COMPOSICIÓN

Y

PROPIEDADES DE LOS ALIMENTOS

COMPOSICIÓN DE LOS ALIMENTOS

• Agua

• Carbohidratos (Hidratos de carbono)

• Lípidos

• Proteínas

• Minerales

• Vitaminas

• Compuestos bioactivos

CARBOHIDRATOS

Oligosacáridos comunes

• Sacarosa (azúcar de mesa) – Disacárido (glucosa-fructosa) de origen vegetal.

– Azúcar no reductor.

– Azúcar de la caña.

– Producto de su hidrólisis: azúcar invertido (responsable del alto dulzor de la miel) • Fabricación de dulces y productos de confitería

– Solubilidad en agua • 180 g/L a 0° C

• 215 g/L a 25° C

• 490 g/L a 100° C

• Lactosa

– Disacárido (glucosa-galactosa).

– Exclusivo de las leches, incluyendo la leche materna.

– Azúcar reductor

• Facilidad para intervenir en las reacciones de Maillard

• Maltosa

– Disacárido (glucosa-glucosa).

– Producto de la hidrólisis parcial del almidón.

– Se sintetiza en la germinación de la malta (cebada germinada) en la producción de cerveza.

– Azúcar reductor.

• Lactulosa

– Prebiótico

• Poder edulcorante (referencia arbitraria)

– Sacarosa: 100

– Glucosa: 50

– Lactosa: 35

– Fructosa: 140

Conforman la fibra dietética

Celulosa, hemicelulosa, pectinas, gomas

Proporcionan glucosa para el

almacenamiento de energía

Almidón, glucógeno, inulina

Polisacáridos comunes

• Almidón

– Homopolisacárido

• Cientos de unidades de glucosa

• Enlaces glucosídicos α

– Presente en:

• Tubérculos (papa, camote, yuca)

• Cereales (trigo, malta, arroz)

• Leguminosas (lenteja, garbanzo, haba)

– Compuesto de dos fracciones de polisacáridos

• Amilosa (15-30% )

• Amilopectina

– Amilosa

• Polímero lineal (más de 200 unidades de glucosa) – Alineación paralela

– Enlaces por puentes de hidrógeno

– Amilopectina

• Molécula ramificada (cada 20 a 25 unidades de glucosa, enlaces α (1-6) – Zonas amorfas y porosas

– Enlaces por puentes de hidrógeno

Gránulos de almidón

Gránulo cristalino

– Cocción de harinas (trigo, maíz, papa, arroz)

• A mayor ramificación (amilopectina) – Mayor solubilidad en agua

– Menor temperatura

– Mejor cocción

– Gelatinización / Retrogradación / Sinéresis

– Usos en alimentos

• Aditivos – Ricos en amilopectina: gelificantes

– Ricos en amilosa: espesantes

• Glucógeno

– Equivalente del almidón en el reino animal.

– Estructura semejante a la amilopectina (más ramificada; cada 10 a 12 unidades de glucosa)

– Reserva energética

• Hígado (10% de la masa hepática)

• Músculos (1% de la masa muscular)

• Celulosa

– Homopolisacárido

• Cientos de unidades de glucosa

• Enlaces glucosídicos β (1-4)

– Polisacárido estructural más importante

• Responsable de la rigidez de los alimentos de origen vegetal

– Actúa como fibra dietética (no digerible)

Otros polisacáridos

• Hemicelulosa

• Pectinas

– Bajo metoxilo

– Alto metoxilo

• Gomas

• Inulina

• Quitina

• TABLAS DE ANÁLISIS PROXIMAL DE LOS ALIMENTOS

• TABLAS DE COMPOSICIÓN DE ALIMENTOS

Tabla de Composición de Alimentos de América Latina (FAO 2013) http://www.rlc.fao.org/es/conozca-fao/que-hace-fao/estadisticas/composicion-alimentos

(Argentina, Bolivia, Brasil, Chile, Colombia, Costa Rica, Cuba, Ecuador, Honduras, México, Perú, República Dominicana, Uruguay, Venezuela)

Tabla de Composición de Alimentos de Centroamérica (INCAP)

PROPIEDADES DE LOS ALIMENTOS

• Propiedades Físicas

• Propiedades Bioquímicas

• Características sensoriales

• Calidad nutricional

• Son las principales propiedades de la materia prima de importancia al procesador de alimentos.

