pdf química de los alimentos

Asignatura: QUÍMICA DE LOS ALIMENTOS.
CÓDIGO:7324
Titulación: INGENIEROS AGRÓNOMOS. CUARTO CURSO. Segundo ciclo.
Plan 2000.
Curso académico: 2012/13
PROFESOR RESPONSABLE:RAFAEL DE PRADO AMIAN
Asignatura de 2º ciclo, 4º curso.
Orientación Industrias Agrarias. Optativa de Especialidad. Programa SÓCRATESERASMUS
Plan de Estudios 2000.
Créditos. 4.5 (2.5T + 2P)
Teórico
BLOQUE I: COMPONENTES DE LOS PRODUCTOS ALIMENTARIOS
TEMA 1. CARBOHIDRATOS EN LOS ALIMENTOS
TEMA 2. LÍPIDOS EN LOS ALIMENTOS
TEMA 3. AMINOÁCIDOS, PÉPTIDOS, Y PROTEÍNAS EN LOS ALIMENTOS
TEMA 4. VITAMINAS Y MINERALES EN LOS ALIMENTOS
TEMA 5. PIGMENTOS EN LOS ALIMENTOS
TEMA 6. COMPONENTES DEL AROMA Y SABOR DE LOS ALIMENTOS
TEMA 7. FISIOLOGÍA DE LA NUTRICIÓN
BLOQUE II: ADITIVOS ALIMENTARIOS
TEMA 8. ADITIVOS DE CONSERVACIÓN
TEMA 9. COLORANTES, EDULCORANTES, AROMATIZANTES Y POTENCIADORES DEL
SABOR
TEMA 10. ESPESANTES Y GELIFICANTES. EMULGENTES. AUXILIARES DE FABRICACIÓN
BLOQUE III: QUÍMICA Y BIOQUÍMICA DE LOS PRODUCTOS ALIMENTARIOS
TEMA 11. PRODUCTOS VEGETALES: ACEITES VEGETALES ALIMENTARIOS
TEMA 12. PRODUCTOS VEGETALES: CEREALES Y LEGUMINOSAS DE GRANO
TEMA 13. PRODUCTOS VEGETALES: FRUTAS, HORTALIZAS Y VERDURAS
TEMA 14. PRODUCTOS ANIMALES: CARNE Y PESCADO
TEMA 15. PRODUCTOS ANIMALES: LECHE
TEMA 16. PRODUCTOS ANIMALES: HUEVOS
TEMA 17. CONTAMINANTES DE LOS PRODUCTOS ALIMENTARIOS
Práctico
PRÁCTICA 1. DETERMINACIÓN DE POLIFENOLES TOTALES EN ZUMOS DE FRUTAS
PRÁCTICA 2. DETERMINACIÓN DE COMPUESTOS AROMÁTICOS EN ZUMOS DE FRUTAS
PRÁCTICA 3. MEDIDA DE LOS ÍNDICES DE ACIDEZ, YODO Y SAPONIFICACIÓN EN ACEITES
VEGETALES
PRÁCTICA 4. DETERMINACIÓN CUALITATIVA DE CICLAMATOS EN BEBIDAS
REFRESCANTES
PRÁCTICA 5. METABOLISMO DE 14C-PESTICIDAS EN PLANTAS HORTÍCOLAS
PRÁCTICA 6. DETERMINACIÓN DE RESIDUOS AGROQUÍMICOS EN ACEITUNA Y ACEITE
SEMINARIO. FUENTES DE INFORMACIÓN EN QUÍMICA DE LOS ALIMENTOS
4.1.1. Objetivos y contenido del programa
A continuación se presenta el desarrollo del Programa Teórico y Práctico de la
asignatura Química de los Alimentos, con la exposición de los temas de que consta, así
como de sus diferentes apartados y los objetivos específicos que se pretenden alcanzar
de cada una de las partes en las que se ha dividido la asignatura. Asimismo se indicará
el contenido de los temas y la bibliografía consultada.
Teórico
BLOQUE I: COMPONENTES DE LOS PRODUCTOS ALIMENTARIOS
Objetivos específicos:
-
Distinguir entre los componentes de los alimentos que son nutrientes y los que
no lo son, independientemente de su valor energético.
-
Comprender la estructura, propiedades físicas, químicas y papel biológico de
los glúcidos y lípidos.
