Introduccion a la Quimica de alimentos

01/04/2013

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Prof. Dr. Rolando P. PecoraCátedra de Bromatología y Toxicología

Departamento de Química Industrial y Aplicada

Escuela de Ingeniería QuímicaFacultad de Cs. Exactas, Físicas y Naturales

Universidad Nacional de Córdoba

DEFINICIÓN DE ALIMENTO

Toda sustancia o mezcla de

sustancias naturales o elaboradas que,

ingeridas por el hombre, aporten a su

organismo los materiales y la energía

necesarios para el desarrollo de sus

procesos biológicos.

Dr. Rolando Pecora- Bromatología y Toxicología

QUÍMICA DE ALIMENTOS

Ciencia que estudia los componentesquímicos de los alimentos y sus materiasprimas y el comportamiento de dichoscomponentes durante los procesos a losque se someten los alimentos.


Composición Química de los AlimentosImportancia

�Indicador de genuinidad y calidad (costo!)

�Valor nutritivo

�Incide en los factores de deterioro e inocuidad

• Físicos: propiedades reológicas

• Químicos: reactantes y subproductos

• Biológicos: desarrollo de m.o., enzimas.

� Condiciones de conservación

� Parámetros tecnológicos

� Fundamenta criterios analíticos


COMPONENTES QUÍMICOS DE LOS ALIMENTOS

• Su contenido se puede expresar en concentraciones superiores al g %

Componentes “macro”

• Su contenido se puede expresar en concentraciones inferiores al g %

Componentes “micro”


NATURALEZA DE LOS ALIMENTOS

Todos los alimentos provienende la síntesis de organismos vivos,vegetales o animales, o detransformaciones tecnológicasaplicadas a materias primas de ésteorigen.


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Componentes químicos “macro” de los alimentos

Agua

Proteínas

Materia Grasa

Glúcidos

Fibra Dietaria

CenizasDr. Rolando Pecora- Bromatología y Toxicología

Componentes químicos “micro” de los alimentos

� Vitaminas

� Minerales

� AG Esenciales

� AG Poliinsaturados

� Aminoác. Esenciales

� Pigmentos

� Aditivos Alimentarios

� Sust. Estimulantes� Reguladores del pH

� Indic. de deterioro

� Indic. de genuinidad

� Sustancias Tóxicas: (inorgánicas y orgánicas)

�� Naturales

�� Agregadas

� Toxinas microbianas

� etc., etc. …


Los componentes micro tienen importancia pero generalmente están ligados a un determinado tipo de alimento.


Prof. Dr. Rolando P. Pecora

HIDRATOS DE CARBONO DE LOS ALIMENTOS

� Monosacáridos: glucosa, fructosa

� Disacáridos: sacarosa, maltosa, lactosa

� Oligosacáridos: dextrinas, amilopectinas, amilosa

� Polisacáridos: almidón, celulosa, hemicelulosa,

pectinas, pentosanos, galactomananos, CMC,

polidextrosa, glucógeno, etc.

� Polialcoholes: glicerol, sorbitol, maltitol


Azúcares

DETERMINACIÓN DE GLÚCIDOS TOTALES EN ALIMENTOS

Por su heterogeneidad es difícildeterminar glúcidos en alimentos.

Se efectúa por cálculo y se expresacomo Glúcidos Totales.


GT = 100 – (proteínas+agua+materiagrasa+cenizas+fibra)

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FUNCIONES DE LOS GLUCIDOS DE LOS ALIMENTOS

�Participan del deterioro de alimentos

� Interacción con el agua

� Interacción con glúcidos y proteínas

� Interacción con compuestos apolares

�Precursores de aromas

�Poder edulcorante

�Constituyen la fibra dietaria


PARTICIPAN DEL DETERIORO DE ALIMENTOS

�Hidrólisis: enzimática o química

�Caramelización

por calor o a pH extremos

�Fermentaciones

por enzimas endógenos

por agentes microbianos

�Pardeamiento no enzimático


INTERACCIÓN CON EL AGUA

�Depende del peso molecular

�Capacidad de ligar agua (afecta aw)

