Gastronomía molecular: la ciencia detrás de la sabrosura

¿Qué hace que un platillo sea más placentero que otro? ¿Cómo hacer la cochinita pibil perfecta? ¿Qué es lo que hace un buen maridaje? ¿Qué tiene que ver la ciencia con el mole poblano? Tal vez la respuesta a estas preguntas no le quite el sueño a muchos, pero si a alguno que otro chef e incluso a algunos cocineros amateurs.

A pesar de que la alimentación constituye una parte central en nuestras vidas, la ciencia no había tenido mucho que ver hasta hace poco tiempo, por lo menos de manera formal. Hace algunos años, sin embargo, algunos chefs empezaron a colaborar de manera cercana con científicos, dando origen poco a poco a una nueva disciplina científica: la gastronomía molecular.

Chapatas (o ciabattas) en la última etapa de fermentación, justo antes de entrar al horno. Fotografía de Guillermina Echeverría-Lozano.

En un artículo recientemente publicado en la revista Chemical Reviews, un grupo de físicos, químicos y profesionales en alimentos liderados por Peter Barham de la Universidad de Bristol, hicieron una revisión y recopilación de la ciencia detrás de los alimentos: la gastronomía molecular. Según los autores, el desarrollo de la gastronomía molecular no solo proveerá a los chefs con herramientas para crear los mejores platillos sino que además les ayudará a elucidar las condiciones mínimas que se requieren para que esos platillos puedan ser considerados como fantásticos por un grupo amplio de personas.

Para un químico, el sabor se determina mediante un análisis del aroma y de las moléculas no volátiles presentes en la comida. Las moléculas volátiles se clasifican por el tipo de notas aromáticas que producen (a carne, fruta, amargas, a nueces, etc.) y por tanto su análisis es fundamental para entender la estructura aromática y el sabor de una comida.

El disfrute de la comida es un fenómeno muy complejo en el que intervienen una multitud de factores: los sentidos y la manera en la que estos funcionan, los factores emocionales relacionados con la alimentación, la forma en la que los alimentos son producidos, transportados y procesados, así como la manera en la que el proceso digestivo los transforma. Y por si lo anterior no fuera poco, aun es necesario desarrollar un lenguaje que sea apropiado tanto para chefs, científicos y el público en general de manera que sea claro para todos la manera en la que diferentes personas aprecian la misma comida.

Cada etapa en la producción y elaboración de los alimentos influye en el producto final, pero en algunos casos aun no es completamente claro de que manera sucede esto. Por ejemplo, no es claro si los productos orgánicos tienen mejor sabor que aquellos producidos de forma convencional. La evidencia existente no es contundente y en algunos casos es incluso contradictoria. Por otro lado, un buen número de estudios sugieren que la forma en la que los animales son alimentados influye enormemente en el sabor de su carne. También, la variedad de las frutas y vegetales que se utilicen puede modificar el sabor de un platillo, principalmente porque cada una de dichas variedades contiene proporciones diferentes de sus componentes químicos esenciales.

Las reacciones químicas y los procesos físicos continúan al pelar, picar y cocinar los alimentos. Por ejemplo, al picar cebollas una serie de enzimas son liberadas de las “capsulitas” en las que se encontraban dentro de las células. En este caso la enzima liberada es la alinasa que rompe aminoácidos ricos en sulfuro y sus sulfoxidos produciendo piruvato, amonia y moléculas volátiles ricas en sulfuro. Estas moléculas son las que llegan a nuestros ojos, haciéndonos llorar. Sin embargo, si hervimos u horneamos la cebolla la alinasa nunca se activa y por lo tanto la cebolla adquiere un sabor y un olor más suaves.

Otro importante proceso químico en la cocina es la oxidación. Muchos alimentos son sensibles a la acción del oxigeno y este proceso cambia su color, sabor y su valor nutricional. También la oxidación es la responsable de numerosos sabores desagradables, por lo que evitarla es fundamental en ciertos procesos. Por ejemplo, en la gastronomía nórdica es común el uso de tomillo para la elaboración de una especie de moronga. El tomillo en este caso, funciona como antioxidante natural, impidiendo los efectos indeseables del oxígeno. Otro antioxidante natural utilizado en la elaboración de platillos tradicionales es el romero.

