El ácido L-ascórbico (vitamina C) es un compuesto orgánico natural con propiedades antioxidantes que abunda en frutas y verduras. Su detección cuantitativa es especialmente importante en la producción de vino, cerveza, leche, refrescos y zumos de frutas, donde puede utilizarse como indicador de calidad. Dado su papel esencial en la dieta humana, el ácido L-ascórbico (E300) y los derivados de la sal (E301-303) se utilizan con frecuencia como aditivos alimentarios, con la ventaja adicional de sus propiedades antioxidantes y de potenciación del sabor. En la industria vitivinícola, el ácido L-ascórbico se añade en ocasiones al vino para prevenir la oxidación. En la producción de cerveza, el ácido L-ascórbico y sus sales son antioxidantes eficientes e influyen positivamente sobre el aroma, el sabor y la estabilidad. En la industria cárnica, el ácido L-ascórbico se emplea como agente de enrojecimiento y antioxidante. El ácido L-ascórbico también se utiliza en la industria farmacéutica y como aditivo para piensos. Cuando se utiliza como aditivo en la producción de alimentos, se debe controlar el contenido.

El ácido cítrico es un metabolito muy importante en los animales, plantas y microorganismos. Es el más conocido de los ácidos frutales y abunda, por ejemplo, en los cítricos (10 g de ácido cítrico/l de zumo de naranja aproximadamente). El ácido cítrico se fabrica biotecnológicamente a gran escala como aditivo para los alimentos (E330). También se emplea como conservante (acidificante) en alimentos o cosméticos, como agente quelante de metales (por ejemplo, hierro en vino), como emulsificador (por ejemplo, durante la elaboración de queso procesado) y como saborizante en la producción de refrescos y golosinas. También es el componente de muchos productos farmacéuticos y detergentes.

El ácido fórmico actúa como metabolito en muchas reacciones bioquímicas, aunque siempre en concentraciones muy bajas. Es el producto de oxidación del metanol y el formaldehído. El ácido fórmico en concentraciones bajas tiene un efecto bactericida y fungicida, lo que permite utilizarlo como conservante alimentario. El moho tiende a producir ácido fórmico como metabolito; de ahí que la determinación del ácido fórmico pueda utilizarse como indicador de las propiedades (por ejemplo, grado de descomposición) de las muestras. El ácido fórmico pertenece a las sustancias peligrosas que se generan durante la producción de levadura. El ácido fórmico es un subproducto de la fermentación del ácido acético en la producción de vinagre, y también uno de los “ácidos volátiles” del vino.

El ácido glucónico es un componente natural de la fruta, la miel y el vino, pero también de la carne y los productos lácteos. Se emplea como aditivo alimentario (E574) para regular la acidez. También se utiliza en la limpieza de productos para disolver los depósitos de mineral. Este ácido confiere al producto un sabor amargo, pero refrescante. En la industria vitivinícola, las uvas infectadas por Botrytis presentan niveles elevados de este ácido (hasta 1-2 g/l). La glucono delta-lactona se encuentra en asociación con el ácido D-glucónico (por ejemplo, en vino) y su uso para controlar la acidez también está muy extendido en la industria alimentaria (yogur, requesón, pan, productos de confitería, carne y salchichas).

El ácido L-glutámico (L-glutamato), uno de los 20 aminoácidos comunes, es un componente natural de alimentos como queso, leche, carne, pescado, maíz, tomates, champiñones, soja y remolacha. La determinación del contenido de L-glutamato es importante en diversos procesos de producción de alimentos (en la maduración de frutos, en el hígado usado en la producción de alimentos para consumo humano y en el control de la maduración del queso). El ácido L-glutámico es uno de los principales componentes de potenciación del sabor de los alimentos (glutamato monosódico, GMS). El glutamato es un alérgeno; el uso excesivo del GMS como aditivo alimentario (E621) puede dar lugar a los síntomas del “Síndrome del restaurante chino”.

6 días después de la fertilización de los pollos, se puede detectar un incremento del contenido de ácido D-3-hidroxibutírico en los huevos. Este incremento se mantiene incluso después de la muerte del embrión. Por lo tanto, el ácido D-3-hidroxibutírico se emplea frecuentemente como indicador en la producción de huevos fertilizados e incubados (hasta un máximo de 10 mg/kg [límite legal] y puede alcanzar hasta 800 mg/kg en huevos en muy mal estado). En los huevos y los productos panificados, el nivel de ácido hidroxibutírico es un indicador del nivel de frescura de los huevos en el momento en que se utilizaron.

