Quimica de los Alimentos

Capítulo 1 Agua 1
1.1 Introducción 1
1.2 Fuentes de agua para el ser humano 2
1.3 Propiedades del agua 3
1.3.1 Propiedades fisicoquímicas 6
1.4 Estados físicos del agua 9
1.5 Efecto de los solutos en el agua 11
1.6 Distribución del agua en los alimentos 13
1.7 Actividad del agua 15
1.8 Determinación de las curvas de adsorción y desorción 19
1.9 Actividad del agua y estabilidad de los alimentos 21
1.10 Alimentos de humedad intermedia 23
1.11 Congelamiento de los alimentos 25
1.12 El agua en la industria alimentaria 25
Referencias bibliográficas 27
Capítulo 2 Hidratos de carbono 29
2.1 Introducción 29
2.2 Clasificación y nomenclatura 30
2.3 Monosacáridos 31
2.3.1 Distribución en la naturaleza 32
2.3.2 Estructura química 34
2.4 Aminoazúcares 37
2.5 Desoxiazúcares 39
2.6 Azúcares-alcoholes o polioles 40
2.7 Glucósidos 41
2.8 Oligosacáridos 47
2.8.1 Sacarosa 48
2.8.2 Maltosa 52
2.8.3 Lactosa 53
2.8.4 Otros oligosacáridos 53
2.9 Reacciones químicas de los monosacáridos 56
2.9.1 Por álcalis 56
2.9.2 Por ácidos 57
2.9.3 Por altas temperaturas 57
2.9.4 Otras reacciones 58
2.9.5 Reacciones de oscurecimiento o de empardeamiento 59
2.10 Tecnología de los azúcares 72
2.10.1 Conservación 72
2.10.2 Cristalización 72
2.10.3 Hidratación 73
2.10.4 Poder edulcorante 73
2.11 Polisacáridos 75
2.11.1 Celulosa 78
2.11.2 Hemicelulosa 80
2.11.3 Almidón 81
2.11.4 Pectinas 92
2.11.5 Glucógeno 97
2.11.6 Gomas 97
2.11.7 Fructosanas 106
2.11.8 Otros polisacáridos 106
2.12 Fibra 107
Referencias bibliográficas 109
Capítulo 3 Proteínas 119
3.1 Introducción 119
3.2 Aminoácidos 121
3.2.1 Del gen a la proteína 124
3.2.2 Esteroquímica de los a-Aminoácidos 127
3.2.3 Clasificación de los aminoácidos 128
3.2.4 Reactividad química 129
3.2.5 Propiedades ácido-base 130
3.3 Péptidos y enlace peptídico 132
3.3.1 Estabilidad y formación del enlace peptídico 135
3.4 Detección y cuantificación de aminoácidos péptidos y proteínas 138
3.4.1 Reacciones químicas de los grupos funcionales de las proteínas 142
3.5 Organización estructural 153
3.5.1 Estabilidad de la estructura proteínica 153
3.5.2 Estructura primaria 154
3.5.3 Estructura secundaria 155
3.5.4 Estructura terciaria 161
3.5.5 Estructura cuaternaria 163
3.6 Desnaturalización 164
3.6.1 Termodinámica de la desnaturalización 165
3.6.2 Desnaturalización por cambios de temperatura 167
3.6.3 Desnaturalización por cambios de pH 170
3.6.4 Desnaturalización por urea y cloruro de guanidinio 170
3.6.5 Desnaturalización con detergentes 171
3.6.6 Desnaturalización con disolventes orgánicos 172
3.6.7 Efecto de la adición de sales en la solubilidad de las proteínas 173
3.6.8 Inactivación mecánica 176
3.6.9 Proteólisis 176
3.7 Modificaciones químicas 176
3.7.1 Tratamientos térmicos moderados 177
3.7.2 Pirólisis 177
3.7.3 Racemización y formación de aminoácidos modificados 178
3.7.4 Entrecruzamientos 180
3.7.5 Reacciones de las proteínas con agentes oxidantes 182
3.7.6 Reacciones con nitritos 184
3.7.7 Reacciones con sulfitos 184
3.7.8 Reacciones carbonil amino 184
3.7.9 Formación de acrilamida en altas temperaturas 185
3.7.10 Pérdida de aminoácidos por fraccionamiento (fraccionación) 186
3.8 Propiedades funcionales de las proteínas 187
3.8.1 Propiedades de hidratación 190