-
Relacionar la estructura de los diferentes aminoácidos con sus propiedades
químicas y comprender la importancia de la unión peptídica en la formación de
proteínas.
-
Conocer las distintas vitaminas y minerales esenciales en una alimentación
equilibrada.
-
Valorar la importancia del color, aroma y sabor en la aceptabilidad de los
alimentos por el consumidor.
-
Distinguir entre colorante y pigmento natural y conocer los diferentes grupos en
que se clasifican los pigmentos sobre la base de su estructura química.
-
Conocer la fracción del aroma de los alimentos, así como la evolución del
flavor durante el procesado y almacenamiento de los alimentos.
-
Determinar el valor energético de los alimentos y cuantificar los gastos de
energía del organismo para mantener sus parámetros vitales y así poder
conocer los requerimientos energéticos del organismo.
-
Conocer las rutas de digestión y de absorción de los hidratos de carbono, las
grasas y las proteínas, las enzimas involucradas en los procesos de hidrólisis
de macromoléculas y finalmente su utilización en los diferentes órganos.
TEMA 1. CARBOHIDRATOS EN LOS ALIMENTOS
Introducción. Estructura de los glúcidos. Reactividad química. Funciones de los monosacáridos,
oligosacáridos y polisacáridos en los alimentos.
TEMA 2. LÍPIDOS EN LOS ALIMENTOS
Introducción. Estructura y clasificación de los lípidos. Tipos de reacciones lípidicas. Funciones
de los lípidos.
TEMA 3. AMINOÁCIDOS, PÉPTIDOS, Y PROTEÍNAS EN LOS ALIMENTOS
Introducción. Estructura y propiedades químicas de aminoácidos, péptidos y proteínas.
Propiedades funcionales de las proteínas. Desnaturalización. Funciones de las proteínas en los
alimentos.
TEMA 4. VITAMINAS Y MINERALES EN LOS ALIMENTOS
Necesidad de vitaminas y elementos minerales en la alimentación. Clasificación y funciones de
las vitaminas. Pérdidas de vitaminas y minerales durante la elaboración de alimentos.
TEMA 5. PIGMENTOS EN LOS ALIMENTOS
Introducción. Principales pigmentos de origen vegetal y animal. Causas de pérdida de
pigmentos en los alimentos.
TEMA 6. COMPONENTES DEL AROMA Y SABOR DE LOS ALIMENTOS
Introducción: sabor y olor. La fracción del aroma de los alimentos. Evolución del flavor durante
el procesado y el almacenamiento de los alimentos.
TEMA 7. FISIOLOGÍA DE LA NUTRICIÓN
Introducción. Energética y nutrición. Digestión y utilización de hidratos de carbono, grasas y
proteínas.
BLOQUE II: ADITIVOS ALIMENTARIOS
Objetivos específicos:
-
Distinguir entre aditivo, ingrediente, contaminante y auxiliar tecnológico.
Clasificar los aditivos alimentarios de acuerdo a su aplicación y comprender
sus mecanismos de acción.
-
Conocer la importancia de los conservantes y las características generales de
los más utilizados en la industria alimentaria.
-
Diferenciar los colorantes y aromatizantes naturales de los sintéticos. Saber
clasificar los edulcorantes sobre la base de su poder y establecer una escala.
-
Conocer los mecanismos de actuación y propiedades de los agentes espesantes y
gelificantes y asociar las características físico-químicas de los emulgentes a su
eficacia y conocer los grupos de compuestos más utilizados.
TEMA 8. ADITIVOS DE CONSERVACIÓN
Introducción. Definición, evolución y clasificación de los aditivos alimentarios. Necesidad de
los conservantes. Definición de los aditivos conservadores. Descripción de los conservantes más
usados. Aditivos antioxidantes. Depresores de la actividad del agua. La conservación química:
ventajas e inconvenientes.
TEMA 9. COLORANTES, EDULCORANTES, AROMATIZANTES Y POTENCIADORES DEL
SABOR
Introducción. Colorantes alimentarios. Colorantes naturales y sintéticos. Constitución química y
sabor dulce. Estimación del poder edulcorante. Compuestos usados. Papel y necesidad de los
aromatizantes. Ejemplos de aromatizantes. Potenciadores del sabor.
