quimica de los alimentos

Colecc iCo lecc in : LAS C I ENC IAS NATURALES Y LA MATEMn: LAS C I ENC IAS NATURALES Y LA MATEMT ICATICA

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a u t o r i d a d e s

PRESIDENTE DE LA NACINDra. Cristina Fernndez de Kirchner

MINISTRo DE EDuCACINDr. Alberto E. Sileoni

SECRETARIA DE EDuCACINProf. Mara Ins Abrile de Vollmer

DIRECToRA EjECuTIvA DEL INSTITuTo NACIoNAL DEEDuCACIN TECNoLgICALic. Mara Rosa Almandoz

DIRECToR NACIoNAL DEL CENTRo NACIoNAL DEEDuCACIN TECNoLgICALic. Juan Manuel Kirschenbaum

DIRECToR NACIoNAL DE EDuCACIN TCNICo PRofESIoNAL yoCuPACIoNALIng. Roberto Daz

Ministerio de Educacin.Instituto Nacional de Educacin Tecnolgica.Saavedra 789. C1229ACE.Ciudad Autnoma de Buenos Aires.Repblica Argentina.2009


Rembado, florencia MabelLa qumica en los alimentos / florencia Mabel Rembado y Paula Sceni;dirigido por juan Manuel Kirschenbaum.- 1a ed. - Buenos Aires: Ministerio de Educacin de la Nacin. InstitutoNacional de Educacin Tecnolgica, 2009.144 p.: il.; 24x19 cm. (Las ciencias naturales y la matemtica / juanManuel Kirschenbaum.)

ISBN 978-950-00-0742-9

1. Qumica.2. Enseanza Secundaria.I. Sceni, PaulaII. Kirschenbaum, juan Manuel, dir.III. Ttulo

CDD 540.712

fecha de catalogacin: 29/10/2009

Impreso en Artes grficas Rioplatense S. A., Corrales 1393 (C1437gLE),Buenos Aires, Argentina.

Tirada de esta edicin: 100.000 ejemplares

Coleccin Las Ciencias Naturales y la Matemtica.Director de la Coleccin: juan Manuel KirschenbaumCoordinadora general de la Coleccin: Hayde Noceti.

Queda hecho el depsito que previene la ley N 11.723. Todos los de-rechos reservados por el Ministerio de Educacin - Instituto Nacional deEducacin Tecnolgica.

La reproduccin total o parcial, en forma idntica o modificada por cual-quier medio mecnico o electrnico incluyendo fotocopia, grabacin ocualquier sistema de almacenamiento y recuperacin de informacin noautorizada en forma expresa por el editor, viola derechos reservados.

Industria Argentina

ISBN 978-950-00-0742-9

Director de la Coleccin: Lic. juan Manuel KirschenbaumCoordinadora general y acadmica

de la Coleccin:Prof. Ing. Hayde Noceti

Diseo didctico y correccin de estilo:Lic. Mara Ins Narvaja

Ing. Alejandra SantosCoordinacin y produccin grfica:

Toms AhumadaDiseo grfico:

Augusto BastonsIlustraciones:

Diego gonzalo ferreyrofederico Timerman Retoques fotogrficos:

Roberto SobradoDiseo de tapa:

Toms AhumadaAdministracin:

Cristina CaratozzoloNstor Hergenrether

Colaboracin:Tc. op. en Psic. Soc. Cecilia L. vazquez

Dra. Stella Maris QuirogaNuestro agradecimiento al personaldel Centro Nacional de Educacin

Tecnolgica por su colaboracin.


Las Autoras

Lic. Florencia Mabel RembadoLicenciada en Qumica (uBA), especializada en alimen-tos. Especialista en gestin de la calidad (ITBA) Se desem -pea en el Departamento de Ciencia y Tecnologa de lauNQ como directora del Diploma y es profesora regularasociada de Qumica de Alimentos. Integra el grupo deinvestigacin (uNQ) que indaga la mejor manera de en-sear y aprender las ciencias. Colabora en forma particu-lar con emprendimientos tipo PyMES en la aplicacin desistemas de calidad e inocuidad. Ha alternado siempre sulabor profesional en el campo de los alimentos con tareasde docencia, investigacin, extensin, gestin y transfe-rencia.

Ing. Paula SceniIngeniera en Alimentos egresada de la universidad Na-cional de Quilmes (uNQ). Profesora instructora de Qu-mica de los alimentos (uNQ) de la carrera de Ingenieraen Alimentos. Cursa actualmente el doctorado en Cien-cias bsicas y aplicadas dentro del proyecto: Productosmulticomponentes obtenidos a partir de suero de soja ylevadura como potenciales ingredientes funcionales paraalimentos (uNQ). Ha participado en proyectos de ex-tensin y tareas de transferencia relacionada con qumicade los alimentos.


