QUIMICA DE LOS ALIMENTOS

Docentes: Mabel Rembado

Paula Sceni

Primer cuatrimestre 2009

Universidad Nacional de Quilmes -Departamento de Ciencia y TecnologíaR.S. Peña 352 – (B1876BXD) Bernal – Bs As – Argentina Tel 4365 7161 Fax 4365 7132

Profesora

Lic. Mabel Rembado Instructora Ing. Paula Sceni

PRIMER CUATRIMESTRE 2009

QUÍMICA DE ALIMENTOSPROGRAMA

• Unidad 1• Alimento. Concepto. Constituyentes de los alimentos. Tipo y función de cada componente.

Importancia para el mantenimiento de la vida. Aportes material y energético. Relación con el metabolismo. Ingredientes. Materias primas. Aditivos. Importancia del agua. Actividad acuosa y estabilidad de los alimentos.

• Agua. La molécula de agua. Propiedades disolventes del agua. Interacciones del agua con sustancias apolares. Efecto de los solutos en la estructura del agua. Efecto de los solutos en la estructura del hielo. Actividad de agua. Isotermas de sorción de agua. Aplicaciones de las isotermas de sorción en Tecnología de Alimentos.

• Unidad 2• Hidratos de carbono. Clasificación. Monosacáridos. Estructuras lineales y cíclicas. Propiedades

físicas y químicas. Derivados. Unión glicosídica. Hidrólisis. Reacciones de los carbohidratos acíclicos. Deshidratación. Degradación térmica. Pardeamiento Disacáridos de uso frecuente. Polisacáridos: almidones, dextrinas, pectinas, celulosas, gomas para uso alimenticio. Estructuras, reacciones, derivados,. Funcionalidad.

• Unidad 3• Lípidos. Clasificación. Lípidos saponificables. Ceras, grasas y aceites. Ácidos grasos.

Propiedades físicas. Propiedades químicas. Química del procesado de grasa y aceites: hidrogenación, interesterificación. Distribución de los acilgliceroles en los productos naturales, consistencia, emulsiones y emulsionantes. Lípidos complejos: fosfolípidos, glicolípidos, lipoproteínas. Lípidos insaponificables: esteroides, terpenos, vitaminas. Cristalización de lípidos. Usos y funcionalidad en la industria alimenticia.

QUÍMICA DE ALIMENTOSPROGRAMA

• Unidad 4• Aminoácidos y proteínas. Aminoácidos: estructura; propiedades físicas y

químicas. Unión peptídica. Péptidos. Proteínas: clasificación; función; estructuras; hidrólisis; estabilidad. Desnaturalización de proteínas. Funcionalidad de los prótidos en los alimentos. Modificación de las proteínas de los alimentos durante el procesado y almacenamiento.

• Unidad 5• Enzimas: clasificación; función; especificidad, catálisis, regulación, factores

que influencian la actividad enzimática. Enzimas inmovilizadas. Enzimas endógenas y exógenas. Acción de pectinasas, amilasas, proteasas, lipasas, fitasas, etc. Pardeamiento enzimático. Inhibidores enzimáticos.

• Unidad 6• Vitaminas y minerales. Características. Importancia. Fuentes principales

de obtención. Causas generales que originan pérdidas de vitaminas y minerales. Enriquecimiento, fortificación y restitución. Vitaminas hidrosolubles. Vitaminas liposolubles. Propiedades químicas de los minerales y su biodisponibilidad. Optimización de la retención de nutrientes.

QUÍMICA DE ALIMENTOSPROGRAMA

• Unidad 7• Pigmentos y otros colorantes. Clorofilas, mioglobina, hemoglobina, antocianinas,

flavonoides, taninos, betalaínas, quininas y xantonas, carotenoides. Características físicas y químicas. Estudio de su estabilidad frente a los agentes comunes empleados en el procesado y conservación de los alimentos. Condicionamientos tecnológicos.

• Unidad 8• Componentes perjudiciales o potencialmente perjudiciales de los alimentos• Concepto de alimento inocuo. Componentes tóxicos naturales de los alimentos de

origen vegetal y animal. Acción de los aditivos alimentarios. Productos del procesamiento de los alimentos. Contaminantes accidentales. Productos del crecimiento microbiano. Micotoxinas. Toxinas bacterianas.

