Las Propiedades Físicas y Quimicas de Los Alimentos

8/18/2019 Las Propiedades Físicas y Quimicas de Los Alimentos

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LAS PROPIEDADES FÍSICAS Y QUIMICAS DE LOS ALIMENTOS

Dr. José Cáceres Paredes

1.1- Las propiedades fsi!as

Las propiedades físicas de los alimentos son todas aquellas que pueden describirse omedirse por un medio físico o utilizando un instrumento adecuado.Las propiedades físicas, pueden determinarse:

• a.- Dire!"a#e$"e por medio de algún equipo o instrumento, ejemplo untermómetro, un potenciómetro, etc.

• b.- I$dire!"a#e$"e mediante la medición de otras magnitudes y la aplicaciónde modelos matemáticos o fórmulas.

La importancia de conocer las propiedades físicas de un alimento, en el campo de laingeniería, se puede isualizar en:

• !l dise"o de equipos,• !l control del procesos, y en• !l control de la calidad.

Co#o !asos ap%i!ados e$ e% dise&o de e'(ipos) podemos citar los siguientesejemplos:

• a.- Para rea%i*ar e% dise&o de ($ i$"er!a#+iador de !a%or, #omo es el casode un pasteurizador, un esterilizador, o un $orno, debemos de conocer, entreotras, las siguientes propiedades físicas del alimento:

o La carga t%rmica, la difusiidad, la conductiidad t%rmica.• +.- Para rea%i*ar e% dise&o de ($a +o#+a para f%(idos is!oso) como es el

caso de una bomba para pasta de tomate, $elados, n%ctares o para aceites, esnecesario conocer las propiedades reológicas y la densidad del alimento atransportar.

• !.- Para dise&ar ($a #'(i$a se%%adora de e$ases) como es el caso de una

cerradora para enase metálicos o una máquina termo selladora de bolsasplásticos, se debe de conocer las propiedades mecánicas del material deempaque, el coeficiente de fractura, la temperatura de fusión del plástico.

Co#o !asos ap%i!ados e$ e% !o$"ro% de pro!esos o !o$"ro% e$ %$ea) podemos citar los siguientes ejemplos:

• a.- Co$o!ie$do / !o$"ro%a$do %a !o$d(!"iidad e%0!"ri!a de %a %e!e,

durante el proceso de pasteurizado, podemos detectar cualquier error en latemperatura o tiempo de tratamiento.

• +.- Co$o!ie$do / !o$"ro%a$do %a i$"e$sidad de% !o%or e$ ($ prod(!"oor$eado , podremos regular dic$o proceso en función al grado de tostado.

• !.- Co$o!ie$do / !o$"ro%a$do %os 2rados 3ri4 56347 de ($a #er#e%ada ode ($a 8a%ea, nos permitirá realizar un mejor control de los tiempos decocción.

Co#o !asos ap%i!ados e$ e% !o$"ro% de !a%idad de ($ prod(!"o) podemos indicar,que para determinar si estamos cumpliendo con las especificaciones t%cnicas de unalimento, debemos de conocer y tener en consideración los siguientes factores:

•

a.- C(a$"i"a"ios, !l peso seco, la $umedad, porcentaje de proteínas, grasas,cenizas, la cantidad de ingredientes o aditios etc.

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• +.- O!(%"os, !l alor nutritio, la presencia de sustancias tó&icas, los $ábitos ocostumbres alimenticias etc.

• !.- Se$soria%es, !l color, te&tura, sabor, aroma, crocantez, aspereza etc. 'demás de lo indicado anteriormente, es necesario correlacionar las propiedadesfísicas del alimento con los factores sensoriales del mismo producto, así como por

ejemplo:• !l grado de frescura de las carnes, en función de su conductiidad el%ctrica.• !l pardeamiento, la o&idación, el niel de to&icidad, en función al cambio de

coloración del alimento.

1.9.- Las propiedades fsi!as de %os a%i#e$"os e$ re%a!i:$ !o$ %ospro!esos a2roi$d(s"ria%es

!l conocimiento de las propiedades físicas de un alimento, nos permitirá poder seleccionar que tipo de proceso debemos de realizar para lograr los mejoresresultados. 'sí tenemos:

#onociendo las características #orfo2eo#0"ri!as de un cereal o de una fruta, talescomo la forma o su tama"o, podremos seleccionar el sistema de recolección a utilizar,el equipo de recolección necesario o más adecuado para el producto o lasdimensiones de las mallas o cribas más apropiadas. !jemplo, no se podría utilizar elmismo tama"o de malla para recolectar arroz que para los frijoles.(ara el transporte de maíz, dependiendo si se encuentra entero o molido podremosutilizar un transportador de cangilones o neumático respectiamente.)ependiendo de la densidad, porosidad o forma, podremos seleccionar unalmacenamiento en cámaras o en silos, a granel o estibado.

*i conocemos las propiedades #e!$i!as del alimento como la dureza de un granode cereal seleccionaremos el tipo de molienda al que lo someteremos, sea utilizandoun molino de martillos, un molino de platos o uno de rodillos. +o es lo mismo moler ungrano de arroz que un grano de maíz la dureza del último es mayor.!n función de la iscosidad de la sustancia a transportar seleccionaremos el tipo debomba y los ductos a emplear. na bomba para fluidos iscosos será útil parasoluciones oleosas, pastas o cremas en tanto, que para transportar los mismosproductos no podremos utilizar una bomba $idráulica simple.

*i conocemos las propiedades "0r#i!as, como la conductiidad t%rmica o el calor específico, podremos seleccionar el sistema de congelación a utilizar, o determinar lascuras de penetración de calor o curas ) y así conocer los tiempos reales de

tratamiento.

