Introduccion a la Quimica de alimentos
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01/04/2013
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Prof. Dr. Rolando P. PecoraCátedra de Bromatología y Toxicología
Departamento de Química Industrial y Aplicada
Escuela de Ingeniería QuímicaFacultad de Cs. Exactas, Físicas y Naturales
Universidad Nacional de Córdoba
DEFINICIÓN DE 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.
Dr. Rolando Pecora- Bromatología y Toxicología
QUÍMICA DE ALIMENTOS
Ciencia que estudia los componentesquímicos de los alimentos y sus materiasprimas y el comportamiento de dichoscomponentes durante los procesos a losque se someten los alimentos.
Dr. Rolando Pecora- Bromatología y Toxicología
Composición Química de los AlimentosImportancia
�Indicador de genuinidad y calidad (costo!)
�Valor nutritivo
�Incide en los factores de deterioro e inocuidad
• Físicos: propiedades reológicas
• Químicos: reactantes y subproductos
• Biológicos: desarrollo de m.o., enzimas.
� Condiciones de conservación
� Parámetros tecnológicos
� Fundamenta criterios analíticos
Dr. Rolando Pecora- Bromatología y Toxicología
COMPONENTES QUÍMICOS DE LOS ALIMENTOS
• Su contenido se puede expresar en concentraciones superiores al g %
Componentes “macro”
• Su contenido se puede expresar en concentraciones inferiores al g %
Componentes “micro”
Dr. Rolando Pecora- Bromatología y Toxicología
NATURALEZA DE LOS ALIMENTOS
Todos los alimentos provienende la síntesis de organismos vivos,vegetales o animales, o detransformaciones tecnológicasaplicadas a materias primas de ésteorigen.
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Componentes químicos “macro” de los alimentos
Agua
Proteínas
Materia Grasa
Glúcidos
Fibra Dietaria
CenizasDr. Rolando Pecora- Bromatología y Toxicología
Componentes químicos “micro” de los alimentos
� Vitaminas
� Minerales
� AG Esenciales
� AG Poliinsaturados
� Aminoác. Esenciales
� Pigmentos
� Aditivos Alimentarios
� Sust. Estimulantes� Reguladores del pH
� Indic. de deterioro
� Indic. de genuinidad
� Sustancias Tóxicas: (inorgánicas y orgánicas)
���� Naturales
���� Agregadas
� Toxinas microbianas
� etc., etc. …
Dr. Rolando Pecora- Bromatología y Toxicología
Los componentes micro tienen importancia pero generalmente están ligados a un determinado tipo de alimento.
Dr. Rolando Pecora- Bromatología y Toxicología
Prof. Dr. Rolando P. Pecora
HIDRATOS DE CARBONO DE LOS ALIMENTOS
� Monosacáridos: glucosa, fructosa
� Disacáridos: sacarosa, maltosa, lactosa
� Oligosacáridos: dextrinas, amilopectinas, amilosa
� Polisacáridos: almidón, celulosa, hemicelulosa,
pectinas, pentosanos, galactomananos, CMC,
polidextrosa, glucógeno, etc.
� Polialcoholes: glicerol, sorbitol, maltitol
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Azúcares
DETERMINACIÓN DE GLÚCIDOS TOTALES EN ALIMENTOS
Por su heterogeneidad es difícildeterminar glúcidos en alimentos.
Se efectúa por cálculo y se expresacomo Glúcidos Totales.
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GT = 100 – (proteínas+agua+materiagrasa+cenizas+fibra)
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FUNCIONES DE LOS GLUCIDOS DE LOS ALIMENTOS
�Participan del deterioro de alimentos
� Interacción con el agua
� Interacción con glúcidos y proteínas
� Interacción con compuestos apolares
�Precursores de aromas
�Poder edulcorante
�Constituyen la fibra dietaria
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PARTICIPAN DEL DETERIORO DE ALIMENTOS
�Hidrólisis: enzimática o química
�Caramelización
por calor o a pH extremos
�Fermentaciones
por enzimas endógenos
por agentes microbianos
�Pardeamiento no enzimático
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INTERACCIÓN CON EL AGUA
�Depende del peso molecular
�Capacidad de ligar agua (afecta aw)
�Capacidad de cristalizar
�Formación de geles (gomas, aditivos
espesantes – estabilizantes)
�Gel de almidón, retrogradación
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INTERACCIÓN CON GLÚCIDOS Y PROTEÍNAS
�Depende del peso molecular
�Depende de la carga del glúcido
�Efecto protector de proteínas
�Polisacáridos interactúan entre si y con
proteínas estabilizando estructuras
tridimensionales
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INTERACCIÓN CON COMPUESTOS APOLARES
�Depende del peso molecular
�Mono y disacáridos prácticamente no interactúan
�Polisacáridos según su estructura tridimensional
� Interacción con almidón (EMU)
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PRECURSORES DE AROMAS
Los tratamientos térmicos
pueden producir deshidratación de la
molécula del glúcido dando productos
de degradación volátiles responsables
de aromas deseables o indeseables.