Captulo 1

La qumica en los alimentos

1.1. Introduccin: los alimentos y la qumica de los alimentos 8 1.2. Revisin de conceptos bsicos 12 1.3. Propiedades fisicoqumicas del agua 17 1.4. El agua en los alimentos 20

Captulo 2

Los hidratos de carbono

2.1. Introduccin 31 2.2. Mono y disacridos 31 2.3. Polisacridos 43

Captulo 3

Las protenas

3.1. Introduccin 55 3.2. Estructura qumica 55 3.3. Propiedades funcionales 59

Captulo 4

Los lpidos

4.1. Introduccin 71 4.2. Clasificacin 71 4.3. obtencin de algunos aceites comestibles 74 4.4. Propiedades de las grasas y aceites 79

ndice


Introduccin al estudio de la Fsica 7

4.5. Los procesos de modificacin de triglicridos 83 4.6. Los fosfolpidos 84 4.7. Alteraciones de los lpidos 84 4.8. funcionalidad de lpidos en masas 85

Captulo 5

Las enzimas

5.1. Introduccin 90 5.2. Nomenclatura 90 5.3. Modelo de la accin de las enzimas 91 5.4. Cuantificacin de la actividad enzimtica 92 5.5. Las enzimas en los alimentos 93 5.6. uso de enzimas exgenas en industrias de alimentos 94

Captulo 6

Los adictivos

6.1. Introduccin 101 6.2. Rotulacin 101 6.3. Clasificacin 102

Glosario 116

Actividades de reflexin 138

Bibliografa de referencia 143


Comer ha sido una de las necesidades primarias que el hombre ha debido satisfacer parapoder vivir. En ese intento por saciar su hambre, ha acudido a los productos que la naturalezale brindaba que hoy llamaramos comida cruda, tales como vegetales y carnes.

Con el paso del tiempo y la incorporacin del fuego, fue posible comenzar a utilizar prc-ticas culinarias que brindaban, a lo obtenido de la naturaleza, no slo agradables sabores yaromas, sino, tambin, mejores condiciones de salubridad.

Mucho se ha caminado desde ese entonces. En nuestro mundo actual podemos encon-trarnos con quienes s acceden a buenos alimentos, quienes no pueden saciar su necesidadde comer y quienes lo hacen de mala manera, ingiriendo muchas veces determinados ingre-dientes en exceso (por ejemplo grasas saturadas); y, otras veces, en defecto (alimentos refi-nados carentes de vitaminas y minerales). Surgen, as, trminos como desnutricin yenfermedades de la abundancia que estaban muy lejos de la imaginacin de los primeros ha-bitantes de nuestro planeta.

Desde otra ptica, famosos gastrnomos hacen magia con los recursos naturales y brindanexquisitos platos. Tambin los tecnlogos alimentarios aplican metodologas nuevas cadada para obtener ciertos componentes de los alimentos naturales que, de forma nativa o mo-dificados, aplica la industria alimentaria.

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1. LA QUMICA EN LOS ALIMENTOS

Figura 1. Alimentos de diferente calidad.

Verduras Hamburguesas Snacks Masitas

Figura 2. Algunos profesionalesde la alimentacin.

Qumico Ingeniero Cocinero

1.1. Introduccin: los alimentos y la qumica de los alimentos

capitulo 1:Estructuras Fascinanates 30/08/2010 11:25 Pgina 8

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En este libro ingresaremos al mundo de la tecnologa alimentaria y a la gastronoma, dadasu vinculacin con la qumica de alimentos; y desde all se tratar de explicar qu es lo quecada da llevamos a nuestros organismos con la finalidad de nutrirnos o simplemente satis-facer la necesidad de ingerir algn alimento1 que brinde placer.

Dada la importancia que tiene para la vida de todo ser humano sano la correcta eleccinde lo que ingiere, sugerimos comenzar este tema profundizando un poco sobre el mismo.

Para investigar :

a)qu se entiende por alimentacin saludable?b)a qu se llama enfermedades de la abundancia?c)a qu se llama comida chatarra?d)cul es el efecto del consumo desmedido de comida chatarra en los nios y

adolescentes?

Referencias: http://www.mecon.gov.ar/secdef/basehome/alimentacion_saludable.pdfhttp://www.who.int/foodsafety/chem/en/

Por otro lado, desde el punto de vista de la qumica, un alimento es un sistema muy com-plejo, constituido por diferentes componentes como el agua, los hidratos de carbono, lasprotenas, los lpidos, los pigmentos, las vitaminas y las sales minerales.

Estos sistemas pueden ser homogneos o heterogneos. Sobre la base de conceptos de laqumica clsica general y orgnica, aplicaremos los mismos a los alimentos.

Figura 3. Ejemplos de sistemas alimentarios.

Masitas Fiambres Quesos Postres

1. El Cdigo Alimentario Argentino (que es la normativa de referencia de nuestro pas en el mbito de los alimentos) define ali-mento como toda sustancia o mezcla de sustancias naturales o elaboradas que, ingeridas por el hombre, aporten a su organismolos materiales y la energa necesarios para el desarrollo de sus procesos biolgicos. Se incluyen en esta definicin las sustancias o mez-clas de sustancias que se ingieren por hbito, costumbres, tengan o no valor nutritivo.


As tendremos lo siguiente:

La qumica de alimentos es una cienciaque trabaja estos principios alimentarios(hidratos de carbono, grasa, protenas,etc., que se estudiarn en los prximoscaptulos) tratando de comprender quson los alimentos, cmo estn formados,cmo interactan sus diferentes compo-nentes. Esta informacin permite luegoestudiar cmo se comportan estos com-ponentes cuando se les aplica diferentestratamientos qumicos.