*i se conoce el calor latente de aporización, la porosidad o los fenómenos detransporte de un alimento, podremos seleccionar la t%cnica de des$idratado o deconcentración más apropiado a utilizar para dic$o producto.

!n la tabla +/ 0.0 se muestra un conjunto de procesos preliminares, de conersión, deconseración o terminales utilizados en la industria de los alimentos y lascorrespondientes propiedades físicas relacionadas, con ellas, directa o indirectamente.

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TA3LA N6 1.1. Re%a!i:$ e$"re pro!esos i$d(s"ria%es / %as propiedadesfsi!as de% a%i#e$"o

PROCESO INDUSTRIAL PROPIEDAD FÍSICA

1!#2L!##34+:

1'+*(21! )! 51'+2*, por:cangilones, $elicoidal, o neumático.

'L6'#!+'63!+2: *ilos, cámaras

A. MORFO;EOMETRICA,La forma, tama"o, o te&tura.

La granulometría, olumen,

La densidad, porosidad, forma

1'+*(21!: (or bombas oductos

1!)##32+ )! '6'72: Lamolienda, o la trituración.

6!8#L')2:

'53'#34+:

3. MEC


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0.63#'* )! L2* 'L36!+2*

Los componentes naturales de los alimentos son:

• !l agua• Los carbo$idratos• Las proteínas• Las grasas• Los micronutrientes

1.>.1.- E% a2(a

!l agua es la sustancia omnipresente en los alimentos e influye en suapariencia, te&tura, sabor. *e le considera como el componentes de mas altaconcentración presente en los alimentos, con e&cepción de los cereales.

!l agua puede e&istir como líquido, sólido o como gas, dependiendo de la temperaturay de la presión y es útil tanto para enfriar como para calentar los alimentos. !l agua$ace posible la ionización de ácidos y bases, las cuales pueden entonces reaccionar.)ic$a reacción ocurre cuando los panqu%s, bollos y pastelillos se leudan con polo de$ornear. !l agua en medio ácido puede $idrolizar el azúcar ?sacarosa@ en azúcaresmás simples, esto es una reacción deseable en la elaboración de mermeladas, jaleascon pectina y masa de pan con leadura.

!l agua se encuentra en estado líquido cuando se encuentra a temperaturas entre A/#y 0AA /# a presión atmosf%rica normal. na mol%cula estable de agua se formacuando uno de los dos átomos de $idrógeno comparte su único electrón con el átomo

de o&ígeno y el o&ígeno comparte dos de sus electrones, uno con cada uno de los dosátomos de $idrógeno. na mol%cula de agua contiene dos pares de electronescompartidos coalentemente. Los dos átomos de $idrógeno dispuestos con el o&ígenoforman un ángulo de apro&imadamente 0AB/0 , tal como se indica en la figura +/ 0.0

*i bien es cierto las mol%cula de agua es el%ctricamente neutra, la distribución de lascargas es tal que en el lado del o&ígeno es ligeramente mas negatio y en el ladodonde se localizan los dos $idrógenos es ligeramente mas positio es decir, espermanentemente bipolar.

!l moimiento de las mol%culas de agua es directamente proporcional con latemperatura a la que se encuentre. *i la temperatura disminuye, el moimiento de lasmol%culas es más lento. #uando la temperatura es de A/# el olumen del aguacomienza a e&pandirse, entonces su densidad disminuye. *i continuamos enfriando alagua a temperaturas menores de A/# se forman los cristales y el agua se cristaliza yse uele sólida.*i el agua líquida se e&pone al medio ambiente, en función de la temperatura y de la$umedad ambiental, el agua se eaporará. !ste proceso implica el rompimiento de los

1 #$arley, . ecnología de alimentos. (rocesos químicos y físicos en la preparación de

alimentos. CAAD.

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puentes de $idrógeno que unen las mol%culas de agua en estado líquido. *i esta aguaestuiera en un recipiente cerrado, entonces el agua eaporada se acumulará sobre lasuperficie de agua líquida ejerciendo una determinada presión sobre dic$a superficiedenominada presi:$ de apor de a2(a.

Fi2(ra N6 1.1, La #o%0!(%a de a2(a

F(e$"e, Car%e/) ?. Te!$o%o2a de a%i#e$"os) 9@@.

*i la temperatura del agua se incrementa por acción del calor se forman burbujasdebido a que el aire es menos soluble en agua caliente que en agua fría. (ara que lasmol%culas de agua cambien a apor durante el proceso denominado ebullición, esnecesario encer a dos fuerzas: la de atracción entre mol%culas de agua y la presiónatmosf%ricaC.

!l agua tiene un calor específico más alta que la mayoría de las substancias, estacaracterística se utiliza durante la cocción para proteger a ciertos alimentos de un

aumento rápido en la temperatura, ejemplo durante el $orneado en ba"o maría de unsufl%, o una crema olteada.

!s importante indicar que la temperatura de ebullición del agua está afectada por factores como la altitud, la concentración de soluto como por ejemplo las sales,azúcares.

2 #$arley, . ecnología de alimentos. (rocesos químicos y físicos en la preparación de

alimentos. CAAD.

5

)os átomos de $idrógeno #ada átomo de $idrógeno )istribución dipolar y uno de o&ígeno comparte con el o&ígeno desigual de cargas ?E@

un par de electrones y ?-@.