El ácido D-isocítrico forma parte del ciclo del ácido cítrico y, como consecuencia, se encuentra en todas las plantas y animales. El contenido de este ácido habitualmente es muy bajo. La determinación del ácido D-isocítrico ha adquirido importancia en el análisis de zumos de fruta (especialmente del zumo de naranja) para la detección de aditivos ilegales (por ejemplo, ácido cítrico). No solo conviene conocer el contenido mínimo de ácido D-isocítrico en zumos, sino también la proporción de ácido cítrico/ácido D-isocítrico: Una proporción demasiado alta indica que se ha agregado ácido cítrico. En zumo de naranja natural, por ejemplo, la proporción de ácido cítrico/ácido D-isocítrico suele ser inferior a 130; un valor mayor podría indicar que el zumo está adulterado. En productos que contienen zumo de naranja (por ejemplo, en refrescos etiquetados con el mensaje “contiene zumo de naranja”), el nivel de ácido D-isocítrico también se puede utilizar para determinar el contenido real de zumo.

El ácido L-láctico se frecuente en muchos alimentos y bebidas. Producido de forma natural por las bacterias del ácido láctico, se encuentra en muchos productos lácteos fermentados, como el yogur, así como en encurtidos vegetales, carnes curadas y pescado. Se suele agregar como suplemento acidulante no volátil a alimentos y bebidas (E270). En la industria vitivinícola, el proceso de fermentación maloláctica se controla a través del seguimiento del descenso de la concentración de ácido L-málico y el aumento de la concentración de ácido L-láctico. El contenido de L-lactato en la cerveza indica la presencia de lactobacilos durante la producción. El contenido de L-lactato en huevo entero líquido o en huevo en polvo proporciona información importante sobre la higiene de los productos. De forma similar, la calidad de la leche, la fruta y las verduras se puede determinar mediante la medición del contenido de ácido L-láctico. La presencia de L-lactato en leche en polvo indica el uso de leche agria neutralizada para su producción. En el vino también se genera L-lactato durante la “segunda fermentación” (fermentación maloláctica).

El D-lactato se mide con mucha frecuencia con el L-lactato, y casi nunca por separado. Solo unos pocos microorganismos (como Lactobacillus lactis, Lb. bulgaricus y Leuconostoc cremoris) producen ácido D-láctico. Los “organismos superiores”, por ejemplo, los animales, no generan ácido D-láctico, o tan solo en trazas. Por lo tanto, la presencia de D-lactato puede utilizarse como indicador de contaminación microbiana o deterioro, siempre y cuando no se hayan aplicado técnicas de fermentación en la producción de los alimentos (por ejemplo, en la producción de productos de leche agria).

El ácido L-málico es uno de los ácidos frutales más importantes, por lo que su determinación cuantitativa es especialmente significativa en la fabricación de vino, cerveza, pan, fruta y productos vegetales, así como productos cosméticos y farmacéuticos. La descomposición microbiana del ácido L-málico da lugar a la formación de ácido L-láctico; esta reacción puede ser deseable en la producción de vino (fermentación maloláctica, deacidificación biológica) o no deseable en el caso de la cerveza (segunda fermentación). El ácido L-málico también cuenta con muchas aplicaciones como conservante alimentario (E296) debido a que es más fuerte que el ácido cítrico y actúa como potenciador del sabor.

El ácido D-málico prácticamente no se da de forma natural; es un metabolito que solo producen ciertos micro-organismos. El análisis de zumos de fruta recién exprimidos indica la presencia de ácido D-málico en el límite de detección. De ahí que se recomienden límites legales de 10 mg/l para fruta y zumo de fruta. El ácido D-málico es un componente del ácido D-/L-málico (racémico) cuando se prepara químicamente. Los productos naturales están prácticamente libres de ácido D-málico, por lo que su detección indica que se ha añadido ácido D-/L-málico (por ejemplo, al vino o zumo de fruta), lo que puede estar permitido o prohibido dependiendo del país.