Estos son slo algunos de los ejemplosde temas que aborda la qumica de los alimentos, en constante avance en estos momentos.Los tecnlogos se encargan luego de llevar esos estudios a escala industrial y aplicarlos en eldesarrollo de productos que consumimos da a da (flanes, caramelos, galletitas y muchos

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Por ejemplo: ser posible explicar cmo se tras-forma una harina en pan, qu ocurre cuando secocina un trozo de carne a la parrilla o se hierve,por qu cuando se aplica calor a un huevo laclara se transforma en un slido blanco y, tam-bin, por qu cuando se calienta azcar comnde mesa, sacarosa, es posible obtener un sabrosocaramelo, pero, si se contina el calentamiento,se asiste a un proceso de descomposicin con pro-duccin de humos que irritan los ojos.

Azcar Vinos Leche

Figura 4.Esquema de Presentaciones de la materia.

MATERIA

SUSTANCIA

por ejemploazcar

por ejemploagua y hielo

por ejemplovino blanco,agua salada(soluciones)

por ejemplomayonesa, leche

HETEROGNEA HOMOGNEA HETEROGNEA

MEZCLA

se presenta como

HOMOGNEA

que puede ser que puede ser


ms). Tambin el desarrollo de alimentos para grupos especiales como son los diabticos, hi-pertensos, celacos, etc. Recordemos que en la cadena de produccin de un alimento intervienenmltiples actores: desde la produccin primaria en los campos, los traslados, almacenamientos,producciones en la industria, envasados, logstica de distribucin y almacenamiento, oferta amayoristas y minoristas, llegada del producto al consumidor, conservacin en locales comer-ciales y familiares, oferta de maneras alternativas de consumo, entre otras.

co

o

o ntrl ad 4 - Los consumidores

1 - Alimentacin primaria

La produccin primaria es el primer eslabn de esa cadena y corresponde a la cra, pro-duccin o cultivo de los productos de la tierra, la ganadera, caza y pesca; es decir, la materia prima

2 - Industria alimentaria

La industria alimentaria se encarga de lapreparacin o fabricacin de un alimentoa partir de esa materia prima que le llega desde la produccin primaria.

3 - Comercializacin o ventas

Los alimentos que prepara laindustria, los adquirimos enalmacenes, supermercados ohiper - mercados. Es el procesode comercializacin o venta.

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Figura 5. Cadena alimentaria2.

2. Esquema adaptado del manual Del Campo a la Mesa de la Campaa de la Unin Europea.

Una de las caractersticas importantes para destacar de la materia prima con que trabaja elqumico de alimentos y el tecnlogo alimentario es que sufre modificaciones a medida quepasa el tiempo. Vara, por ejemplo, de acuerdo con el suelo que la produjo, el sol del lugar,las lluvias, las variedades genticas, etc. Cada nuevo insumo, cada nuevo producto es un des-afo que pone en juego todos los conocimientos de las diferentes disciplinas que confluyenen el conocimiento de un alimento.

La manera en que se logra obtener diferentes productos usando ingredientes semejantes,se va a comprender conociendo, primero, qu son los ingredientes alimentarios, cules son,cmo interactan entre ellos, cmo puede el hombre actuar para favorecer o entorpeceresa interaccin. Tambin indagando qu ocurre cuando agregamos diferentes compuestos(sal, azcar, agua), quitando otros, mezclando, calentando a fuego directo, en microondas,en fin, por sobre todas las cosas, conociendo laqumica de esos ingredientes y lo que los qumi-cos de alimentos denominan, la funcionalidad delos ingredientes alimentarios (propiedades vin-culadas con aspectos sensoriales tales como un-tuosidad, color, aroma, sabor, posibilidad deproducir espumas, etc).

Introducirnos en este mundo de la qumica delos alimentos significa poder aplicar lo que ya seha estudiado y comprendido bien acerca de la es-tructura de la materia (uniones qumicas, inter-acciones intermoleculares) y, con todo ellos, msconocimientos que provee la biologa, la fsica ytambin las matemticas, estar en condiciones deimaginar los alimentos (crear modelos) y com-prender qu ocurre dentro de ellos.

Al hablar de estructura atmica y propiedades peridicas, se ve en detalle la estructura de lostomos y, de acuerdo con ella, las posibilidades de formacin de diferentes tipos de unionesintramoleculares (dentro de la molcula) e intermoleculares (entre molculas).

En el caso de iones tienen relevancia los provenientes del grupo de los metales alcalinos(como el in sodio (Na+) y el in potasio (K+), ambos monovalentes positivos) y los deri-vados de los metales alcalinotrreos como el in calcio (Ca2+) y el in magnesio (Mg2+).

Con respecto al calcio y al magnesio, su carcter divalente positivo es de muy alta importanciapara posibilitar el anlisis de las interacciones entre molculas o especies negativas. Estos ionesharn de puente de enlace brindando a los productos propiedades muy particulares.

En el caso de los aniones, los que ms comnmente se van a presentar son los cloruros mo-novalentes (Cl-), algunos sulfatos divalentes (SO42-), fosfatos trivalentes (PO43-) y fosfatosmonohidrgeno divalentes negativos (HPO42-). Tambin como aniones es frecuente encontrar

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Figura 6. Algunos alimentos primarios yotros procesados.