1 0 5 º

H

H

H

O-9H

O-9HH

O-9


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!l agua es muy importante en la preparación de alimentos, 'sí tenemos que actúacomo un importante medio para la transferencia del calor actuando como un Fcolc$ónamortiguadorG del calor entre la fuente de este y el alimento. !jemplo si tenemos unaolla, sin agua pero con un pedazo de carne, en una $ornilla, la carne se quemara alestar en contacto directo con la olla que se encuentra directo con la flama sin

embargo, si la olla tiene agua esta absorbe el calor y lo amortigua. 'sí mismo actúa como un medio de dispersión en:

• Las so%(!io$es, pues disuele las sales, azúcares, itaminas $idrosolubles,

minerales y substancias saborizantes como las e&traídas de las $ojas del t% ode granos de caf%.

• Los !o%oides) que no son soluciones erdaderas, así tenemos las gelatinas

que son dispersiones coloidales formadas por proteínas. ' las dispersionescoloidales se les llama FsolesG, otro ejemplo los constituye la cuajada de la

lec$e.• Las e#(%sio$es) e&isten emulsiones de agua en aceite y de aceite en agua

en los alimentos predominan las últimas, ejemplo las mayonesas, lec$e$omogenizada, cremas.

• Las s(spe$sio$es) como ejemplo de ellas tenemos los gránulos de almidón

en el agua fría durante la elaboración de budines, tortas.

1.>.1.1.- La a!"iidad de% a2(a 5AB7

!l agua, en los alimentos, puede estar libre y ligada,• E% a2(a %i+re, que puede ser agua capilar, que es fácilmente separada de las

frutas, erduras y carnes.

• E% a2(a %i2ada, puede encontrarse como agua de:

o adsorción H capa monomolecular.

o solución,

o composición o de formulación

!l agua libre actúa como disolente de componentes como las sales, azúcares,ácidos. !sta agua se puede congelar rápidamente a diferencia del agua ligada que

requiere temperaturas más bajas. !l agua de la capa monomolecular se encuentramuy firmemente ligada al alimento.

La actiidad de agua ?'I@: se define como el agua disponible en un alimento o comola relación que e&iste entre la presión de apor del agua en una solución ?producto@ yla presión de apor del agua pura, a las mismas condiciones, tal como se indica en larelación siguiente:

PBAB -----

PBo

6


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)ónde:(I : (resión de apor de agua del alimento,

(Io : (resión de apor de agua pura, a la misma temperatura.

La actiidad de agua está en función de la composición química, del contenido deagua y de la temperatura de al alimento. 'sí, la actiidad del agua es alta en las frutas,erduras y carnes debido a la gran $umedad y a las bajas concentraciones de solutos.

La disminución de la $umedad, en los tejidos de un alimento, debido a lades$idratación, congelado, uso de azúcar yJo de sal en altas concentraciones, esefectia para su conseración pues ocasiona una disminución de la actiidad de aguasuficiente que no puede sostener el crecimiento de los microorganismos que causan ladescomposición del alimento


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ISOTERMA DE ADSORCIÓN

50

100

0,2 0,4 0,6 0,8 1.0 Aw

C o n t e n i d

o d e

a g u

a ( g r . H 2

O / 1 0 0

g r . d

e m a t e r i a

s e c a )

ISOTERMA DE DESORCIÓN

50

100

0,2 0,4 0,6 0,8 1.0 Aw

C o n t e n i d

o d e

a g u

a ( g r . H 2

O / 1 0 0

g r . d e m

a t e r i a

s e c a )

1.>.1.9.- Las iso"er#as de sor!i:$,

La sorción comprende el fenómeno general que comprende la adsorción o ladesorción por lo tanto, una isoterma de adsorción ?o de desorción@, es la cura queindica, en el equilibrio y para una determinada temperatura, la cantidad de aguaretenida por un alimento en función de la $umedad relatia que le rodeaM.

!n otras palabras, la isoterma de sorción es la representación gráfica, a temperaturaconstante, de la actiidad de agua de un alimento en función de su contenido de agua.!n las figuras +/ 0.C y +/ 0.< se muestra las isotermas de adsorción y de desorciónrespectiamente.

Fi2(ra N6 1.9, Iso"er#a de adsor!i:$

F(e$"e, To#ado de Cef"e%) 1.

Fi2(ra N6 1.>, Iso"er#a de desor!i:$

6 ($eftel, . /nd ($eftel, ., &ntroduccin a la biou-%ica y tecnolo-a de losali%entos. 19+6.

A

A


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F(e$"e , To#ado de Cef"e%) 1.

La sección ', de las isotermas, cuya actiidad de agua esta comprendida entre A,A yA,C o A,


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)e un análisis de las curas de adsorción y de desorción obseramos que para unatemperatura constante, a una actiidad de agua le corresponde un solo contenido deagua. !n otras palabras, cuando se des$idrata un alimento ?cura de desorción@ amedida que el contenido de agua disminuye, en función con el tiempo, la actiidad deagua tambi%n decrece. Luego si quisi%ramos reproducir el proceso inerso ?cura de

adsorción@, teóricamente esperaríamos que la tendencia de dic$a cura seae&actamente igual que la de desorción pero en sentido contrario sin embargo, alsuperponer ambas curas emos que no $ay coincidencia entre ellas, tal como seindica en la figura +/ 0.D, esta dualidad de comportamiento se conoce como $ist%resis.

La importancia de las isotermas de sorción en la industria de los alimentos radica enque nos permiten planificar su conseración así tenemos, durante el secado de unalimento con aire de una determinada $umedad, su contenido de $umedad enequilibrio, será el contenido de $umedad mínimo que se puede alcanzar ?en elalimento@, a una determinada temperatura.

