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DCA-732

Enzimologa de los 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: Alimentos funcionales e innovadores

Asignatura: Enzimologa de los alimentos

Carcter: Optativo

Tipo: Terico-prctico

Prerrequisitos: Qumica de los alimentos

Profesora: Dra. Landy Hernndez Rodrguez, Dra. Blanca Hernndez

Rodrguez

Ao: Primero

Semestre: Segundo

Sesin: Otoo

Horas totales/semana: 4

Horas totales del curso: 64

Horas totales de estudio independiente/semana: 2

Horas totales de estudio independiente: 32

Crditos: 6

Clave: DCA-732

Introduccin

La asignatura Enzimologa de los alimentos se ubica en el cuarto semestre dentro

de la lnea de investigacin Alimentos funcionales e innovadores, con un carcter

optativo y tipo terico-prctico; mantiene una relacin vertical con las asignaturas

Tpicos selectos de qumica en alimentos y Tcnicas instrumentales de anlisis,

Seminario de investigacin II-IV y Proyecto de investigacin II-VII; en tanto que su

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relacin horizontal con las asignaturas de Seminario de investigacin I y Proyecto

de investigacin II.

Esta asignatura comprende las bases tericas sobre la estructura de las enzimas,

propiedades catalticas y mtodos de inmovilizacin, as como la importancia de los

procesos enzimticos en la produccin y conservacin de los alimentos. El

aprendizaje y trabajo de esta asignatura contribuye al desarrollo prctico y analtico

en el proyecto de investigacin del alumno. Durante el curso, los alumnos realizan

entre otras actividades, las de: elaboracin y exposicin de proyectos de

investigacin bibliogrfica sobre temas de actualidad en el rea del conocimiento

que compete a la asignatura; desarrollo de prcticas de laboratorio, durante las

cuales se producen enzimas de importancia para el sector alimentario y se

determina su actividad sobre sustratos modelo, tanto de la enzima libre como

inmovilizada; la resolucin, el anlisis y la discusin de problemas aplicados a la

industria alimentaria; aplicacin de software especializado.

La evaluacin de la asignatura consiste en tres niveles: inicial, intermedia y final. En

cada una se considera el trabajo individual y por equipo. Se contempla, adems,

portafolio de evidencias, las valoraciones de desempeo, los proyectos de

investigacin bibliogrfica, exmenes parciales para la bsqueda de informacin

relacionada con un tema especfico y preparacin de una exposicin.

Presentacin

La Enzimologa de los Alimentos es una disciplina bioqumica centrada en el estudio

de protenas que catalizan reacciones qumicas en los sistemas biolgicos. En los

alimentos, estas molculas pueden presentar actividad durante el periodo posterior

a la cosecha (vegetales) y los cambios que ellas determinan pueden influir en forma

considerable sobre las caractersticas nutricionales, organolpticas, textura y

presentacin del producto terminado. Tambin, pueden participar en fenmenos tan

importantes en la tecnologa actual, como reacciones de textura (salsa de tomate,

crnicos), rancidez (grasas y aceites), coloracin (vegetales, jugos) y pardeamiento

(frutas y hortalizas). Por lo anterior, es indispensable diferenciar las principales

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enzimas de los alimentos, su efecto sobre el deterioro y la estabilidad de los

alimentos y cmo se puede controlar su actividad.

En la actualidad, adems de considerar la importancia de las enzimas desde el

punto de vista tecnolgico alimentario, tambin se deben enfrentar problemas y

retos relacionados con problemas de salud pblica y nutricin, con una visin

integrada del uso y aplicaciones de las enzimas en la produccin, desarrollo e

innovacin de alimentos funcionales.

Con el dominio de esta disciplina se adquieren conocimientos y habilidades sobre

los mtodos experimentales utilizados para la investigacin de enzimas en

alimentacin, as como las principales tcnicas que permiten su aplicacin en la

industria alimentaria.

Objetivo

Relacionar los conocimientos bsicos y tecnolgicos de las enzimas, mediante

su estudio terico-prctico, para el desarrollo de bioprocesos aplicados en la

produccin, conservacin, desarrollo e innovacin de alimentos.

Contenido

Unidad I. Fundamentos de enzimologa.