1.2. Revisin de conceptos bsicos

1.2.1. Uniones intramoleculares y estructuras derivadas


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los derivados de cidos orgnicos monocarboxlicos y tambin estos cidos, en particular elactico (presente en una concentracin del 5% en el vinagre), el lctico (encontrado en losyogures), el ctrico (en limones, naranjas, pomelos) y el mlico en manzanas.

Se reconocen dos tipos de enlace covalente, el nopolar y el polar surgido como consecuencia de la dife-rente electronegatividad de los tomos que conformanla unin (capacidad de atraer electrones compartidosen el enlace). Algunos ejemplos de estructuras vincu-ladas con lo anterior que se presenten con frecuenciaen el mundo de los alimentos, como es el caso del di-xido de carbono, se muestran en la figura 8.

El estudio de las molculas se aborda en cursos pre-vios de qumica general aplicando la teora de repul-sin de electrones de valencia (TREPEV), se analizanen detalle sus estructuras planares (en un mismoplano todos sus tomos) y no planares (tomos no ubicados en un mismo plano), y se ex-plican comportamientos aparentemente anmalos surgidos de las estructuras tridimensio-nales que el anlisis en un plano, no permite comprender.

El agua (H2O), es una molcula formada por dostomos de hidrgeno y un tomo de oxgeno. Cadatomo de hidrgeno posee un electrn y el tomo deoxgeno presenta en su ltimo nivel de energa seis.

Esta particularidad del oxgeno lo hace sumamentevido de electrones para completar el octeto y as launin entre oxgeno e hidrgeno resultante es cova-lente pero no pura sino polar. Su estructura espacialasemeja a un tetraedro por lo cual sus interaccionesdentro de los alimentos deben concebirse como es-tructuras tridimensionales y no bidimensionales.

Teniendo en cuenta las propiedades de las unionesoxgeno hidrgeno y la espacialidad del tomo deoxgeno, una representacin o modelo de lo que serauna molcula de agua es la siguiente (Figura 9).

Yogurt Frutas Ctricas ManzanaAcido lctico Acido ctrico Acido mlico

Figura 7. Alimentos asociados a algunos cidos orgnicos.

CO2

O=C=O

Figura 8.Diferentes modelos para en dixido de carbono.

0,12 nm 0,33 nm

O

H

(+)

(+)

2 (-)

104,50,14 nm

Figura 9. Un modelo de la molcula de agua.

CO2

O = C = O

1.2.2. Uniones intermoleculares: agua y el puente de hidrgeno


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Esta situacin ocasiona que los tomos de hi-drgeno desarrollen una carga temporal positiva(+) y que, el tomo de oxgeno, desarrolle unacarga temporal doble negativa (2 -). Se generaas una diferenciacin de cargas neta, llamadomomento dipolar, que en este caso particular esmuy fuerte. La direccin del momento dipolar seobserva en la gura 10.

La propiedad de la molcula de agua, de pre-sentar una clara diferenciacin de cargas positivas(en torno a los tomos de hidrgeno) y negativa(sobre el tomo de oxgeno), le permite interac-tuar con molculas que presenten las mismas ca-ractersticas (diferenciacin de cargas elctricas opresencia de dipolos). La ms importante de estasuniones intermoleculares que condicionan el comportamiento de los alimentos es la llamadaunin puente de hidrgeno, posiblemente la de mayor relevancia en la estructura de los ali-mentos. No se trata de un enlace qumico propiamente, sino de una atraccin electrostticaque se produce cuando dos tomos negativos decompuestos polares (por ej. nitrgeno, oxgeno,cloro), se vinculan mediante uno de hidrgeno,que ya est unido, qumicamente, a alguno deellos. Esta atraccin es muy dbil (20kJ/mol 4,7kcal/mol), comparada con el enlace covalente(400kJ/mol 95 kcal/mol) y su vida media es de10 -11 segundos. Sin embargo, como todas las mo-lculas de agua tienen la capacidad de establecerloen un determinado momento, en conjunto repre-sentan una gran fuerza. Tanto el nmero de estasuniones como la longitud del puente de hidr-geno entre molculas vecinas se ven afectados porla temperatura del sistema.

Debido a sus cargas parciales, el agua tiene dos sitios receptores y dos donadores de elec-trones, por lo que su interaccin por puente de hidrgeno crea grandes estructuras tridi-mensionales estables en el hielo y en el agua lquida, responsables de sus propiedades fsicastan peculiares (densidad del slido menos que la del lquido, por ejemplo).

(-)

(-)

(+)

(+)H

H

Figura 10. Otro modelo de la molcula de agua.

Mlecula de agua

Puentes de hidrgeno

O

O

O

O

O

O

O

H

H

H

H

H

H

H

H

HH

HH

0,2

76

nm

0,177 nm

(1)

(2)

(3)

Figura 11. Modelo del enlace de hidrgeno.

Figura 12. Interacciones por puente de hidrgeno en el hielo.

Puentes de hidrgenoPuentes de hidrgeno, 2,76

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Las molculas de NH3 (amonaco), que no tienen igual nmero de donadores y re-ceptores (un donador, el N y tres aceptores, los H), slo forman estructuras bidimen-sionales y no tridimensionales.

