Físico - química de alimentos - Instituto Tecnológico Superior de

Programa de Maestría en Ciencias de los Alimentos y Biotecnología
13. FÍSICOQUÍMICA DE ALIMENTOS
FÍSICO – QUÍMICA DE ALIMENTOS
1. Datos de la asignatura
Nombre de la asignatura: Físico-Química de Alimentos
Línea de investigación o trabajo: Conservación y aprovechamiento integral de alimentos
Horas de docencia - Horas de trabajo independiente significativo – Horas de trabajo profesional
supervisado - Horas totales – Créditos
48-60-0-108-6
2. Historial de la asignatura.
Fecha revisión /
Participantes
Observaciones,
actualización
cambios o justificación
Dirección General de
Representantes de los Institutos
Elaboración de catálogo de
Institutos
Tecnológicos: academia de Ingeniería
asignaturas para el área de
Tecnológicos
Bioquímica
Ingeniería Bioquímica
2010
Instituto Tecnológico
MC. Ángel Cárdenas Cágal
Superior de Tierra
Blanca.
Análisis y conformación del
programa. Metodología del
desarrollo del curso,
prácticas propuestas
Agosto del 2011
3. Pre-requisitos y correquisitos.
Se impartirá en el segundo semestre escolar del programa de maestría. Tiene como pre-requisito la
materia de Bioquímica de los Alimentos. Esta materia es co-requisito de la materia de Ingeniería de
Alimentos.
4. Objetivo de la asignatura.
Establecer los diferentes mecanismos de interacción molecular de y entre los constituyentes
químicos de los alimentos
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5. Aportación al perfil del graduado.
La materia contribuye a entender los fenómenos físico-químicos necesarios en el egresado para
llevar a cabo el procesamiento y la ingeniería de los alimentos. Así también le serán necesarios en el
desarrollo de trabajos de investigación científica básica en la que se lleve a cabo el aprovechamiento
integral de alimentos.
6. Contenido temático.
Unidad
1
Temas
Subtemas
Agua y Actividad de agua.
1.1 Definición de actividad de agua (aw).
Objetivo: El alumno entenderá los
1.2 Propiedades de los alimentos que
conocimientos de la actividad de agua y
controlan la aw.
su relación con la actividad enzimática y
crecimiento microbiano, que puedan
influir en el desarrollo de alimentos de
humedad intermedia.
Tiempo: 6 hrs.
1.3 Fenómeno de sorción.
1.4 Determinación de las curvas de
sorción.
1.5 Interpretación de las curvas de
sorción.
1.6 Histéresis.
1.7 aw y su relación con la actividad
enzimática y el crecimiento
microbiano.
1.8 Alimentos de humedad intermedia.
2
Transición vítrea en alimentos
2.1 Definición de transición vítrea
Objetivo: El alumno conocerá el efecto
2.2 Temperatura de Transición vítrea
de la transición vítrea sobre la
estabilidad de los alimentos.
2.3 Métodos de determinación de la
temperatura de transición vítrea.
Tiempo: 6 hrs.
2.4 Diagramas de fase.
3
Cristalización en alimentos
3.1 Conceptos básicos cristalización
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Unidad
Temas
Objetivo: El alumno conocerá los
procesos de cristalización de la industria
de los alimentos; así como los
diferentes modelos de cristalizadores,
Subtemas
3.2 Velocidad de Cristalización
3.3 Modelos de cristalizadores
3.4 Técnicas de medición y control
su medición y control.
Tiempo: 6 hrs.
4
Lípidos
4.1 Introducción
4.2 Acidos grasos
Objetivo: El alumno conocerá las
4.3 Acilgliceroles
relaciones que pueden existir entre la
4.4 Propiedades funcionales
estructura química, ruta metabólica y su
4.5 Reacciones de deterioro
control, en la acumulación y
4.6 Grasas y aceites naturales
propiedades de lípidos
Tiempo: 8 hrs.
5
Carbohidratos
5.1Mono
y
oligosacáridos
de
los
alimentos.
Objetivo: El alumno conocerá las
5.1.1 Clases de hidratos de carbono y su
relaciones que pueden existir entre la
utilización metabólica.
estructura química, ruta metabólica y su
5.1.1 Función de los hidratos de carbono
control, en la acumulación y
en los alimentos.
propiedades de los carbohidratos
5.1.3 Monosacáridos.
Tiempo: 8 hrs.
5.1.4 Enzimas de la transformación de
monosacáridos.
5.1.5
Disacáridos.
transformación
Enzimas
de
de
la
disacáridos.
Oligosacáridos superiores.
5.1.6 Glicósidos de las plantas.
5.1.7 Inositoles.
5.1.8 Alcoholes polihídricos.
5.1.9 Asimilación de los carbohidratos:
intolerancias.