Los m%todos utilizados para determinar las isotermas de sorción pueden ser:

• ;rai#0"ri!os: Pasados en el seguimiento de las ariaciones de peso en el

alimento,

• Ma$o#0"ri!os: Pasados en la medición de la presión parcial del apor de

agua en el entorno, que es igual a la presión de apor del agua en el alimentocuando se alcanza el equilibrio, o

• ?i2ro#0"ri!os: Pasados en la medición de la $umedad relatia en equilibrio

del aire en contacto con el alimentoQ.

*i $ici%ramos un resumen del efecto de la actiidad del agua sobre los alimentos,podríamos decir lo siguiente:a.- #uando la 'I R A,M se in$ibe toda tipo de actiidad microbiana,

b.- *i la 'I R A,O se in$iben los mo$os,c.- *i la 'I R A,Q se in$iben las leaduras,d.- *i 'I RA,,se in$iben la mayor parte de bacterias,e.- *i A,O S 'I S A,M, se incrementan las reacciones de pardeamiento noenzimático y de o&idación de lípidos.

!n la tabla +/ 0.C se presenta la actiidad de agua de algunos alimentos.

Las principales reacciones bioquímicas que se producen a alores bajos de actiidadde agua son las de pardeamiento no enzimático y la o&idación de lípidos sin embargo,se en desfaorecidas por la reducida moilidad de los sustratos potencialmentereactios.

odr-uez "olo%inos, ). et al, &nenier-a de la &ndustria /li%entaria, 0ol l&&,#eraciones de (onservacin de /li%entos.

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La elocidad de pardeamiento aumenta rápidamente con la actiidad de agua yalcanza un má&imo a actiidades comprendidas entre A,B y A,O . !s necesario indicar que durante la reacción de 6aillard se produce agua, lo cual puede modificar elcontenido de agua, de un alimento des$idratado, y por ende aumentar la 'Ifaoreciendo el progreso de la reacción.

La o&idación de lípidos a bajos alores de la actiidad de agua es debido a la acciónde los radicales libres, y son estos compuestos el resultado de una o&idación. (or elloalgunos inestigadores indican que la má&ima estabilidad de alimentos des$idratadosse obtiene a una $umedad relatia que corresponde a la de la capa monomolecular deagua.

Ta+%a N6 1.9 A!"iidad de a2(a de a%i#e$"os

A%i#e$"o A!"iidad de a2(a 5 AB7;rutas A,OLegumbres A,OTugos de fruta A,Oueos A,O#arnes A,O=uesos A,< a A,M(an A,< a A,M*alc$ic$ón seco A,< a A,M6ermeladas A,QC a A,D;rutas secas A,OC a A,QA

F(e$"e , Cef"e%) 1. I$"rod(!!i:$ a %a +io'(#i!a Y "e!$o%o2a de a%i#e$"os

1.>.9.- Los !ar+oidra"os

Los carbo$idratos son los componentes orgánicos mas abundantes, constituyen las Upartes de peso seco de productos egetales, se les considera como elementosestructurales o de resera alimenticia y representan el gran almac%n de energíadisponible como alimento para el $ombre y animales.

Los principales carbo$idratos, en los alimentos son: Los azucares, almidones, gomas,

pectina, y la celulosa. odos los carbo$idratos están formados por unidadesestructurales de azúcares, que se pueden clasificar según el número de unidades deazúcar que se combinen en una mol%cula, tal como se muestra en el cuadro siguiente:

C%asifi!a!i:$ de %os !ar+oidra"os

6onosacáridos

5lucosa, fructosa, galactosa

9 ($eftel, . /nd ($eftel, ., &ntroduccin a la biou-%ica y tecnolo-a de los ali%entos. 19+6.

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)isacáridos *acarosa, lactosa, maltosa

(olioles 3somaltosa, sorbitol, maltitol

2ligosacáridos6altode&trina, fructo-oligosacáridos

(olisacáridos 'lmidón: 'milosa,amilopectina

*in almidón: #elulosa,pectinas, $idrocoloides

La glucosa y la fructosa son azúcares simples o monosacáridos y se encuentran en lasfrutas, erduras y la miel. #uando se combinan dos azucares simples se forman losdisacáridos. !l azúcar de mesa o sacarosa está formado por mol%cula de glucosa yuna mol%cula de fructosa. La lactosa es el azúcar principal de la lec$e y de los

productos lácteos, en tanto que la maltosa es un disacárido de la malta.Los polioles se denominan alco$oles del azúcar, e&isten polioles naturales, pero lamayoría se fabrican mediante la transformación de los azúcares. La isomaltosa es elpoliol más utilizado y se obtiene a partir de la sacarosa. Los polioles son dulces y sepueden utilizar en los alimentos de forma similar a los azúcares, aunque pueden tener un efecto la&ante cuando se consumen en e&ceso.

#uando se combinan de < a unidades de azúcar se forman los oligosacáridos., entreellos la maltode&trina que contiene $asta unidades de glucosa y se obtienen a partir de una $idrólisis parcial del almidón. La maltode&trina es menos dulces que losmonosacáridos o los disacáridos. La rafinosa, la estaquiosa y los fructo-oligosacáridosse encuentran en peque"as cantidades en algunas legumbres, cereales y erduras.

Los polisacáridos están formados por más de 0A y a eces $asta miles de unidades deglucosa. !l almidón es la principal resera de energía de las $ortalizas de raíz y loscereales. !stá formado por largas cadenas de glucosa en forma de gránulos, cuyotama"o y forma arían según el egetal del que forma parte.

Los polisacáridos sin almidón son los principales componentes de la fibra alimenticiaentre ellos podemos citar a la celulosa, las $emicelulosas, las pectinas y las gomas. Lacelulosa es el componente principal de las paredes celulares egetales y está formadapor miles de unidades de glucosa. Los distintos componentes de la fibra alimenticiatienen diferentes propiedades y estructuras físicas.