Por otra parte, los puentes de hidrgeno no slose inducen en el agua, sino en cualquier sustanciaque tenga caractersticas polares, como las protenas(se vern luego en el captulo Las Protenas) y loshidratos de carbono (ver captulo Los Hidratos deCarbono), gracias a sus diversos grupos hidrfilos(afines con el agua).

Mediante este mecanismo, tambin, los polmeroso macromolculas presentes en los alimentos y, ascomo algunos compuestos de bajo peso molecular,retienen agua y le confieren a los alimentos propiedades reolgicas muy particulares (ver luegopropiedades funcionales de los polisacridos, por ejemplo de almidones, entre otros).

Las temperaturas bajas favorecen la formacin de puentes de hidrgeno, mientras quelas altas los destruyen. Se considera que en el hielo la mayora de las molculas formapuente de hidrgeno y que, en el vapor, ese porcentaje es muy bajo. La funcin biol-gica del hombre se realiza a los 37C, temperatura en la que se produce un 35-45% delos puentes de hidrgeno.

Otro tipo de uniones tambin presentes en los alimentos que les confieren propiedadesparticulares que se vern ms adelante son:

las uniones de van der Waals: un tipo de interaccin entre molculas que se genera por lapresencia en ellas de dipolos. Por ejemplo:

Figura 13. Interaccin del agua con distintosgrupos funcionales presentes en los alimentos.

Almidones en postres Almidones en salsas Almidones en sopas

Figura 14. Interaccin de almidones conagua en algunos alimentos.

Figura 15. Modelo de la interaccin entre molculas por dipolos.

+ + +

1.2.3. Otros tipos de interacciones intermoleculares


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Se pueden presentar diferentes interacciones tales como interacciones dipolo-dipolo que ocu-rren cuando molculas con dipolos permanentes interactan, los dipolos deben orientarse yson muy sensibles a la orientacin, distancia y temperatura; interacciones dipolo-dipolo in-ducido, que dependen de la polarizabili-dad de la molcula neutra. A estas fuerzasse las denominan fuerzas de London o dedispersin, y son importantes en mol-culas con una elevada proximidad y de-caen rpidamente con la distancia.

las uniones hidrofbicas: se producen por la atraccin que se origina entre residuos nopolares de molculas complejas cuando el alimento se halla en un medio acuoso. Es espe-cialmente importante en la estabilidad de las protenas, cuando de ellas forman parte ami-nocidos como por ej, fenilalanina, tirosina, triptofano.

las interacciones electrostticas: se presentan enlos alimentos cuando, una de las partes de las mo-lculas involucradas presenta una carga neta, porlo general negativa e interacta con otra parte dela misma molcula o de otra de signo contrario yas estabiliza su estructura. Ejemplo: estos tipos de interacciones presen-

tes en una protena (en detalle se ver el temaen el captulo Las Protenas).

En la Tabla 1 se muestran los valores de lasenergas asociadas a cada tipo de enlace des-cripto. Se advierte aqu que, si comparamos lasenergas de unin asociadas a los enlaces inter-moleculares, la correspondiente a la uninpuente de hidrgeno, es notablemente inferiora la energa de enlace intramolecular asociadaa una unin covalente promedio (aproximada-mente diez veces menor).

Recordar que el dipolo instantneo, es una me-dida dependiente del tiempo, por ello es capazde inducir una interaccin dipolo inducido-dipolo inducido.

O

NH2OH

OH

Tirosina

H OC

C

CC

C HC H

C HC H

O H

O H

O

OO

O

O

N

N

N

H

H

H

H

2

2

Figura 17. Ejemplo de interacciones moleculares.

CovalenteHidrgenoHidrofbicasElectroestticasVan del Waals

Tipo de unin Energa asociada(kjoule/mol)

330 - 3808 - 404 - 1242 - 841 - 9

Tabla 1. Energa asociada a los distintos tiposde unin qumica.

Figura 16. Estructura molecular algunos aminocidos.

O

NH2

OH

O

NH2NH

OH

Tirosina Triptofano Fenilalanina


Debido a la formacin de estructuras tridimen-sionales mediante puentes de hidrgeno, el aguamuestra propiedades muy particulares, como elhecho de que su punto de ebullicin sea de 100Ca una presin externa de 1 atmsfera.Por otra parte, su elevado calor latente de vapo-

rizacin (energa necesaria para transformar unkilogramo de agua en vapor) a 100C, es suma-mente elevada (2,260 kJ/g).Este alto valor indicaque se necesita mucha energa para quitar el aguade los alimentos como ocurre en los procesos dedeshidratacin, o que la vaporizacin de pequeascantidades de ella es suficiente para sustraermucho calor (sensacin de fro que sentimoscuando tenemos el cuerpo mojado). El proceso inverso al de la evaporacin es la

condensacin, proceso exotrmico que libera unacantidad de calor elevada. Esta propiedad se uti-liza, por ejemplo en las usinas lcteas.