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PODER EDULCORANTE
�Depende del peso molecular
�Glucosa
�Fructosa
�Sacarosa
�Jarabes (de glucosa, de alta fructosa, azúcar invertido)
�Miel
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FIBRA DIETARIA�Porción de glúcidos no digerible por las
enzimas digestivas y que atraviesa casi sincambios el tracto gastrointestinal.
�Constituida por celulosa, hemicelulosa,pectinas, glucanos y otros polisacáridos.
�Soluble e insoluble.
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FUNCIONES DE LOS GLUCIDOS DE LOS ALIMENTOS
Almidón
�Gelificación
�Retrogradación
�Formación de películas
�Almidones modificados
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FUNCIONES DE LOS GLUCIDOS DE LOS ALIMENTOS
CelulosaNatural y Modificada
Hemicelulosas y pentosanos
Pectinas
Gomas vegetales
Gomas microbianas
Dr. Rolando Pecora- Bromatología y Toxicología
Prof. Dr. Rolando P. Pecora
Función de las proteínasde los alimentos
Nutricional� Aportan los aminoácidos necesarios
� Aportan aminoácidos esenciales (An. vs. Vg.)
� Aportan aminoácidos limitantes
� Tienen valor calórico
� Poder glucoformador
� Transportan vitaminas
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Hidratantes
� Solubilidad.
� Absorción de agua.
� Poder Gelificante.
� Viscosidad.Dr. Rolando Pecora- Bromatología y Toxicología
Función de las proteínasde los alimentos
Estructurales y reológicas� Elasticidad.
� Cohesión.
� Formación de redes tridimensionales.
� Formación de fibras.
� Agregación.
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Función de las proteínasde los alimentos
Sensoriales� Precursoras de compuestos sápido –
aromáticos.
Otras� Estabilización de emulsiones.
� Estabilización de espumas.
� Formación de complejos lípido-proteínicos.
� Moderan el pH.
� Intervienen en el deterioro de los alimentos
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Función de las proteínasde los alimentos
Intervienen en el deterioro de los alimentos
� Desnaturalización
� � capacidad de retención de agua
� Pérdida de digestibilidad
� Destrucción de AA
� Participan del pardeamiento no enzimático
� Favorecen putrefacción de alimentos
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Función de las proteínasde los alimentos
Determinación de proteínas
� Se determina Nitrógeno Total (NT) por el método de Kjeldahl
� Consiste en transformar todo el Nitrógeno del alimento en NH3, destilarlo en medio alcalino y luego valorarlo por titulación con un ácido.
� El valor de NT se multiplica por un factor para llegar al valor de proteínas.
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Cálculo de Proteínas
Proteína = Nitrógeno Total (Kjeldahl) x factor
Establecido por la legislación (CAA)
� 5,75 proteínas vegetales
� 6,38 proteínas lácteas
� 6,25 proteínas cárnicas o mezclas de
proteínas
� 6,25 proteínas de soja y de maíz
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Cenizas totales
�Es el residuo de la incineración delalimento a 500-550 º C. (900° C harinas)
�Se coloca el alimento desecado y molidoen un crisol, se coloca el crisol en unamufla y se incinera
�Da una idea del contenido de mineralestotales.
�Cenizas insolubles en HCl da idea delcontenido de silicatos (suelo).
