Quimica y Bioquimoca Alimentos

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Asignatura: Quimica y Bioqumica de los Alimentos Cdigo: 16586 Centro: Facultad de Ciencias Titulacin: Grado en Ciencias de la Alimentacin Nivel: Grado Tipo: Formacin obligatoria

N de crditos: 6 ECTS

ASIGNATURA / COURSE TITLE

QUIMICA Y BIOQUIMICA DE LOS ALIMENTOS / FOOD CHEMISTRY

1.1. Cdigo / Course number

16586

1.2. Materia / Content area

BIOQUMICA/ BIOCHEMISTRY

1.3. Tipo / Course type

FORMACIN OBLIGATORIA / COMPULSORY SUBJECT CIENCIAS DE LA ALIMENTACIN/ FOOD SCIENCES

1.4. Nivel / Course level

Grado / Bachelor (first cycle)

1.5. Curso/ Year

2 / 2nd

1.6. Semestre / Semester

1 / 1st (Fall semester)

1.7. Idioma / Language

Espaol. Se emplea tambin Ingls en material docente / In addition to Spanish, English is also extensively used in teaching material

1.8. Requisitos previos / Prerequisites

Imprescindible tener conocimientos bsicos de biologa general, qumica y bioqumica y buena comprensin del ingls escrito. It is mandatory to have basic notions of biology, chemistry and biochemistry, and a sound understanding of written English.

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1.9. Requisitos mnimos de asistencia a las sesiones presenciales / Minimum attendance requirement

La asistencia a clase es muy recomendable / Attendance to lectures is highly advisable La asistencia a los seminarios es muy recomendable / Attendance to the seminars is highly advisable La asistencia a las prcticas es obligatoria en un 100% / Attendance to 100% of the lab sessions is mandatory

1.10. Datos del equipo docente / Faculty data

Coordinadora: Docente(s) / Lecturer(s) Beatriz Lpez Corcuera Departamento de Biologa Molecular/ Department of Molecular Biology Facultad Ciencias/ Faculty Sciences Despacho - Mdulo 10- 507/ Office - Module Telfono / Phone: +34 91 1974631

Correo electrnico/Email: [email protected]

Pgina web/Website: Horario de atencin al alumnado/Office hours: cita previa/ under request

1.11. Objetivos del curso / Course objectives

OBJETIVOS

Conocer la composicin de los alimentos y la abundancia relativa de sus componentes, as como la naturaleza fsico-qumica de los mismos.

Conocer las transformaciones que sufren estos componentes debido a su naturaleza.

Conocer las consecuencias de las transformaciones de los componentes de los alimentos en su calidad, propiedades organolpticas y valor nutritivo.

Conocer los mecanismos para evitar o disminuir la velocidad de las reacciones de deterioro de los alimentos, as como para mejorar sus propiedades (aditivos, tratamientos, envasado...).

Conocer la utilizacin de enzimas beneficiosas en los alimentos: ndices de calidad, reacciones acopladas, ensayos enzimticos, acciones endgenas, inmovilizacin.

Comprender los principios y mecanismos de inactivacin de enzimas dainas en los alimentos: inactivacin trmica, inhibicin.

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COMPETENCIAS

Formular alimentos convencionales y conocer los requisitos para la formulacin de alimentos nuevos seleccionando u obteniendo los componentes ptimos segn las necesidades.

Predecir las transformaciones ms importantes en un alimento sometido a un determinado proceso periodo de almacenamiento, identificando los principales factores responsables de los cambios.

Saber seleccionar los parmetros analticos que permiten valorar los principales aspectos de la calidad de un producto y saber utilizar los recursos disponibles para minimizar los cambios indeseables.

Actualizar los propios conocimientos mediante manejo adecuado de la bibliografa cientfica: libros de texto avanzados, revisiones y artculos originales de investigacin o recursos bibliogrficos disponibles en la web.

