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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

5

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

1

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.

4

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.

4 4

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

Enzymology. The Application of Enzymes in Industry.The Nature Press, New

York

3. Delcour Jan A. and Hoseney R. Carl. (2010) Principles of cereal science and

technology. Ed. Amer. Assn. of Cereal Chemists. USA.

4. Eskin, NA Michael and Shahidi F. (2008) Biochemistry of foods. Third Edition.

Academic Press. USA:

5. Fennema O.R. (1996) Food chemistry. Editorial Marcel Dekker, Inc.USA.

6. Gunstone, F. (2011). Vegetable oils in food technology: composition, properties

and uses.Wiley-Blackwell, Iowa, EUA.

7. Halley, P., &Avrous, L. (2014). Starch polymers: from genetic engineering to

green applications. Elsevier. San Diego, California, EUA.

8. Kulp, K., & Ponte, J. G. (2000). Handbook of cereal science and technology.

Marcel Decker, Inc. Nueva York, EUA.

9. Lea G.E.H. and Piggott J.R. (2013) Fermented beverages production. Springer

9

Publisher. England.

10. Ustunol, Z. (2015). Applied food protein chemistry, Wiley-Blackwell, Nueva

Deli, India.

Bibliografacomplementaria:

1. Kulp, K., & Ponte, J. G. (2000). Handbook of cereal science and technology.

Marcel Decker, Inc. Nueva York, EUA.

2. Mestres, C., Nguyen, T. C., Adinsi, L., Hounhouigan, J., Fliedel, G., &Loiseau,

G. (2015). The interaction between starch hydrolysis and acidification kinetic

determines the quality of a malted and fermented sorghum beverage. Journal of

cereal science, 63: 8-13.

3. tc, M., Arifolu, N., Ylmaz, E. (2015). Preparation and Characterization of

Virgin Olive Oil-Beeswax Oleogel Emulsion Products, Journal of the American

Oil Chemists' Society, 2(4): 459-471.

4. Pavia, D. L., Lampman, G. M., Engel, R. G. (2006). A Small-scale approach to

Organic Laboratory Techniques. 3 ed., Brooks/Cole, pag. 216

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.