Como metabolito del ciclo del ácido cítrico, el ácido succínico es un componente natural de animales, plantas y microorganismos. El ácido succínico es un indicador específico de descomposición microbiana en huevos y productos derivados del huevo (> 5 mg/kg). La concentración de ácido succínico también se controla en la fabricación de numerosos alimentos y bebidas, como vino, salsa de soja, harina de soja, zumo de frutas y productos lácteos (por ejemplo, queso); también se utiliza como potenciador del sabor. El proceso de maduración de las manzanas se puede controlar mediante la supervisión del descenso en los niveles de ácido succínico. El ácido succínico también se puede utilizar en muchas aplicaciones no alimentarias (tintes, fármacos, perfumes, barnices, refrigerantes).

El ácido tartárico es uno de los principales ácidos de las uvas y, por lo tanto, un parámetro importante en la producción de vino.

La D-glucosa y la D-fructosa se encuentran en la mayoría de los vegetales. En la producción de alimentos, están presentes en cantidades significativas en la miel, vino, cerveza y en diversos alimentos sólidos (pan y repostería, chocolate y golosinas). La fructosa, o azúcar de la fruta, es un monosacárido frecuente en muchas plantas, donde a menudo se une a la glucosa para formar el disacárido sacarosa. En la industria de la cerveza y el vino, la suma de la D-glucosa y la D-fructosa es un parámetro clave, ya que representa la cantidad de azúcar disponible en la levadura para la conversión a etanol. En la miel, la proporción entre ambos azúcares permite detectar si se ha añadido una cantidad no permitida de azúcar, como el jarabe de glucosa. La D-glucosa y la D-fructosa, que se determinan en muchas muestras alimentarias, se pueden medir de forma independiente (como en la miel) o simultáneamente (como en el vino).

La lactosa es un disacárido compuesto de galactosa y glucosa. La lactosa es un carbohidrato importante de la leche de los mamíferos; por lo tanto, tiene importancia en lo que a la nutrición se refiere. La concentración de lactosa en la leche de las vacas sanas es de 4,6 a 5 g/100 g aproximadamente. La lactasa (ß-galactosidasa), una enzima que se encuentra en los jugos gástricos, divide la lactosa en D-galactosa y D-glucosa. Las personas que carecen de esta enzima después de la infancia no son capaces de digerir la leche (intolerancia a la lactosa). La determinación de las concentraciones de lactosa es particularmente importante en los productos alimentarios con la etiqueta “Sin lactosa”. Además, la lactosa se puede utilizar como endulzante en la industria alimentaria y, por lo tanto, se debe controlar. La D-galactosa no es frecuente en forma libre; por lo tanto, la determinación del grupo galactosa (prueba de la lactosa/galactosa) es más fiable que la determinación del grupo glucosa (prueba de lactosa/glucosa).

El proceso de malteado de los cereales desarrolla las enzimas necesarias para la modificación del almidón del cereal en diversos tipos de azúcar, como el monosacárido glucosa, el disacárido maltosa, el trisacárido maltotriosa y azúcares más complejos llamados maltodextrinas. El jarabe de glucosa obtenido a partir del almidón por medio de amiloglucosidasa también contiene maltosa. La concentración de maltosa se mide junto con la de sacarosa y D-glucosa, ya que la enzima α-glucosidasa no solo reacciona con la maltosa, sino también con la sacarosa.

La rafinosa es un trisacárido compuesto de galactosa, glucosa y fructosa. Se puede encontrar en las alubias, repollo, coles de Bruselas, brócoli, espárragos y otras verduras y cereales de grano entero. La rafinosa se puede hidrolizar a D-galactosa y sacarosa mediante la enzima α-galactosidasa (α-GAL), que no se encuentra en el tracto digestivo humano. Los seres humanos y los animales monogástricos (ganado porcino y aves de corral) no poseen la enzima α-GAL, por lo que estos oligosacáridos no se digieren al atravesar el estómago y el intestino delgado. En el intestino grueso, son fermentados por bacterias productoras de gas que poseen la enzima α-GAL; este proceso genera dióxido de carbono, metano o hidrógeno, que da lugar a la flatulencia asociada habitualmente a las alubias y otras verduras.

El almidón es un carbohidrato polimérico compuesto por un número elevado de unidades de glucosa unidas por enlaces α-1,4- y α-1,6-glucosídicos (amilosa, amilopectina). La mayoría de las plantas verdes producen este polisacárido para utilizarlo como almacenaje de energía. Es el carbohidrato más frecuente en la dieta humana y está presente en grandes cantidades en alimentos básicos como patatas, trigo, maíz y arroz. El almidón es un importante ingrediente de los alimentos para consumo humano y los piensos animales. Actúa como aglutinante (salsas, rellenos) y como espesante y texturizador en la producción de diversos productos alimentarios. Los almidones parcialmente hidrolizados también se utilizan en los refrescos y se agregan ilegalmente al vino para aumentar el extracto seco (y por lo tanto, simular una mejor calidad).

