Lípidos, salud y biotecnología

Los lípidos (aceites y grasas) representan un porcentaje significativo en la dieta humana. Existe evidencia científica de la implicancia de la calidad y cantidad de grasas o aceites consumidos en la salud humana, ya sea en el desarrollo o en la prevención de ciertas enfermedades, entre ellas afecciones cardiovasculares. Por este motivo, los especialistas en salud recomiendan acerca del tipo y cantidad de lípidos que conviene incluir en la dieta.

Los aceites derivados de plantas constituyen una fuente de recursos renovables con innumerables aplicaciones industriales, entre ellas las alimenticias. Los aceites vegetales tienen una composición lipídica variada dependiendo de la fuente de origen y de su composición en ácidos grasos, lo que se traduce en diferencias nutricionales. Con el propósito de obtener plantas que produzcan aceites con características específicas, los agricultores han impulsado durante años proyectos de mejoramiento a través de técnicas tradicionales, como la hibridación o la inducción de mutaciones y han desarrollado con éxito nuevas variedades vegetales.

Actualmente, la modificación por ingeniería genética permite cambiar la composición de ácidos grasos y mejorar la calidad de los aceites vegetales de manera más rápida y precisa que las técnicas tradicionales.

Los lípidos, estructura y función

Los lípidos son un grupo variado de moléculas, y cumplen una diversidad de funciones en los seres vivos. Algunos tienen la función de almacenar energía, otros forman cubiertas impermeables en el cuerpo de plantas o animales, integran las membranas de las células, o funcionan como hormonas.

Desde el punto de vista químico, los lípidos son moléculas orgánicas formadas básicamente por carbono e hidrógeno y, en menor proporción, oxígeno. Pueden contener también fósforo, nitrógeno y azufre. Dependiendo del tipo de lípido, algunos contienen en su composición moléculas de ácidos grasos. Otros, como el colesterol, están formados por estructuras de anillos fusionados.

Las imágenes muestran algunos tipos de lípidos:

Colesterol: El colesterol es un componente esencial de las membranas plasmáticas eucariontes. También constituyen la materia prima para la fabricación de otras sustancias, como hormonas.

Fuente: http://www.virtual.unal.edu.co/cursos/ciencias/2000024/
lecciones/cap01/01_01_10.htm

Triglicéridos: Los triglicéridos (o TAG = triacilglicérido) están formados por la unión de tres ácidos grasos con una molécula de glicerol. Su principal función es la reserva energética. Existen una gran variedad de ácidos grasos y, en consecuencia, de triglicéridos.

Fosfolípido: El fosfolípido contiene dos ácidos grasos y un grupo fosfato unidos al glicerol. Estos lípidos forman las bicapas lipídicas de las membranas celulares. Tienen una característica anfipática, es decir su molécula presenta una "cabeza" (de glicerol y base orgánica) polar (hidrosoluble) unida a una "cola" no polar (hidrofóbica) de ácidos grasos.

Fuente: http://www.virtual.unal.edu.co/cursos/ciencias/2000024/
lecciones/cap01/01_01_09.htm

Tipos de lípidos

Existen diferentes criterios para clasificar a los lípidos. Por ejemplo, se pueden clasificar en grasas y aceites. Como se verá más adelante, la diferencia entre una grasa que es sólido a temperatura ambiente y un aceite que es líquido, radica en sus ácidos grasos. Y, según su origen, pueden ser animales o vegetales:

• Grasas animales: sebo extraído del tejido adiposo de bovinos y ovinos, grasa de cerdo, manteca, etc.

• Aceites animales: provenientes de peces como sardinas y salmones, del hígado del tiburón y del bacalao, o de mamíferos marinos como el delfín o la ballena.

• Aceites vegetales: como los de girasol, algodón, maní, soja, oliva, uva, maíz, lino, coco, etc.

