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DCA-701
Bioqumica de alimentos
Datos generales
Unidad acadmica: Departamento de Ingeniera Agroindustrial
Programa educativo: Doctorado en Ciencias Agroalimentarias
Nivel educativo: Doctorado en Ciencias
Estructura curricular: Lnea de Generacin y Aplicacin del Conocimiento
Denominacin: Metodolgica
Asignatura: Bioqumica de alimentos
Carcter: Obligatorio
Tipo:Terico y prctico
Prerrequisitos:Qumica orgnica y Bioqumica
Profesores: Ph.D. Arturo Hernndez Montes, Dra. Diana Guerra Ramrez,
Dra. Ofelia Sandoval Castilla y Dra. Landy Hernndez Rodrguez
Ao: Primero
Sesin: Primavera
Semestre: Primero
Horas /semana: 4
Horas totales del curso: 64
Horas de estudio independiente/semana: 2
Horas totales de estudio independiente: 32
Crditos: 6
Clave:DCA-701
Introduccin
Enlaasignaturade qumica de alimentos se estudian las propiedades y las
caractersticas importantes de alimentos de alta calidad, los cuales tienen su
origen en los seres vivos, de origen animal y vegetal. En la asignatura se
describen las reacciones qumicas y bioqumicas que tienen influencia en la
prdida de calidad de los mismos y finalmente, se aplica este conocimiento,
en las diferentes situaciones encontradas, durante el manejo pre-cosecha,
formulacin, procesamiento y almacenamiento de los mismos.
El curso ofrece los fundamentos para que el doctorando comprenda la
naturaleza qumica de los alimentos y sus subproductos; y los cambios
bioqumicos ms importantes en las frutas y hortalizas, la leche y sus
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derivados, los cereales, las oleaginosas y en las fermentaciones lcticas,
alcohlicas y acticas.
A nivel vertical, hacia atrs, la asignatura requiere de conocimientos de
bioqumica y qumica orgnica que debieron ser adquiridas en programas de
nivel licenciatura o maestra; haca adelante ser til en los cursos de tpicos
selectos de poscosecha, tpicos selectos en alimentos de origen animal,
enzimologa de alimentos, biotecnologa de los bioenergticos y de reologa
de sistemas dispersos; a nivel horizontal se relaciona con Diseos
experimentales y Optativa I.
Esta asignatura es un apoyo a las tres LGAC (alimentos funcionales e
innovadores, alimentos frescos y procesados y bioprocesos agroalimentarios).
Laasignaturaes detipoterico y prctico,setrabajaun enfoquedondelos
doctorandosconstruyenelconocimiento,entantoqueel profesor coordinalas
actividades, estimula la discusin y apoya en la sistematizacin del
conocimiento. El curso se imparte mediante clases magistrales, desarrollo de
problemas, discusin en clase y prcticas de laboratorio. Se dispone de
material audiovisual y bibliogrfico para los alumnos, as como de pizarrn y
can para la presentacin de informacin.
Laevaluacindelaasignaturaconsiste d e tresniveles:inicial,intermedioy final. En
cada uno se considera el trabajo individual y por equipo. Se contempla,
adems, eldesarrollodeexmenes escritos, exposicionessobre temas relevantes
sobre la bioqumica de alimentos,atravsdeartculos cientficos, solucin
desituacionesproblemticasplanteadaspor el profesor y el reporte de prcticas.
Eltrabajoindependienteconsisteeninvestigacionesdocumentalesenelrea dela
bioqumica de alimentosyreporte deprcticas sobre tpicosselectosdel
reamencionada.
Presentacin
Esuna asignatura deciencia aplicada, endondesecontemplanla composicin y
reacciones qumicas y bioqumicaspara mantener y/o mejorar la calidad de los
alimentos.Se estudian las caractersticas qumicas ms importantes de los
principales componentes de los alimentos.Asimismo, seestudian algunas
delasreacciones qumicas y bioqumicas de los alimentos, talescomoel
oscurecimiento enzimtico, los cambios en las clorofilas, coagulacin de la leche,
maduracin de quesos, polimorfismo de cidos grasos, fermentaciones
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alcohlica, actica, mixta, entre otras.
