Las vitaminas y los minerales son micronutrientes esenciales necesarios en pequeñas cantidades para el funcionamiento fisiológico normal. A diferencia de los macronutrientes, no aportan energía sino que sirven como cofactores, antioxidantes y componentes estructurales. Su retención durante el procesamiento de alimentos y su cuantificación precisa son preocupaciones importantes en la ciencia de los alimentos.

Vitaminas liposolubles

La vitamina A (retinol, betacaroteno) es esencial para la visión y la función inmune. Es sensible a la oxidación y a la luz, particularmente en presencia de lípidos insaturados. La vitamina D (calciferol) se sintetiza en la piel tras la exposición a los rayos UV y es crucial para el metabolismo del calcio. La vitamina E (tocoferoles y tocotrienoles) funciona como un antioxidante que rompe cadenas y protege los ácidos grasos poliinsaturados de la peroxidación lipídica. El alfa-tocoferol es la forma más biológicamente activa. La vitamina K (filoquinona, menaquinona) es necesaria para la coagulación sanguínea y el metabolismo óseo.

Vitaminas solubles en agua

Las vitaminas del complejo B incluyen tiamina (B1), riboflavina (B2), niacina (B3), ácido pantoténico (B5), piridoxina (B6), biotina (B7), folato (B9) y cobalamina (B12). Funcionan principalmente como coenzimas en vías metabólicas. La tiamina es termolábil y las pérdidas durante la cocción pueden ser sustanciales. El folato es muy sensible a la oxidación, la luz ultravioleta y la lixiviación en el agua de cocción. La vitamina C (ácido ascórbico) es un potente antioxidante y se degrada fácilmente con el calor, el oxígeno, la luz y los iones metálicos.

Biodisponibilidad y procesamiento

La biodisponibilidad se refiere a la fracción de un nutriente ingerido que se absorbe y utiliza. Las vitaminas liposolubles requieren grasa dietética para una absorción óptima. Las condiciones de procesamiento, como el calentamiento, la exposición a la luz, los extremos del pH y la oxidación, pueden reducir significativamente el contenido de vitaminas. Por ejemplo, la pasteurización causa aproximadamente entre un 10% y un 20% de pérdida de vitamina C, mientras que el enlatado puede provocar una pérdida de entre un 50% y un 90%.

Macro y oligoelementos

Los principales minerales (calcio, fósforo, magnesio, sodio, potasio, cloruro) se requieren en niveles superiores a 100 mg por día. El calcio es esencial para la salud ósea y es particularmente abundante en los productos lácteos. Los minerales traza (hierro, zinc, selenio, yodo, cobre, manganeso, fluoruro, cromo, molibdeno) se necesitan en cantidades más pequeñas. La deficiencia de hierro es el trastorno nutricional más extendido en todo el mundo. El zinc es importante para la función inmune y la cicatrización de heridas, mientras que el selenio es un componente esencial de las enzimas antioxidantes.

Métodos analíticos

La espectrometría de masas con plasma acoplado inductivamente (ICP-MS) y la espectroscopia de emisión óptica con plasma acoplado inductivamente (ICP-OES) son los estándares de oro para el análisis de minerales de múltiples elementos, ya que ofrecen alta sensibilidad y un amplio rango dinámico. La espectroscopia de absorción atómica (AAS) es una técnica tradicional que todavía se utiliza para el análisis de un solo elemento de metales como el calcio, el hierro y el zinc. Para el análisis de vitaminas se emplea HPLC junto con detección UV, fluorescencia o espectrometría de masas, con métodos específicos adaptados a las propiedades químicas de cada vitamina. Históricamente se utilizan ensayos microbiológicos para determinadas vitaminas B, pero cada vez más se sustituyen por métodos instrumentales. El análisis de vitaminas suele emplear HPLC con detección UV o fluorescencia, mientras que el análisis de minerales utiliza técnicas de espectroscopia atómica como AAS e ICP-MS. El contenido mineral total se estima mediante la determinación del contenido de cenizas.