• Unidad 9• Aditivos alimentarios. Definición. Clasificación. Aspectos económico, legal y tóxico

de su empleo en la tecnología de los alimentos. Caracterización de cada grupo. Utilización. Coadyuvantes de tecnología.

• Unidad 10: Estudio particular de algunos sistemas alimentarios• Composición química, estructura, nutrientes presentes y su modificación por

procesos tecnológicos de los principales sistemas alimentarios: tejido muscular (carnes), fluidos nutritivos (en particular la leche) y cereales.

CRONOGRAMA

CRONOGRAMA

BIBLIOGRAFIACarácter generalBadui, S.D., Química de los Alimentos (2006). Ed. Pearson. México.Belitz, H.D., Grosch, W. Química de los Alimentos (1997). Ed Acribia. España.Cheftel, J.C, Cheftel, H. Bioquímica de los Alimentos, Tomo I y II (1992). Ed Acribia. España.Cheftel, J.C, Cuq, J. L, Lorient, D. Proteínas alimentarias. (1989). Ed Acribia. España.Coenders, A. Química culinaria. Estudio de lo que le sucede a los alimentos antes, durante y

después de cocinados. (1996) Ed Acribia. España.Coultate, T.P. Manual de Química y Bioquímica de los alimentos (1998). Ed Acribia. España.Fennema, O. Química de los Alimentos (2000). Ed Acribia. España.Linden, G., Lorient, D. Bioquímica agroindustrial. Revalorización alimentaria de la producción

agrícola (1996). Ed Acribia. España.Ordóñez, J.A. Tecnología de los Alimentos. Volumen I. Componentes de los alimentos y procesos

(1998). Ed. EspañaOrdóñez, J.A. Tecnología de los Alimentos. Volumen II. Alimentos de origen animal (1998). Ed

Síntesis. España.Ott, D.B. Manual de laboratorio de Ciencia de los Alimentos. (1992). Ed Acribia. España.Pilosof, A.M.R, Bartholomai, G.B. Caracterización Funcional y Estructural de Proteínas (2000). Ed

Eudeba. Argentina.Primo Yúfera, E. Química de los Alimentos (1999). Editorial Proeme. España.Código Alimentario Argentino. Disponible en la web: www.delacanal.com.ar (usuario y contraseña disponible en biblioteca) www.anmat.gov.arReglamento MERCOSUR. Disponible en la web: www.delacanal.com.ar (usuario y contraseña disponible en biblioteca)

BIBLIOGRAFIA• b) Temas especiales• Ashlimme E., La leche y sus componentes. Propiedades química y físicas

(2002), Ed Acribia, España. • Beckett, S.T., Fabricación y uso industrial del chocolates (1994), Es Caribia,

España.• Cakebread S., Dulces elaborados con azúcar y chocolate (1981), Ed

Acribia, España.• Callejo González M.J., Industrias de cereales y derivados (2002), AMV

Editores.• Carwain S, Fabricación de pan (2002), Linda S. Young Editoreso Cubero N., y otros, Aditivos Alimentarios, (2002), Ed Mundiprensa, España• Guy R.,Extrusión de alimentos (2002), Ed Acribia, España.• Hoseney R., Principios de ciencia y tecnología de los cereales (1991), Ed.

Acribia, España.• Prandl O., Tecnología e higiene de la carne (1994), Ed Acribia, España.• Price J., Ciencia de la carne y de los productos cárnicos, (1994) Ed Acribia,

España.• Quaglia. G., Ciencia y tecnología de la panificación (1991), Ed Acribia,

España.• Varnam A., Leche y productos lácteos (1995), Ed Acribia, España.• Veisseyre R., Lactología técnica (1988) Ed Acribia, España.

COMPETENCIAS A DESARROLLAR Y

EVALUAR DURANTE LA CURSADA

• Comprender las propiedades y reacciones de los componentes alimentarios.

