Química y Análisis de Alimentos
Docentes:
Dra. Puppo, María Cecilia
Dr. Humen, Martín
– OBJETIVOS
Transmitir los conocimientos básicos sobre las estructuras de los componentes de los alimentos a fin de poder entender y predecir los cambios que se producirán en formas naturales o causadas por procesamiento.
La predicción de estas modificaciones permitirá implementar tratamientos preventivos. Dichos conocimientos a su vez serán la base para el desarrollo de diferentes tecnologías en la producción de nuevos alimentos formulados. ” dar a conocer las características nutricionales y de inocuidad de estos componentes y de los productos resultantes de su procesamiento lo que permitirá predecir la calidad nutricional de los alimentos que los contengan. ” capacitar en el empleo de técnicas experimentales para la detección de los componentes y análisis de sus propiedades fisicoquímicas.
– CONTENIDOS
Módulo 1: Introducción general. Agua. Introducción general a la química de alimentos. Principales componentes. Interacciones. Influencia en las propiedades de los alimentos. Estructura del agua. Propiedades físicas y su importancia en los procesos de cocción, esterilización, concentración, deshidratación, congelación. El agua como solvente. Propiedades coligativas. Interacción con los componentes de alimentos. Agua libre y ligada. Actividad acuosa. Definición. Efecto en la estabilidad de alimentos. Isotermas de adsorción y desorción. Aplicaciones. Determinación de actividad acuosa. Humectantes. Hielo. Estructura y propiedades físicas. Tiempo estimado: 4 h.
Módulo 2: Hidratos de carbono Carbohidratos: Clasificación y Nomenclatura. Estructura: monosacáridos, oligosacáridos, polisacáridos. Reacciones: hidrólisis, isomerización, deshidratación y degradación térmica. Pardeamiento no enzimático (reacción de Maillard), caramelización. Mono y oligosacáridos. Propiedades funcionales. Fenómenos de crioprotección y criocristalización. Fijación de aromas. Poder edulcorante. Polisacáridos. Polisacáridos naturales. Clasificación. Almidón. Glucógeno. Celulosa. Pectinas. Gomas. Características estructurales. Polisacáridos modificados. Aplicaciones en alimentos. Propiedades funcionales de hidrocoloides. Tiempo estimado: 8 h.
Módulo 3: Lípidos Lípidos. Clasificación, nomenclatura. Acidos grasos (saturados e insaturados). Acilgliceroles, fosfolípidos, esfingolípidos. Colesterol. Propiedades fisicas y químicas. Isomería. Esteroespecificidad. Punto de fusión. Calor específico. Viscosidad. Indice de refracción. Formación de cristales y solidificación. Estructuras cristalinas polimórficas. Función biológica de los lípidos. Ácidos grasos esenciales. Reacciones químicas. Lipólisis. Autooxidación. Oxidación enzimática. Oxidación en los sistemas biológicos. Técnicas para medir la oxidación de lípidos. Análisis de lípidos. Cromatografía en capa fina. Métodos químicos cromatográficos y espectroscópicos. Otras medidas de utilidad DSC, NMR. Descomposición térmica de los lípidos, reacciones oxidativas y no oxidativas. Química de la fritura. Comportamiento de lípidos y alimentos en la fritura, cambios químicos y físicos. Calidad de aceite de fritura, su valoración. Grasas naturales y comerciales. Factores que influyen en la consistencia de las grasas. Hidrogenación. Interesterificación. Refinación. Funcionalidad de los lípidos en alimentos. Relación con su estructura. Tiempo estimado: 8 h.
Módulo 4: Proteínas. Aminoácidos. Estructura. Propiedades fisicoquímicas: ácido-base, hidrofobicidad, estereoquímica, absorción en el ultravioleta, fluorescencia. Reacciones químicas. Proteínas. Estructuras primaria, secundaria, terciaria y cuaternaria. Interacciones. Propiedades fisicoquímicas: absorción y fluorescencia en el UV, hidrofobicidad, viscosidad, solubilidad. Reacciones químicas de las proteínas. Caracterización estructural de proteínas. Métodos espectroscópicos, cromatográficos, calorimétricos y otros. Estabilidad de la estructura de las proteínas. Influencia del medio. Desnaturalización de las proteínas. Aspectos termodinámicos del proceso de desnaturalización. Agentes desnaturalizantes: físicos y químicos. Alteración de las propiedades fisicoquímicas debida a la desnaturalización. Fuentes de proteínas convencionales y no convencionales. Funcionalidad de proteínas en alimentos. Relación con sus características estructurales. Modificación de proteínas durante el procesamiento y almacenamiento. Tiempo estimado: 8 h.