5.2
Polisacáridos
de
los
alimentos.
Almidón.
5.2.1 Fuentes del almidón.
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Unidad
Temas
Subtemas
5.2.2 Estructura del almidón: amilosa y
amilopectina.
5.2.3 Tipos de almidón.
5.2.4 Enzimas que degradan el almidón.
Inhibidores de las amilasas.
5.2.5 Celulosa.
5.2.6 Glucógeno.
5.2.7 Pectinas.
5.2.8 Enzimas de la degradación de
pectinas.
5.2.9 Otros polisacáridos de interés.
Carragenanos.
5.2.10 Digestión de los polisacáridos.
5.2.11Fibra dietética: interés nutricional y
tecnológico.
6
Proteínas
6.1 Aminoácidos
6.2 Polipéptidos y proteínas
Objetivo: El alumno conocerá las
6.3
relaciones que pueden existir entre la
los alimentos.
Funcionalidad de las proteínas en
estructura química, ruta metabólica y su
control, en la acumulación y
propiedades de los carbohidratos
Tiempo: 8 hrs.
7
Fenómenos de interfase
7.1 Tipos de interfase
Objetivo: Relacionar los conceptos
7.2 El agua y sus fenómenos de interfase
básicos de los fenómenos de interfase a
través de las características de los
mismos.
7.3 Fenómenos de interfase en sistemas
coloidales.
Tiempo: 6 hrs.
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7. Metodología de desarrollo del curso.
• Se desarrollarán clases teóricas presenciales por parte del profesor con apoyo de
material audiovisual.
• Se desarrollarán temas previamente seleccionados como material de investigación
bibliográfica que se expondrán en clases de manera individual o grupal.
• Se obtendrá información relacionada con los diferentes temas, mediante el análisis y
revisión de diferentes revista científicas relacionadas con ellos.
• Se desarrollará un mini-proyecto de investigación científica sobre un sistema alimentario
establecido o por desarrollar durante el semestre, en la que de manera práctica se
evaluarán los parámetros físicos-químicos.
• Se realizará una visita a una industria alimentaria donde se puedan apreciar algunos de
los fenómenos físico-químicos establecidos en este programa.
8. Sugerencias de evaluación.
• Evaluaciones escritas programadas en el semestre.
• Informes de trabajos de investigación documental acerca de los temas propuestos por el
profesor.
• Presentación y defensa de los resultados de las predicciones de actividad de agua por
modelos matemáticos.
• Foros de discusión acerca de artículos científicos relacionados con algunos de los temas
de físico-química de los alimentos.
• Participación en clases.
• Informe y análisis de la visita industrial realizada.
• Informe del proyecto experimental a desarrollar al inicio de la materia en la que se
involucre la mayor parte de los temas tratados en la misma.
9. Bibliografía y Software de apoyo.
Unidad 1
Bibliografíaobligatoria:
Rockland, L.B. and Beuchat, L. R. (editors). 1987. Water activity: Theory and applications to food.
Marcel Dekker, Inc. New York.
Blanshar,
J.
M.
V.,
and
Lillford,
P.
J.
1993.The
glassy
state
in
Foods.NottinghamUniversityPress.Loughborough, UK.
Labuza, T.P. 1984. Sorption phenomena in foods: Theoretical and practical aspects. University
Minnesotta.
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Scott, W.J. 1957. Water relations of food spoilage microorganisms. Advance Food Reserach. Vol. III.
Academic Press, New Cork.
Bibliografíacomplementaria:
Brockmann, M.C. (1970). Development of intermediate moisture foods for military use. Food Technology:
24:896.
Arabshahi, A.A. and Lund, D.B. 1985. Storage stability of intermediate moisture food.Department of food
science.Univesity of Wisconsin, Madison.
Chirife, J. and iglesias, H.A. 1978.Equattions for fitting water sorption isotherms of food. Part 1: A review.
Journal Food Technology. 13:159-167.
Unidad 2
Bibliografíaobligatoria:
Bowers, J., Food theory and applications, 2ª.ed., Macmillan Publishing Co., E.U.A., 1992.
Seow, C.C., Cheah, P.B., y Chang, Y.P., Antiplasticization by water in reduced-moisture food
systems, J. Food
Sci., 64, 576, 1999.
Bibliografíacomplementaria:
Roos, Y.H., Glass transition-related physicochemical changes in foods, Food Tech., 50, 97, 1995.
Kanade, B.P. y Pai, S.J., Moisture sorption method for hygroscopic samples using a modified
proximity
equilibration cell, J. Food Sci., 53, 1218, 1988.