TEMA 10. ESPESANTES Y GELIFICANTES. EMULGENTES. AUXILIARES DE FABRICACIÓN
Introducción. Propiedades, mecanismos de actuación y tipos de espesantes y gelificantes.
Emulsiones alimentarias. Actuación de los emulgentes y grupos de compuestos utilizados.
Auxiliares tecnológicos de fabricación.
BLOQUE III: QUÍMICA Y BIOQUÍMICA DE LOS PRODUCTOS ALIMENTARIOS
Objetivos específicos:
-
Conocer los principales métodos empleados por la industria en la extracción y
refinado de los aceites vegetales.
-
Determinar la composición del grano de los cereales y de las semillas de
leguminosas y comprender la importancia de éstos y sus productos derivados en
la alimentación humana.
-
Conocer las características generales y los componentes químicos de mayor
interés de las frutas y hortalizas, así como todos los procesos químicos,
bioquímicos y fisiológicos durante la maduración y su posterior procesado
industrial.
-
Describir la composición y estructura del músculo comestible de carne y
pescado y conocer todos los procesos ante- y post- morten que determinan su
calidad alimenticia.
-
Describir los componentes de la leche, sus características como alimento
universal y comprender todos los procesos de enriquecimiento nutritivo
realizados modernamente.
-
Describir las diferentes partes del huevo y la composición química y nutritiva de
ellas, así como las alteraciones bioquímicas durante el procesado y su
almacenamiento.
-
Evaluar y describir las sustancias químicas inorgánicas y orgánicas, no
nutritivas, que tienen interés, debido a sus acciones perjudiciales o
potencialmente perjudiciales en los alimentos frescos y procesados.
-
Describir los componentes endógenos perjudiciales de un alimento y aquellos
productos exógenos que resultan tóxicos al organismo humano.
TEMA 11. PRODUCTOS VEGETALES: ACEITES VEGETALES ALIMENTARIOS
Introducción. Tipos de aceites. Elaboración de aceites vegetales. Obtención del aceite de oliva
virgen. Extracción: procesos físicos y con utilización de disolventes. Otras técnicas de
extracción. Tratatamientos químicos de aceites.
TEMA 12. PRODUCTOS VEGETALES: CEREALES Y LEGUMINOSAS DE GRANO
Introducción. Estructura del grano y semilla. Composición química de los principales cereales y
leguminosas. Bioquímica de la panificación. Pastas alimenticias. Transformaciones bioquímicas
durante la industrialización y almacenamiento de leguminosas de grano.
TEMA 13. PRODUCTOS VEGETALES: FRUTAS, HORTALIZAS Y VERDURAS
Introducción. Composición química. Estructura de los órganos, tejidos y de las células.
Metabolismo y fisiología. Efecto del procesado en frutas, hortalizas y verduras.
TEMA 14. PRODUCTOS ANIMALES: EL TEJIDO MUSCULAR
Introducción. Valor nutritivo. Semejanzas y diferencias entre músculos de animales de diversas
especies. Estructura del músculo. Tipos de músculos. Tejido conectivo. Cambios bioquímicos
en el músculo post-mortem y efecto sobre la calidad de la carne. Factores ante mortem que
afectan a los cambios bioquímicos post-mortem. Efectos del procesado sobre los componentes
de la carne.
TEMA 15. PRODUCTOS ANIMALES: LECHE
Introducción. Biosíntesis de la leche. Composición química. Organización estructural de los
componentes de la leche. Uso de los componentes de la leche como ingredientes de los
alimentos: Principales productos derivados de la leche. Valor nutritivo de la leche y sus
derivados.
TEMA 16. PRODUCTOS ANIMALES: HUEVOS
Introducción. Estructura y composición de la cáscara y sus membranas. Composición de la clara
y de la yema. Proteínas de la clara. Microestructura de las partículas de la yema. Proteínas y
lipoproteínas de los gránulos y del plasma. Bioquímica de la alteración de los huevos durante el
almacenamiento. Cambios bioquímicos durante el procesado de ovoproductos. Propiedades
funcionales del contenido completo del huevo, de la clara y de la yema.
TEMA 17. CONTAMINANTES PERJUDICIALES DE LOS ALIMENTOS
Introducción. Componentes tóxicos naturales de los alimentos. Aditivos alimentarios
intencionados. Aditivos no intencionados: Productos químicos de protección, producción y
procesado. Disipación de agroquímicos. LMR y tiempo de seguridad. Variación de residuos en
los procesos de elaboración de alimentos.