Las reacciones químicas y los cambios físicos producidos por un grupo de diminutos seres ha sido esencial para el desarrollo de la cultura alimentaria alrededor del mundo. A numerosas levaduras y bacterias les debemos los vinos, cervezas, quesos, yogurt, panes y otros deliciosos productos. La variedad de estos productos se debe tanto a la acción de diferentes especies de levaduras y bacterias como a el momento justo en el que son introducidos en la producción de bebidas y alimentos. Para la elaboración de varios de estos productos los productores cuentan ya con sepas seleccionadas que les permiten garantizar la elaboración de productos con características específicas.

En términos del desarrollo del sabor, las reacciones más importantes son aquellas que se producen gracias al efecto del calor. Entre ellas podemos mencionar la reacción de Maillard en la que una mezcla de aminoácidos y azúcares dan lugar a productos de color marrón. Esta reacción, junto con la reacción de Strecker y la caramelización son las responsables de los sabores característicos de la carne cocinada, el chocolate, el café así como los sabores a caramelo de las azúcares cocinadas.

La reacción de Maillard es altamente dependiente de la temperatura, el tiempo, la humedad y el tipo de precursores químicos presentes (como monosacáridos y aminoácidos). De ahí que en la elaboración de panes como baguettes, bolillos y chapatas la humedad presente en el horno sea un factor indispensable para que dichos panes queden apetitosamente crujientes.

La mayoría de las técnicas culinarias ya han sido conocidas y utilizadas por muchos siglos. Sin embargo, muchas de ellas no son completamente entendidas por aquellos que las usan y tampoco es claro si éstas constituyen la mejor forma posible de lograr un resultado o si simplemente han sido transmitidas entre generaciones sin mejoras sustanciales. En este sentido, la contribución de la gastronomía molecular podría ayudar a los chefs a lograr mejoras sustanciales en sus recetas.

Otro aspecto que aun no se entiende en su totalidad es la influencia de la masticación y las enzimas producidas durante la misma en el disfrute de, por ejemplo, el mejor taco al pastor. Es decir, la caracterización de los aromas volátiles en la comida no necesariamente refleja la manera en la que éstos estimulan los sentidos durante la ingestión.

La tarea de la gastronomía molecular no es sencilla. En la elaboración de alimentos numerosas reacciones ocurren una detrás de la otra creando productos químicos de diversos tipos. Algunos de ellos contribuyen al sabor y al aroma de los alimentos, pero otros no. Algunos tienen cierta estabilidad o permanencia y otros no.

Los autores sugieren que la relación entre la complejidad sensorial, por un lado, y el placer, la palatabilidad, la ingesta de alimentos y los factores que determinan la saciedad son áreas que merecen investigación científica a fondo. La gastronomía molecular, pretende ser un puente que una los trabajos en física y química de los alimentos con la percepción sensorial y el placer culinario.

Un par de restaurantes ya han adoptado el enfoque científico de la gastronomía molecular en la elaboración de sus recetas. Uno es El Bulli en España y el otro es el Fat Duck en el Reino Unido. Ambos son considerados entre los mejores del mundo.

Artículo de referencia:

Barham, P., Skibsted, L., Bredie, W., Bom Frøst, M., Møller, P., Risbo, J., Snitkjær, P., & Mortensen, L. (2010). Molecular Gastronomy: A New Emerging Scientific Discipline Chemical Reviews, 110 (4), 2313-2365 DOI: 10.1021/cr900105w

Las elefantas son maestras en cuestión de elección de pareja

Algunas personas parecen contonearse al caminar para atraer a parejas potenciales; las elefantas también lo hacen. En la arena de la elección de pareja las demostraciones de receptividad y/o excitación sexual son variadas tanto en su forma como en su intensidad. Detrás de cada contoneo y de cada coqueteo se encuentra la expresión de un buen número de genes y la influencia de elementos sociales y ambientales en un entramado de factores en acción.