(16 horas teora y 4 horas de prctica)

Objetivo: Aplicar los elementos de catlisis y cintica enzimtica mediante el

anlisis e interpretacin de datos para la determinacin de la actividad cataltica.

1.1. Introduccin y generalidades de las enzimas.

1.1.1. Historia de la enzimologa de los alimentos.

1.1.2. Fuentes.

1.1.3. Clasificacin y nomenclatura de las enzimas.

1.1.4. Estructura de las enzimas.

1.2. Catlisis enzimtica.

1.2.1. Especificidad.

1.2.2. Fisicoqumica de la reaccin.

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1.2.3. Centros activos de las enzimas.

1.2.4. Mecanismos de accin enzimtica.

1.2.5. Efecto de las condiciones ambientales sobre la reaccin enzimtica.

1.3. Cintica enzimtica.

1.3.1. Modelos cinticos enzimticos.

1.3.3. Inhibicin enzimtica.

Unidad II. Enzimas en la industria alimentaria.

(14 horas teora y 6 horas de prctica)

Objetivo: Identificar las principales enzimas endgenas y exgenas, mediante el

estudio de su efecto sobre la estabilidad y conservacin de los alimentos, para su

aplicacin en la produccin, desarrollo e innovacin de alimentos.

2.1 Principales enzimas de los sistemas alimentarios.

2.1.1. Leche y derivados.

2.1.2. Huevo y derivados.

2.1.3. Carne y pescado.

2.1.4. Frutas y hortalizas.

2.1.5. Cereales y leguminosas.

2.2. Enzimas especficas empleadas en alimentacin.

2.2.1. Reacciones, importancia fisiolgica y localizacin.

2.2.2. Propiedades fsicas y qumicas.

2.2.3. Aplicacin en la produccin, desarrollo e innovacin de alimentos.

2.3. Enzimas en procesos de manufactura de alimentos.

2.3.1. Productos de origen animal.

2.3.2. Productos de origen vegetal.

2.3.3. Bebidas.

2.4. Enzimas en el desarrollo e innovacin de alimentos funcionales.

2.4.1. Modificacin e hidrlisis de carbohidratos.

2.4.2. Modificacin e hidrlisis de protenas.

2.4.3. Produccin y modificacin de acilglicridos.

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Unidad III. Estrategias inmovilizacin de enzimas en la industria alimentaria

(14 horas de teora y 6 horas de prctica)

Objetivo: Distinguir los tipos de inmovilizacin y su efecto sobre la actividad y

estabilidad de la enzima, por medio de sus fundamentos y tcnicas, para la

identificacin de posibles aplicaciones en la industria alimentaria.

3.1. Fundamentos.

3.1.1. Concepto de inmovilizacin.

3.1.2. Tipos de inmovilizacin y soportes.

3.1.3. Efecto de la inmovilizacin sobre la actividad y estabilidad de las

enzimas.

3.2. Aplicaciones de las enzimas inmovilizadas en la industria alimentaria.

3.2.1. Produccin de jarabes de maz.

3.2.2. Produccin de hidrolizados de suero de leche.

3.2.3. Produccin de L-aminocidos.

3.2.4. Aplicaciones futuras.

Unidad IV. Legislacin sobre el uso de enzimas en alimentos

(8 horas)

Objetivo: Identificar los aspectos legislativos internacionales ms importantes

relacionados con la utilizacin de enzimas en la industria alimentaria, mediante el

estudio de la reglamentacin existente, para su aplicacin.

4.1. Legislacin aplicable a la produccin, comercializacin y uso de enzimas

en alimentos.

4.1.1. Legislacin nacional.

4.1.2. Legislacin internacional.

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Actividades prcticas

Se realizan tres prcticas en laboratorios que cuentan con el equipo especializado,

requiriendo un total de 12 horas.

No. Nombre de la prctica

Objetivos Horas Unidad

1 Identificacin de actividad proteasa en placas de agar-leche descremada por la formacin de halos de hidrlisis.

Aplicar una tcnica de identificacin de cepas productoras de proteasas, mediante un anlisis cualitativo, para su caracterizacin.

Analizar los resultados de la tcnica de identificacin de cepas productoras de proteasas, mediante el estudio de publicaciones cientficas, para la propuesta de aplicaciones prcticas.