�Capacidad de cristalizar

�Formación de geles (gomas, aditivos

espesantes – estabilizantes)

�Gel de almidón, retrogradación


INTERACCIÓN CON GLÚCIDOS Y PROTEÍNAS


�Depende de la carga del glúcido

�Efecto protector de proteínas

�Polisacáridos interactúan entre si y con

proteínas estabilizando estructuras

tridimensionales


INTERACCIÓN CON COMPUESTOS APOLARES


�Mono y disacáridos prácticamente no interactúan

�Polisacáridos según su estructura tridimensional

� Interacción con almidón (EMU)


PRECURSORES DE AROMAS

Los tratamientos térmicos

pueden producir deshidratación de la

molécula del glúcido dando productos

de degradación volátiles responsables

de aromas deseables o indeseables.


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PODER EDULCORANTE


�Glucosa

�Fructosa

�Sacarosa

�Jarabes (de glucosa, de alta fructosa, azúcar invertido)

�Miel


FIBRA DIETARIA�Porción de glúcidos no digerible por las

enzimas digestivas y que atraviesa casi sincambios el tracto gastrointestinal.

�Constituida por celulosa, hemicelulosa,pectinas, glucanos y otros polisacáridos.

�Soluble e insoluble.



Almidón

�Gelificación

�Retrogradación

�Formación de películas

�Almidones modificados



CelulosaNatural y Modificada

Hemicelulosas y pentosanos

Pectinas

Gomas vegetales

Gomas microbianas



Función de las proteínasde los alimentos

Nutricional� Aportan los aminoácidos necesarios

� Aportan aminoácidos esenciales (An. vs. Vg.)

� Aportan aminoácidos limitantes

� Tienen valor calórico

� Poder glucoformador

� Transportan vitaminas


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Hidratantes

� Solubilidad.

� Absorción de agua.

� Poder Gelificante.

� Viscosidad.Dr. Rolando Pecora- Bromatología y Toxicología


Estructurales y reológicas� Elasticidad.

� Cohesión.

� Formación de redes tridimensionales.

� Formación de fibras.

� Agregación.



Sensoriales� Precursoras de compuestos sápido –

aromáticos.

Otras� Estabilización de emulsiones.

� Estabilización de espumas.

� Formación de complejos lípido-proteínicos.

� Moderan el pH.

� Intervienen en el deterioro de los alimentos



Intervienen en el deterioro de los alimentos

� Desnaturalización

� � capacidad de retención de agua

� Pérdida de digestibilidad

� Destrucción de AA

� Participan del pardeamiento no enzimático

� Favorecen putrefacción de alimentos



Determinación de proteínas

� Se determina Nitrógeno Total (NT) por el método de Kjeldahl

� Consiste en transformar todo el Nitrógeno del alimento en NH3, destilarlo en medio alcalino y luego valorarlo por titulación con un ácido.

� El valor de NT se multiplica por un factor para llegar al valor de proteínas.


Cálculo de Proteínas

Proteína = Nitrógeno Total (Kjeldahl) x factor

Establecido por la legislación (CAA)

� 5,75 proteínas vegetales

� 6,38 proteínas lácteas

� 6,25 proteínas cárnicas o mezclas de

proteínas

� 6,25 proteínas de soja y de maíz


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Cenizas totales

�Es el residuo de la incineración delalimento a 500-550 º C. (900° C harinas)

�Se coloca el alimento desecado y molidoen un crisol, se coloca el crisol en unamufla y se incinera

�Da una idea del contenido de mineralestotales.

�Cenizas insolubles en HCl da idea delcontenido de silicatos (suelo).