Adquirir la capacidad para el correcto trabajo en un laboratorio bioqumico alimentario: preparacin correcta de reactivos, manejo seguro de material biolgico y qumico, eliminacin de residuos y registro anotado de actividades, obtencin e interpretacin de datos experimentales, extraccin de conclusiones y reflexin crtica sobre los mismos. Elaboracin de informes.

Conocer los principales problemas actuales y los retos futuros de la Qumica de los Alimentos en relacin con el sector sanitario, la industria alimentaria y el respeto ecolgico.

COURSE OBJETIVES

-To know the composition of foods, the relative abundance of food components, and its physicochemical nature. -To know the transformations that these components suffer within the food due to its nature. -To know the consequences of these changes for the quality, organoleptic properties and nutritional value of the food. -To know the mechanisms that may prevent or reduce the velocity of food spoiling or may improve the properties of food (additives, treatments, packaging...). -To know the use of enzymes in food: quality indexes, coupled reactions, enzyme assays, endogenous actions, encapsulation. -To understand the principles and mechanisms of inactivation of harmful enzymes in food: heat inactivation, inhibition.

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COMPETENCES

-Being able to make the formulation of conventional foods and to meet the requirements for developing new foods by obtaining or selecting the optimal components needed. -To predict major changes in foods subjected to a given process or storage period, identifying the main factors responsible for the changes. - To know the analytical parameters which have to be selected for evaluating the main aspects of a product quality, and to know how to use available resources to minimize undesirable changes. - To know how to update own knowledge through proper management of the scientific literature, advanced textbooks, reviews and original research or library resources available on the web. -To acquire the ability for the correct work in a food chemistry laboratory: proper preparation of reagents, safe handling of biological material and chemical waste disposal, annotated record of activities, collection and interpretation of experimental data, drawing conclusions and critical analysis of the obtained results. To make reports. - To know the main current problems and future challenges of food chemistry in relation to the health sector, food industry and environmental respect.

1.12. Contenidos del programa / Course contents

CONTENIDOS DEL CURSO TERICO:

Tema 1.- INTRODUCCIN A LA QUMICA Y BIOQUMICA DE LOS ALIMENTOS. Definicin y enfoque de la Qumica y Bioqumica de los Alimentos. Nutrientes y no nutrientes en alimentos. Necesidades nutricionales del ser humano. Valor nutricional de las distintas biomolculas. Digestin y absorcin. Visin general de la composicin de los principales grupos de alimentos: carne y pescado, leche, huevos, vegetales comestibles. Tema 2.- EL AGUA. Propiedades fsico-qumicas y estructura molecular. Agua lquida y hielo. Papel del agua en los alimentos: el agua como disolvente. Agua ligada. Distribucin del agua en los alimentos: actividad del agua. Isotermas de sorcin. Estado vtreo. Movilidad molecular. Actividad del agua y estabilidad de los alimentos. El agua y la congelacin de alimentos. Estado de dispersin. Dispersiones alimenticias: estabilidad y mecanismos de estabilizacin. Soles, geles, emulsiones y espumas. Introduccin a la reologa de soles.