El calor especfico del agua (cantidad de energa necesaria para aumentar en ungrado Celsius la temperatura de un gramo de sustancia) es especialmente elevado:(4,186 kJ/kg). Esto ocurre porque para lograr aumentar ese grado de temperatura,parte de la energa debe usarse para romper los puentes de hidrgeno presentes. Si secomparan las temperaturas que alcanzan el agua y un aceite calentados de la mismamanera durante el mismo tiempo se advierte que este ltimo alcanza mayor tempe-ratura que el agua. Una aplicacin de la misma propiedad del agua es la que permitesoportar bajas temperaturas y regular la temperatura del cuerpo humano, pues, pro-voca que el agua absorba el calor cuando hay cambios bruscos externos, sin afectar latemperatura interna; en forma semejante, tambin, hace que los mares y los ocanosacten como reguladores trmicos de nuestro planeta.

La presencia en el agua de un elevado momento dipolar (como ya hemos visto) seaplica para calentar alimentos en el microondas pues al producir oscilacin y friccinpermanente en las molculas, se induce un aumento de la temperatura3.En cuanto a la posibilidad de que el agua forme iones, se sabe que esta ionizacin esmnima en el agua pura, pero, influye en la formacin de H3O+ cuando se adicionancidos, lo que provoca una disminucin del pH del medio.

Se llaman propiedades coligativas a aquellas propiedades de una solucin que dependennicamente de la cantidad de partculas de soluto disueltas en el agua por cada kilogramode solvente que se emplea. No dependen de la naturaleza ni del tipo de soluto disuelto.

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Figura 18. Ebullicin a presin atmosfrica.

Figura 19. Condensacin del agua vapor enla tapa fra de la olla.

3. Ms informacin: http://www.inta.es/descubreAprende/Hechos/Hechos09.htm

1.3. Propiedades fisicoqumicas del agua

1.3.1. Propiedades coligativas


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Entre ellas encontramos: la presin de vapor, el descenso crioscpico, el ascenso ebu-lloscpico y la presin osmtica.

La presin de vapor es la presin, para unatemperatura dada, en la que la fase lquida y elvapor se encuentran en equilibrio dinmico, esdecir el nmero de molculas que pasan de lafase lquida a la gaseosa en un recipiente ce-rrado, es el mismo nmero que pasa del estadogaseoso al lquido. Su valor es independientede las cantidades de lquido y vapor presentesmientras existan ambas.

La presin de vapor saturado depende de: la naturaleza del lquido, la temperatura, la concentracin de soluto en el lquido.

El descenso crioscpico es la disminucin de la temperatura de congelacin del agua (0Ca presin atmosfrica normal), por la presencia de sales disueltas o electrolitos, que compro-metan las molculas de agua por uniones puente de hidrgeno. (Por ejemplo el mayor en-friamiento que experimentan las bebidas cuando se agrega sal comn de cocina en elrecipiente con hielo en el que se las coloca; tambin el hielo con sal usado en algunas ma-quinitas fabricadoras de helados).

Figura 20. Efecto de la presencia de solutosen la presin de vapor de un lquido.

Bebida enfriada usando hielo con agregado de sal Antigua mquina para fabricar heladosFigura 21. El descenso crioscpico y los alimentos.


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Actividad experimental N1: Descenso crioscpico

Materiales: sal de mesa (NaCl) 2 vasos cubos de hielo termmetro que alcance -10C

Desarrollo1. Disolver en un vaso 20 gramos de sal de mesa en aproximadamente 100 ml de agua.2. Colocar dentro del vaso 4 5 cubos de hielo, revolver el sistema hasta que se alcance el equilibrio (aproximadamente 2 o 3 minutos) y medir la temperatura de la solucin (T1).

3. Repetir el procedimiento pero utlizando agua en lugar de solucin de sal (T0).

Anlisis de los resultadosa. Comparar T0 y T1 y establecer a qu se debe esta variacin de la temperatura

El ascenso ebulloscpico, es el valor del aumento de la temperatura de ebullicin normaldel agua por efecto de solutos disueltos (por ej. la temperatura a la que comienza a ebullirun almbar, superior a los 100C, a presin atmosfrica).

Actividad experimental N2: Ascenso ebulloscpico

Materiales: azcar mesa (sacarosa) 3 ollas cocina o equipo de calentamiento (mechero, triopode y tela metlica) termmetro que alcance 180C.

Desarrollo1. Disolver 150 gramos de azcar de mesa en aproximadamente 50 ml de agua.2. Calentar el sistema hasta que comience a ebullir.3. Medir la temperatura de la solucin (T1).4. Repetir el procedimiento pero con una solucin preparada con 75 gramos de az-car en 50 ml de agua (T2).

5. Repetir el procedimiento pero solamente con agua (T0).

Anlisis de los resultadosa. Comparar T1 y T2 con T0b. Establecer cmo influye la concentracin de azcar en la variacin de la tempera-tura de ebullicin y justificar lo observado.


La presin osmticahace referencia a lafuerza impulsora que segenera a travs de unamembrana permeable(por ej. la de una c-lula, cuando la concen-tracin de sales aambos lados es dife-rente). En este casoaparece una fuerza porunidad de superficie(presin osmtica) demodo tal que pro-mueve el pasaje a travsde la membrana de salen un sentido y aguaen el otro tratando deigualar las concentra-ciones a ambos lados.

El estudio de las caractersticas de la molcula de agua y sus propiedades fsicas sonmuy relevantes para el qumico en alimentos, dado el elevado contenido de agua de los

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Almbar listo para usarMedicin de la temperatura de ebullicinen la elaboracin de un almbar

Figura 22. El ascenso ebulloscpico en un almbar.