Como se mencionó, algunos lípidos incluyen ácidos grasos en su composición. La presencia, o no, de ácidos grasos en su estructura es otro criterio que se puede emplear para clasificar a los lípidos en dos grupos:

Lípidos saponificables (contienen ácidos grasos)	• Monoglicéridos, diglicéridos y triglicéridos (grasas y aceites) • Céridos (ceras) • Fosfolípidos (lecitina) • Glucolípidos
Lípidos insaponificables (no contienen ácidos grasos)	• Terpenos (mentol, vitamina E y K, alcanfor, vainillina, eucalipto) • Esteroides (colesterol, vitamina D, hormonas sexuales y suprarrenales) • Prostaglandinas

Los ácidos grasos

Los ácidos grasos son moléculas formadas por una larga cadena de átomos de carbono y de hidrógeno, de estructura lineal, con un número par de átomos de carbono, y en un extremo un grupo carboxilo. Su fórmula química es CH3(CH2)nCOOH, (n indica la cantidad de átomos de carbono que forman la cadena hidrocarbonada). Los ácidos grasos difieren entre sí por su longitud y por el número y posiciones de enlaces doble entre carbonos consecutivos (C=C). Esto permite clasificarlos en saturados e insaturados:

Ácido Graso Saturado: Los ácidos grasos saturados poseen un enlace simple entre cada par de átomos de carbonos (C-C-C-C), y todos los átomos de carbono (menos el terminal) están unidos a dos átomos de hidrógeno, es decir, que están “saturados” de hidrógeno. Son ejemplos el esteárico, butírico, palmítico, entre otros. Están presentes en las grasas animales, y en aceites vegetales de cacao, palma y coco.

Ácido Graso Insaturado: Los ácidos grasos insaturados poseen doble enlaces en uno o más pares de carbonos (C=C) y no todos los átomos de carbono están unidos a dos átomos de hidrógeno. Al ser “insaturados” son capaces de fijar más hidrógeno. Pueden ser monoinsaturados o poliinsaturados, según si tienen un único enlace doble, o más de uno.

Grasas y aceites

La longitud de la cadena carbonada y la cantidad de enlaces dobles (o grado de saturación) de los ácidos grasos influyen en el punto de fusión de las grasas o aceites. Esto determina que el lípido sea sólido (sebo, grasa) o líquido (aceite). Los ácidos grasos saturados se acomodan muy juntos, y forman una estructura sólida a temperatura ambiente. Sin embargo, los dobles enlaces permiten la flexibilidad de la cadena de ácidos grasos, por lo que se mantienen separados a temperatura ambiente, formando una estructura líquida.

Los aceites vegetales tienden a contener más ácidos grasos insaturados, mientras que las grasas animales son ricas en ácidos grasos saturados. La siguiente tabla ejemplifica el porcentaje de los diferentes ácidos grasos que presentan en su composición algunas grasas animales y aceites vegetales:

Lípido	% Ácidos Grasos Saturados	% Ácidos Grasos Monoinsaturados	% Ácidos Grasos Polinsaturados
Aceite de oliva	10	85	5
Aceite de girasol	9	25	66
Aceite de Soja	14	29	57
Aceite de maíz	15	34	51
Manteca de cacao	60	38	2
Aceite de Palma	47	43	10
Manteca de cerdo	43	43	14
Sebo de vacuno	45	49	6
Mantequilla	61	32	7

Explicación de la tabla:

En rojo se destaca el principal componente de ácidos grasos en cada tipo de lípido. El aceite de oliva contiene un alto porcentaje de monoinsaturados (ácido oleico), el de girasol, soja y maíz contiene fundamentalmente ácidos grasos poliinsaturados, mientras que el cacao, palma y grasas animales representan una fuente importante de ácidos grasos saturados. La combinación de ácidos grasos deriva en diferentes propiedades y funciones de los lípidos.