3.8.2 Propiedades interfaciales de las proteínas 194
3.8.3 Unión de sabores 201
3.8.4 Viscosidad 202
3.8.5 Gelación 203
3.9 Propiedades nutricionales 205
3.9.1 Evaluación de la calidad proteínica 206
3.10 Proteínas de algunos alimentos 209
3.10.1 Proteínas del huevo 210
3.10.2 Proteínas de la carne 213
3.10.3 Gelatina 217
3.10.4 Proteínas de pescado: surimi, hidrolizados de pescado 217
3.10.5 Proteínas lácteas 220
3.10.6 Proteínas vegetales 222
3.10.7 Proteínas de cereales 224
3.10.8 Proteínas edulcorantes 232
3.10.9 Péptidos de importancia en el campo de alimentos 233
3.10.10 Proteína microbiana 235
Referencias bibliográficas 236
Capítulo 4 Lípidos 245
4.1 Introducción 245
4.2 Clasificación 246
4.2.1 Ácidos grasos 248
4.2.2 Acilglicéridos 253
4.2.3 Fosfoglicéridos 258
4.2.4 Ceras 260
4.2.5 Esteroles 260
4.3 Análisis físicos y químicos 262
4.3.1 Índices 262
4.3.2 Otros análisis 262
4.4 Manufactura de grasas y aceites 265
4.4.1 Desgomado 267
4.4.2 Neutralización 267
4.4.3 Decoloración 268
4.4.4 Desodorización 268
4.4.5 Hibernación 269
4.5 Procesos de modificación de grasas y aceites 269
4.5.1 Hidrogenación 269
4.5.2 Interesterificación 274
4.5.3 Fraccionamiento 276
4.6 Sistemas grasos en alimentos 277
4.6.1 Margarina 277
4.6.2 Mantecas vegetales 279
4.6.3 Mantequilla 279
4.6.4 Grasas para alimentos infantiles 279
4.6.5 Helados 279
4.6.6 Mayonesa y aderezos 280
4.6.7 Sustitutos de la manteca de cacao 281
4.6.8 Freído 281
4.7 Deterioro de los lípidos 282
4.7.1 Lipólisis 283
4.7.2 Autoxidación 283
4.7.3 Reversión 288
4.7.4 Radiólisis 289
4.7.5 Antioxidantes 289
4.8 Determinación de la oxidación 293
4.8.1 Evaluación sensorial 293
4.8.2 Índice de peróxido 294
4.8.3 Método del ácido tiobarbitúrico (TBA) 294
4.8.4 Método del oxígeno activo (AOM, Active Oxygen Method) 294
4.8.5 Método de la bomba de oxígeno 295
4.8.6 Método de incubación en estufa 295
4.8.7 Otros métodos 295
4.9 Aspectos nutricionales 295
Referencias bibliográficas 297
Capítulo 5 Enzimas 301
5.1 Introducción 301
5.2 Nomenclatura 303
5.3 Las enzimas como catalizadores 304
5.4 Especificidad 306
5.5 Sitio activo 308
5.6 Factores que afectan la velocidad de las reacciones enzimáticas 310
5.6.1 Efecto del pH 310
5.6.2 Efecto de la temperatura 311
5.6.3 Efecto de la concentración de sustrato 314
5.6.4 Efecto de la actividad del agua 315
5.6.5 Efecto de otros agentes en la actividad enzimática 315
5.7 Cinética de las reacciones enzimáticas 316
5.8 Cuantificación de actividad enzimática 319
5.9 Uso industrial de las enzimas 320
5.10 Revisión de enzimas de importancia en alimentos 323
5.10.1 Carbohidrasas 323
5.10.2 Proteasas 335
5.10.3 Lipasas 339
5.10.4 Oxidorreductasas 341
5.10.5 Transferasas 349
5.10.6 Isomerasas 351
5.11 Procesos de interés en alimentos con enzimas o células inmovilizadas 353
5.12 Análisis químico con enzimas 355
5.13 Las enzimas como indicadores de calidad de alimentos 357
5.14 Tecnología de ADN recombinante aplicada a la producción y modificación
de enzimas de interés en alimentos 357
Referencias bibliográficas 361
Capítulo 6 Vitaminas y nutrimentos inorgánicos 363
6.1 Introducción 363
6.2 Contenido de vitaminas en los alimentos 366
6.3 Vitaminas liposolubles 368
6.3.1 Vitamina A 370
6.3.2 Vitamina D 372
6.3.3 Vitamina E 373
