Gluten, ácidos grasos Omega-3, sucralosa, cafeína, acrilamida, etcétera, son términos que aparecen casi a diario en la prensa y en la televisión con referencia a lo que comemos. También, la información nutricional en los envases de alimentos nos habla de grasas saturadas, azúcares, fibra y otros componentes. Para qué decir la lista de ingredientes donde hay nombres químicos como propilenglicol, que hasta nos cuesta pronunciar. Al fin de cuentas, todos estos términos se refieren a moléculas y, nos guste o no, esto es lo que comemos y lo que nuestro cuerpo utiliza. Aunque este es un curso fundamentalmente orientado a la ingeniería en los alimentos y no a la química de los alimentos, no podemos soslayar que las estructuras comestibles y los cambios que introducimos en la práctica culinaria tienen su sustento en las moléculas que componen las materias primas, los productos y los platos. Esta clase tiene como objetivo dar una noción básica de los principales grupos de moléculas en los alimentos y compartir una nomenclatura común y científicamente correcta, que te haga entender más fácil la clase que viene y aproximarte al mundo de los alimentos y la gastronomía. En específico, te hablaremos de los principales grupos de moléculas que componen nuestros cuerpos y los alimentos, de qué manera se encuentran en la naturaleza y sus principales transformaciones en la cocina. Trataremos de hacerlo de un modo simple, pero riguroso, usando algunas expresiones que aparecen en la literatura científica, de modo que puedas expandir tu conocimiento accediendo a esta fuente inagotable de conocimiento. Aclararemos, también, ciertos términos que se usan mal o son ambiguos cuando los medios de comunicación y los cocineros se refieren a la "cosa química". La mayor parte de nuestro cuerpo es agua, 75 por ciento en los bebés y 55 por ciento en los ancianos, alrededor del 40 por ciento de nuestro peso son músculos, 30 por ciento es tejido adiposo o grasa, 15 por ciento está en forma de huesos y un diez por ciento corresponde a la sangre. La grasa y los músculos forman parte de los tejidos blandos de nuestro cuerpo, que son soportados por un esqueleto rígido. Por esa razón, somos básicamente materia blanda. Como ya hemos dicho, desde el punto de vista de la física de los materiales, somos materia blanda. Aprieta tu brazo y verás que se deforma para luego volver a su estado original. El estudio de los materiales blandos ha dado lugar a muchos términos que quizás has escuchado alguna vez, células, polímeros, coloides, geles, biomateriales, etcétera. Lo distinto es que ahora verás cómo estos términos han llegado al mundo de los alimentos y la cocina. La biología nos dice que somos también moléculas organizadas. Casi el 99 por ciento de la masa del cuerpo humano está formada por elementos químicos, oxígeno, carbono, hidrógeno, nitrógeno, calcio y fósforo. Por lo tanto, son básicamente los alimentos los que deben aportar estos elementos en forma de proteínas, grasas, carbohidratos, minerales y agua. La gran mayoría de las moléculas que comemos vienen de la fotosíntesis o proceso de construcción de moléculas que realizan fundamentalmente las plantas. Durante la fotosíntesis, la energía solar convierte el dióxido de carbono y el agua en azúcares y oxígeno. Con este proceso, comienza la cadena alimentaria que permite nuestra vida en este planeta. La mayoría de las moléculas en los alimentos formaron parte de la estructura de una planta o de un animal. Llegan a nuestros platos en forma de estructuras atractivas y deliciosas después del procesamiento o la cocción. A través de la digestión, nuestro organismo descompone estas estructuras y las convierte de nuevo en moléculas. Una vez que estas moléculas llegan a nuestras células, se usan para construir las estructuras de nuestros tejidos y hacer que el cuerpo funcione. Este es el mismo diagrama anterior, pero enfatizando que todos estos cambios tienen que ver con la estructura de plantas y animales y de aquella producidas en la cocina en forma de guisos y comidas. Pero, en ambos extremos de esta cadena aparecen las moléculas. Nosotros, en nuestro intestino absorbemos moléculas y esto es lo que ven nuestras células. Luego, ¿es distinta una molécula de ácido ascórbico o vitamina C que llega a nuestras células por vía del jugo de una naranja o a través de una tableta efervescente que compramos en la