1.>.9.1.- Los A*J!ares

Los azúcares se ealúan en función del sabor dulce que imparten a los alimentos, !lazúcar se produce a tra%s de un proceso químico a partir del jugo de ca"a o deremolac$a. !l azúcar que se ende y consume comúnmente, es la sacarosa que es undisacárido cuya fórmula química es: #0CCC200. *e denomina azúcar a todo $idrato decarbono que se disuele en agua con facilidad, que sea incoloro, inodoro ynormalmente cristalizable.

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azúcares en agua se debe principalmente a los grupos $idró&ilo presente en el azúcar.!n la sal común se obsera que al incrementar la temperatura la solubilidad del clorurode sodio se incrementa muy poco, debido a que en este producto e&isten enlacesiónicos en tanto que en el azúcar, el incremento de la solubilidad es alto debido a lospuentes de $idrógeno que este posee. Lo anterior indicado es importante paradeterminar la temperatura de ebullición de las soluciones así, cada mol de sacarosa?


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La sacarosa no tiene poder reductor y no es sustrato para el pardeamiento noenzimático, debido a que la función alde$ido de la glucosa y la función cetónica de lafructosa están bloqueadas. (ara recuperar esta característica debe de $idrolizarse englucosa y fructosa, este proceso de $idrólisis es lo que se denomina F3nersiónG, talcomo se obsera en la reacción siguiente:

La inersión de la sacarosa puede realizarse por a!!i:$ e$*i#"i!a, es decir por medio de una inertasa a temperatura baja, o por idr:%isis !ida a temperatura alta.!l último procedimiento es el más utilizado en el procesamiento de frutas ácidas para

la elaboración de mermeladas, n%ctares etc. !l azúcar obtenido despu%s del procesose denomina azúcar inertido y tiene como principales características un incrementodel B,CMK del peso en materia seca en la solución, un d%bil incremento del sabor dulcey una eleación de la solubilidad del azúcar en solución.

1.>.9.9.- Los a%#ido$es

*on los polisacáridos egetales de resera, y principalmente se encuentran presentaen: Los granos de cereales, los tub%rculos, y en algunas frutas.La función nutricional de los almidones es muy importante pues, como carbo$idratos,constituyen la principal fuente de calorías en la alimentación $umana, despu%s de$idrólisis digestia de la glucosa.

Los almidones son gránulos insolubles en agua fría, sufren gelatinización cuando see&ponen a tratamiento $idrot%rmico, así por encima de los BB a OA /# los gránulos dealmidón se $inc$an debido a la adsorción de agua por los grupos polares $idró&ilo. 'l$inc$arse los gránulos se ad$ieren unos a otros incrementando la iscosidad de lasuspensión. *i el tratamiento $idrot%rmico se prolonga por demasiado tiempo, se

presenta una $idrólisis parcial y disolución de los constituyentes originando undescenso de la iscosidad de la suspensión.

los principales componentes, del almidón, son:o La amilosa: =ue tiene forma cristalizada y sufre retrogradación.

o La amilopectina : =ue absorbe muc$o agua, pero no retrograda.

Las mol%culas de almidón al ser $idrolizadas, en medio ácido y temperatura o por acción enzimática, forman de&trinas, maltosa y glucosa, tal como se obsera en lareacción siguiente:

15

Medio !ido #as !a%or G E$*i#a

C19 ?99 O11 K ?9 O C ?19 O K C ?19 O Sa!arosa K A2(a ;%(!osa K Fr(!"osa

Medio !ido #s !a%or G E$*i#a

A%#id:$ K A2(a De4"ri$as K Ma%"osa K ;%(!osa


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Los almidones tienen un papel importante en la tecnología de los alimentos pues seutilizan como agentes espesantes, estabilizantes de geles o emulsiones, para laaumentar la iscosidad de las salsas, como elementos ligantes y agentes de relleno.

Los granos de almidón gelatinizado pueden secarse, pero no tienen la capacidad deolerse a su condición inicial. La capacidad que tienen los granos secos de almidóngelatinizado de reabsorber grandes cantidades de agua es de singular importanciapara la elaboración de productos como el arroz instantáneo, pur%s instantáneos depapa etc.

La gelatinización es completa en la mayoría de los almidones a una temperatura nomayor de B /#. )esde el punto de ista práctico, cuando los almidones del maíz, trigoy arroz se calientan $asta el punto de ebullición, la gelatinización es completa 0


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'lmidón de: 'milosa ?K@ 'milopectina ?K@(atata ?papa@ C< OOapioca ?yuca o mandioca@ CA QArigo CA QA 'rroz 0B a


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como estabilizantes de la materia suspendida en la lec$e c$ocolatada, para dar FcuerpoG a alimentos como a la crema de queso , para preenir la cristalización

Las gomas egetales o $idrocoloides son polímeros considerados los aditios másersátiles utilizados en la industria de los alimentos, que se obtienen de e&udados de

plantas ?gomas arábiga, tragacanto@, o de e&tractos de algas ?agar y carragenina dealgas@ o e&tractos de semillas ?goma de [email protected]%n e&isten las gomas modificadas químicamente como el carbo&il metil celulosa?#6#@, $idro&i propilmetil celulosa, el alginato de propil%nglicol o por la acciónbacteriana como la goma &antán.

Las gomas egetales se utilizan, por su gran capacidad de retención de agua, parafaorecer el $inc$amiento de diersos productos alimentarios, para estabilizar suspensiones de pulpa de frutas en bebidas o postres, para estabilizar la espuma de

cereza o la nata montada, etc. !n general son no digeribles por el organismo$umano, aunque una parte es degradada por los microorganismos presentes en elintestino. 'similables metabólicamente a la fibra diet%tica, pueden producir efectosbeneficiosos reduciendo los nieles de colesterol del organismo.