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Tema 3.- HIDRATOS DE CARBONO. Monosacridos. Inters en alimentacin: propiedades estructurales, organolpticas y de reactividad qumica. Enlace glicosdico: propiedades de inters en alimentacin. Glucsidos (hetersidos) de inters alimentario: O-, N- y S-glucsidos. Transformaciones de glcidos en los alimentos: hidrlisis, isomerizacin, degradacin trmica. Reacciones de oscurecimiento: pirlisis, oxidacin de cido ascrbico, reaccin de Maillard. Mono y oligosacridos de inters en alimentacin: utilizacin en la industria alimentaria. Polisacridos: arquitectura molecular y propiedades gelificantes, espesantes, adhesivas. Aplicaciones en alimentacin. Polisacridos de inters. Almidn: gelatinizacin y retrogradacin. Almidones modificados. Celulosa y derivados. Pectinas. Alginatos. Agar. Carragenanos. Furcelarano. Hemicelulosas. Gomas. Tema 4.- GRASAS. Clasificacin. cidos grasos. Propiedades fsicas y qumicas. Acilgliceroles. Principales grasas comestibles. Propiedades qumicas. Aspectos fsicos de la estructura de grasas: polimorfismo y plasticidad. Procesado y modificacin de grasas: hidrogenacin e interesterificacin. Fosfoglicridos. Esfingolpidos. Ceras. Rancidez oxidativa o autoxidacin de lpidos: descripcin qumica y consecuencias. Mecanismos de iniciacin de la autooxidacin: oxidacin por fotosensibilizacin, oxidacin por iones metlicos, iniciacin por lipooxigenasas. Factores que influyen en la velocidad de oxidacin lipdica. Prevencin por la industria alimentaria. Antioxidantes: antoxidantes naturales y sintticos. Descomposicin trmica de grasas. Isoprenoides: terpenoides, carotenoides, esteroides. Emulsionantes. Tema 5.- PROTENAS. Aminocidos. Inters en alimentacin: propiedades estructurales, organolpticas y de reactividad qumica. Fortificacin de alimentos. Pptidos. Organizacin estructural de protenas. Fuerzas implicadas. Desnaturalizacin: consecuencias en alimentacin. Propiedades y funcin de las protenas en los alimentos: solubilidad e hidratacin, gelificacin, texturizacin de protenas, propiedades de superficie. Modificaciones de las protenas en el procesamiento de alimentos. Transformaciones por calor. Transformaciones por otros tratamientos. Modificacin qumica de protenas. Protenas alimentarias de inters. Protenas de la leche, de la carne, del huevo, del grano de trigo. Descripcin y aplicaciones. Fuentes proteicas no convencionales. Tema 6.- ENZIMAS. Caractersticas: especificidad, catlisis y regulacin. Coenzimas. Clasificacin. Enzimas beneficiosas y dainas en los alimentos. Nociones de cintica e inhibicin enzimtica. Anlisis enzimticos: cuantificacin de sustratos y cuantificacin de enzimas. Aplicaciones en la industria alimentaria. Factores que afectan a la actividad enzimtica: pH, fuerza inica, temperatura. Inactivacin trmica de enzimas. Valor Q10, valor D, valor Z. Enzimas naturales en los alimentos: hidrolasas y oxidorreductasas.

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Mecanismos de control de actividades endgenas. Enzimas exgenas o aadidas a los alimentos. Carbohidrasas, proteasas, lipasas, oxidorreductasas. Enzimas inmovilizadas. Introduccin a la cintica de enzimas inmovilizadas. Tema 7.- AROMAS Y SABORES. PIGMENTOS. Flavor. Sustancias spidas en los alimentos. Teora de la percepcin del sabor. Bases moleculares de la percepcin del sabor. Receptores del sabor: estructura-funcin y sealizacin. Mecanismos de formacin de olores y sabores en los alimentos. Sustancias aromticas: umbral olfativo, de deteccin, carcter de impacto, valor aromtico. Defectos del aroma. Bases moleculares de la percepcin del aroma. Receptores olfativos: estructura-funcin y sealizacin. Sustancias aromticas individuales: piranonas, furanonas, tioles y derivados de azufre, tiazoles, pirroles y piridinas, pirazinas, fenoles, lactonas, terpenos, compuestos carbonlicos. Generacin y propiedades organolpticas. Aromatizacin de alimentos. Pigmentos como componentes de los alimentos y como aditivos (colorantes). Principales tipos de pigmentos y colorantes. Carotenoides, clorofilas, antocianos, flavonoides, taninos, betalanas, quinonas y xantonas, mioglobina. Estabilidad y modificaciones del color. Tema 8.- VITAMINAS Y MINERALES. Principales vitaminas hidrosolubles y liposolubles. Papel biolgico. Requerimientos. Distribucin en los alimentos. Prdidas de vitaminas durante el procesado de alimentos. Minerales: elementos principales y elementos traza. Distribucin en los alimentos. Prdidas. CONTENIDOS DE LAS CLASES PRCTICAS: 1- Determinacin cuantitativa de azcares de maz, pera y pltano. 2- Extraccin y cuantificacin de colesterol de yema de huevo. 3- Purificacin de protenas de leche.