Verdonck, E., Schaap, K., y Thomas, L.C., A discussion of the principles and applications of
Modulated
Temperature DSC (MTDSC), Int. J. of Pharma., 192, 3, 1999.
Roos, Y.H., Phase transitions in food, Academic Press, San Diego, CA, 1995.
Unidad 3
Bibliografíaobligatoria:
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Garti, N. y Kiyotaka Sato, K. (2001). Crystallization Processes in Fats and Lipid Systems. Marcel
Dekker, Nueva York, 526 págs.
Sato, K. (2001). Crystallization behaviour of fats and lipids.A review.Chem.Eng. Sci. 56/57, 22552265.
Widlak, N., Hartel, R y Narine, S. eds. (2001). Crystallization and Solidification Properties of Lipids
American Oil
Chemists Society Press,Champaign. 246 págs.
BibliografíaComplementaria:
Simoneau, C., McCarthy, M. J., Reid, D. S. y German, J. B. (1992). Measurement of fat
crystallization using NMR imaging and spectroscopy. Trends Food Sci. Technol. 3 (8/9) 208211.
Unidad 4
Bibliografíaobligatoria:
Nawar, W.W. (1996). Lipids. En: Food Chemistry (38 ed.) Fennema, O.R, Ed.
Sikorski, Z.E. y Kolakowska, A. (Eds.).(2002). Chemical and Functional Properties of Food
Lipids.CRC Press.388 págs.
Whitaker, J.R, Shaidi, F., López, A., Yada, RY. y Fuller, G., eds. (1998).Functional Properties of
Proteins and Lipids. American Chemical Society, 308 págs.
Unidad 5
Bibliografía obligatoria:
Lehninger, A. L., Bioquímica, las bases moleculares de la estructura y función celular, Ediciones
Omega, S. A. Barcelona, España, 1991
Mathews, C. K., Bioquímica, Madrid Pearson Education D.L. España, 2002
McKee, T., Bioquímica la base molecular de la vida, Ed. McGraw-Hill. Madrid, 2003
Bibliografía complementaria:
José
Alberto
Gallegos-Infante,
L.A.
Ochoa-Martínez,
C.
Ortiz-Corral;
Glasstransitiontemperaturebehavior of a modelblend of carbohydrates. Ciencia y tecnología
alimentaria: Revista de la Asociación de Licenciados en Ciencia y Tecnología de los Alimentos
de Galicia, ISSN 1135-8122, Vol. 5, Nº. 1, 2005, págs. 6-10
Kaufman, P.B. Cseke, L.J. Warber, S., Duke, J.A. &Brielmann, H.I., Natural products from plants,
Boca.CRC Press. Raton (USA). 1999.
Wink, M., Biochemistry of plant secondary metabolism, CRC Press. Raton (USA), 1999
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Unidad 6
Bibliografía obligatoria:
Stryer, L., Bioquímica, Ed. Reverté, Barcelona, 2003
Thorpe, B. J. Bioquímica. Segunda reimpresión. Editorial CECSA. México. 1976.
Lehninger, A. L., Bioquímica, las bases moleculares de la estructura y función celular, Ediciones
Omega, S. A. Barcelona, España, 1991
Mathews, C. K., Bioquímica, Madrid Pearson Education D.L. España, 2002
Bibliografía complementaria:
Vernon R. Young; Las proteinas y los aminoácidos en la nutrición humana; 1994, ISBN 84-8856221-7, págs. 125-154
Unidad 7
Bibliografíaobligatoria:
Hanai, T., N. Koizumi, R. Goton (1963) en "Rheology of Ernulsions", P. Sherman, Ed. Pergarnon
Press,
New York, págs. 91-113
Martin, A.N., J. Swarbrick, A. Cammerata (1969) "Physical Pharmacy" Ed. Lea and Febiger,
Philadelphia,
págs. 172-3
Shaw, D.J. (1970) "lntroducción a la química de superficie y coloides" Ed. Alhambra S.A., págs. 5173
10.Prácticas propuestas.
Se sugiere la presentación de un mini-proyecto de investigación donde se aplique la teoría
proporcionada en clases. El proyecto se irá evaluando conforme se avance en las unidades de
aprendizaje establecidas. En cada avance se irán presentando las metodologías establecidas para
realizar la experimentación pertinente. De tal forma, que al término de la materia se tenga un
proyecto integral de investigación donde se evalúen los conocimientos adquiridos: en la
determinación y evaluación matemática de la actividad de agua de un sistema alimentario; así como
su estabilización, determinación de proteínas, carbohidratos y lípidos.
Unidad
1. Agua y actividad de
agua.
Prácticas
Determinación experimental de la actividad de agua de un sistema
alimentario, ya sea por un método gravimétrico o electrónico
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