Deshidratacin osmtica de frutasEl fenmeno de smosis se aplica, entre otros pro-cesos, para lograr la deshidratacin de frutas, es-pecialmente aqullas que contienen elevada

cantidad de agua como es el caso del meln, sanda, kiwi y frutillas.El proceso emplea como membrana semipermeable la misma estructura

celular de las frutas que contienen en su interior diferentes slidos disueltosen agua (el jugo de cada una de las frutas), en una concentracin queronda el 10%. Cuando a esta fruta (en trozos y pelada) se la sumerge enuna solucin muy concentrada de azcar (aproximadamente del 70 %),se genera una presin osmtica debido a la diferencia de concentracinde slidos solubles a ambos lados de la membrana semipermeable. Estoevolucionar de modo tal de tratar de igualar las concentraciones y aslas molculas de agua de pequeo tamao atravesarn dicha membranaabandonando la pulpa de las fruta. Esto hace aumentar la concentracinde los slidos dentro de la fruta. Como las molculas de azcar son degran tamao para la porosidad de la membrana, no pasar azcar haciadentro de la fruta. De este modo, el equilibrio de concentraciones de s-lidos, ocurre solamente, debido al pasaje de agua de las frutas al jarabe osolucin de azcar con lo cual se deshidrata la fruta. Los jugos en el in-terior de las clulas de la fruta contienen cidos, pigmentos, azcares, mi-nerales, vitaminas, etc, que se ven as concentrados luego del proceso desmosis. La presin osmtica es mayor cuanto mayor sea la diferencia deconcentraciones entre el jarabe de azcar y el interior de los trozos de lafruta. El efecto de esta diferencia se ve reflejado en la rapidez con que esextrada el agua de la fruta hacia el jarabe.

Este proceso no es muy complicado y permite aumentar la vidatil de las frutas al disminuir su actividad acuosa.

1.4. El agua en los alimentos1.4.1. La distribucin del agua en los alimentos


mismos. A modo de ejemplo se indican algunos valores:

Cuanto mayor es el contenido deagua de un alimento, mayor es su vul-nerabilidad. Es decir mayores son loscuidados que se deben tener para poderconsumirlos sin que afecten la salud.Por lo general estos alimentos, conoci-dos como de alto riesgo deben sermanipulados respetando una cadena defro (desde su obtencin hasta su con-sumo no pueden estar fuera de los lmi-tes de temperaturas seguras (4 C encaso de refrigerado y -18 C en caso decongelados). En situacin diferente sehallan los alimentos de bajo riesgo,como es el caso de galletitas, fideossecos, etc., los que s pueden conser-varse a temperatura ambiente en condi-ciones adecuadas de higiene.

El elevado contenido de agua de los ali-mentos de alto riesgo (leches, carnes, ver-duras, etc.) permite que en ella puedandisolverse los compuestos necesarios parael desarrollo de todo tipo de microorga-nismos, los que, por su sola presencia opor la posibilidad de producir toxinas,pueden causar enfermedades alimentariastales como botulismo.

Una de las maneras de lograr mayor seguridad en los alimentos es reduciendo la cantidadde agua que est disponible. Esto conduce a tener que diferenciar entre contenido de agua deun alimento y actividad de agua. Por contenido de agua se entiende cunta agua tiene presenteel alimento sin importar de qu manera se halla realmente presente en l. Actividad de aguaes la cantidad de agua libre, es decir que no est comprometida, formando por ejemplo,puentes de hidrgeno con partes de la estructura del alimento o solvatando iones como en elcaso de la sal (cloruro de sodio) o azcar (como la sacarosa) o cidos (como el actico en elvinagre). En estos ltimos casos, si bien es cierto que el agua est presente en el alimento,est siendo requerida por iones y partes polares de algunas molculas. Esto hace que dismi-nuya su disponibilidad para disolver sustancias tiles para el desarrollo de microorganismos.El agua no se encuentra libre sino ligada.

Otra posibilidad para regular la cantidad de agua de un alimento es deshidratarlo, quitndoleel agua por calor como por medio del secado (tomates, ciruelas negras, orejones), la evaporacin

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Un ejemplo es:

LecheMerluzaPanMantecaGalletitas

Alimento Contenido de agua (%)

877635155

Tabla 2. Contenido de agua de algunos alimentos.

Figura 23. El germmetro.

1.4.2. Actividad de agua


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(leche condensada, leche evaporada), agregando sal (jamones, bacalao), agregando vinagre(pickles) etc. Tambin una combinacin de congelamiento y evaporacin sin pasar por elestado lquido (liofilizacin) puede ser una alternativa aunque por el momento resultan muycostosos (algunos cafs instantneos).

Si el contenido de agua de alimentos con alta cantidad de agua libre no se puede reducirpor alguno de los mtodos vistos antes, se emplea el calor con lo cual se logra la destruccinde bacterias patgenas (por ejemplo pasteurizacin de leche) o de todas las bacterias ( porejemplo esterilizacin leche UAT). En el caso de los productos pasteurizados deben conser-varse de igual modo preservando la cadena de fro.

El qumico de alimentos puede medir la actividad de agua. Una manera de realizarloes mediante la medicin de la presin de vapor del agua en el alimento. Cuanto msunida se halle el agua a componentes del alimento, ms dificultoso le va a resultarpoder pasar al estado vapor.