1.13. Referencias de consulta / Course bibliography

ASTIASARAN, I. y MARTINEZ, J.A. Alimentos. Composicin y propiedades". Mc Graww-Hill. (2000). BADUI, S. Qumica de los alimentos, 4 Edicin. Pearson Educacin, Mxico, (2006). BELITZ, H.D. y GROSCH, W. Qumica de los alimentos. (2 ed) Acribia S.A., Zaragoza, (1998). BELITZ, H.D., GROSCH, W., and SCHIEBERLE, P. Food Chemistry, 4th ed. Springer Berlin, Heidelberg, New York (2009). BELLO, J. Ciencia Bromatolgica: Principios generales de los alimentos. Daz de Santos. Madrid, (2000).

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CATALN LAFUENTE J. Qumica del agua. Ed Bellisco. Madrid, (1990). COENDERS, A. Qumica culinaria Acribia S.A., Zaragoza, (1996). COULTATE, T.P. Manual de qumica y bioqumica de los alimentos. (3 ed) Acribia. Zaragoza, (2007). CHEFTEL, J.C. CUQ, J.L. y LORIENT, D. Protenas alimentarias, Acribia S.A., Zaragoza, (1989). ELLIOT, W.H. y ELLIOT, D.C. Bioqumica y Biologa Molecular. Ariel S.A., Barcelona, (2002). FENNEMA, O.R., DAMODARAN, S. y PARKIN, K.L. Qumica de los alimentos. 3 Edicin. Acribia S.A., Zaragoza, (2010). GIBSON, G.R. y WILLIAMS C.M. Functional foods: concept to product. CRC Press. Woodhead Publishing Limited. Cambridge. England, (2000). GERHARTZ, W. Enzymes in Industry. Production and application. Verlag Chemie, Weinheim, (1990). JONGEN, W. Fruit and vegetable processing: improving quality. CRC Press. Woodhead Publishing Limited. Cambridge. England, (2002). JUREZ, M., OLANO, A. y MORAIS F. Alimentos Funcionales FECYT, Rumagraf. S.A. Madrid, (2005). LOUISOT, P. Bioqumica estructural, Ed. A.C., Madrid, (1993). MATHEWS, C.K., VAN HOLDE, K.E. y AHREN, K.G. Biochemistry", 3 Edicin. Addison Wesley Longman, San Francisco, (2002). MAZZA, G. "Alimentos funcionales". Acribia. Zaragoza, (2000). McDOUGALL, D.B. Colour in food CRC Press. Woodhead Publishing Limited. Cambridge. England, (2002). NAZ, S. Enzymes and food, Oxford University Press, Oxford, (2002). POTTER, N.N.; HOTCHKISS, J.H. Ciencia de los Alimentos. Acribia S.A. Zaragoza, (2000). PRIMO YUFERA E. Qumica de los Alimentos. Ed Sntesis. Madrid, (1997). SIKORSKI, Z.E., Chemical and functional properties of food components Technomic Publishing Co. Inc. Lancaster, (1997). 3 Edicin en 2006. SHI, J., MAZZA, G. y LE MAGUER, M. Functional foods: biochemical and processing aspects. CRC Press. Woodhead Publishing Limited. Cambridge. England, (2002). VACLAVIK, V.A. Fundamentos de ciencia de los alimentos. Acribia S.A., Zaragoza, (1998). WALSTRA P. (2003) Physical chemistry of foods Marcel Dekker, New York. WATSON, D.H. Food chemical safety. Additives. CRC Press. Woodhead Publishing Limited. Cambridge. England, (2002). WEAVER, C. Food Chemistry Laboratory. CRC Press. Boca Raton, (1996). WHITAKER, J.R., VORAGEN, A.G.J. AND WONG, D.W.S. (2003) Handbook of food enzymology, Marcel Dekker, New York. WONG, D.S., Qumica de alimentos, Acribia S.A., Zaragoza, (1995) (reimpresin de la edicin de 1989). WOODWARD, J. Immobilized Cells and Enzymes, IRL Press, Oxford, (1985).

