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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.
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