Lípidos presentes en los alimentos

� TriacilglicéridosTriacilglicéridosTriacilglicéridosTriacilglicéridos

� FosfoglicéridosFosfoglicéridosFosfoglicéridosFosfoglicéridos

� DiacilglicéridosDiacilglicéridosDiacilglicéridosDiacilglicéridos

� MonoacilglicéridosMonoacilglicéridosMonoacilglicéridosMonoacilglicéridos

� Ácidos grasos libresÁcidos grasos libresÁcidos grasos libresÁcidos grasos libres

� EsterolesEsterolesEsterolesEsteroles

95 %

4 %

Trazas

Trazas

Trazas

< 1 %


Glicéridos

Propiedades de los lípidos

�Son acil gliceroles que sediferencian por el largo de la cadenay el número de insaturaciones delAG .

�Grasas: sólidos 20° C

�Aceites: líquidos a 20° C


Polimorfismo de los glicéridos

� El largo de la cadena hidrocarbonada y lasinsaturaciones generan glicéridos conpropiedades físicas y químicas muy diversas.

� También influye la posición del resto acilo enel glicerol.


La heterogeneidad de grasas y aceitespermite:•que haya una grasa para cada aplicación.•hacer grasas “a medida”

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Determinación de Materia Grasa

� Se efectúa por extracción con solventes y

posterior gravimetría.

� El más aceptado es el Método de Soxhlet.

� Se informa como “materia grasa” ya que se

extraen todas las sustancias apolares

presentes en el alimento.

Dr. Rolando Pecora- Bromatología y Toxicología Prof. Dr. R. Pecora- Bromatología y Toxicología, FCEFyN-UNC 38

Función de los lípidos de los alimentos

Nutricional� Elevado valor energético

Son los compuestos de reserva energética del organismo

Aportan 9 kcal/g � Transportan vitaminas liposolubles

Vitaminas A, D, E y K� Aportan ácidos grasos esenciales y poliinsaturados

Son AG que nuestro organismo no puede sintetizar

Linoleico, Linolénico y Araquidónico ¿Omega 3 poliinsaturados?

Prof. Dr. R. Pecora- Bromatología y Toxicología, FCEFyN-UNC 39


� Transportan compuestos sápido-aromáticos

Por su característica apolar retienen compuestos

responsables del aroma de los alimentos

� Mejoran textura y palatabilidad

Actúan como lubricantes del proceso de

masticación.

Permiten la interacción de los sabores con las

papilas gustativas

Depende del punto de fusión de la grasa



�Participan en emulsionesParticipan en emulsionesParticipan en emulsionesParticipan en emulsiones

Son los principales integrantes de Son los principales integrantes de Son los principales integrantes de Son los principales integrantes de

emulsiones alimentarias.emulsiones alimentarias.emulsiones alimentarias.emulsiones alimentarias.

Interaccionan con porciones Interaccionan con porciones Interaccionan con porciones Interaccionan con porciones apolaresapolaresapolaresapolares de de de de

otros componentes de los alimentos (glúcidos y otros componentes de los alimentos (glúcidos y otros componentes de los alimentos (glúcidos y otros componentes de los alimentos (glúcidos y

proteínas) formando emulsiones alimentarias.proteínas) formando emulsiones alimentarias.proteínas) formando emulsiones alimentarias.proteínas) formando emulsiones alimentarias.

La mejor forma de retener la grasa de los La mejor forma de retener la grasa de los La mejor forma de retener la grasa de los La mejor forma de retener la grasa de los

alimentos es formando una emulsión.alimentos es formando una emulsión.alimentos es formando una emulsión.alimentos es formando una emulsión.

Algunos son emulsionantes (lecitina, mono Algunos son emulsionantes (lecitina, mono Algunos son emulsionantes (lecitina, mono Algunos son emulsionantes (lecitina, mono

y y y y diglicéridosdiglicéridosdiglicéridosdiglicéridos))))

Participan del deterioro:

�� Hidrólisis lipídica: liberación de

los ácidos grasos del glicérido.

�� Peroxidación lipídica: ingreso de

oxigeno a la doble ligadura.



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