• Conocer la química de los alimentos para controlar las reacciones en los alimentos

• Comprender las reacciones químicas que limitan la vida útil de un producto.• Usar técnicas comunes de laboratorio en química básica y de los alimentos• Comprender las técnicas analíticas aplicadas a los alimentos.• Seleccionar bien una técnica analítica ante un problema concreto.• Demostrar pericia en el análisis de alimentos en los laboratorios• Comprender los procesos de conservación y fermentación de alimentos• Comprender las fuentes y variabilidad de las materias primas y su

incidencia en las operaciones de procesado.• Conocer los mecanismos de crecimiento de microorganismos y deterioro de

los alimentos y los métodos para controlarlos.• Comprender los principios que hacen que un producto sea seguro para el

consumo.

COMPETENCIAS A DESARROLLAR Y EVALUAR DURANTE LA CURSADA

• Comprender los principios y practicas corrientes de las técnicas de procesado

• Comprender el efecto de los parámetros del proceso en la calidad del producto.

• Ser capaz de aplicar e incorporar los principios de la ciencia de los alimentos a situaciones y problemas del mundo real

• Ser capaz de aplicar los principios de las ciencias de los alimentos al control y aseguramiento de la calidad

• Comprender los principios básicos del análisis sensorial• Demostrar el uso de habilidades de comunicación escrita y oral.• Definir un problema, identificar posibles causas y posibles soluciones y

realizar recomendaciones bien fundamentadas.• Aplicar pensamiento crítico a nuevas situaciones• Aplicar las capacidades necesarias para abordar un aprendizaje continuo

en su vida• Trabajar con otros de manera efectiva• Buscar en forma individual información técnica y no técnica• Usar adecuadamente recursos provistos por bibliotecas• Administrar tiempos en forma efectiva• Coordinar proyectos grupales

NÓMINA DE TRABAJOS PRÁCTICOS

• TP Nº 1: Hidratos de carbono (mono y disacáridos) • TP Nº 2: Funcionalidad de hidratos de carbono simples• TP Nº 3: Almidones: Caracterización y propiedades funcionales• TP Nº 4: Hidrocoloides: pectinas y otras gomas. Caracterización y propiedades

funcionales • TP Nº 5: Lípidos: Reacciones de caracterización y de rancidez.• TP Nº 6: Aminoácidos y proteínas: reacciones de caracterización • TP Nº 7: Proteínas: Propiedades funcionales I: Emulsiones y espumas• TP Nº 8: Proteínas: Propiedades funcionales II: Hidratación• TP Nº 9: Enzimas• TP Nº 10: Pigmentos vegetales• TP Nº 11: Sistemas alimentarios: Productos lácteos y sustitutos• TP Nº 12: Sistemas alimentarios: Carnes - Estudio del color y la retención de agua.• TP Nº 13: Sistemas alimentarios: Carnes - Efecto de proteínas de soja en

hamburguesas.• TP Nº 14: Sistemas alimentarios: Cereales - Funcionalidad de hidratos de carbono y

lípidos en masas• TP Nº 15: Sistemas alimentarios: Cereales - Proceso de panificación y efecto de

aditivos • TP Nº 16: Sistemas alimentarios: Cereales - Panificación con distintas harinas

NÓMINA DE SEMINARIOS

• Seminario Nº 1: El agua en los alimentos• Seminario Nº 2: Hidratos de carbono• Seminario Nº 3: Lípidos• Seminario Nº 4: Aminoácidos y proteínas• Seminario Nº 5: Enzimas• Seminario Nº 6: Vitaminas y minerales• Seminario Nº 7: Pigmentos• Seminario Nº 8: Aditivos alimentarios• Seminario Nº 9: Componentes perjudiciales• Seminario Nº 10: Sistemas alimentarios: leche y productos lácteos• Seminario Nº 11: Sistemas alimentarios: carnes y derivados.• Seminario Nº 12: Sistemas alimentarios: cereales y derivados• Seminario Nº 13: Integración.

RÉGIMEN DE CURSADA Y APROBACIÓN DE

LA ASIGNATURA La materia consta de 6 horas de clases semanales

divididas en clases de seminarios y trabajos prácticos de laboratorio. Además habrá dos horas de consulta por semana.

Para aprobar la materia el alumno deberá:

• Aprobar los parciales.• Aprobar los trabajos prácticos.• Aprobar los seminarios.• Aprobar un coloquio integrador.