La sacarosa y la glucosa ocupan una posición central en el metabolismo de las plantas En la producción de alimentos, están presentes en cantidades significativas en la miel, vino, cerveza y zumos de frutas, así como en diversos alimentos sólidos, como pan y repostería, chocolate y golosinas. La sacarosa también se conoce como azúcar de mesa; su extracción de la remolacha y la caña de azúcar tiene gran importancia económica. El resultado de la hidrólisis (inversión) de la sacarosa es la D-glucosa y la D-fructosa. La sacarosa es un ingrediente importante en los productos alimentarios, no solo como edulcorante, sino también por su valor económico. Existen proporciones específicas de azúcar para muchas frutas y para la miel; estos datos pueden utilizarse como indicador de azúcar añadido.

La sacarosa, la D-glucosa y la D-fructosa están presentes en la mayoría de las plantas y los alimentos. En el material vegetal, la D-glucosa y la D-fructosa aparecen como azúcares libres y en diversos oligo y polisacáridos (fructosanos [inulinas], almidón y celulosa). En la producción de alimentos, están presentes en cantidades significativas en la miel, vino, cerveza y zumos de frutas, así como en diversos alimentos sólidos, como pan y repostería, chocolate y golosinas.

El amoníaco está presente en el entorno como resultado de los procesos naturales del ciclo del nitrógeno, aunque también a causa de la actividad industrial, incluida la agricultura intensiva. Las concentraciones elevadas de amoníaco pueden indicar la descomposición (microbiana) de sustancias como leche, carne y pescado y mariscos, donde es uno de los principales componentes de los olores y sabores desagradables asociados a su deterioro El amoníaco también indica la presencia de heces, orina y microorganismos en el agua. En el lado positivo, el amoníaco es una fuente importante de nitrógeno para muchos microorganismos durante los procesos de fermentación, como la vinificación. Las sales de amoníaco obtenidas a gran escala se emplean para la producción de fertilizantes, piensos, papel y, en el caso de los alimentos, como agentes leudantes, estabilizantes y saborizantes.

El colesterol es el más importante de los esteroles animales. Es un componente importante de las membranas celulares de las especies superiores, y precursor de una familia completa de hormonas esteroides. El colesterol se encuentra en todas las grasas animales y es un importante componente de la yema de huevo. Está presente en alimentos como carne, aves de corral, pescado y mariscos y productos lácteos. Su concentración es relativamente constante, por lo que se utiliza con frecuencia para la determinación del contenido de huevo en diversos alimentos, como productos panificados , tallarines y licor con yema de huevo. Una dieta con niveles elevados de colesterol puede provocar enfermedades de corazón, hígado y riñón. Su ingesta diaria no debe superar los 300 mg.

La determinación del contenido de cobre es importante en la producción de vino. Un nivel excesivo de iones de cobre, por ejemplo, debido al proceso de clarificación, puede provocar la formación de una turbidez antiestética en el vino acabado.

El etanol se produce naturalmente en la mayoría de los organismos, aunque sea en cantidades muy pequeñas. Es el producto final de la fermentación alcohólica y, a pesar de ser componente deseable en las bebidas alcohólicas, no lo es en las bebidas sin alcohol o con bajos niveles de alcohol o en otros alimentos, como chocolate, golosinas, mermelada, miel, vinagre y productos lácteos. La presencia de etanol en productos derivados de la fruta, como los zumos, indica que quizá se hayan utilizado ingredientes descompuestos en su elaboración. También es un indicador indirecto de la presencia de levaduras. En los productos cárnicos, el etanol indica deterioro. En la industria no alimentaria, se emplea como disolvente, por ejemplo, para aceites esenciales y sustancias farmacéuticas.

El glicerol, un subproducto de la fermentación alcohólica y sus esteres de ácido graso (glicéridos) se producen con frecuencia de forma natural. En la industria alimentaria, el glicerol tiene importancia como humectante en la elaboración de productos panificados. También se añade a las golosinas y glaseados para evitar la cristalización, y se utiliza como disolvente para colorantes alimentarios y como soporte para extractos y saborizantes. En las industrias de la cerveza y el vino, el glicerol aparece como producto de la fermentación en concentraciones del 1 % (v/v) aproximadamente, por lo que sus niveles se deben controlar. El glicerol contribuye al aroma; su sabor dulce da “cuerpo” al vino. En la industria farmacéutica, la suavidad de las lociones, las cremas y la pasta de dientes se consigue mediante la incorporación de glicerol. La estructura básica de glicerol se encuentra en todos los lípidos denominados triglicéridos.