Producción industrial de aceites comestibles

La mayoría de los aceites vegetales usados en la alimentación se encuentran almacenados como reserva de energía en semillas (girasol, soja, canola, maíz, lino, sésamo, etc.) o en tejidos de frutos (aceituna, coco, palma). Aunque todos los aceites son de origen vegetal, difieren en su composición y en el modo de obtención. La obtención de aceites comestibles de frutos y semillas comprende, básicamente, dos procedimientos:

1. Mecánicos: trituración y prensado (en frío o en caliente) con el fin de romper las células vegetales, extraer el aceite y luego aislarlo de los otros componentes de las semillas o los frutos.

2. Químicos: extracción mediante solventes del aceite residual que queda después del prensado. Los solventes se eliminan del producto final por evaporación. Mediante el refinado se eliminan las impurezas que se forman durante la extracción y así se suaviza el sabor del aceite. Durante la refinación se pierden sustancias que protegen al aceite de la oxidación. Por eso, para la conservación del aceite se agregan sustancias antioxidantes permitidas.

Otro procedimiento que puede aplicarse a los ácidos grasos con el fin de prolongar la vida de los aceites vegetales y potenciar su sabor, se conoce como hidrogenación. Consiste en añadir, a altas temperaturas, átomos de hidrógeno a los ácidos grasos insaturados . Como consecuencia de este proceso, los ácidos grasos insaturados cambian su estructura natural, llamada cis, por una artificial de tipo trans (ácidos grasos trans ), similar a los ácidos grasos saturados.

Tipos de aceites vegetales comestibles

Existen muchas variedades de aceites comestibles en el mercado, las cuales se diferencian por los mecanismos de obtención, los beneficios para la salud, la estabilidad a altas temperaturas de cocción o la durabilidad. A continuación se presentan algunos ejemplos:

Tipo de aceite	Propiedades
Aceite de oliva	Se obtiene de las aceitunas o fruto del olivo (Olea europaea) Presenta un alto porcentaje de ácido oleico, vitamina E y fitosteroles. Recomendado en la prevención de enfermedades cardiovasculares. Es apropiado para la fritura, ya que soporta altas temperaturas sin descomponerse. Según el modo de obtención se clasifican en A) Aceites de oliva vírgenes, obtenidos a partir del fruto del olivo únicamente por procedimientos mecánicos; B) Aceite de oliva refinado, obtenido mediante el refinamiento de aceites de oliva vírgenes; C) Aceite de oliva constituido por una mezcla de aceite de oliva refinado y de aceites de oliva vírgenes, y D) Aceite de orujo de oliva, obtenido a partir del hollejo de oliva mediante tratamiento con disolvente o por medios físicos.
Aceite de girasol	Su aceite procede de las semillas del girasol (Helianthus annus). Constituido fundamentalmente por ácidos grasos poliinsaturados de los que destacan el ácido linoleico y el ácido linolénico. También aporta ácidos grasos monoinsaturados en forma de ácido oleico, pero en menor cantidad que el aceite de oliva. Es rico en vitamina E.
Aceite de soja	Se obtiene del poroto de la soya (Glycine max). De sabor neutro, es rico en grasas poliinsaturadas.
Aceite de maíz	Es obtenido del germen del grano del maíz (Zea mays). De buen sabor. Posee vitamina E y un alto porcentaje de ácidos grasos poliinsaturados.
Aceite de canola	Contiene el nivel más bajo de ácidos grasos saturados y es segundo en el porcentaje de ácido oleico, después del de oliva. Además posee ácido linolénico y linoleico y es muy rico en vitamina E.
Aceite de sésamo	De sabor y aroma agradables, contiene igual proporción de ácidos monoinsaturados y poliinsaturados. Contiene un antioxidante natural, sesamol, que lo hace estable y resistente a la oxidación, por lo que se conserva bien.
Aceite de coco y de palma	Ricos en ácidos grasos saturados. Generalmente se emplean en la elaboración de productos de pastelería industrial y en frituras de productos tipo snacks.

Los lípidos y la salud

Aunque la palabra “grasa” tiene mala prensa, los lípidos son un componente esencial del organismo. Aportan energía, son imprescindibles para la absorción de algunas vitaminas, para la síntesis de hormonas, como material aislante, y como parte de la membranas celulares y de las vainas que envuelven los nervios, entre otras funciones.