Alimento

“toda sustancia o mezcla de sustancias naturales o elaboradas que, ingeridas por el hombre, aporten a su organismo los materiales y la energía necesarios para el desarrollo de sus procesos biológicos. Se incluyen en esta definición las sustancias o mezclas de sustancias que se ingieren por hábito, costumbres, tengan o no valor nutritivo”.

• http://www.anmat.gov.ar/CODIGOA/CAA1.HTM

Sistema alimentario

• Alimentos

• Productos alimentarios

Ingredientes de los alimentos

• Agua

• Hidratos de carbono

• Lípidos

• Proteínas (enzimas)

• Vitaminas y minerales

• Aditivos alimentarios

Agua

• Alimentos perecederos y no perecederos

• Vida útil (consumir antes de y fecha de vencimiento) , (rótulos)

• Concepto de actividad de agua

Algunos alimentos de consumo masivo

1 2 3 4

Hidratos de carbono

Los hidratos de carbono o carbohidratos son moléculas orgánicas formadas por carbono, hidrógeno y oxígeno. Según su estructura, se los pueden clasificar en monosacáridos, disacáridos, oligosacáridos y

polisacáridos Los monosacáridos son los carbohidratos más simples:

poseen entre 3 y 6 átomos de carbono.

Hidratos de carbono

Los hidratos de carbono reciben este nombre debido a que su fórmula molecular se puede expresar en forma general como

Cx(H2O)y.• En el caso de los polisacáridos es más dificil

expresar la forma molecular, pero se podria representar como Cn(H2O)n-x, donde x es la cantidad de enlaces que posee dicho polisacárido.

Algunos hidratos de carbono: monosacáridos

• Glucosa

• Fructosa

• galactosa

Más hidratos de carbono: disacáridos

• Maltosa

• Lactosa

• sacarosa

Algunos polisacáridos

• Almidones

• pectinas

Más polisacáridos: las fibras

• Vegetales: fuentes de fibras alimentarias

• Los cereales integrales y el salvado

Más polisacáridos: las gomas

• Alginatos

• Goma xantán

• Goma carragen

• Goma de algarrobo

• Goma arábiga

Propiedades funcionales: mono y oligosacáridos

• Sabor dulce

• Afinidad con el agua

• Formación de cristales, vidrios y gomas

Propiedades funcionales: mono y oligosacáridos

• Reacciones de coloración

• colorante caramelo

Reacción de pardeamiento no enzimático o de Maillard

Propiedades funcionales: los polisacáridos

• Espesantes

• Gelificantes

• estabilizantes

Espesante (postre) estabilizante (yogurt) gelificante (flan)

Lípidos

• Conjunto complejo de sustancias químicas de estructuras diferentes que poseen en común la propiedad de ser solubles en solventes no polares tales como éter, benceno y otros, y ser escasamente soluble o insoluble en solventes polares como el agua.

• Si se presentan al estado líquido a temperatura ambiente se los denomina aceites y, si en cambio, se presentan sólidos se los denomina grasas.

Lípidos simples: los TG y sus AG

O

H 2 C OH

HC OH

H 2 C OH

HO C R

HO C R

HO C R

O

O

O

H 2 C O C R

O

O

H 2 C O C R

HC O C R + + 3 H2O

Los fosfolípidos

ésteres que contienen ácido fosfórico en reemplazo de un ácido graso, combinado con un compuesto nitrogenado (base)

Ácidos grasos saturados

NOMBRE COMÚN

CANTIDAD DE ATOMOS DE CARBONO

NOMENCLATURA QUIMICA FUENTES

acido butírico 4 ácido butanoico manteca ácido caproico 6 ácido hexanoico manteca ácido caprílico 8 ácido octanoico aceite de coco, leche de cabra ácido cáprico 10 ácido decanoico aceite de coco, leche de cabra ácido láurico 12 ácido dodecanoico aceite de coco

acido mirístico 14 ácido tetradecanoico aceite de palma ácido palmítico 16 acido hexadecanoico aceite de palma ácido esteárico 18 ácido octadecanoico grasas animales

Ácido araquídico 20 ácido eicosanoico Grasas animales

Ácidos grasos no saturados

• CH3 (CH2)7HC=CH (CH2)7COOH

ácido oleico

• CH3(CH2)4CH=CHCH2CH=CH(CH2)7COOH

ácido linoleico (omega 6)