• Influyen en la calidad final de algunos alimentos procesados, dependiendo del tipo de proceso

– Alimentos mínimamente procesados

• Atmósferas modificadas

• Irradiación

• Tratamiento térmico leve

• Adición de conservadores

PROPIEDADES FÍSICAS

• Propiedades geométricas: Tamaño y forma

• Densidad

– Densidad a granel (Bulk density)

– Gravedad específica (SG)

– Volumen específico

– Over-run

• Porosidad

• Tamaño y forma (Propiedades Geométricas)

– Operaciones de limpieza y manejo

– Clasificación de frutas y vegetales

– Empacado

– Control de calidad

– Filtración de sólidos (malla)

– Control de procesos (molienda)(Uniformidad)

– Procesos de superficie (ahumado)(Relación área/masa)

– Procesos de transferencia de calor y masa (tratamiento térmico, congelación)

– Tamaño de partículas

• 10-6 m (emulsiones)

• < 10-8 m (coloides, nanopartículas)

– Influyen en forma decisiva en las propiedades físicas (propiedades de flujo, densidad, porosidad, estabilidad de espumas y emulsiones) de sistemas dispersos.

– Sistemas dispersos (coloidales)

• Sistemas materiales que consisten de partículas rodeadas de un medio continuo.

• Fase dispersa: partículas (sólidas, líquidas, gaseosas).

• Fase continua: medio circundante.

• Densidad

– Procesos de Separación

– Operaciones de reducción de tamaño

– Equipo de mezclado

– En polvos y sólidos:

• Densidad de piezas individuales

• Densidad a granel (Bulk density)

• Densidad a granel (Bulk density)

– Considera el espacio de aire entre las piezas (masa de sólidos / volumen de granel)

– De importancia en el secado spray (atomización)

– Depende del tamaño, forma y propiedades de superficie de los sólidos.

• Porosidad (ε)

– Fracción de volumen de aire

ε = Va/Vb

Va = Volumen del aire (m3)

Vb = Volumen de la muestra a granel (m3)

• Gravedad específica (SG)

– Densidad de un líquido sobre densidad de un volumen igual de agua pura, a la misma temperatura.

SG = ρ líquido / ρ agua

– Es ampliamente usada en lugar de la densidad en procesos de fermentaciones de cerveza y otras bebidas alcohólicas

– ‘1072’ ó ‘72’ significa gravedad específica de 1.072

• Densidad de gases

– Depende de su presión y temperatura. • Presión calibrada: valor superior a la presión atmosférica

• Presión de vacío: valor inferior a la presión atmosférica

PV = nRT

P = Presión absoluta (Pa)

V = Volumen (m3)

n = Número de moles de gas (kg mol),

R = 8314 N(m)/(kmol K)

T = Temperatura (K)

• Ecuación de utilidad para el cálculo de transferencia de gases en almacenamiento o empacado en atmósferas modificadas, congelación criogénica, permeabilidades de materiales de empaque.

• Volumen específico

– Volumen ocupado por unidad de masa de gas o vapor, es el inverso de la densidad.

– Usado para el cálculo de la cantidad de vapor que debe ser manejado durante la deshidratación, o por las bombas de vacío en liofilización, o en la evaporación al vacío.

• Over run

– Cantidad de aire incorporada en líquidos, con la creación de espuma (pasteles, helados, crema batida), reduciendo la densidad.

– Over-run = Volumen espuma / Volumen líquido x 100

– Valores típicos

• 60–100% (helado)

• 100–120% (crema batida)

OTRAS PROPIEDADES

• Propiedades de Flujo (Reológicas) – Viscosidad

• Dinámica

• Cinemática

• Relativa

• Específica

• Aparente

– Turbulencia

• Propiedades de Superficie – Tensión superficial

– Tensión interfacial

– Dispersión coloidal

– Capilaridad

• Propiedades Térmicas – Capacidad calorífica

– Entalpía

– Conductividad térmica

– Difusividad térmica

• Propiedades Eléctricas – Conductividad eléctrica

– Impedancia

– Capacitancia

• Propiedades Electromagnéticas – Propiedades dieléctricas

• Constante dieléctrica

• Factor de pérdida dieléctrica

– Propiedades ópticas • Transmitancia

• Reflectancia

• Índice de refracción

• Permeabilidad

CARACTERÍSTICAS SENSORIALES

• Color

• Sabor-olor (FLAVOUR) (Sabor y aroma)