Por lo tanto, una dieta equilibrada debe incluir lípidos en su composición. Pero, no de cualquier tipo y en cualquier cantidad. Los especialistas recomiendan que del total de energía que se incorpora con los alimentos, alrededor del 20 – 30 % provenga de lípidos.

Preferentemente, se recomienda la mitad en grasas saturadas y el resto insaturadas (monoinsaturadas como aceite de oliva, y poliinsaturadas de aceites de semillas y frutos secos).

Desde del punto de vista nutritivo, los mejores aceites son los de prensado en frío, ya que el prensado en caliente y el refinado reducen el contenido de sustancias que confieren sabor, aroma, color, así como algunos de sus componentes más saludables, como las vitaminas E y provitamina A, antioxidantes y fitosteroles.

Por su parte, los aceites ricos en ácidos grasos monoinsaturados como el oleico (también llamado Omega 9) abundante en el aceite de oliva, son más estables que los poliinsaturados y presentan ventajas para la salud ya que resisten altas temperaturas (160-200ºC) de cocción y se descomponen de manera más lenta, impregnando menos de grasa al alimento.

Colesterol, bueno y malo

En general, se asocia el colesterol con la enfermedad. Sin embargo, se trata de un compuesto químico indispensable para el funcionamiento normal del organismo. El colesterol es un componente fundamental de las membranas de muchas células animales, y es precursor de otros compuestos, como los ácidos biliares, hormonas y la vitamina D3. Se encuentra ampliamente distribuido en los animales en todos los tejidos, pero en concentraciones más elevadas en el cerebro, el hígado, la piel y las glándulas adrenales. Aunque el organismo humano puede fabricarlo, el colesterol se incorpora con la dieta.

El colesterol circula permanentemente en el cuerpo humano entre el hígado, donde se secreta y se almacena, y los demás tejidos del organismo; sin embargo, como no se disuelve en soluciones acuosas (como el suero de la sangre), para ser transportado necesita integrarse a otras sustancias solubles, las lipoproteínas (fosfolípidos + proteínas). Las lipoproteínas de alta densidad (HDL siglas en inglés) transportan colesterol al hígado, donde sale de circulación y se metaboliza. Por eso, se conoce como “colesterol bueno” al transportado por las HDL. Al colesterol transportado por las LDL (lipoproteínas de baja densidad) se lo conoce como colesterol malo porque circula por las células de todo el cuerpo donde permanece, y puede depositarse. La acumulación de colesterol puede formar placas en el interior de las arterias y causar aterosclerosis.

Colesterol Arteria

Cuando existe un exceso de colesterol en la sangre, se deposita en las paredes de las arterias y provoca su estrechamiento y endurecimiento lo que se denomina ateroesclerosis. Esto aumenta el riesgo de sufrir ataques al corazón, isquemias cerebrales y otras enfermedades cardiovasculares.

La ingesta excesiva de ácidos grasos saturados (grasas animales) aumenta el nivel de LDL (“colesterol malo”) en la sangre y favorece la concentración de colesterol. En cambio, las grasas insaturadas (aceites vegetales y de pescado) aumentan el nivel de HDL (“colesterol bueno”), e impiden que se acumule en las paredes de las venas y arterias.

Omega 3, 6 y 9

Al igual que el colesterol, las grasas saturadas y las hidrogenadas, se podrían considerar "malas" o indeseables ya que su consumo aumenta el colesterol de la sangre. En cambio, las grasas insaturadas, entre ellas las Omega 3, 6 y 9, se consideran buenas para la salud. El número 3, 6 o 9, describe en qué carbono se encuentra el primer doble enlace, y esto caracteriza diferentes familias de ácidos grasos. El organismo humano no puede sintetizar los ácidos grasos de la familia Omega-6 u Omega-3, por lo que deben incorporarse en la dieta. Se los denomina ácidos grasos esenciales.