Práctico
Estas prácticas, aunque son fácilmente extrapolables a otros tipos de productos
agrícolas, están orientadas preferentemente hacia la caracterización y control de calidad
de un variado número de productos de gran importancia en la agricultura andaluza. Este
enfoque permite al alumno conocer algunas de las técnicas de análisis más habituales y
otras más avanzadas en diversos tipos de laboratorios, centros de sanidad alimentaría,
industrias, etc.
PRÁCTICA 1. DETERMINACIÓN DE POLIFENOLES TOTALES EN ZUMOS DE FRUTAS
El análisis de los compuestos fenólicos totales en zumos de frutas se basa en el empleo del
reactivo de Folin-Ciocalteu, constituido por una mezcla de ácidos. Este reactivo se reduce,
después de la oxidación de los fenoles, a una mezcla de óxidos azules de tungsteno y de
molibdeno que posee un máximo de absorbancia en las proximidades de 700 nm, proporcional a
la concentración de los compuestos fenoles.
PRÁCTICA 2. DETERMINACIÓN DE COMPUESTOS AROMÁTICOS EN ZUMOS DE FRUTAS
Los métodos de determinación de los compuestos aromáticos deben ser amplios (poco
selectivos), para detectar sustancias pertenecientes a diversas familias químicas y, a la vez, lo
suficientemente sensibles para detectar componentes que se encuentran en concentraciones
bajas. La identificación y cuantificación se realiza por cromatografía gaseosa en columna
capilar. Previamente al análisis cromatográfico los aromas se extraen de la muestra en continuo
con Freón-11 y el extracto obtenido se concentra hasta un volumen de 0.1 ml.
PRÁCTICA 3. MEDIDA DE LOS ÍNDICES DE ACIDEZ, YODO Y SAPONIFICACIÓN EN ACEITES
VEGETALES
Genéricamente, se aplica la denominación de aceites a los productos grasos líquidos a la
temperatura de 20ºC y la de grasas a los productos grasos sólidos a la misma temperatura. La
atividad industrial andaluza del sector de grasas comestibles es debida fundamentalmente al
aceite de oliva y, en menor parte, a los aceites de semillas. Cada tipo o variedad de aceite es, en
cualquier caso, una mezcla compleja de lípidos, pero dependiendo de la naturaleza de dicho
aceite puede observarse una cierta constancia en la composición, que diferencia a unos tipos de
aceites de otros. Así, mediante la medida de ciertos índices se puede caracterizar el tipo de
aceite y controlar su calidad.
PRÁCTICA 4. DETERMINACIÓN
REFRESCANTES
CUALITATIVA
DE
CICLAMATOS
EN
BEBIDAS
Los edulcorantes se utilizan en los alimentos para dietas especiales como sustitutivos de los
azúcares naturales, siendo el ciclamato en su forma como sal sódica o cálcica uno de los más
usados en las bebidas refrescantes. Su determinación cualitativa se basa en una hidrólisis en
medio ácido, con ácido clorhídrico y posterior precipitación con bario.
PRÁCTICA 5. METABOLISMO DE 14C-PESTICIDAS EN PLANTAS HORTÍCOLAS
Se basa en el estudio de la ruta de degradación de un pesticida ( 14C-metribucina) tras su
aplicación en plantas de tomate. Tras su extracción con metanol / agua (80/20, v/v), se lleva a
cabo la separación del herbicida y los metabolitos por cromatografía de capa fina (TLC). La
cuantificación de la radioactividad presente en los distintos compuestos separados se lleva a
cabo mediante un analizador lineal de placas. Los metabolitos obtenidos son comparados con
patrones conocidos.
PRÁCTICA 6. DETERMINACIÓN DE RESIDUOS DE HERBICIDAS EN ACEITUNA Y ACEITE DE
OLIVA VIRGEN
El método se basa en la extracción previa de los analitos presentes en el aceite mediante una
partición en n-hexano / acetonitrilo con agitación y limpieza del extracto empleando columnas
de Florisil. El análisis residual se lleva a cabo por HPLC-UV.
SEMINARIO. FUENTES DE INFORMACIÓN EN QUÍMICA DE LOS ALIMENTOS
4.1.2. Fuentes bibliográficas
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