Los elefantes machos durante el período de excitación sexual, por ejemplo, además de producir mucha testosterona, también producen -y chorrean por doquier- cantidades enormes de una orina perfumada que parece ser considerada como muy sexy en el mundo de los paquidermos. Además, estos perfumados machos se vuelven dominantes sobre otros machos más jóvenes excluyéndolos de la competencia por hembras. Los machos dominantes pueden monopolizar el acceso sexual a ciertas hembras a las que cortejan y con las que copulan por varios días. Ellas, en cambio, durante el celo (o período de receptividad sexual) cambian su postura y su andar e incrementan sus expresiones táctiles hacia los machos.

Macho, hembra y cría de elefante africano (Loxodonta africana). Imágen tomada del banco de imágenes de la CONABIO.

La intensidad de la excitación sexual de los machos parece estar cercanamente relacionado con la “calidad” de los mismos por lo que, para poder tener elefantitos sanos y vigorosos, las hembras deberían preferir a los machos dominantes. Sin embargo, la preferencia de las hembras hacia estos machos parece no darse en automático, si no ser el resultado del aprendizaje tanto individual como social. Se ha visto que las hembras que se encuentran en celo por primera vez incluso huyen de los machos más dominantes y prefieren en cambio a los machos más jóvenes. Con el paso de los años, las hembras aprenden a elegir machos dominantes y a rechazar a los jóvenes.

Interesantemente, algunas hembras parecen “simular” el celo. Y aunque dicho celo ocurre muy rara vez el hecho de que exista es notorio y fue justo el centro de atención de un estudio publicado este mes en la revista PLoS ONE por un grupo de investigadores del Reino Unido liderados por Lucy Bates de la Universidad de San Andrews. El estudio forma parte de los llevados a cabo por los integrantes del Proyecto de Investigación de los Elefantes de Amboseli (Amboseli Elephant Research Project).

Lucy Bates y su equipo, utilizando datos de un estudio a largo plazo de elefantes africanos en el Parque Nacional de Amboseli en Kenya, analizaron la ocurrencia de este celo simulado. Los investigadores, habituados a observar a estos elefantes diariamente desde 1972, consideraron que un celo era simulado cuando la hembra en cuestión no podía –por razones hormonales o de otro tipo- estarlo realmente. Es decir, estaba preñada, lactando o tenía más de 50 años. También tuvieron manera de comprobar si efectivamente este había sido el caso ya que en la base de datos del proyecto se tiene registro de los períodos de gestación y número de nacimientos de este grupo de elefantes. Los investigadores pusieron a prueba varias hipótesis para explicar la ocurrencia de este misterioso celo paquidérmico.

Primero, pusieron a prueba la hipótesis de que el celo simulado no tiene ningún propósito funcional. Es decir, este celo podría deberse a cambios hormonales como resultado de la cercanía de las elefantas simuladoras con aquellas que genuinamente estaban en celo. Este hipótesis no fue apoyada por los datos puesto que el celo simulado podía ocurrir en cualquier momento durante el periodo de gestación de las elefantas preñadas que lo presentaron. Además, tampoco había una relación entre la ocurrencia del celo simulado con la presencia de celo en hembras emparentadas con la hembra simuladora. Lo que si encontraron fue que la presencia de hembras simuladoras coincidía con la presencia de hembras nulíparas, es decir, elefantas que nunca antes habían tenido crías.

La segunda hipótesis, era que el celo simulado podría incrementar el éxito reproductivo de la hembra simuladora si su ocurrencia podía, por ejemplo, atraer la atención de un buen candidato y las hembras simuladoras podían entonces inducir su propia receptividad. Este tampoco fue el caso ya que una buena parte de las hembras simuladoras estaban preñadas y en ninguno de los casos las hembras simuladoras pudieron concebir como resultado del evento de simulación.

La tercera hipótesis que pusieron a prueba fue que el celo simulado incrementa la adecuación inclusiva de la hembra simuladora. Es decir, que no era la hembra simuladora la que incrementaba su propio éxito reproductivo, si no el éxito reproductivo de una hembra emparentada que estuviera realmente receptiva en el momento de la simulación. Por ejemplo, un grupo familiar de hembras receptivas podría ser mas atractivo para un macho en celo, creando entonces la posibilidad de que las hembras receptivas tuvieran una mayor oportunidad de elegir al macho en celo y, por tanto, copular con él. Este, sin embargo, tampoco fue el caso ya que las hembras receptivas asociadas con las simuladoras no tuvieron mayor acceso a los machos dominantes ni tampoco- cuando si fue el caso- copularon más veces con ellos.