E% a2ar

!l agar se e&trae con agua $iriendo de arios tipos de algas rojas, entre ellas las delg%nero 5ellidium. !l nombre procede del t%rmino malayo que designa las algas secas,utilizadas en 2riente desde $ace muc$os siglos en la elaboración de alimentos. ' concentraciones del 0-CK forma geles firmes y rígidos, reersibles al calentarlos,pero con una característica peculiar, su gran $ist%resis t%rmica. !sta palabra designala peculiaridad de que e&ista una gran diferencia entre el punto de fusión del gel ?másde QB/#@ y el de su solidificación posterior ?menos de DA/#@.

(rincipalmente se usa en repostería, en la fabricación de conseras egetales, enderiados cárnicos, en la cuajada, $elados, para formar la cobertura de conseras ysemiconseras, en sopas, salsas y mazapanes. *in embargo, su uso está restringido

debido a que es una de las gomas más costosas.

Las !arra2e$i$a

Las carragenina se obtienen de arios tipos de algas: 5igartina, #$ondrus, ;urcellariason usadas para fabricar postres lácteos, pues interaccionan positiamente con lasproteínas de la lec$e. ;orman geles t%rmicamente reersibles, y es necesariodisolerlos en caliente. 'lgunas de las formas resisten la congelación, pero sedegradan a alta temperatura en medio ácido.

La 2o#a 2(ar

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*e obtiene a partir de un egetal originario de la india llamado Cyamopsistetragonolobus, desde $ace cientos de a"os la planta se utiliza en alimentación$umana y animal sin embargo, la goma se utiliza como aditio alimentario desde losa"os cincuenta. (roduce soluciones muy iscosas, es capaz de $idratarse en agua fría

y no se e afectada por la presencia de sales.*e emplea como estabilizante en $elados, en productos que deben someterse atratamientos de esterilización a alta temperatura y en otros deriados lácteos. ambi%ncomo estabilizante en suspensiones y espumas.

La 2o#a "ra2a!a$"o

!s el e&udado de un árbol llamado: Astrogalus gummifer presente en 3rán y 2riente6edio. !s uno de los estabilizantes con mayor $istoria de utilización en los alimentos.!s resistente a los medios ácidos y se utiliza para estabilizar salsas, sopas, $elados,deriados lácteos y productos de repostería.

La 2o#a ar+i2a

!s el e&udado del árbol: Acacia senegalia, es la gomas más soluble en agua, tienemúltiples aplicaciones en tecnología de los alimentos: como fijador de aromas,estabilizante de espuma, emulsionante de aromatizantes en bebidas, en mazapanes,

en caldos y sopas des$idratadas y en salsas. *e utiliza tambi%n, como au&iliar tecnológico, para la clarificación de inos.

La 2o#a 4a$"$

!s un producto relatiamente reciente, utilizado solo desde 0M. *e desarrolló en!stados nidos como parte de un programa para buscar nueas aplicaciones delmaíz, ya que se produce por fermentación del azúcar, que puede obtenersepreiamente a partir del almidón de maíz, por la bacteria Xanthomonas campestris.

+o es capaz por sí mismo de formar geles, pero sí de conferir a los alimentos a losque se a"ade una gran iscosidad empleando concentraciones relatiamente bajas.La goma &antan es estable en un amplio rango de acidez, es soluble en frío y encaliente y resiste muy bien los procesos de congelación y descongelación.*e utiliza en emulsiones, como salsas, en la industria de $elados, como estabilizantede la espuma de la cereza.#uando se mezcla con otros polisacáridos, especialmente con la goma de algarrobo,es capaz de formar geles, utilizándose entonces en budines y otros productos. +o semetaboliza en el tracto digestio, eliminándose en las $eces.

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La 2o#a ara/a

*e obtiene como e&udado de un árbol de la india: Sterculia urens. !s una de lasgomas menos solubles, de tal forma que en realidad lo que $ace es absorber agua,dando dispersiones e&tremadamente iscosas. iene aplicación en la fabricación desorbetes, merengues y como agente de unión en productos cárnicos. +o se utiliza en!spa"a. (uede ocasionar reacciones al%rgicas en algunas personas.

1.>.9..- Las pe!"i$as

*on polisacáridos de las plantas superiores, e importantes por su enorme poder

gelante. *e puede obtener de la cáscara de cítricos, pulpa de la manzana, delmembrillo. *on importantes y útiles en la elaboración de jaleas y mermeladas.Las sustancias p%cticas son polímeros lineales del ácido galacturónico, se encuentranprincipalmente en las pares celulares y los espacios intercelulares de los tejidosegetales, capaces retener gran cantidad de agua0M.

La pectina es un polisacárido natural, uno de los constituyentes mayoritarios de lasparedes de las c%lulas egetales, y se obtiene a partir de los restos de la industria defabricación de zumos de naranja y limón y de la fabricación de la sidra. !s más baratoque todos los otros gelificantes, con e&cepción del almidón.

ienen la capacidad de formar geles en medio ácido y en presencia de cantidadesgrandes de azúcar, situación que se aproec$a durante la elaboración de lasmermeladas así mismo, se utiliza en repostería y en la fabricación de deriados dezumos de fruta.

Las sustancias p%cticas se clasifican en tres grupos: ácidos p%cticos, ácidos pectínicos?pectinas@, y la protopectina. Las pectinas pueden disolerse en el agua y forman salesllamadas pectinatos0O. La protopectina son insolubles en agua fría y se encuentran enlos tejidos de las plantas inmaduras.