farmacia? Piénsalo, pues es una pregunta muy actual y tiene que ver con los alimentos naturales y los procesados o sintéticos. Cada vez que hacemos algo con un alimento en la cocina, lo procesamos, desde pelar una naranja hasta calentar una comida en un horno. El calor es el gran procesador de los alimentos desde hace cientos de miles de años. De hecho, si los alimentos no se procesaran, las pérdidas serían aún mayores que la estimación actual, que alcanza a un 30 por ciento de todo lo que se produce. Nos vamos a detener principalmente en tres grandes grupos de moléculas, que juegan un rol fundamental en nuestras comidas y en la nutrición, las proteínas, los lípidos o grasas y los hidratos de carbono, que incluyen a azúcares y los polisacáridos. Estos tres grupos de moléculas son los principales componentes de las estructuras alimentarias que comemos. Por cierto que no nos olvidamos del agua, que es parte fundamental de estas estructuras, y de otras moléculas como las vitaminas, los minerales, incluso el etanol, tan importante en las bebidas alcohólicas. Partamos por las proteínas. Las proteínas son macromoléculas, moléculas muy grandes, o polímeros, largas cadenas construidas por la unión de muchas unidades pequeñas llamadas monómeros, que son los aminoácidos. Los aminoácidos aportan la mayor parte del nitrógeno y, de ahí, su nombre, ''amino'' significa que contiene nitrógeno. Nuestro cuerpo necesita 20 tipos de aminoácidos diferentes para funcionar correctamente, aunque solo nueve aminoácidos se clasifican como esenciales y deben venir en nuestras comidas. Las cadenas cortas de una aminoácido se llaman péptidos y muchos de ellos juegan un rol importante como saborizantes. En su medio natural, las proteínas adoptan una conformación espacial llamada estructura nativa. A menudo, cuando las proteínas experimentan un cambio en su entorno, como un aumento de temperatura, una exposición a la acidez, un pH bajo, pierden su estructura original o nativa y adquieren características y propiedades distintas. Por ejemplo, las proteínas globulares, cuyas cadenas de aminoácidos están enrolladas, se desenrollan y estiran irreversiblemente. Este fenómeno es conocido como denaturación. Las proteínas de la clara de huevo se denaturan por calor y al ser batidas enérgicamente, nunca más volverán a su estado nativo. Las proteínas las encontramos en distintas comidas. Como hemos dicho, las proteínas globulares son proteínas enrolladas como un ovillo de lana. Están presentes en los huevos, en el suero del queso y en cuerpos proteicos densamente empacados dentro de las células de legumbres, que son una excelente fuente de proteína vegetal. Las proteínas en la masa de la harina de trigo, conocida comúnmente como gluten, se asocian a través de enlaces químicos y forman extensas redes que dan la elasticidad de la masa. Las enzimas son proteínas especializadas que aceleran ciertas reacciones químicas. Las enzimas que actúan sobre las proteínas se llaman proteasas. La enzima papaína hidroliza, es decir, corta en pedazos más pequeños las proteínas del tejido muscular y se utiliza para ablandar cortes de carne. El cuajo es un conjunto de enzimas que se usa para cuajar la leche, paso previo a la formación de los quesos. Las proteínas fibrosas son de forma alargada que es necesaria para la elongación y contracción del músculo, están presentes en la carne y en el pescado. La principal proteína de la leche, la caseína, es una agrupación de subunidades proteicas llamadas micelas, y su asociación en una gran red es fundamental para que se forme la cuajada y los múltiples tipos de queso y la estructura del yogurt. Los lípidos son un grupo variado de moléculas que tienen la característica inusual de ser inmiscibles con el agua. Las grasas y los aceites son los lípidos más abundantes en los alimentos y contienen moléculas llamadas ácidos grasos, que están formadas por cadenas relativamente largas. Parten con un grupo ácido, "OCOH", representado por el punto negro en la figura. La cola está formada por entre cuatro y 22 grupos "CH2" a los que no les gusta el agua. La mayoría de las grasas y aceites en los alimentos son triglicéridos, o moléculas en la que tres moléculas de ácidos grasos se combinan con una molécula de glicerol, que es un alcohol de tres carbonos. Existen también los diglicéridos y los monoglicéridos. Ojo, decir ácidos grasos no