Dado que ninguna de las hipótesis originalmente propuestas fue corroborada, Lucy Bates y su equipo sugieren que considerando que el celo simulado ocurre con frecuencia en compañía de hembras nulíparas (53% de los casos), este tal vez sirva como una forma de demostración. Para poder ser considerado como un caso auténtico de enseñanza en el reino animal, propusieron los investigadores, dicha conducta debería cubrir los criterios establecidos en la definición funcional de enseñanza propuesta por Caro y Hauser en 1992. Siguiendo la propuesta de éstos autores, el celo simulado de las elefantas debería ocurrir únicamente en presencia de pupilas ingenuas respecto al tema enseñado, ser costosa para el maestro y existir evidencia de aprendizaje por parte del pupilo, o pupila en este caso.

De dichos criterios únicamente uno podría ser cubierto parcialmente y es el relativo al costo de la conducta. Es decir, no en todos los casos había una hembra simuladora asociada con una hembra nulípara y la evidencia de aprendizaje no fue completamente clara. Es posible que la simulación en la que incurren las elefantas pudiera llegar a ser costosa para ellas si estas adquirieran una mala reputación como elefantas poco honestas respecto a su estado. Esta es una posibilidad real en animales como los elefantes que presentan relaciones sociales con interacciones complejas. Además, como ya se mencionó con anterioridad las elefantas simuladoras no obtuvieron ningún beneficio directo en términos reproductivos.

Por otro lado, los casos de simulación considerados en el estudio fueron identificados a partir de datos demográficos y registros conductuales de observadores altamente especializados. Existe la posibilidad, sin embargo, de que otros casos de simulación menos obvios hayan pasado desapercibidos para los observadores. Después de todo, solo los elefantes saben con certeza sobre sus coqueteos.

Considerando lo anterior, es posible que hayan habido mas casos de celo simulado en presencia de pupilas poco experimentadas de los que fueron encontrados por los autores del estudio. Y, en consecuencia, ya estarían cubiertos dos de los tres criterios respecto a la enseñanza animal mencionados con anterioridad.

El hecho de que no se encontrara ninguna diferencia en la conducta sexual ni de elección de pareja de las hembras nulíparas que estuvieron con hembras simuladoras sugirió a los autores que no hubo evidencia de “aprendizaje”. Sin embargo –y como ellos mismos sugieren- es posible que la conducta de las hembras simuladoras haya de hecho contribuido a la mejora de la conducta de hembras nulíparas particularmente despistadas o negadas respecto a cuáles son los mejores candidatos y cómo comportarse frente a ellos. Por lo tanto, tal vez no hubo diferencias en la conducta de dichas hembras precisamente porque las hembras simuladoras las ayudaron a “subir su nivel”, digamos. Los autores sugieren que si lo anterior pudiera ser demostrado entonces se estaría mas cerca de cubrir los criterios propuestos por Caro y Hauser y ser éste un caso contundente de enseñanza en el mundo paquidérmico.

El estudio de Bates y su equipo es el primero que ofrece una explicación al celo simulado de algunas elefantas y demuestra que este no ocurre de manera aleatoria. Los autores señalan que una demostración más clara respecto al papel de dicha conducta como elemento de enseñanza podría provenir de estudios experimentales.

Articulo de referencia:

Bates, L., Handford, R., Lee, P., Njiraini, N., Poole, J., Sayialel, K., Sayialel, S., Moss, C., & Byrne, R. (2010). Why Do African Elephants (Loxodonta africana) Simulate Oestrus? An Analysis of Longitudinal Data PLoS ONE, 5 (4) DOI: 10.1371/journal.pone.0010052

Espejito, espejito ¿por qué tengo esta terrible imperfección?

La mayoría de nosotros hemos sufrido en algún momento de nuestras vidas, principalmente en la adolescencia, el horror de mirarnos al espejo y descubrir un grano que desafía todas las reglas de la proporción estética. Pero esto generalmente es pasajero y pronto nos olvidamos de las imperfecciones que descubrimos. Sin embargo, para algunas personas no es así y llegan a obsesionarse con defectos que creen que las hacen parecer desfiguradas, causándoles una considerable preocupación y ansiedad.