)esde el punto de ista de la tecnología de alimentos, la propiedad más importante delas pectinas es su aptitud para formar geles, las características del gel dependen dedos factores:

• La longitud de la mol%cula p%ctica, que afecta a la rigidez o firmeza del gel, y

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de ali%entos. 2774.

1+ &de%.

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• !l grado de metilación, que afecta a la elocidad de gelificación 0Q.

1.>.9..- La !e%(%osa

!s la sustancia orgánica natural más abundante, representa apro&imadamente 0J< dela materia egetal. !s el principal polisacárido estructural de los egetales, seencuentra presente en la forma de fibras, en los tallos, $ojas y en las paredes de todaslas c%lulas. !stá asociada a la $emicelulosa y pectinas0.

La celulosa es la responsable de la te&tura de los alimentos egetales, pues su durezaparece estar ligada a su naturaleza cristalina. La precoción disminuye estacaracterística sin el embargo el almacenamiento congelado o des$idratado la

acentúa.

La celulosa no es soluble en agua, pero sí dispersable. Los deriados son más omenos solubles, según el tipo de que se trate. #on la e&cepción de lacarbo&imetilcelulosa, y a la inersa de los demás estabilizantes egetales, son muc$omenos solubles en caliente que en frío. La iscosidad depende muc$o del grado desubstitución. 'ctúan fundamentalmente como agentes dispersantes, para conferir olumen al alimento y para retener la $umedad. *e utilizan en confitería, repostería yfabricación de galletas. La carbo&imetilcelulosa se utiliza además en bebidasrefrescantes, en algunos tipos de salc$ic$as que se comercializan sin piel, en $eladosy en sopas des$idratadas.

La celulosa y sus deriados no resultan afectados por los enzimas digestios delorganismo $umano, por ello no es metabolizada, de allí que se utilizan comocomponente de dietas bajas en calorías, ya que no aportan nutrientes, y se comportanigual que la fibra natural, no teniendo pues en principio efectos nocios sobre elorganismo.

1.>.>.- Las pro"e$as

*on macromol%culas formadas por cadenas de aminoácidos que pueden ser:o !senciales, y

o +o esenciales

Las proteínas cumplen funciones de:o !nzimas, es decir actúan como biocatalizadores. !s pertinente indicar

que todas las enzimas son proteínas pero no todas las proteínas sonenzimas.

1 ($eftel, . /nd ($eftel, ., &ntroduccin a la biou-%ica y tecnolo-a de los

ali%entos. 19+6.

19 &de%.

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o #odificadores gen%ticos

o ormonas

o ;ormadores de anticuerpos, e

o 3nterienen en los mecanismos de coagulación

ienen capacidad para interactuar formando agregados moleculares, con otrasproteínas, iones metálicos, agua, lípidos y carbo$idratos. 'sí mismo, puedencoagularse por acción del calor o de la acidificación. !ste proceso se denomina:desnaturalización.

Las propiedades funcionales de las proteínas que incluyen: la gelificación,espesamiento, formación de espuma, retención de agua, emulsificación, coloración,co$esión, formación de masa y te&turización están determinadas por las estructurasprimaria, secundaria, terciaria y cuaternaria, y pueden ser alteradas por tratamientoscomo el calentamiento, los cambios de p, el batido, el secado etcCA.

!l QAK de los compuestos proteicos de la lec$e son las caseínas, que son

fosfoproteínas, el 0AK le corresponde a la - lactoglobulina y CK de -

lactoalbúmina, el resto lo constituyen algunas enzimas e inmunoglobulinas. #uandola caseína se coagula, las otras proteínas quedan en solución conjuntamente con lalactosa y las sales minerales, constituyendo lo que se llama lactosuero2. )e la

fracción caseínica comprende arias mol%culas, el BAK de ellas la - caseína! el


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!l enlace que une dos aminoácidos se denomina enlace peptídico es decir la unióndel grupo carbonilo de un aminoácido con el grupo amino de otro. !l compuestoformado se llama di p%ptido, la unión de tres aminoácidos es un trip%ptido y más detres aminoácidos se denomina polip%ptido. !ste tipo de enlace es un enlace primario.)ebido a los ángulos de enlace entre los diferentes átomos a lo largo de la estructurade un polip%ptido, las mol%culas de las proteínas se enrollan en forma de espiral, estaconformación es conocida como F$%liceG para mantener al polip%ptido en estadisposición se forman enlaces $idrógeno que une una de los aminoácidos con otro, demanera que el polip%ptido adopta una estructura tridimensional $elicoidal.#uando la disposición tridimensional de la $%lice o la cadena del polip%ptido se altera,entonces se dice que la mol%cula proteica se $a desnaturalizado2&.

La desnaturalización proteica es la modificación estructural de la mol%cula natia deproteína debido a $idrólisis de los enlaces coalentes primarios. La desnaturalizaciónocasiona perdida de actiidad biológica, pero al mismo tiempo mejora la suaidad dealimentos cocidos y la digestibilidad de las proteínas.

odo tratamiento para inactiar las enzimas y destruir microorganismos constituye unadesnaturalización.!l proceso de desnaturalización puede ser reersible: si solo se modifica la estructuraterciaria.

!l efecto de la cocción sobre las proteínas depende de la temperatura a la cual es

tratada así:• ' temperaturas mayores o iguales a BA/#, se desnaturalizan las proteínas

plasmática y sarcoplasmática,

• ' temperaturas superiores a los M..- Los %pidos

24 ($arley, . ecnolo-a de ali%entos. !rocesos u-%icos y f-sicos en la #re#aracin de ali%entos.

2774.

