina (patatas), cucurbitacina E (pepinos, calabazas), nitratos (espinacas, acelgas, hortalizas de hoja verde), linamarina y lotaustralina (yuca, judía de Lima).
La mayoría de ellas son antinutrientes. No se consideran de consumo ordinario innumerables hierbas tóxicas ni setas venenosas, aunque también contienen compuestos tóxicos naturales.
Según los efectos de estos compuestos se pueden clasificar como:
Tóxicos con efectos nocivos (no compensables con aporte suplementario de nutrientes). Encontramos aquí sustancias con actividad estrogénica, hematotóxicos, neurotóxicos y sustancias cancerígenas.
Sustancias estrogénicas. Sustancias pertenecientes a tres grupos grupos químicos (isoflavonas, cumarinas y lactonas del ácido resorcíclico) con una estructura química semejante a la de la hormona estradiol. No suelen constituir un peligro por su presencia en bajas concentraciones en los vegetales.
Sustancias hematotóxicas. En las habas (semilla de Vicia faba) se encuentran tóxicos (dos tipos de pirimidinas: vicina y convicina) que producen favismo en personas sensibles por deficiencia congénita de la enzima glucosa6fosfatodeshidrogenasa. Causan una anemia hemolítica. Las lectinas (fitohemaglutininas) son proteínas vegetales con capacidad para aglutinar los eritrocitos. Están en legumbres (soja, semillas de ricino, judía), lentejas y guisantes.
Sustancias neurotóxicas. La solanina de las patatas tiene actividad anticolinesterasa y puede afectar al sistema nervioso y al digestivo. Las semillas de la almorta (Lathyrus sativus) contienen aminoácidos no proteicos que provocan latirismo, cursando con dolores musculares, parálisis de extremidades inferiores y otros trastornos neurológicos.
Sustancias cancerígenas. Muchas sustancias vegetales son potencialmente cancerígenas, como se ha demostrado en experimentos con animales. Destacan: hidrazinas (producidas por setas), safrol (azafrán, nuez moscada, canela, macis, pimienta negra), estragol (anís, hinojo, albahaca), algunos polifenoles (de tipo flavonoide), ácido cafeico (manzana, berenjena, granos de café tostados, uvas, endivias, apio, absenta, romero, anís...), ácido clorogénico (granos de café tostados), sesamol (semillas de sésamo) y otros.
Otro grupo destacable son las toxinas fúngicas, procedentes de hongos y setas. Los compuestos tóxicos sintetizados por hongosfilamentosos basidiomicetos o ascomicetos con cuerpo fructífero macroscópico (setas) son toxinas con acciones tóxicas inmediatas en el organismo (con periodo de latencia corto, unas 3 horas desde el consumo hasta la aparición de síntomas) o bien con acción tóxica retardada ( periodo de latencia más largo, de unas 10 horas desde el consumo o incluso, varios días tras el consumo).
Las sustancias de acción rápida suelen provocar efectos gastrointestinales (gastroenteritis) o efectos sobre el sistema nervioso (alucinaciones, delirios, síntomas similares a un estado de embriaguez), efectos cardiovasculares o hemolíticos.
En estos casos, en general la intoxicación se soluciona tratando los síntomas que produce. Algunos de estos compuestos son ácido iboténico, muscimol y muscazona, psilocina y psilocybina, muscarina y coprina (el consumo conjunto con alcohol potencia la acción tóxica de esta sustancia). Las especies de setas implicadas pertenecen a los géneros Entoloma, Tricholoma, Boletus, Onphalotus, Lactarius, Russula, Scleroderma, Amanita (A. muscaria), Inocybe, Clitocybe, Psylocibe, Coprinus (C. atramentarius), Paxillus.
Las toxinas de acción retardada, por el contrario suelen producir cuadros graves o muy graves (mortales) por ser sustancias con acción tóxica sobre el hígado (hepatotóxicas) o el riñón (nefrotóxicas). Las especies implicadas pertenecen a los géneros Amanita ( A. phalloides, A. verna, A. virosa), Galerina ( G. autumnalis, G. marginata, G. venenata), Gyromitra (G. gigas, G. esculenta), Cortinarius ( C. orellanus, C. speciosissimus). Las toxinas implicadas incluyen las amatoxinas o amanitinas (octapéptidos cíclicos responsables de la intoxicación por Amanita), falotoxinas (de Amanita, de escasa importancia clínica), orellaninas (de Cortinarius) o giromitrinas. Las amatoxinas son termoestables, lo que incrementa su peligrosidad.