Entre ellos está el linoleico, el araquidónico y el linolénico. Estos ácidos grasos provienen de los vegetales, que sí los fabrican. Es decir que, si los ácidos grasos Omega-6 y Omega-3 están en la constitución de los tejidos animales, es porque estos han consumido vegetales que los contienen y los han acumulado en sus tejidos. Los ácidos Omega 3 se encuentran en cantidades importantes en la semilla de lino y de cáñamo y también en el aceite de pescados como caballa, salmón y atún, y en mariscos. Los Omega 6 son abundantes en aceites de soja, girasol y maíz. El Omega 9 o ácido oleico, se encuentra preferentemente en el aceite de oliva y también en paltas y almendras.

Aunque los aceites derivados de vegetales no poseen colesterol, algunos como el de cacao o coco poseen ácidos grasos saturados en su composición y por tanto elevan los niveles de colesterol en sangre.

También debe tenerse en cuenta que los ácidos grasos poliinsaturados convertidos en grasas trans durante el proceso de hidrogenación adquieren un perfil similar a las grasas saturadas y en consecuencia hacen descender el colesterol "bueno" y elevar el "malo".

La biotecnología y la mejora de aceites vegetales

Hasta hoy en día la modificación genética de plantas se viene realizando a través de técnicas de cruzamiento tradicional o a través de mutaciones inducidas artificialmente. Algunos ejemplos son:

 Canola (oleaginosa muy cultivada en EEUU y Canadá) productora de aceite libre o con bajísima proporción de ácido erúcico, un producto de amplio uso industrial pero altamente tóxico para consumo.

 Canola con elevada proporción de ácido oleico y bajo contenido de ácido linolénico en su aceite y por lo tanto más estable.

 Girasol con elevada proporción de ácido oleico y bajo contenido de ácido linolénico.

Estas prácticas requieren varios años de perfeccionamiento por lo que, en los últimos años, se han desarrollado tecnologías basadas en la ingeniería genética que las complementan. Esto es posible por los avances en el conocimiento de la genética vegetal que permite precisar las rutas metabólicas, las enzimas y los genes involucrados en la producción de aceites vegetales, así como la influencia de los diferentes ácidos grasos en las características del aceite.

La ingeniería genética amplía la posibilidad de modificar la composición de ácidos grasos y permite obtener una mejor composición lipídica de los aceites de manera más rápida y precisa que las técnicas de cultivo tradicionales, sin alterar el normal crecimiento y desarrollo de las plantas modificadas. Esto puede aplicarse a la confección de una dieta más saludable o para ampliar los usos industriales de los aceites vegetales.

En general los desarrollos obtenidos hasta ahora corresponden a proyectos para obtener aceites más estables, con mayor contenido de ácidos monoinsaturados y menor proporción de ácidos grasos poliinsaturados, que reduzcan la necesidad de hidrogenación. Existen otros proyectos en los que se está trabajando para la obtención de cultivos oleaginosos más nutritivos, con mayor contenido de ácidos grasos Omega.

A continuación se presentan algunos ejemplos de plantas con composición de ácidos grasos mejorados obtenidas por ingeniería genética, que se encuentran en distintas etapas de análisis por los organismos reguladores de OGM y pronto podrían estar en el mercado:

 Canola libre o con baja proporción de ácido erúcico (de amplio uso industrial pero altamente tóxico para consumo).

 Canola con elevada proporción de ácido láurico y mirístico, utilizado en la fabricación de jabones, champús y detergentes, así como en la elaboración de dulces, helados, galletas entre otros alimentos. Este aceite se comercializa en los EE.UU.

 Soja con elevada proporción de ácido oleico y menor proporción de ñacidos grasos insaturados. Es más estable y no necesita de hidrogenación.

 Algodón con elevada proporción de ácido oleico y ácido esteárico. No necesita proceso de hidrogenación, es estable a altas temperaturas y da pocos productos de oxidación.

 Lino con elevada proporción de ácidos grasos poliinsaturados esenciales.