• CH3CH2 CH =CHCH2CH=CHCH2CH=CH(CH2)7COOH

ácido linolénico (omega 3)

butír

ico

capr

oico

capr

ílico

cápr

ico

láur

ico

mirí

stic

o

palm

itico

este

áric

o

este

áric

o

ole

ico

linol

eico

4.0 6.0 8.0 10.0 12.0 14.0 16.0 18.0 18.1 18.2 18.3 algodón 21 2 28 44 cacao 25 35 32 3 maní 11 3 52 30 canola 6 2 59 20 9 coco 6 4 47 19 8 3 6 2 girasol 7 5 22 61 maíz 6 2 35 52 manteca de cerdo 26 14 44 9 manteca de cerdo 4 2 1 3 3 14 37 12 13 2 palma 3 52 5 18 12 2 oliva 12 3 75 7 soja 10 2 19 62 3

Aceite de semilla y oliva

Manteca, grasa y margarinas

Obtención de manteca

Grasa vacuna y de cerdo

Margarinas

Puntos de fusión: longitud de cadena, isomería, posición del doble enlace, saturación

Propiedades funcionales

• Palatabilidad

• Alimentos enteros y “light” por ej yogures

• Fluido caloportador: diferencia entre agua y aceite: el significado de “cocinar”

• Friabilidad de masas: capacidad de desmenuzarse

Aminoácidos y Proteínas

OH

Enlace peptídico

Propiedades funcionales

Geles

Espumas

Propiedades funcionales

Emulsiones

Masas

Propiedades funcionales

Extrusados

Quesos untables

fibras

Enzimas

Catalizadores biológicos

Favorables y desfavorables:

Exógenas y endógenas

Vitaminas y minerales

• Vitaminas hidrosolubles: Complejo B y C

• Vitaminas liposolubles: A,D,E y K

• Fuentes y preservación por procesos tecnológicos: efecto de pH, calor, luz, desgrasado

Aditivos alimentarios

todo ingrediente agregado a los alimentos con el objeto de cumplir alguna de las siguientes funciones:

• Mejorar el valor nutritivo. • Aumentar la estabilidad o capacidad de conservación.• Incrementar la aceptabilidad de los alimentos,

mejorando sus características sensoriales (aroma, sabor, color, textura).

• Permitir la elaboración económica y en gran escala de alimentos de composición y calidad constante en función del tiempo.

AditivosAditivo Abreviatura Ejemplo

Alimentos que los contienen

Conservante CONS

Ácido benzoico y sus sales, ácido sórbico y sus sales, ácido propiónico y

sus sales, dióxido de azufre y sulfitos, nitratos y

nitritos.

Mayonesas, mermeladas, salsas, productos de

panadería.

Acidulante ACI Ácido cítrico, ácido

acético, ácido fosfórico. Mermeladas, mayonesas,

gaseosas.

Antioxidante ANT BHA, BHT, galatos. Aceite, margarinas,

aderezos.

Edulcorante EDU Ciclamato de sodio, sacarina, aspartame,

acelsulfame.

Bebidas, productos de pastelería, lácteos,

productos bajos en calorías

Colorante COL Tartrazina, amarillo ocaso, caramelo, azul patente V.

Bebidas, golosinas, yogures, flanes, helados.

Aromatizante/ Saborizante ARO Maltol.

Bebidas, caramelos, productos de panadería.

Resaltador del sabor EXA Glutamato de sodio,

maltol, etilmaltol Caldos, sopas

deshidratadas, aderezos.

Espesante ESP Almidones, goma guar, goma garrofín, goma

xantán, ,

Mermeladas, yogures batidos o bebibles, helados.

Gelificante GEL Carragenes, gelatina,

pectina Flanes, yogures firmes,

jaleas.

Estabilizante EST Goma guar, goma tara, goma garrofín, goma xantán, carragenina.

Leche chocolatada, bebidas.

Emulsionante EMU Lecitina, mono y

diglicéridos, polisorbatos. Chocolates, embutidos,

margarinas, helados.

Leudante químico RAI Bicarbonato de sodio o de

amonio Panificados.

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