Los iones de hierro, implicados en la formación de turbidez (junto con el cobre), pueden contaminar el vino debido al contacto con superficies de hierro expuestas (acero no inoxidable). El valor máximo asciende a 8 mg/l aproximadamente; por encima de este límite el riesgo de turbidez por hierro es alto.

El nitrógeno que las plantas necesitan para crecer (formación de proteínas) lo adquieren casi totalmente en forma de nitrato (fertilizantes). En los productos alimentarios, el nitrato es importante en lo que se refiere a la nutrición, debido a su reducción a nitrito y a la formación de compuestos que se unen a la hemoglobina. También forma nitrosaminas, compuestos químicos que tienen potencial carcinógeno. Algunas plantas, como col, remolacha roja, rábano, espinaca y lechuga, son capaces de almacenar nitrato en su tejido. El contenido de nitrato de las patatas es relativamente bajo. Al cocinar estas verduras, muchos de estos nitratos se eliminan en el agua hervida. En la industria cárnica, el nitrato de potasio se utiliza como agente de enrojecimiento y salado. Sin embargo, la concentración de nitrato/nitrito en los productos cárnicos no debe superar los 100 mg/kg. En los zumos de fruta, una concentración elevada de nitrato indica que se ha añadido agua corriente. También existen límites para la concentración de nitratos en el agua potable/agua corriente (por ejemplo, 50 mg/l en Europa). El agua “natural” contiene aproximadamente 1 mg de nitrato por litro.

El D-sorbitol es un polialcohol abundante en la fruta, por ejemplo, manzanas, cerezas, peras, ciruelas, si bien no en las uvas, el mosto y el vino (o solo en trazas). Este parámetro permite determinar la autenticidad de los zumos de color rojo y comprobar el contenido de fruta. Por ejemplo, la concentración de D-sorbitol se puede utilizar para determinar el contenido de zumo de manzana de las bebidas con el mensaje “Contiene zumo de manzana”. El D-sorbitol tiene influencia anticariogénica, pero su efecto puede ser laxante si se consume en grandes cantidades (10 – 50 g al día). En la industria de la tecnología alimentaria se utiliza como agente humectante; también se emplea como sustituto del azúcar (E420) en los productos para diabéticos, ya que la insulina no es necesaria para el metabolismo. Mantiene la estabilidad frente a los ácidos, mejora la textura de los alimentos y se utiliza para evitar su oscurecimiento. El xilitol es un polialcohol abundante en la fruta, las verduras y los champiñones. Se produce a escala industrial. Las bacterias cariogénicas (por ejemplo, Streptococcus mutans) no fermentan el xilitol en la boca.

Sulfur dioxide, sulfurous acid and its salts (sulfites) occur in very low concentrations in nature. However, they have been used for a very long time in the industrial production of foodstuffs (“sulfurating”). Sulfur dioxide is widely used as a preservative in the food industry, for example for fish and seafood products, in order to prevent microbial spoilage (E220 to E228). The use of sulfite in the production of wine belongs to the most important techniques in order to improve stability and taste of wine. However, sulfite is regarded as being poisonous for cells: in metabolism, it is rapidly oxidized and excreted. The sulfite content in foodstuffs is legally prescribed for certain foodstuffs in a number of countries and since sulfite is also an allergen, the content has often to be declared on the label because of sulfite intolerance in some individuals. For example, a limit value of 10 mg/l exists for juices.

La urea es el producto de descomposición más importante del metabolismo de las proteínas. La medición de la urea en los líquidos corporales indica los índices de equilibrio proteínico en las células musculares y de suministro de proteínas (por ejemplo, en las vacas). Se añade en ocasiones (ilegalmente) a los productos cárnicos para indicar un mayor contenido de proteína muscular al existente en realidad (la adición de un 1 % de urea simula la adición de aproximadamente un 3 % de proteínas). Además, la urea indica la presencia de orina en las piscinas. También se utiliza como componente en la fabricación de cosméticos, productos farmacéuticos y papel.