A diferencia de las setas tóxicas que requieren la ingestión de las mismas como alimento para que haya efectos en el organismo, las micotoxinas, metabolitos secundarios de origen fúngico producidas por hongos microscópicos, provocan intoxicaciones por consumo de alimentos contaminados con ellas, pudiendo estar presente el hongo o no.
Los pescados y mariscos de la dieta suelen ser la fuente más común de algunos compuestos tóxicos de origen animal. Dichos compuestos son inherentes al propio animal, fabricados por él o bien adquiridos por el animal por contaminación externa del medio ambiente.
Según Bello (2000) y AlonsoCalleja (2014) las principales intoxicaciones alimentarias con toxinas marinas de origen animal son:
1. Acantoxicosis:
La intoxicación se produce por manipulación de peces que tienen órganos lesionantes, como espinas , en relación o no con glándulas venenosas. Algunos peces segregan mucus para recubrir su piel con compuestos tóxicos (ej. lampreas).
2. Ictiotoxicosis:
Causadas por consumo de algunas especies de peces, en los que la toxina se halla en el músculo, en la sangre, en las vísceras o en las gónadas, bien por ser producida por el animal o bien por adquisición desde el ambiente (contaminación, alimentación, factores estacionales, factores ambientales...).
Origen intrínseco: el tóxico es producido endógenamente por el animal.
El ejemplo más conocido es la intoxicación por tetrodotoxina o fugutoxina, una toxina de estructura química compleja presente en los ovarios, huevos (huevas) e hígado del pez globo (Tetraodon spp.) y de otras especies de diodóntidos, todos ellos muy apreciados en la gastronomía de Japón. La comercialización de estos peces está prohibida en la Unión Europea.
Tiene efectos inhibitorios sobre la transmisión del impulso nervioso, provocando náuseas, vómitos, ansiedad, parálisis, descoordinación muscular, pérdida de consciencia y finalmente parada cardiorrespiratoria que causa la muerte al individuo.
Es una de las neurotoxinas naturales más potentes conocidas (tasa de mortalidad del 60%), con solo 1 mg puede causar lesiones graves, es termoestable y no se puede elaborar un antídoto contra ella por no ser antigénica.
Origen extrínseco: las sustancias tóxicas provienen del medio, siendo ingeridas o absorbidas por el animal, que las acumula en su interior, en diversos órganos.
Como ejemplos destacan la intoxicación por toxinas ciguateras y la intoxicación por aminas vasopresoras o aminas biógenas .
En el primer tipo, determinados peces de zonas tropicales ingieren microorganismos dinoflagelados (Gambierdiscus toxicus) que segregan la toxina y las acumulan, o bien peces más grandes ingieren otros peces que han acumulado las toxinas previamente; se han aislado cuatro compuesto tóxicos distintos (ciguatoxina, ciguaterina, maiotoxina y una toxina insoluble en agua de unos 1.500 Da). Provocan trastornos gastrointestinales y posteriormente trastornos cardiovasculares y neurológicos diversos, pudiendo en ocasiones ser mortales.
La intoxicación por aminas vasopresoras o aminas biógenas se debe a la acumulación de histamina en la carne de diversos pescados grasos, por una descarboxilación del aminoácido histidina mediada por microorganismos alterantes presentes en el pescado mal conservado. Se asocia al consumo de pescados escómbridos (Familia Scombridae), entre los que se encuentran la caballa, el atún, la sardina y los boquerones, pero puede darse así mismo en otros peces grasos como el salmón o el pez espada. Los síntomas incluyen cólicos abdominales, náuseas, vómitos y diarreas, a veces acompañados de enrojecimiento cutáneo, urticaria, cefalea y escalofríos .
3. Mitilotoxicosis:
producidas por la ingestión de moluscos que por su caracter de animales alimentados mediante filtración del agua del mar; acumulan toxinas producidas por ciertas especies de algas dinoflageladas (Dinophysis spp.), presentes en su alimento (fitoplancton) en determinadas épocas del año o bajo ciertas condiciones ambientales, que originan un rápido crecimiento de estos microorganismos ("mareas rojas"). La intoxicación sucede frecuentemente por ingestión de mejillones contaminados con estas algas, si la materia prima no ha pasado controles oficiales. Por ello, las técnicas analíticas actuales y los controles sanitarios de este alimento antes de su salida al mercado suelen evitar intoxicaciones debidas a esta causa a los consumidores.