es lo mismo que hablar de triglicéridos, que es lo que comemos en forma de aceites o grasas. Otra clase relevante de lípidos con aplicaciones tecnológicas son los fosfolípidos, como la lecitina, que son similares a los ácidos grasos con un extremo polar que les gusta el agua. Estas moléculas prefieren posicionarse en la zona entre el agua y el aceite, en las emulsiones, o entre el agua y el aire en las espumas. Los lípidos llegan a la cocina de fuentes vegetales y animales. Las células no podrían funcionar si no existieran las membranas celulares que controlan el transporte de moléculas hacia y de su interior. Los lípidos más importantes en las membranas son el colesterol y los fosfolípidos, como lo puedes ver en la lámina adjunta. Dada su alta densidad calórica, nueve kilocalorías por gramo, los organismos almacenan energía eficientemente en forma de lípidos. Las semillas de plantas lo hacen en forma de saquitos llenos de lípidos que guardan en sus células, los que extraemos de las oleaginosas para obtener el aceite comestible. Los animales acumulan energía en forma de grasa, la que aparece junto a los músculos en la carne o como manteca. Las grasas son triglicéridos sólidos a temperatura ambiente y los aceites permanecen líquidos a esa temperatura. Tienen gran estabilidad a temperaturas altas, por lo que se usan para la fritura. Además, algunas grasas tienen la propiedad de cristalizar, ordenarse en estructuras sólidas, y cumplen un papel muy importante en los chocolates y en la margarina. Los hidratos de carbono o carbohidratos son moléculas baratas y abundantes, por lo que son fuentes importantes de nuestra alimentación y la de todo el mundo. Los carbohidratos pequeños, dulces y solubles en agua, se llaman monosacáridos y disacáridos o, simplemente, azúcares. Los polisacáridos son largas cadenas o polímeros de azúcares. Los hidratos de carbono son fuentes de energía rápidamente disponible en nuestro cuerpo y aportan alrededor de cuatro kilocalorías por gramo. Los oligosacáridos y las dextrinas son polímeros o cadenas cortas formadas por entre cuatro y más de 50 azúcares, por decir algo. Algunos polisacáridos, como la celulosa y las hemicelulosas, forman parte de lo que conocemos como fibra en los alimentos. Ejemplo de monosacárido o azúcares son la glucosa y la fructosa, presente en las frutas, y la sacarosa de la remolacha o azúcar de mesa. La lactosa es el azúcar de la leche. Los polisacáridos juegan un importante rol estructural en las paredes celulares de vegetales en el caso de la celulosa, o en las algas como el agar y el alginato. Los polisacáridos son también usados por las plantas para almacenar energía. El almidón no es una molécula, sino un gránulo que contiene dos tipos de polímeros o cadenas muy grandes de la glucosa, un polímero lineal llamado amilosa y un polisacárido enorme y ramificado, conocido como amilopectina. Nunca encontraremos estas dos clases de polímero como tales en la naturaleza. Siempre se hallan empacados dentro de un gránulo de almidón, como en la maicena del maíz o el chuño de la papa, solo se liberan en forma molecular después de cocinar los gránulos de almidón en abundante agua, en un proceso que se llama gelatinización. Este ha sido el momento de ver a las moléculas como las recibimos en platos y comidas. Esta también es la gran diferencia entre este curso y uno de química en la cocina o de tecnologías de alimentos. Las moléculas eran invisibles, pero perceptibles por sus efectos en reacciones químicas, hasta que inventamos los microscopios de fuerza atómica hace unos 30 años atrás. Sin embargo, en nuestra evolución como seres humanos distinguimos en nuestro paladar aquellas moléculas que eran dulces y saladas, las ácidas, como el ácido cítrico del limón y las amargas, que muchas veces revelaban compuestos tóxicos. Entiendo que esta clase ha sido muy reveladora y probablemente necesites repasarla otra vez. Más allá de toda duda, hemos visto que comemos moléculas. Estas moléculas provienen de la naturaleza y cumplen sus roles biológicos en plantas y animales. Nosotros las usamos como nutrientes. Junto al agua, las proteínas, lípidos y carbohidratos son los grupos de moléculas más abundantes en los alimentos. Cocinar es transformar sus propiedades químicas y estructurales en platos y comidas apetitosas. Espero que esta video lección te haya sido de utilidad. Nos vemos.
