Beneficios del fumarato de calcio: Fortificación y regulación de pH

La creciente tendencia del consumidor de buscar alimentos que ofrezcan beneficios para la salud, además de satisfacer las necesidades inmediatas que le conducen a consumirlos, brindan a la industria alternativas de innovación que agregan valor a sus productos. La fortificación con minerales es una de estas alternativas y, entre ellas, el fumarato de calcio es un elemento a considerar.

La importancia del calcio en la alimentación humana ha sido ampliamente descrita. No sólo es vital en la formación del sistema óseo, sino en una gran variedad de procesos intra y extracelulares.

Las dietas bajas en productos lácteos, la menopausia, la gestación y la malnutrición, crean sectores poblacionales con deficiencias de este mineral, quienes son los primeros beneficiarios de la fortificación con calcio de los alimentos.

Son varias las sales de calcio que pueden encontrarse en alimentos adicionados de manera intencional, ya sea para incrementar el contenido de calcio o con alguna otra función tecnológica.

A diferencia de otros minerales, el calcio debe agregarse en cantidades apreciables dentro de una formulación para considerar que el producto final aporta significativamente a los requerimientos de calcio de una persona promedio.

Para este propósito, una porción de alimento debe contener al menos 100 mg de calcio elemental, que puede implicar la adición de entre 250 y 1000 mg del respectivo compuesto, según sea su contenido de calcio.

 

Puntos a considerar en el uso del calcio

 

El análisis de las consecuencias que esta alta proporción de ingrediente pueda tener sobre las propiedades sensoriales del producto, así como otras características de la sal, definen la elección más adecuada.

- Biodisponibilidad: es amplio el debate alrededor de la biodisponibilidad de las sales de calcio. La mayoría de los estudios coinciden que entre 25 y 40% del calcio consumido con cada una de ellas realmente llega a ser asimilado, pero pocos coinciden en señalar la sal que se aprovecha en mayor proporción.

En general, se reconoce que el carbonato y el fosfato de calcio son sales de biodisponibilidad reducida debido a su baja solubilidad y al hecho de requerir condiciones estomacales ácidas para su disolución. Entre las demás sales, cuya solubilidad es en cierto grado superior, no es posible afirmar que exista una diferencia marcada en biodisponibilidad.

- Solubilidad: la solubilidad no es sólo importante respecto a la biodisponibilidad de una sal, también define o limita su uso según la aplicación estipulada. En bebidas fortificadas, por ejemplo, los compuestos insolubles como el carbonato, fosfato, malato y citrato de calcio, tienden a precipitar.

Asimismo, en postres gelificados, mermeladas, compotas, productos de confitería y otras aplicaciones de apariencia translúcida, estos compuestos otorgan un grado de opacidad inaceptable.

- Sabor: todas las sales solubles de calcio son susceptibles de alterar el sabor de los productos en los que son añadidas, especialmente las inorgánicas. El sabor salado-amargo del cloruro de calcio lo excluye de la mayoría de aplicaciones como fortificante.

El fumarato, gluconato y lactato poseen sabores más neutros y pueden adicionarse en cantidades incluso equivalentes a 150 mg de calcio por cada 100 ml de bebida sin que puedan ser detectados. Por lo general, las adiciones más altas pueden lograrse en bebidas ácidas y saborizadas. El carbonato, fosfato, citrato y malato tienen solubilidades tan bajas que prácticamente carecen de sabor.

- Costo: debido a su bajo costo, es común que la primera opción para fortificar sea el carbonato de calcio, aunque su baja solubilidad y reducida biodisponibilidad muchas veces llevan a los formuladores a buscar mejores alternativas, del mismo modo que ocurre con los fosfatos.

El cloruro de calcio también es económico, aunque, como se mencionó, su sabor limita en gran medida su aplicación. El citrato y el fumarato de calcio son sales de costo relativamente bajo. El citrato, sin embargo, presenta la desventaja de ser muy poco soluble. El lactato y gluconato de calcio, así como sus mezclas, son la opción más costosa y, aunque son altamente solubles, rara vez es necesario llegar a tales concentraciones, donde además las alteraciones de sabor son más que notorias.