La intoxicación por saxitoxina, un alcaloide complejo, es un ejemplo de mitilotoxicosis por consumo de moluscos bivalvos. Existen diferentes tipos de toxinas con diversos efectos (paralizantes, diarréicos o amnésicos).
Los antinutrientes o sustancias antinutritivas pueden encontrarse en alimentos de origen animal o vegetal, aunque la mayoría procede del último origen. Como ya se ha mencionado, impiden la absorción de otros nutrientes o interfieren su uso metabólico en el cuerpo, o directamente causan la pérdida de algún nutriente esencial.
Por el tipo de acción de interferencia que realizan se clasifican en
Inhibidores de enzimas
Específicos: se unen a enzimas específicas. Por ejemplo, sustancias inhibidoras de la amilasa (en legumbres), inhibidores de la invertasa que degrada la sacarosa (en maíz o en la patata), inhibidores de proteasas tripsina, quimotripsina, plasmina, carboxipeptidasa, etc presentes en la soja, los guisantes, el arroz, la avena, el trigo o los cacahuetes. De origen animal destacan compuestos antitripsina en el calostro y el ovomucoide del huevo. La mayoría de estas sustancias se destruye con los tratamientos térmicos culinarios.
No específicos: destacan los taninos vegetales, que se unen de forma no específica a enzimas digestivas y las inactivan.
2. Sustancias que interfieren la captación de minerales
Ampliamente distribuidas en frutas, verduras y cereales. No suelen causar intoxicaciones agudas pero pueden resultar peligrosas en individuos con malnutrición. Destacan:
Sustancias bociógenas: interfieren en la utilización de yodo (tioglicósidos como la linamarina de la mandioca) o en la síntesis de hormonas tiroideas (la goitrina, presente en vegetales del género Brassica coles, berza, coliflor, mostaza, brécol y del género Raphanus rábanos).
Ácido oxálico: ácido fuerte, impide la absorción de potasio, sodio, calcio, hierro, magnesio, fósforo y
cobre. Está en el café, el cacao, el té, las espinacas, las patatas y la remolacha. Son alimentos descalcificadores.
Ácido fítico: ácido fuerte, forma sales insolubles con metales divalentes como el calcio y el magnesio, impidiendo du absorción. Está presente en el tegumento de semillas como el trigo, el arroz, el maíz. La enzima fitasa de algunos alimentos lo puede inhibir, a 60o C y pH 5,5, por lo que el cocinado puede disminuir el contenido en ácido fítico en esas condiciones.
3. Antivitaminas. Destruyen vitaminas o disminuyen su acción en el organismo. Destacan:
Ácido ascórbico oxidasa: oxida la vitamina C a ácido dicetoglucónico y otros compuestos sin actividad vitamina C. Presente en cucurbitáceas, lechuga, espinacas, patatas, zanahorias y guisantes. Es una enzima activa a pH 4,6 y temperaturas de unos 15o C, pero se inhibe su actividad a temperaturas superiores, motivo por el que se escaldan muchos vegetales antes de ser procesados.
Actividad antitiamina (anti B1): son derivados hidroxifenólicos de estructura variable. Presentes en pescados, moluscos, crustáceos, semillas de mostaza, pimienta, té, café, fresas, etc.
Actividad antibiotina (anti B8): la avidina, una sustancia del huevo, tiene esta acción. Se destruye con la cocción del huevo.
Niaciógeno: es un precursor del ácido nicotínico (vitamina B3), presente en el maíz,
que no se digiere en el estómago y por tanto, no se podrá formar el ácido nicotínico. La harina de maíz necesita de una hidrólisis alcalina previa para evitar la acción antinutritiva descrita.
4. Sustancias con actividad antinutritiva polivalente
Destacan los taninos y la fibra dietética.
Los taninos son inhibidores inespecíficos de enzimas digestivas, forman complejos insolubles con proteínas de la dieta, haciéndolas no digeribles. También disminuyen la biodisponibilidad del hierro y de otras vitaminas (B12, vitamina A, tiamina). Están en frutas inmaduras, legumbres, café, té, cacao o vinos. Sin embargo, actualmente tienen la consideración de compuestos con interés como ingrediente funcional. La fibra, aunque hoy se considera también un ingrediente funcional y tiene propiedades saludables, provoca un aumento de la fracción no digerida de alimentos, arrastra nutrientes a su paso por el intestino y disminuye la absorción de los mismos.
Fuentes y Bibliografía
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