• Textura

• Percibidas por los cinco sentidos:

– Vista, gusto, olfato, oído, tacto

• Estímulos sensoriales

– Estímulos químicos

• Aroma / Sabor

– Estímulos físicos

• Color

• Textura

• Sonido

• COLOR

– Depende de cuatro factores:

1) Contenido de pigmentos naturales

– Vegetales

» Clorofilas

» Carotenoides

» Betalaínas

» Flavonoides

– Animales

» Hemoglobina

» Mioglobina

2) Contenido de pigmentos naturales transformados

– Preparación – Procesamiento – Almacenamiento

3) Presencia de colorantes (aditivos)

4) Reacciones de oscurecimiento

– ONE – OE

• Color y uniformidad

– Componentes fundamentales de la calidad visual de alimentos frescos

– Factores importantes en la elección del consumidor

– En algunos casos, de menor importancia en la materia prima usada para procesamiento

• Procesos a bajas temperaturas

– Refrigeración

– Liofilización

– Poco cambio en color durante del procesamiento

– Color de la materia prima influye en la calidad final

• En procesos más severos

– El color puede cambiar considerablemente:

• Durante el calentamiento

– Vegetales verdes (chícharos, espinacas, ejotes,…) cambian de color verde brillante a verde olivo (conversión de clorofila a feofitina)

– Peras se tornan color rosa (antocianina)

– Oscurecimiento en papas (reacción de Maillard)

» Freído: deseable

» Enlatado: indeseable

• SABOR-OLOR (FLAVOR)

– FLAVOR • “El agente que estimula los receptores del gusto y el

olfato, o nervios especializados, de modo que produce una respuesta psicológica integrada”.

– GUSTO

• Percepción sensorial que ocurre en papilas gustativas. • Cinco sabores primarios:

– Salado » Iones sodio (Cloruros, nitritos, bicarbonatos)

– Dulce » Azúcares (Sacarosa, glucosa, fructosa) » Edulcorantes sintéticos

– Ácido o agrio

» Iones hidrógeno de ácidos

• Ácético (vinagre)

• Cítrico y málico (frutas)

• Láctico (lácteos fermentados)

– Amargo

» Terpenos (frutas)

» Alcaloides (cafeína, teína,…)

– Umami (“gustoso” o “aromático”)

» Potenciadores de sabor

• Aditivos

• Naturales (quesos madurados, bacalao, camarón seco, algas marinas, anchoas,…)

• Percepción de sabores por papilas

– Disueltos en agua del alimento o saliva

– Inhibición de percepción

» Reducción de salivación (medicamentos, vejez)

» Alimentos ricos en grasa

• Interacción y complementariedad de los sabores

– Dulce

» Limita al salado

» Más agradables ácido y amargo

– Salado

» Reduce ácido de fruta verde

– Ácido y amargo

» Enmascaran el dulce

– OLFATO

• Más sensible que las papilas gustativas – Alto poder discriminativo

• Identifica más de 10,000 compuestos en umbrales muy bajos.

• Agentes odoríficos volátiles.

• Masticación lenta (alimento más deleitable)

• A mayor temperatura, mayor volatilidad de los compuestos.

• Aroma de los alimentos

– Menos de 0.02% de composición total.

– Ácidos, alcoholes, aldehídos, cetonas, compuestos azufrados, ésteres, éteres, lactonas.

– Se produce por dos mecanismos

» Enzimático

• Maduración de frutas

» Reacción de Maillard y caramelización

• Calentamiento

– Pocas sustancias son responsables del aroma característico

» Cebolla y ajo (compuestos azufrados)

» Plátano (acetato de amilo)

» Pepino (nonadienal)

– SABOR-OLOR (FLAVOR)

• Alterados durante el procesamiento

• En condiciones severas

– Pérdida de sabores

– Uso de aditivos (saborizantes)

• Materia prima

– Por lo general no es factor determinante

– Únicamente si imparte los sabores característicos

• Relacionado a pruebas analíticas

– Niveles de ácido/azúcar en frutas

• TEXTURA

– Parámetro sensorial de estudio complejo.

