Química de Alimentos

QUIMICA DE LOS ALIMENTOS

*Alimento 🡪tejido animal, vegetal y secreciones que tenga algún nutrimento y sea biodisponible para el ser humano, e inocuo (no tóxico) y aceptado por una sociedad o cultura.

EL AGUA 🡪disolvente universal

• El agua es disolvente por los compuestos iónicos y covalentes🡪grupo que les de carga (carboxilo, hidroxilo, amino, carbonilo)
• Los no polares no se disuelven en agua
• La sal se disuelve en agua por los iones positivos y negativos, éstos se rodean de moléculas de agua, las moléculas estables y el grado de hidratación de penden de la carga del ion.
• Entre más fuerte es la carga🡪 más hidratado
• Hidratación es más alta en los iones pequeños
• La presencia de sales y solutos, iónico, no iónico, polar o apolar afecta las propiedades coligativas del agua.
• Propiedades coligativas: aumento en el punto de ebullición, disminuye el punto de congelación, presión osmótica y reducción de presión de vapor.
• Sabor🡪iones o sales minerales disueltas Ca, Mg, Na, Cl, HCO-3,so4-2,hidrógeno, carbonato, sulfato
• Saladas🡪Na, Cl (naranja en flama y precipitada blanco con nitrato de sodio)
• Sabor carbonatado🡪 HCO3- facilitan digestión
• Dureza de agua🡪calcaria🡪Ca 2+ y Mg 2+ impide espuma en jabones
• Aguas gaseosas   pH 7-7.5🡪 básicas
• 97.2 % agua salada 2.8 % agua dulce
• Contaminantes: pesticidas, nitratos, fosfatos, metales pesados, hidrocarburos, bacterias, desechos domésticos, industriales, agrícolas.
• Agua libre: se pierde
• Agua ligada: unida a estructuras como proteínas, lípidos, carbohidratos.

En agua interviene en procesos:

• Fisiológicos: procesos biológicos: energía, estructuras, todas las reacciones que se llevan  a cabo en el organismo.
• Microbiológicos: es el medio de proliferación de microorganismos.(micrococus, enterococus🡪en menor AW) las bacterias mueren en presencia de sales🡪(halófilas)presión osmótica

ACTIVIDA DE AGUA , AW

• Las proteínas, carbohidratos y lípidos🡪forman complejos hidratados, con alto peso molecular dentro de éstos tejidos.
• Concentración de humedad🡪 toda el agua en forma global que se contiene.

*proteínas🡪pH cercano a  7🡨suceptibles

AW de alimentos

• Sandía 97
• Lechuga 95
• Manzana 88
• Leche87
• Pollo74
• Res 70
• Cedo60
• Pan40
• Queso35
• Mantequilla 16
• Galletas 5

BALANCE HÍDRICO 2.5 lts al día        

Fuentes de agua

• Bebidas🡪1300ml
• Alimentos🡪850ml
• Oxidación de nutrientes 350ml

Pérdida de agua

• Orina🡪1500ml
• Respiración🡪400ml
• Piel🡪500ml
• Heces🡪100ml

Las fuentes de agua del ser humano🡪todos los líquidos que ingiere y alimentos, los vegetale alcanzan hasta un 95% de éste líquido, otra fuente aunque menos importante es la que se forma en el cuerpo🡪oxidación de molécula de glucosa a través de rutas metabólicas originan 6 moléculas de agua.

Es necesaria una dieta cuya oxidación de glucosa y liquido produzca 2000 kcal.

CONGELACIÓN DE ALIMENTOS

Los alimentos son sistemas complejos y delicados con agua, solutos como vitaminas, y minerales, y macromoléculas como proteínas, lípidos carbohidratos y ácidos nucléicos.

La eliminación de agua en forma de hielo rompe el balance del sistema🡪origina cambios en estructura y características de componentes.

Efectos más importantes del congelamieno:

• Aumenta en  un rango de 8-9% el volumen de las células y esto produce daños mecánicos en las células de tejidos animales y vegetales.