Duranteeldesarrollo delcursosefavorecequelosestudiantestrabajencon
casosreales,de preferencia propuestospor ellos,yredactenlosreportes
correspondientes. Tambin, se
contemplalaactivacinydesarrollodelpensamientoanaltico,parafavorecer el
anlisis cuantitativoycualitativodediversos problemasrelacionadosconla
bioqumica de alimentos.
Objetivos
Discutir los composicin y estructura de los alimentos a travs de la
argumentacin de las principales reacciones qumicas y bioqumicas que se
llevan a cabo durante el manejo, conservacin y transformacin de los
mismos, con la finalidad de mantener o reducir sus prdidas de calidad.
Explicarlas fermentaciones lcticas, alcohlica y actica de manera qumica
y bioqumica, para la obtencin de productos y subproductos alimentarios
de calidad.
Contenido
UnidadI.Qumica de frutas y hortalizas.
(16horasdeteora y prctica)
Objetivo:Identificar los compuestos y reacciones bioqumicas que afectan la
calidad de frutas y hortalizas, distinguiendo los procesos qumicos y bioqumicos
durante la maduracin, conservacin y procesamientos de frutas y hortalizas,
que nos permitan mantener y/o mejorar sus atributos de calidad.
1.1. Estructura biolgica
1.1.1. Estructura de rganos
1.1.2. Estructura de clulas y tejido
1.1.3. Estructura sub-celular.
1.2. Cambios de color.
1.2.1. Biosntesis de clorofila y mecanismos de degradacin de clorofila en
almacenamiento y procesamiento.
1.2.2. Cambios de carotenoides durante maduracin, almacenamiento y
procesamiento.
1.2.3. Antocianinas, biosntesis y degradacin en procesamiento.
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1.2.4. Obscurecimiento enzimtico.
1.3. Cambios de Textura
1.3.1. Pared celular
1.3.2. Cambios en sustancias de pared celular en almacenamiento y
procesamiento.
Unidad II. Qumica de la leche.
(16horasdeteora y prctica)
Objetivo:Evaluar el efecto de los factores que afectan la calidad qumica de la
leche para que a travs de la comprensin de sus cambios qumicos y
bioqumicos se prolongue la vida til de la leche y sus productos.
2.1.Biosntesis de la leche.
2.2.Composicin qumica
2.2.1. Protenas de la leche.
2.2.2. Lpidos de la leche.
2.2.3. Enzimas
2.3. Organizacin estructural de los componentes de la leche
2.3.1. Estructura de protenas de la leche.
2.3.2 Micelas de casenas y sales de la leche.
2.3.3. El glbulo de grasa
2.4. Qumica de la coagulacin de la leche.
2.4.1. Coagulacin enzimtica de la leche.
2.4.2. Coagulacin cida de la leche.
2.5. Bioqumica de la maduracin del queso.
2.5.1. Metabolismo de lactosa residual y catabolismo de lactato y citrato.
2.5.2. Lipolisis y catabolismo de cidos grasos.
2.5.3. Protelisis y catabolismo de aminocidos.
Unidad III. Qumica de cereales y oleaginosas.
(16horasdeteora y prctica)
Objetivo:Describir la estructura y composicin de los cereales y oleaginosas
explicando los principales cambios qumicos y bioqumicos en su proceso
de industrializacin, con la finalidad de aprovechar la funcionalidad de su
principales componentes en la formulacin de alimentos.