Módulo 5: Enzimas Enzimas: generalidades. Actividad enzimática. Determinación. Efecto del pH y temperatura. Estabilidad. Parámetros cinéticos: ecuación de Michaelis-Menten. Inhibidores. Influencia en parámetros operativos. Algunos ensayos específicos de utilidad en alimentos: proteasas, amilasas, hidrolasas (lipasas, esterasas, fosfatasas), oxidasas (polifenoloxidasas, lipoxigenasas). Aplicaciones de enzimas como aditivos y en el procesamiento de alimentos (amilasas, invertasas, lipasas, pectinasas, proteasas, etc). Enzimas inmovilizadas. Métodos de inmovilización. Cinética de enzimas inmovilizadas. Algunas aplicaciones. Tiempo estimado: 8 h.
Módulo 6: Vitaminas y minerales Vitaminas. Vitaminas hidrosolubles (C, tiamina, riboflavina, niacina, B6, folato, ácido pantoténico) y liposolubles (A, D, E, K). Fisiología y bioquímica: absorción, transporte, almacenamiento y excreción. Movilización y metabolismo. Ingesta dietaria recomendada (RDA). Deficiencias. Grupos de la población con requerimientos especiales. Propiedades físicas y químicas. Metodología analítica. Biodisponibilidad. Fuentes alimentarias de vitaminas.. Procesamiento y estabilidad. Minerales. Elementos mayoritarios (sodio, potasio, magnesio, calcio, fosforo, azufre cloruro) Elementos traza (cobre, zinc, selenio, cromo, molibdeno, fluoruro, ioduro, hierro, manganeso, cobalto). Importancia. Absorción y excreción. Función metabólica. Deficiencias y excesos. Aspectos toxicológicos. Fuentes alimentarias de minerales. Tiempo estimado: 4 h.
Módulo 7: Pigmentos y sabores Pigmentos naturales y artificiales. Origen. Clasificación. Estructura. Propiedades físicas y químicas. Estabilidad frente al procesado y almacenamiento. Aplicación e importancia en los alimentos. Características de inocuidad y efectos benéficos. Niveles de tolerancia. Aspectos legales. Sabores- flavor: Definición de “flavor”. Origen. Clasificación. Flavors procedentes de:
a) frutihortícolas, hierbas y especias;
b) fermentación ácido láctica-etanólica;
c) aceites y grasas;
d) carne y pescado. Estructura química. Estabilidad frente al procesamiento y almacenamiento. Aplicación en alimentos. Flavors derivados de procesos físicos y químicos. Métodos de evaluación: análisis químico y sensorial. Sentido del gusto. Sustancias dulces, amargas, ácidas y salinas. Efectos astringente, picante y refrescante. Potenciadores del flavor. Desarrollo y Tecnología de flavors. Aspectos nutricionales y toxicológicos. Tiempo estimado: 4 h.
Módulo 8: Trabajo experimental Los trabajos experimentales se realizarán teniendo en cuenta las espectativas de los alumnos tratando de abarcar los siguientes objetivos: – Análisis de las propiedades fisicoquímicas y características estructurales de hidratos de carbono, lípidos y proteínas y su modifificación bajo diferentes tratamientos. – Estudio de las reacciones enzimáticas de utilidad en alimentos. – Estudio de las reacciones químicas, espontáneas o inducidas de los diferentes componentes. – Determinaciones de actividad acuosa Para ello se utilizarán las siguientes técnicas: DSC, espectroscopía UV, cromatografías (TLC, FPLC, HPLC), electroforesis, RMN, técnicas colorimétricas y volumétricas. Tiempo estimado: 20 h.
– MODALIDADES DE EVALUACION:
Se realizará en forma escrita (preguntas, problemas, desarrollo de temas o monografías) u oral, mediante la interpretación de trabajos de investigación específicos.
– REQUISITOS DE APROBACION / PROMOCION:
80% de asistencia a las clases de teoría y 100% de asistencia a las clases experimentales. Aprobación de: 2 evaluaciones escritas 1 coloquio integrador el informe del trabajo experimental.
– BIBLIOGRAFÍA:
– Organic Chemistry. T. W. Graham Solomons, Craig B. Fryhle, T. Graham Solomons. John Wiley & Sons; 1999.
– Química de los alimentos. Fennema, O. Ed. Acribia. 1993
– Introducción a la bioquímica y tecnología de los alimentos (Vol. I y II).Cheftel, J. C. y Cheftel, H. Ed. Acribia. 1992. – Food Additives Toxicology. Editores Maga, J. A. y Tu, A. T. Ed. Marcel Dekker. 1994 – Food Science (5th Ed, 1998) by Norman N. Potter, Joseph H. Hotchkiss
– Encyclopedia of Food Science and Technology. Editorers Y.H. Yui. Ed. John Wiley & Sons, Inc. 1992.
– Protein stability and folding, Theory and practice. En “Methods in Molecular Biology” vol. 40. Editado por Bret A. Shirley.