Dr. Rolando Pecora- Bromatología y Toxicología
Prof. Dr. Rolando P. Pecora
Dr. Rolando Pecora- Bromatología y Toxicología
Lípidos presentes en los alimentos
� TriacilglicéridosTriacilglicéridosTriacilglicéridosTriacilglicéridos
� FosfoglicéridosFosfoglicéridosFosfoglicéridosFosfoglicéridos
� DiacilglicéridosDiacilglicéridosDiacilglicéridosDiacilglicéridos
� MonoacilglicéridosMonoacilglicéridosMonoacilglicéridosMonoacilglicéridos
� Ácidos grasos libresÁcidos grasos libresÁcidos grasos libresÁcidos grasos libres
� EsterolesEsterolesEsterolesEsteroles
95 %
4 %
Trazas
Trazas
Trazas
< 1 %
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Glicéridos
Propiedades de los lípidos
�Son acil gliceroles que sediferencian por el largo de la cadenay el número de insaturaciones delAG .
�Grasas: sólidos 20° C
�Aceites: líquidos a 20° C
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Polimorfismo de los glicéridos
� El largo de la cadena hidrocarbonada y lasinsaturaciones generan glicéridos conpropiedades físicas y químicas muy diversas.
� También influye la posición del resto acilo enel glicerol.
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La heterogeneidad de grasas y aceitespermite:•que haya una grasa para cada aplicación.•hacer grasas “a medida”
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Determinación de Materia Grasa
� Se efectúa por extracción con solventes y
posterior gravimetría.
� El más aceptado es el Método de Soxhlet.
� Se informa como “materia grasa” ya que se
extraen todas las sustancias apolares
presentes en el alimento.
Dr. Rolando Pecora- Bromatología y Toxicología Prof. Dr. R. Pecora- Bromatología y Toxicología, FCEFyN-UNC 38
Función de los lípidos de los alimentos
Nutricional� Elevado valor energético
Son los compuestos de reserva energética del organismo
Aportan 9 kcal/g � Transportan vitaminas liposolubles
Vitaminas A, D, E y K� Aportan ácidos grasos esenciales y poliinsaturados
Son AG que nuestro organismo no puede sintetizar
Linoleico, Linolénico y Araquidónico ¿Omega 3 poliinsaturados?
Prof. Dr. R. Pecora- Bromatología y Toxicología, FCEFyN-UNC 39
Función de los lípidos de los alimentos
� Transportan compuestos sápido-aromáticos
Por su característica apolar retienen compuestos
responsables del aroma de los alimentos
� Mejoran textura y palatabilidad
Actúan como lubricantes del proceso de
masticación.
Permiten la interacción de los sabores con las
papilas gustativas
Depende del punto de fusión de la grasa
Función de los lípidos de los alimentos
Dr. Rolando Pecora- Bromatología y Toxicología
�Participan en emulsionesParticipan en emulsionesParticipan en emulsionesParticipan en emulsiones
Son los principales integrantes de Son los principales integrantes de Son los principales integrantes de Son los principales integrantes de
emulsiones alimentarias.emulsiones alimentarias.emulsiones alimentarias.emulsiones alimentarias.
Interaccionan con porciones Interaccionan con porciones Interaccionan con porciones Interaccionan con porciones apolaresapolaresapolaresapolares de de de de
otros componentes de los alimentos (glúcidos y otros componentes de los alimentos (glúcidos y otros componentes de los alimentos (glúcidos y otros componentes de los alimentos (glúcidos y
proteínas) formando emulsiones alimentarias.proteínas) formando emulsiones alimentarias.proteínas) formando emulsiones alimentarias.proteínas) formando emulsiones alimentarias.
La mejor forma de retener la grasa de los La mejor forma de retener la grasa de los La mejor forma de retener la grasa de los La mejor forma de retener la grasa de los
alimentos es formando una emulsión.alimentos es formando una emulsión.alimentos es formando una emulsión.alimentos es formando una emulsión.
Algunos son emulsionantes (lecitina, mono Algunos son emulsionantes (lecitina, mono Algunos son emulsionantes (lecitina, mono Algunos son emulsionantes (lecitina, mono
y y y y diglicéridosdiglicéridosdiglicéridosdiglicéridos))))
Participan del deterioro:
���� Hidrólisis lipídica: liberación de
los ácidos grasos del glicérido.
���� Peroxidación lipídica: ingreso de
oxigeno a la doble ligadura.
Dr. Rolando Pecora- Bromatología y Toxicología
Función de los lípidos de los alimentos