3.1. Estructura biolgica
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3.1.1. Estructura de rganos
3.1.2. Estructura de clulas y tejido
3.1.3. Estructurara sub-celular
3.2. Aspectos fsicos
3.2.1. Teoras de patrones de distribucin del triacilglicerol.
3.2.2. Distribucin posicional de cidos grasos en grasas naturales.
3.2.3. Cristalizacin, polimorfismo y consistencia.
3.3. Aspectos qumicos.
3.3.1. Lipolisis
3.3.2. Auto-oxidacin.
3.3.3. Descomposicin trmica.
3.3.4. Hidrogenacin.
3.3.5. Interesterificacin.
3.4. Cereales
3.4.1. Estructura biolgica
3.4.2. Estructura de rganos
3.4.3. Estructura de clulas y tejido
3.4.4. Estructurara sub-celular 3.5. Almidn
3.5.1. Composicin del almidn granular.
3.5.2. Organizacin estructural del granulo de almidn.
3.5.3. Almidn en sistemas con exceso de agua (gelatinizacin y
retrogradacin).
3.5.4. Almidn en sistemas con agua limitada.
3.5.6. Enzimas que hidrolizan o modifican la estructura del almidn.
3.5.7. Almidones modificados.
3.5.8. Almidones resistentes.
3.6. Protenas
3.6.1. Estructura de protenas.
3.6.2. Clasificacin de las protenas y sus propiedades.
3.6.3. Importancia tecnolgica de las protenas del trigo.
3.6.4. Enzimas proteolticas.
3.6.5. Inhibidores de proteasas.
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Unidad IV.Qumica de fermentaciones.
(16 horasdeteora y prctica)
Objetivo: Describir los diferentes tipos de fermentacin, analizando los sustratos y
los procesos bioqumicos involucrados, para la obtencin de alimentos
fermentados
4.1. Fermentacin alcohlica.
4.1.1. Vino.
4.1.2. Cerveza.
4.1.3. Vino de arroz.
4.2. Fermentacin cida.
4.2.1. Productos de la leche cido lctico fermentados.
4.2.2. Cereales y tubrculos cido lctico fermentados.
4.2.3. Vegetales cido fermentados.
Pescado y carne cido fermentados.
4.3. Fermentacin de aminocidos y pptidos.
4.3.1. Salsa de pescado.
4.3.2. Productos fermentados de la soya.
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Actividadesprcticas
Estaasignaturaconsistede4prcticas,requiriendountotalde16 horas.Las
actividades serealizarnen ellaboratorio.
No. Nombrede laprctica Objetivos Horas Mdulo
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Cambios en el color y la textura en el procesamiento trmico de hortalizas.
Evaluarlos cambios de color, textura e inactivacin de enzimas en chicharos procesados trmicamente.
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1
2
Efecto del calcio y grasa en la masticabilidad de un queso fresco.
Evaluar la masticabilidad y composicin de quesos frescos elaborados con diferentes niveles de grasa y calcio.
4
2
3
Propiedades reolgicas de aceites vegetales y dispersiones de almidn.
Determinar las propiedades viscoelsticas de aceites vegetales y dispersiones de almidn mediante curvas de flujo en funcin de la temperatura para determinar puntos de fusin y temperaturas de gelatinizacin, respectivamente.
4 3
4
Etanol a partir de maz.
Aplicar un proceso de fermentacin
mediante el uso de amilasa y la
amiloglucosidasa para hidrolizar el almidn
de maz y transformarlo a etanol.
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Metodologa
Para desarrollar el proceso deenseanza-aprendizaje en qumica de alimentos
seimplementan diversas actividades enfocadasa motivar elestudiode lamateria:
i. Tcnicasgrupales:debates,lluvia deideas.
ii. Tcnicasaudiovisuales:videos documentales especializados.
iii. Cuestionarios y mapas mentales.
iv. Tcnicas tradicionales: presentacin del profesor, seminario por
estudiantes,lecturas
v. Aprendizaje basadoenproyectos yestudios decaso.
Los recursos materiales y didcticos consisten de:libros, artculos cientficos,
material audiovisual,conferencias, equipode cmputo, can y pginas web.