4 I

2 Determinacin de la actividad de la enzima -amilasa

Cuantificar la actividad amilasa, mediante el procedimiento prctico, para el anlisis e interpretacin de resultados.

Analizar los resultados de la determinacin de la actividad de la enzima -amilasa, mediante el estudio de publicaciones cientficas, para la propuesta de aplicaciones prcticas.

4 II

3 Hidrlisis de protenas del suero lcteo

Aplicar proteasas libres e inmovilizadas, mediante el procedimiento prctico, para el manejo de una cintica de hidrlisis de protena.

Analizar los resultados de la hidrlisis de protenas del suero lcteo, mediante el estudio de publicaciones cientficas, para la propuesta de aplicaciones prcticas.

4 II-III

Metodologa

La metodologa para desarrollar el proceso de enseanza-aprendizaje es la

siguiente:

i. Tcnicas grupales: exposiciones orales, debates, elaboracin de ensayos,

reportes de laboratorio.

ii. Solucin de problemas: ejercicios y mapas mentales.

iii. Tcnicas tradicionales: presentacin del profesor, seminario por estudiantes,

lecturas.

iv. Aprendizaje basado en proyectos.

Los recursos materiales y didcticos consisten de: libros, artculos cientficos,

material audiovisual, conferencias, videos, equipo de laboratorio, equipo de plantas

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piloto, can, pginas web. Recursos fsicos o lugar de trabajo es en biblioteca, aula

y laboratorio.

Evaluacin (E)

E Elaborar/presentar/ Indicadores Valor Objetivo

Inic

ial Examen diagnstico

individual Examen 0

Evaluar los conocimientos tericos y prcticos, mediante la aplicacin de un examen, para la obtencin de un panorama grupal

Inte

rmedia

Examen parcial

Examen parcial I Examen parcial II Examen parcial III Examen parcial IV

15 15 15 15

Aplicar exmenes de los temas revisados, formulando preguntas terico-prcticas, para la evaluacin del aprendizaje.

Participacin individual

Participacin en clase

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Fomentar la participacin activa del estudiante, mediante la discusin de temas contenidos en el programa, para el desarrollo de propuestas de aplicacin.

Prcticas de laboratorio

Reportes Participacin

10 10

Aplicar los conocimientos tericos adquiridos en el curso, mediante el desarrollo de prcticas, para la adquisicin de habilidades en el manejo de materiales, equipo y mtodos.

Fin

al

Proyecto de investigacin

Exposicin 15

Aplicar los conocimientos proporcionados en el curso, a travs del desarrollo de un seminario que integre la enzimologa de los alimentos, para la evaluacin del aprendizaje.

Bibliografa

1. Aehle, W. (2007). Enzymes in Industry: Production and Applications (Third

Edition). KGaA. Weinheim: Wiley-VCH Verlag GmbH & Co.

2. Bommarius A., S. & Riebel B., R. (2007) Biocatalysis: Fundamentals and

Applications. KGaA. Weinheim: Wiley-VCH Verlag GmbH & Co.

3. Buchholz, K., Kasche, V., & Bornscheuer U., T. (2012) Biocatalysts and Enzyme

Technology (Second Edition). Weinheim: Wiley-Blackwell.

4. Panesar P., S., Marwaha S., S., & Chopra H., K. (2010) Enzymes in Food

Processing: Fundamentals and Potential Applications. New Delhi: I.K.

International Publishing House Pvt. Ltd.

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5. Shanmugam, S. & Sathishkumar, T. (2009) Enzyme Technology. New Delhi: I.K.

International Publishing House Pvt. Ltd.

6. Whitaker J., R. (1994). Principles of Enzymology for the Food Sciences (Second

Edition). New York: Marcel Dekker, Inc.

7. Whitaker J., R, Voragen A., G. J., & Wong D., W. S. (2003). Handbook of Food

Enzymology. New Y: Publisher: Marcel Dekker, Inc.

Publicaciones en revistas

Enzyme and Microbial Technology

Food and Bioprocess Technology

Journal of Food Science and Technology

Journal of Industrial Microbiology & Biotechnology

Journal of Molecular Catalysis B: Enzymatic

Perfil del profesor

Poseer Doctorado en biotecnologa, ciencias biolgicas, ciencia y tecnologa de

alimentos o similares, con 2 aos de experiencia en docencia.