BIOQUIMICA DE LOS ALIMENTOS
Miguel Calvo
ACIDO ASCORBICO


ACIDO ASCORBICO

Introduccion

El ácido ascórbico, o Vitamina C, es una vitamina hidrosoluble, emparentada químicamente con la glucosa, que solamente es una vitamina para el hombre, los primates superiores, el cobaya, algunos murciélagos frugívoros y algunas aves. La inmensa mayoría de los animales, incluidos los de granja, pueden sintetizarla, por lo que no la acumulan en su organismo (ni, eventualmente, la segregan en la leche). Esto tiene como consecuencia que los alimentos animales sean generalmente pobres en esta vitamina.




Cristales de ácido ascórbico vistos con luz polarizada.
Fotografía por cortesía del Dr. Michael W. Davidson Molecular Expresssions
© M.W. Davidson.



El ácido ascórbico tiene una estructura de lactona. La acidez no se debe a un grupo carboxílico, sino a la posibilidad de que se ionice el hidroxilo situado sobre el carbono 3, formando un anión que queda estabilizado por resonancia. Su pK es de 4,04. Eventualmente, puede incluso disociarse el hidroxilo situado en el carbono 2, formando un dianión, aunque su pK es mucho más alto (11,4), debido a que no está estabilizado por resonancia, como el del carbono 3.



Acido ascórbico









La deficiencia de ácido ascórbico produce una enfermedad conocida como escorbuto, con daños relacionados con la síntesis del colágeno, ya que el ácido ascórbico es un cofactor esencial en este proceso. Las consecuencias clínicas van desde la debilidad de las encías a las hemorragias diseminadas en todo el organismo.


Aunque conocido desde mucho antes (está descrito en diversos textos del siglo XIII), desde el punto de vista histórico el escorbuto fue muy importante, especialmente por su incidencia en las flotas de los siglos XVI al XVIII, época en la que causaba más bajas entre las tripulaciones que las propias batallas navales. Entre otros casos, tres cuartas partes de los tripulantes de la expedición de Magallanes murieron por causa del escorbuto, y también un porcentaje semejante de los tripulantes de la expedicíon de George Anson contra las flotas españolas del Pacífico en 1740.


En 1757 James Lind publicó A Treatise of the Scurvy, libro en el que demostraba el espectacular efecto beneficioso de los frutos cítricos sobre los enfermos. Aunque tardó algunos años en aceptarse y aplicarse en la práctica, este hallazgo, generalizable en mayor o menor medida a todos los vegetales frescos, terminó con el escorbuto como enfermedad carencial.



El ácido ascórbico solamente se encuentra en concentraciones significativas en los vegetales (en los que se ignora cual puede ser su posible papel biológico). En muchas frutas se encuentra en concentraciones elevadas (50 mg/100g en los cítricos), pero para muchas personas el aporte principal se obtiene de verduras y hortalizas, como repollo o coliflor. Las patatas nuevas contienen unos 30 mg/100 g, aunque lo van perdiendo durante el almecenamiento.

Es una vitamina hidrosoluble, y como tal puede perderse por lixiviación. En esta pérdida influye mucho la superficie de contacto, de modo que se pierde con mayor facilidad de los alimentos que más superficie relativa tienen, como los vegetales foliáceos o los alimentos troceados. Por otra parte, el mantenimiento de estructuras protectoras durante el cocinado (la piel de las patatas, por ejemplo) la protegen de la oxidación y de otras alteraciones

El ácido ascórbico es particularmente sensible a las reacciones de oxidación, destruyéndose con gran facilidad durante el procesado de los alimentos en presencia de oxígeno. La oxidación es dependiente del pH, ya que la forma ionizada es más ensible que la forma no ionizada. El dianión es todavía más sensible, pero para que se forme en proporciones significativas es necesario un pH alcalino que no suele encontrarse en los alimentos.

Inicialmente en la oxidación pasa de ascorbato a dehidroascorbato, en una reacción que es reversible, por lo que el dehidroascorbato mantiene en principio el valor como vitamina C. Sin embargo, la lactona correspondiente al dehidroascorbato es mucho menos estable que la del ascorbato, por lo que se hidroliza con gran facilidad para producir ácido 2, 3 dicetogulónico, que posteriormente puede degradarse por descarboxilación. Ni el ácido 2, 3 dicetogulónico ni sus productos de degradación tienen ya actividad como vitamina C.



Dehidroascorbato Acido 2,3 dicetogulónico


La reacción de oxidación puede estar catalizada por el enzima ascorbato oxidasa, abundante en algunos vegetales, y se produce también como reacción lateral en las oxidaciones catalizadas por peroxidasas o polifenoloxidasas. Consecuentemente, la ruptura de la compartimentalización acelera mucho la destrucción del ácido ascórbico, ya que también facilita el acceso al oxígeno.

La ascorbato oxidasa (E.C. 1.10.3.3) es un enzima relativamente termoestable, y también poco sensible a cambios en el pH. Tiene un peso molecular de alrededor de 140.000, con restos glucídicos unidos a la cadena polipeptídica. Cada molécula contiene ocho átomos de cobre, distribuidos en tres tipos, que difieren en su comportamiento espectroscópico. De ellos, solamente uno del llamado “tipo 1", otro del “tipo2" y dos del “tipo 3" se encuentran en el centro activo del enzima, asociados a restos de histidina.


Estructura de la ascorbato oxidasa de la calabaza

Detalle del centro activo

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Estructuras básicas







También se produce la oxidación del ácido ascórbico de forma química, sin la intervención de enzimas, especialmente en presencia de metales como el hierro o el cobre, que actúan como catalizadores. El cobre es alrededor de 80 veces más potente que el hierro. En ausencia total de metales, el ácido ascórbico es relativamente estable, incluso en presencia de oxígeno. Los agentes quelantes son relativamente efectivos frente al cobre, pero no frente al hierro.

El ácido ascórbico puede romperse también en reacciones no oxidativas, especialmente en medio ácido (entre pH 3 y 4), por apertura del anillo lactónico y posterior descarboxilación. Este efecto puede ser importante en productos enlatados. En cualquier caso, a igualdad de temperatura esta reacción es mucho más lenta que la de oxidación.

El ácido ascórbico es un potente agente reductor, capaz de reaccionar con el oxigeno, y utilizable por lo tanto como antioxidante. También se utiliza como mejorante panario. En esta aplicación, el ácido dehidroascórbico formado a expensas del ascórbico se reduce a ascorbico, a la vez que oxida los grupos SH del gluten formando puentes disulfuro.



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