- Contenido de calcio: más importante que la cantidad de sal que es posible adicionar, es el contenido de calcio que dicha cantidad aporta. El costo real de un suplemento de calcio no está definido por el precio de 1kg de sal, sino por el de 1kg de calcio equivalente.

- Estabilidad: al adicionar calcio soluble dentro de una matriz alimenticia, éste puede interactuar con algunas sustancias para formar compuestos insolubles. Esto es especialmente posible en condiciones de pH neutras y alcalinas.

En condiciones ácidas, la tendencia a la precipitación está definida por el tipo de sal de calcio adicionada y los ácidos presentes. Por ejemplo, la adición de gluconato de calcio soluble en presencia de ácido cítrico puede producir precipitación de citrato de calcio insoluble.

En general, cualquier ácido puede desplazar a otro con mayor pKa de su sal de calcio. Si la sal formada es insoluble, la mezcla será potencialmente inestable. En este aspecto se destaca el fumarato como la sal soluble de calcio más estable, mientras el gluconato y el lactato son los más susceptibles a inestabilidad, especialmente en mezclas que contengan ácido cítrico.

 

Fumarato de calcio

 

Los criterios de selección discutidos señalan al fumarato de calcio como una muy buena alternativa en fortificación: se trata de una sal soluble, biodisponible, estable, con alto contenido de calcio, de sabor neutro y costo relativamente bajo.

Esta sal, aprobada por la FDA y permitida en las regulaciones alimentarias de países latinoamericanos como México, Chile, Colombia, Perú y Argentina, es derivada del ácido fumárico, que a su vez es ampliamente utilizado en productos como refrescos, postres de gelatina y confitería.

Los estudios de biodisponibilidad realizados muestran que el fumarato de calcio es tan biodisponible como otras sales de calcio utilizadas en alimentos. Este compuesto tiene la ventaja adicional de actuar como regulador de acidez, con un desempeño incluso superior al del citrato de sodio.

Las sales solubles del ácido fumárico se cuentan dentro de los agentes buffer más potentes debido al tamaño relativamente pequeño de su molécula con dos grupos carboxílicos, convirtiéndolo en el ácido orgánico de uso alimenticio con el mayor número de equivalentes ácidos por gramo.

 

El fumarato de calcio como sustituto

 

Expresando la capacidad buffer como los mililitros de NaOH (0.1 N) requeridos para aumentar en una unidad el pH de un litro de solución, es posible observar que el fumarato de calcio es el que mejor desempeño muestra por debajo de pH 4. Esta característica ofrece la alternativa de incorporar calcio en una formulación, simplemente utilizando el fumarato de calcio como sustituto del regulador de acidez habitual.

En polvo para la preparación de postres basados en gelatina, cuyo pH está alrededor de 3.8 y donde generalmente se utiliza ácido fumárico como acidulante y citrato de sodio como regulador de acidez, es posible sustituir este último por fumarato de calcio trihidratado en proporción 1:1. Sorpresivamente, esta sustitución aumenta la percepción ácida del ácido fumárico, permitiendo su reducción de la fórmula original en proporciones de hasta 30%.

En mezclas en polvo para refresco que utilizan ácido cítrico, cada gramo de éste puede ser reemplazado por 0.67 g de ácido fumárico y 0.16 g de fumarato de calcio. Este último no sólo potencia el sabor ácido, también aumenta el pH para eliminar la astringencia propia del ácido fumárico. Además de introducir calcio en la formulación, se obtiene una mezcla de muy baja higroscopicidad que, a diferencia de aquellas con cítrico, no requiere empaques de alta barrera y permite además prescindir de cualquier agente antiaglomerante.

El uso del fumarato de calcio como regulador de acidez también se encuentra alineado con la tendencia actual de reducir sodio en los alimentos. Las alternativas para suplementar un alimento con calcio son amplias y, en algunos casos, como se observa con el fumarato de calcio, puede implicar beneficios adicionales.

Por Julián Andrés López