Tal es el caso de las personas que padecen trastorno dismórfico corporal (TDC), también llamado dismorfofobia, quienes se encuentran constantemente preocupadas por su apariencia y tienden a obsesionarse por algún defecto físico, en ocasiones solo evidente para ellas. En una buena parte de los casos, el foco de atención es la cara y partes de la misma como arrugas, dientes, cicatrices, simetría facial, vello facial, labios y nariz; aunque también pueden obsesionarse con otras partes del cuerpo como los genitales, el pecho y las nalgas.

Este constante malestar respecto a su apariencia llega a afectar varios aspectos de su vida, tanto social como laboral, a tal grado que el TDC suele asociarse a estados de depresión y conductas suicidas. Se calcula que del 1 al 2% de la población padece este trastorno.

Se ha creído durante algún tiempo que el TDC forma parte del espectro de trastornos obsesivo compulsivos, aunque también hay evidencia que señala que puede estar relacionado con otro tipo de trastornos como la fobia social y los desórdenes alimenticios.

Recientemente un equipo de la Universidad de California, liderado por Jamie D. Feusner, utilizando imágenes por resonancia magnética (IRM) encontró que los pacientes con TDC procesan las imágenes de forma diferente que las personas sin dicho trastorno. Por ejemplo, suelen enfocarse en los detalles más que en la imagen completa y sus cerebros se “activan” en regiones diferentes. Además, la actividad de estas regiones se relaciona positivamente con la severidad de los síntomas que presentan. Es decir, mientras más severos los síntomas del TDC, mayor es la actividad de las zonas cerebrales relacionadas con el procesamiento visual.

Jamie y su equipo trabajaron con voluntarios divididos en dos grupos: uno de personas con TDC y otro de personas sin dicho trastorno (grupo control), después tomaron imágenes (IRM) de la actividad de su cerebro mientras les mostraban imágenes faciales de sí mismos y de otra persona, ambos en tres formatos diferentes. El primer formato correspondía a una imagen normal de sí mismos, en otro la misma foto enfatizaba los detalles (frecuencia espacial alta) y en otro la imagen aparecía borrosa y se habían eliminado detalles como pecas, líneas y cicatrices (frecuencia espacial baja).

Ejemplo de estímulo de frecuencia espacial alta (HSF), frecuencia espacial baja (LSF) y frecuencia espacial normal (NSF). Imagen tomada de Feusner et al. 2010 (ver referencia abajo)

Mientras veían dichas imágenes, la actividad del cerebro era monitoreada y una vez que ya habían visto las imágenes, los voluntarios tenían que calificar el nivel de “aversión” que experimentaban con cada una de ellas. Esto último permitió tener una idea de la respuesta emocional que provocaban las imágenes. Al respecto, el Dr. Feusner y su equipo encontraron que se activaban regiones del cerebro relacionadas con el procesamiento holístico de información, e interesantemente, no con regiones asociadas con las reacciones emocionales.

Otro resultado interesante fue que la actividad en algunas regiones resultó similar a aquella observada en pacientes con desorden obsesivo compulsivo. Lo anterior sugiere entonces que la percepción distorsionada de ciertas imágenes puede provocar aversión y después desencadenar patrones conductuales obsesivo compulsivos. Sin embargo, esto último aun tiene que ser puesto a prueba. En cualquier caso, los hallazgos constituyen evidencia preliminar de una posible semejanza neuroanatómica entre pacientes con TDC y trastorno obsesivo compulsivo.

Este estudio es único en su tipo porque examina la neurobiología del procesamiento visual en pacientes con trastorno dismórfico corporal y proporciona información que seguramente permitirá desarrollar nuevas terapias.

Artículo de referencia:

Feusner, J., Moody, T., Hembacher, E., Townsend, J., McKinley, M., Moller, H., & Bookheimer, S. (2010). Abnormalities of Visual Processing and Frontostriatal Systems in Body Dysmorphic Disorder Archives of General Psychiatry, 67 (2), 197-205 DOI: 10.1001/archgenpsychiatry.2009.190