– Órganos que intervienen

• Boca (paladar, lengua, dientes), ojos, manos, oído

– Descripciones comunes

• Adhesivo, blando, cremoso, cristalino, crocante, chicloso, duro, elástico, fibroso, granuloso, seco, suave, untuoso, viscoso, etc.

– Dos grandes grupos de texturas en alimentos

• Naturales (tejidos animales y vegetales)

• Coloides o dispersiones

– La textura de la materia prima generalmente cambia con el procesamiento.

– Los cambios de textura son causados por una amplia variedad de efectos

• Pérdida de agua

• Desnaturalización de proteínas

los cuales resultan en

– Pérdida de la capacidad de retención de agua

– Coagulación, hidrólisis y solubilización de proteínas

– En tejidos vegetales

• La ruptura celular conduce a

– Pérdida de turgencia

– Suavizamiento del tejido

• El suavizamiento del tejido también es causado por

– Gelatinización del almidón

– Hidrólisis de la pectina

– Solubilización de la hemicelulosa

– La materia prima debe

• soportar los esfuerzos mecánicos durante la preparación, tales como

– abrasión en la limpieza de frutas y vegetales

• soportar el tratamiento térmico

– frutas y vegetales enlatados

– La textura es dependiente de la variedad y la madurez de la materia prima.

– Evaluación de la textura

• Paneles sensoriales

• Instrumentos comerciales

– Actualmente, los productos exitosos tienen características sensoriales contrastantes (principalmente de texturas).

OTRAS PERCEPCIONES

• Percepciones secundarias

–Astringencia

– Efecto refrescante

– Sabor metálico

–Pungencia

– Astringencia

• No es un sabor

• Sensación táctil

– Resequedad

» Encogimiento de los tejidos de la cavidad bucal

• Taninos y polifenoles reaccionan con proteínas de la saliva, inhibiendo su función lubricante

• Se incrementa con sal y acidez

• Disminuye con azúcar y polímeros

– Proteínas de la leche

– Gelatina

– Pectinas de las frutas

– Efecto refrescante

• Sustancias con calor de disolución negativo

– Al disolverse en la saliva absorben calor

» Sensación de frescura

» Xilitol, menta, hierbabuena

– Sabor metálico

• Producido por óxidos de metales

– Hierro

» Moluscos, alcachofas

» Utensilios de cocina (aluminio)

– Pungencia (picor)

• Sensación relacionada con el nervio trigeminal

– Cavidad bucal, nasal y facial hasta cerebelo

– Irritación, lagrimeo, dolor

• Generada por tres tipos de compuestos vegetales

– Capsaicina

» Dihidrocapsaicina y homocapsaicina

• Actúan en gusto y garganta

• A más de 60 C se volatilizan y perciben por el olfato

– Isotiocianatos

– Capsaicinoides

• Efectos de la capsaicina en el organismo

– Activa los centros de dolor de los oídos y del tracto gastrointestinal

– Libera endorfinas (sensacion placentera)

– Termogénico

• Incrementa el metabolismo de la grasa corporal

– Incrementa el flujo sanguíneo

• Uso en medicamentos contra dolores musculares y artritis

Evaluación Sensorial

• Generalidades

• Metodología

• Aplicaciones

PROPIEDADES BIOQUÍMICAS

• Asociadas a compuestos con función biológica

– Aminoácidos y proteínas

– Carbohidratos

– Vitaminas

– Minerales

– Otros

• Compuestos bioactivos

– Fitoquímicos

– Zooquímicos

CALIDAD NUTRICIONAL

• NOM-051-SCFI-SSA1-2010

– VNR (Tabla 2) • IDR

• IDS

– Presentación de la Información Nutrimental (Tabla 3)

– Presentación de la Declaración Nutrimental Complementaria (Tabla 4)

• Nutracéuticos

– Compuestos con propiedades nutritivas y medicinales

• Alimentos funcionales

• Aspectos emergentes

– Aplicación de Fitoquímicos

– Suplementos dietéticos