Los productos obtenidos después de algunos ciclos de congelación tienen características muy diferentes a las iniciales.

Las frutas, también vegetales, y otros alimentos que han sido sujetas a estos ciclos pierden completamente su textura.

• Se originan cambios físicos en los constituyentes de los alimentos.

La estabilidad y propiedades químicas de las macromoléculas dentro de las células de los alimentos dependen de la interacción de sus grupos reactivos y fase acuosa que los rodea, carboxilo(COOH-), amino(NH2+), hidroxilo (OH-)(carb), carbonilo/aldehído (C=O)

El congelamiento🡪cambios estructurales en el agua haciendo que dichas  interacciones entre el agua y los grupos reactivos  se alteren

Presión hidrostática🡪La frescura y consistencia de los tejidos está determinada por la presión hidrostática de la célula, ya que la membrana de la pared retiene el agua y mantiene la frescura.

• La velocidad de enfriamiento

Lento: cristales grandes->intracelulares (atraviesan la célula y la rompen)

Rápido: cristales pequeños->intercelulares (entre cada célula no las rompen)                                    

AGUA EN LA INDUSTRIA ALIMENTARIA

• Agentes tóxicos: metales
• Microorganismos (patógenos): coliformes, enterobacterias, lipolíticos, proteolíticos(mohos>quesos y cárnicos madurados)
• Proteínas🡪putrefacción
• Carbohidratos🡪fermentación
• Lípidos🡪rancidez

CALIDAD DEL AGUA

• Para elaborar alimentos: reacciones dañinas, baja la calidad del alimento y el valor nutrimental
• Controlar calidad de agua que está en contacto con el alimento
• El agua transporta olores y sabores (en contacto con bivaldos, mariscos)
• El agua debe de tener bajo conteo microbiano🡪10 unidades formadoras de colonia x ml
• Los microorganismos proteolíticos y lipolíticos perjudican alimentos como la leche

Minerales en el agua

• Hierro🡪Cataliza reacción de oxidación de moléculas insaturadas (doble enlace), producen decoloración de diferentes pigmentos
• Cobre🡪destruye la vitamina C y en alimentos con alto contenido graso da mal olor, rx. De decoloración
• Las enzimas controlan las reacciones y procesos bioquímicos🡪oxidación, textura
• Deterioro: microbiológico y enzimático
• Escaldado: detiene las rx. enzimáticas (agua fría con Ca y Mg🡪reactivan enzimas)
• Cofactores: iones minerales con estos pueden actuar las enzimas (pila)
• Reactivación de las enzimas de los alimentos tratados térmicamente se puede acelerar por la presencia de calcio y magnesio del agua empleada.

Agua dura: carbonato de calcio iónico dureza 45 ppm (partes por millón)

(Procesos térmicos, ejotes y chícharos)

• Reduce la absorción de agua y modifica las características de éstos productos, afecta la textura de vegetales (remojo y escaldado)
• Agua sin cationes altera la textura🡪muy suave
• Es necesario el control de sales ene l agua para obtener texturas adecuadas en los alimentos, productos.
• Las frutas se enducrecen cuando son tratadas con aguas con alta concentración de cationes+ (Ca)
• Es deseable en frutas frágiles como peras, fresa, mango
• Para pelar los duraznos🡪hidróxido de sodio (alcaliz contenido residual de calcio)
• Cuando hay alto contenido de pectinas🡪 carbohidratos (ácido galactrónico) adquieren rigidez en presencia de iones divalentes Ca+ y Mg ++ del agua ( mermeladas, fresas enteras, ates)
• Las aguas de pozo profundo tienen muchos bocarbonatos de hierro y manganeso, estos son solubles e incoloros, se oxidan en presencia de oxígeno y se precipitan de color amarillo y rojizo, gris negruzco🡪hidróxidos de hierroy manganeso
• Oxalatos🡪 sales, puntos blancos🡪betabel en la interacción de iones Ca Y Mg disminuye la calidad organolépptica de estos productos enlatados
• Hidrocarburos🡪compuestos nitrogenados (proteínas) putrefacción, carverina, escatiol-eses
• Fenólicos, nitrogenados, hidrocarburos🡪 agua, olor y sabor a alimentos (productos marinos)