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Los lípidos son compuestos $eterog%neos, insolubles en agua, pero solubles ensolentes orgánicos. Las mol%culas más simples, de un lípido, son los monoglic%ridos,cuya mol%cula está formado por: glicerol E ácido graso. ienen la capacidad de formar complejos, entre los que podemos mencionar a los fosfolípidos, lipoproteínas.

Las grasas y aceites son esencialmente triglic%ridos, tienen menor densidad que elagua. 'l $idrolizarse un triglic%rido, de 0AA g. de grasa, se forman B g. de ácidosgrasos los que pueden ser saturados, e insaturados.!s importante indicar que a mayor instauración, el ácido graso es más reactio.

"os #cidos grasos contienen como característica un grupo carbo'ilo, además de unradical formado por una cadena de carbonos. La mayoría de los ácidos grasoscontienen un número par de átomos de carbono, de D a CD. #ada átomo e carbono,que tiene alencia D, y está unido a dos átomos de carbono y a dos átomos de$idrógeno en esa condición se dice que el #cido graso es saturado cuando uno omás átomos de carbono están unidos a un segundo carbono mediante un enlacedoble, se dice que el #cido graso es insaturado2( .

La grasa líquida al enfriarse, debido a la p%rdida de calor, $ace más lento elmoimiento de las mol%culas. #uando estas mol%culas se acercan a menos de Bangstroms, se atraen unas a otras por las fuerzas de 9an der Naals, cuya atracción seasemeja al efecto de un cierre de cremallera. *i la cadena molecular es larga, como enlos ácidos grasos mayores, las fuerzas de atracción acumulatia pueden ser apreciables. #omo resultado de esta atracción, los radicales de los ácidos grasos se

unen para formar cristalesCM

. )ependiendo de la disposición ordenada y paralela de lasmol%culas de triglic%ridos en un cristal de grasa, pueden ser sim)tricas oasim)tricas, las últimas tiene bajos puntos de fusión.

Las grasas y aceites egetales, e&traídas de las semillas oleaginosas y frutos, seutilizan principalmente como aceites comestibles, o como aceites y grasas de frituras ypara la preparación de margarinas y grasas emulsionables. !ntre los aceites egetalese&isten dos de ellos que no comestibles: el aceite de olio y el de ricino, el primero seusa en la preparación de barnices y pinturas, y el segundo para la fabricación de fibrassint%ticasCO.

Los lípidos son los principales componentes del tejido adiposo y junto a las proteínas ylos glúcidos, constituyen la mayor parte delos componentes estructurales de todas lasc%lulas ias. Los %steres de glicerol de los ácidos grasos, que son $asta el AK detodos los lípidos de origen egetal o animal. radicionalmente se denominan grasas o

25 ($arley, . ecnolo-a de ali%entos. !rocesos u-%icos y f-sicos en la #re#aracin

de ali%entos. 2774.

26 &de%.

2+ ($eftel, . /nd ($eftel, ., &ntroduccin a la biou-%ica y tecnolo-a de losali%entos. 19+6.

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aceites en función de cual sea la temperatura ambiente a la que permanecen enestado sólido líquido, respectiamente. !n los alimentos los lípidos pueden estar enforma FisibleG, fácilmente identificables al estar acumulados en una zona específicadel alimento como por ejemplo el tocino pero tambi%n pueden estar FseparadosG de sufuente original como en la mantequilla o pueden estar Fno isiblesG como en los frutos

secos u oleaginososCQ.

Los lípidos se pueden clasificar en lípidos simples, complejos e insaponificables, talcomo se india en la tabla +/ 0.B. La consistencia de una grasa influye en suspropiedades funcionales durante la preparación de alimentos. Las grasas puedenencontrarse en estado líquido a temperatura ambiental, denominadas aceites, o enestado plástico denominadas grasas sólidas.

La mayoría de las grasas que se consumen son grasa puras, entre ellas tenemos:a.- La manteca, principalmente la del ejido graso del cerdo,

b.- Los aceites egetales: coco, maíz, algodón, olia, caca$uate, cártamo,ajonjolí, soja, girasol etc.

c.- 6antecas egetales $idrogenadas.La mantequilla y margarina, tienen apro&imadamente un QA K de grasa, el otro CAKes de agua y sólidos de lec$e. Las grasas FinisiblesG se consumen en mayorescantidades que las FisiblesGC.

Ta+%a N6 1., C%asifi!a!i:$ de %os %pidosC%asespri$!ipa%es de

%pidosS(+ !%ases Des!rip!i:$

Lípidos simples V 'cilglicerolesV #eras

V 5licerol E ácido grasoV 'lco$ol de cadena larga E ácido graso de cadena larga.

Lípidoscomplejos

V ;osfoacilgliceroles

V !sfingomielinas

V #erebrósidosV 5angliósidos

V5licerol E ácido graso E fosfato E otroradical.V!sfingosina E ácido graso E fosfato E colina

V!sfingosina E ácido graso E azúcar simpleV!sfingosina E ácido graso ?contiene ácidosiálico@

Lípidosinsaponificableso deriados delípidos

6uy diersos

compuestos quecumplen la definición

de lípido, pero que nose pueden incluir en

!jemplos: itaminas liposolubles,carotenoides y esteroides.

2 Larraaa (oll, &. et al, (ontrol e $iiene de los ali%entos, 1999.

29 ($arley, . ecnolo-a de ali%entos. !rocesos u-%icos y f-sicos en la #re#aracin de ali%entos.

2774.

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ninguna de las clases

anteriores.F(e$"e, Larra&a2a Co%%) I.. e" a%) Co$"ro% e i2ie$e de %os a%i#e$"os) 1.

Las Propiedades Físicas y Quimicas de Los Alimentos

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