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ZUBAY, W.C. Biochemistry, Brown Publishers, Oxford, (1998). Web

http://www.medwave.cl/ciencia/16.act http://weblogs.madrimasd.org/biocienciatecnologia/

2. Mtodos docentes / Teaching methodology

Actividades presenciales:

- Clases magistrales: 32 horas repartidas a razn de 2, 3 4 por semana durante 13 semanas.

- Seminarios/debates/clases de cuestiones prcticas: 8 horas. Podrn plantearse cuestiones prcticas para profundizar o discutirse temas de los sugeridos en el temario o presentaciones de trabajos en grupo realizados por los alumnos.

- Clases prcticas: 15 horas de laboratorio repartidas en 5 das, a impartir a grupos de 30 alumnos como mximo.

Actividades dirigidas:

- Discusin de artculos cientficos: discusin y debate sobre artculos

sencillos relacionados con la asignatura. - Tutoras: los estudiantes dispondrn de una tutora formal en grupos

reducidos. Adems, existir siempre la posibilidad de realizar tutoras presenciales o mediante el correo electrnico, para temas puntuales.

3. Tiempo de trabajo del estudiante / Student workload

Actividad Horas presenciales

Horas no presenciales TOTAL

CLASES MAGISTRALES DE TEORA 32 (21%) 64 (43%) 96 (64%)

SEMINARIOS Y PROBLEMAS 8 (5%) 16(11%) 24(16%)

CLASES PRCTICAS 15 (10%) 8 (5%) 23(15%)

TUTORAS 1 (1%) 2 (1%) 3(2%)

EXMENES 4 (3%) 4(3%)

Total horas de trabajo: 60 (40%) 90 (60%) 150(100%)

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4. Mtodos de evaluacin y porcentaje en la calificacin final / Evaluation procedures and weight of components in the final grade

Convocatoria ordinaria: La asignatura se evaluar mediante un examen de teora que podr incluir preguntas cortas o tipo test. Adems de la nota del examen de teora, se har una evaluacin continua de los estudiantes y una evaluacin de las prcticas basada en asistencia, participacin y presentacin de un cuaderno de laboratorio. La realizacin y aprobado de las prcticas es requisito indispensable para superar la asignatura. El estudiante que haya cursado y superado las prcticas de la asignatura en cursos anteriores conservar la calificacin obtenida, aunque a peticin del interesado, podr repetirlas. En la evaluacin continua se valorar la participacin en las actividades presenciales: resolucin de cuestiones, debates, seminarios y actividades dirigidas.

El estudiante que asista a menos de un 20% de las actividades evaluables se le considerar no evaluado. Convocatoria extraordinaria: En el caso de suspender la convocatoria ordinaria, habr un examen de teora extraordinario. La nota final de la convocatoria extraordinaria se calcular de la misma forma que en la ordinaria. Los alumnos que habiendo asistido a las prcticas no las hayan superado, tendrn opcin a un examen de prcticas.

Cuadro resumen de los porcentajes de evaluacin

Convocatoria ordinaria

% de la nota final

Examen de Teora 60%

Evaluacin continua 20%

Evaluacin Prcticas 20%

TOTAL 100%

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5. Cronograma* / Course calendar

*Este cronograma tiene carcter orientativo.

Clase Magistral Tema 1 3 horas


Seminario/cuestiones 1 hora




Seminario/cuestiones 2 horas




Seminario/cuestiones 2 horas


Clase Magistral Tema 8 1 hora


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