CARBOHIDRATOS

• Componente de los alimentos más abundante, principal fuente de energía.
• Estructura de polihidroxialdehído, polihidroxicetonas

Estructura química:

• Monosacáridos 🡪triosa, tetrosa, pentosa, hexosas
• Oligosacáridos
• Polisacáridos

• Grupo cetosas🡪 ulosa
• Grupo aldosa🡪osa

MONOSACÁRIDOS

• No están solos
• Solubles en agua(hidroxilos le dan cargas)
• Insolubles en etanol y éter
• Libres en frutas maduras
• Cristalizan más fácilmente
• El más pequeño es triosa gliceraldehído

Pentosas Como polímero

• Ribosa🡪ADN acidos nucléicos
• Ramnosa🡪Antiocianinas (pigmentos morados)
• Xilosa 🡪 azúcar de la madera

Glúcido. Parte hidrato de carbono parte no,ácidos nucléicos, gangleócidos.

Hexosas

• Aldohexosas: glucosa, galactosa,manosa
• Cetohexosas: fructosa, sorbosa

Glucosa o dextrosa, hexosa

• Azúcar reductor
• OH libre que interactúan con cargas +
• Más abundante y más simple, en frutas(maduras) y hortalizas, mieles 40%
• De la hidrólisis controlada del almidón(amilasa)
• Obtención química,pH y térmica

Fructosa o levulosa,hexosa

• Más dulce, en frutas maduras, jugos, mieles (menos que la glucosa)
• Azúcar reductor, forma parte de los polisacáridos🡪inulina(unión de muchas fructosas) (nopal, savila, maguey)
• Forma polímeros

Galactosa

• Parte constituyente de los ganliócidos y cerebrósidos indispensables en tejios nerviosos del cerebro
• Glucosa+lactosa
• No está sola
• Parte de diferentes polímeros

Aminoazúcares

• Se sustituye un hidroxilo por un grupo amino
• Glucosa🡪Glucosamina: cartílagos, nucleoproteínas, insectos y crstáceos
• Galactosamina
• Azúcares modificados, ácidos siálicos : amino azúcar+ ácido láctico o pirúvico y ácido acetil-N-acetil neurámico (glucoproteínas de la leche🡪caseína)

Desoxiazúcares

• Azúcar modificada
• Los monosacáridos pierden un átomo de oxígeno de un OH ( Hidroxilo)

Polioles

• Cuando grupos aldeidos o cetona de monosacáridos se reucen y se produce el correspondiente alcohol, conocido🡪 glicerol
• 3atomos de carbono🡪 triol
• Sorbitol y manitol🡪frutas

• Dan frescura (chicles,halls,pasta de dientes)
• Edulcorantes de bajo poder

OLIGOSACÁRIDOS

DISACÁRIDOS  

• Condensación de 2  a 10 monosacáridos por en lace glucosídico covalente
• Hidrólisis de polisacáridos depende de: p H, temperatura, configuración anomérica, presencia de ácidos.

• Reductores: maltosa, lactosa
• No reductores: sacarosa
• Furano 5 lados
• Pirano 6 lados

estructurales

• producen fibras rígidas
• insolubles en agua
• resistentes a enzimas , y microorganismos

de reserva alimentaria

• no producen fibras
• solubles en agua
• muy atacables por enzimas y microorganismos

Sacarosa glucosa+fructosa

• No reductor
• Muy soluble, muy higroscópica
• Caña, remolacha, frutas, raíces, granos
• Forma cristales
• Es fermentable

Azúcar invertida: mezcla de azucares cuando la sacarosa se hidroliza

Al romper un enlace glucosídico por enzimas.

Maltosa  2 moléculas de glucosa

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