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Evaluacin (E)
E Elaborar/presentar
/ Indicadores Valor Objetivo
Inic
ial
Discusin diagnsticagrupal.
Reporte.
0
Valorarlosconocimientos dequmica de alimentos,medianteunadiscusingrupal, paraladefinicindeprioridadesde regularizacin.
Inte
rmedia
Exposiciones.
Discusiny presentacin, anlisis, interpretaciny sntesis.
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Analizartemassobrequmica de alimentos, mediantediscusingrupal,parala valoracin delainformacinpresentada.
Exmenesescritos.
Discusiny presentacin, anlisis, interpretaciny sntesis.
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Formularsolucionesa problemticas planteadas,aplicandolosfundamentos tericosyprcticosde laasignatura,parala reafirmacinde losconocimientosy habilidadesadquiridos.
Fin
al
Reportesde prcticas.
Documentofinal integradorde prcticas.
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Elaborarundocumentodecalidad,integrando losreportesde lasprcticas,parala generacindeuncompendiodeprcticas.
Bibliografabsica
1. Brijesh, K. T &Narpinder, S. (2012). Pulse Chemistry and Technology, RSC
Publishing, Cambridge, RU: Royal Society of Chemistry.
2. Burgess K, ShawM. 1983. Dairy. In: T Godfrey and JReichelt (eds.) Industrial
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technology. Ed. Amer. Assn. of Cereal Chemists. USA.
4. Eskin, NA Michael and Shahidi F. (2008) Biochemistry of foods. Third Edition.
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5. Fennema O.R. (1996) Food chemistry. Editorial Marcel Dekker, Inc.USA.
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7. Halley, P., &Avrous, L. (2014). Starch polymers: from genetic engineering to
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8. Kulp, K., & Ponte, J. G. (2000). Handbook of cereal science and technology.
Marcel Decker, Inc. Nueva York, EUA.
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Publisher. England.
10. Ustunol, Z. (2015). Applied food protein chemistry, Wiley-Blackwell, Nueva
Deli, India.
Bibliografacomplementaria:
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Marcel Decker, Inc. Nueva York, EUA.
2. Mestres, C., Nguyen, T. C., Adinsi, L., Hounhouigan, J., Fliedel, G., &Loiseau,
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cereal science, 63: 8-13.
3. tc, M., Arifolu, N., Ylmaz, E. (2015). Preparation and Characterization of
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4. Pavia, D. L., Lampman, G. M., Engel, R. G. (2006). A Small-scale approach to
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5. Simpson, B. K., Nollet, L. M. L., Benjakul, S., Paliyath, G. Hui, Y. H. (eds.)
(2012). Food Biochemistry and food processing. 2. ed., Wiley-Blacwell
Publicacionesenrevistas
Biosystems Engineering
Cereal Chemistry
Enzyme Microbiology Technology
European Journal of Lipid Science and Technology
Food and Bioprocess Technology
Food Biotechnology
Food Engineering
Food Microbiology
International Journal of Food Microbiology
Journal of the American Oil Chemists' Society
Journal of Cereal Science
Journal of Cereals and Oilseeds
10
Process Biochemistry
Trends in Food Science and Technology
Perfil delprofesor
Serequiere deunprofesorentendidocomountrabajadordelconocimiento,
mscentradoen el aprendizajeque enlaenseanza, diseador de ambientes de
aprendizaje,concapacidad paraoptimizar los diferentes espacios en donde
steseproduce,atendiendoparticularmentelaorganizacinydisposicinde
loscontenidosdel aprendizaje,conunseguimientopermanentedelos
estudiantes.Sinembargo,ensuperfilprofesional,elprofesor debetener formacin
enciencia de los alimentos,biotecnologa,
qumicaoprogramasimilar,preferentementeconestudios de doctoradoenlas
mismasreas delconocimiento,condominiodelas reas dela qumica de alimentos,
qumica orgnica y tecnologa de alimentos, adems de experiencia profesional
mnima de 5aos en el mbitodocente.