6.3.4 Vitamina K 375
6.4 Vitaminas hidrosolubles 376
6.4.1 Tiamina (B1) 377
6.4.2 Riboflavina (B2) 379
6.4.3 Vitamina B6 381
6.4.4 Vitamina B12 382
6.4.5 Biotina 384
6.4.6 Folatos 385
6.4.7 Niacina 386
6.4.8 Ácido pantoténico 387
6.4.9 Vitamina C 387
6.5 Resumen de la estabilidad de las vitaminas 391
6.6 Nutrimentos inorgánicos 395
6.6.1 Calcio 396
6.6.2 Fósforo 397
6.6.3 Hierro 397
6.6.4 Otros elementos 398
Referencias bibliográficas 398
Capítulo 7 Pigmentos 401
7.1 Introducción 401
7.2 Pigmentos sintéticos y naturales 402
7.3 Carotenoides 406
7.3.1 Estructura y características químicas 407
7.3.2 Carotenoides en alimentos 407
7.3.3 Obtención 410
7.3.4 Estabilidad 411
7.3.5 Usos 412
7.3.6 Carotenoides en la salud humana 412
7.4 Clorofilas 413
7.4.1 Estructura 414
7.4.2 Efecto del procesamiento 415
7.5 Pigmentos fenólicos 417
7.5.1 Flavonoides 417
7.5.2 Antocianinas 420
7.5.3 Taninos 427
7.6 Betalainas 429
7.6.1 Estructura 430
7.6.2 Estabilidad 431
7.7 Hemopigmentos 432
7.7.1 Estructura 433
7.7.2 Color en carne fresca 434
7.7.3 Color de carne curada 436
7.8 Otros pigmentos naturales 436
7.8.1 Cúrcuma 436
7.8.2 Ácido carmínico 436
7.8.3 Quinonas 436
7.8.4 Xantonas 437
7.8.5 Color caramelo 438
7.8.6 Gluconato ferroso 438
7.9 Análisis de pigmentos y de color 438
Referencias bibliográficas 439
Capítulo 8 Aroma y sabor 445
8.1 Introducción 445
8.2 Sabor 446
8.2.1 Sabor dulce 448
8.2.2 Sabor amargo 452
8.2.3 Sabor salado 452
8.2.4 Sabor ácido 453
8.2.5 Umami 453
8.2.6 Fenómenos de percepción asociados con los sabores básicos 453
8.3 Aromas 454
8.4 Aspectos fisicoquímicos en la percepción del sabor y del aroma 457
8.4.1 Proceso de masticación 457
8.4.2 Efecto de macromoléculas en la percepción del sabor 459
8.5 Mecanismos de la generación de aromas y sabores 461
8.5.1 Biosíntesis 463
8.5.2 Generación de aromas por el efecto de tratamiento térmico 480
8.6 Precursores y desarrollo de aroma y sabor en alimentos 493
8.6.1 Carne y productos cárnicos 493
8.6.2 Leche y productos lácteos 494
8.6.3 Bebidas alcohólicas 495
8.7 Análisis de compuestos de aroma y sabor 496
8.7.1 Extracción de compuestos del aroma y sabor 498
8.7.2 Identificación de compuestos del aroma y sabor 499
Referencias bibliográficas 503
Capítulo 9 Aditivos 507
9.1 Introducción 507
9.2 Aspectos legales 509
9.3 Conservadores 510
9.3.1 Ácido benzoico y benzoatos 511
9.3.2 Ácido sórbico y sorbatos 512
9.3.3 Ácido acético y acetatos 512
9.3.4 Parabenos 512
9.3.5 Ácido propiónico y propionatos 513
9.3.6 Sulfitos y dióxido de azufre 513
9.3.7 Nitritos y nitratos 514
9.3.8 Antibióticos 515
9.3.9 Pirocarbonato de dietilo 517
9.3.10 Epóxidos 517
9.3.11 Otros conservadores 518
9.4 Emulsionantes 518
9.5 Polioles o polialcoholes 521
9.6 Potenciadores del sabor 522
9.7 Acidulantes, alcalinizantes y reguladores de pH 524
9.8 Secuestradores o quelantes 527
9.9 Edulcorantes 528
9.10 Gasificantes para panificación 532
9.11 Acondicionadores de panificación 533
9.12 Antiaglomerantes 535
9.13 Antiespumantes 535
9.14 Colorantes 536
9.15 Clarificantes 539
9.16 Sustancias para masticar 540
9.17 Humectantes 540
9.18 Sustitutos de grasas 540
9.19 Nutrimentos 541
9.20 Saborizantes, saboreadores o aromatizantes 542
9.21 Otros aditivos 543
Referencias bibliográficas 543