Tcnicamente se define la actividad de agua (aw), como el cociente entre la presin devapor del agua en un alimento dado (Pw) y la presin de vapor del agua pura a la mismatemperatura (P w):

Este valor oscilar entre cero (alimento sin agualibre) y uno (agua pura). Cuanto ms cercano acero sea el valor de la actividad de agua de un ali-mento, ms seguro ser ste y cuanto ms cercanoa uno, ms vulnerable.

En la Tabla 3 se presenta un conjunto de ali-mentos y sus valores de actividad de agua.

De acuerdo con estos valores, vemosque las galletitas tienen una actividadacuosa que se halla alrededor de 0,35mientras que para las verduras ese valor esde 0,97. Se conoce bien que las galletitaspueden conservarse mucho tiempo en unrecipiente en la cocina o en paquetes atemperatura ambiente (son alimentos noperecederos) mientras que las verdurasson muy delicadas y deben conservarse atemperaturas bajas y an as su vida tiles muy corta (son alimentos perecederos).

Por otra parte si a una verdura se latransforma en encurtido (Pickle), el vi-nagre agregado reduce su actividadacuosa y hace que se lo pueda consumirdurante ms tiempo, sin que se eche aperder. Claro est que, no es lo mismo,

VerdurasHuevosPanMermeladaFrutas secasGalletitas

Alimento Actividad de agua (aw)

0,970,970,940,860,730,35

Tabla 3. Actividad de agua en algunos alimentos.

Verduras (acelga)Actividad de agua alta

GalletitasActividad de agua baja

Figura 24. Alimentos con distinta actividad de agua.

Zanahorias crudasActividad de agua alta

Zanahorias encurtidasActividad de agua baja

Figura 25. Modificacin de la actividad de agua en alimentos.

P waw = Pw

O

O


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un trozo de zanahoria en ensalada que un trozo de zanahoria como pickle.

El proceso de congelamiento y la manera en que se lo conduce condicionan los procesosde conservacin de los alimentos, as como tambin la retencin o no de los caracteres or-ganolpticos y funcionales al descongelarlos. La velocidad de congelamiento determina la for-macin y localizacin de los cristales de hielo. Por ejemplo en el caso de las carnes, cuandose hace rpidamente, se producen muchos cristales pequeos tipo aguja a lo largo de lasfibras musculares. Por el contrario si se disminuye la temperatura en forma lenta, se induceun menor nmero de cristales pero de mayor tamao, de tal manera que cada clula contieneuna masa central de hielo. El congelamiento lento es ms daino que el rpido ya que afectamayormente la membrana celular y adems genera cristales intermoleculares que tiene la ca-pacidad de unir las clulas e integrar grandes agregados. (Recordar los consejos para congelarcuando se utiliza el freezer).

Muchas veces el agua asociada a determinados alimentos, como es el caso de una salsablanca, sufre cambios que generan procesos irreversibles en los alimentos y la incapacidadde recuperar sus propiedades organolpticas iniciales. Cualquiera que ha tratado de colocaren el freezer un resto de salsa blanca sabe que, al retirarla, se encuentra con un producto im-posible de retomar sus caractersticas iniciales. Sin embargo, una visita por las gndolas delos supermercados, muestra productos congelados que s tienen salsa blanca. Estos productosestn elaborados con lo que los qumicos en alimentos han desarrollado para evitar el pro-blema mencionado: los llamados almidones modificados (ver captulo Los Hidratos deCarbono). Usando estos productos, s, la salsa blanca puede ser congelada y luego descon-gelada permitiendo mantener la estructura y caractersticas del producto recin elaborado.

Actividad experimental N3: Formacin de hielo en salsa blanca

Materiales: 2 cucharadas de harina o almidn de maz. 50 g de manteca 1 taza de leche olla cocina o equipo de calentamiento.Desarrollo1. Derretir la manteca con la sal en una olla chica, cuando se haya fundido la manteca

completamente agregar (fuera del fuego) la leche y la harina o el almidn de maz.2. Revolver bien y colocar nuevamente sobre el fuego. 3. Cocinar 3 4 minutos hasta que aumente la viscosidad.4. Dejar enfriar y observar la consistencia.5. Almacenar en el freezer durante 24 hs.6. Descongelar a temperatura ambiente y observar los cambios producidos.

Anlisis de los resultadosa. Comparar el producto obtenido con la salsa blanca preparada en el laboratorio con

los productos que se venden congelados con salsa blanca como ingrediente, tales comocanelones o tartas. Explicar a qu se deben las diferencias observadas.

1.4.3. El agua y el congelamiento de los alimentos


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Son mezclas homogneas (formadas por una sola fase) con composiciones variables. Re-sultan de la mezcla de dos o ms sustancias puras diferentes cuya unin no produce unareaccin qumica sino solamente un cambio fsico. Una sustancia (soluto) se disuelve enotra (solvente) formando una sola fase. Los componentes pueden separarse utilizando pro-cedimientos fsicos.Si el solvente es el agua, se habla de soluciones acuosas.

Por solubilidad se entiende la cantidad mxima de soluto que puede ser disuelta por un de-terminado solvente. Vara con la presin y con la temperatura. Es un dato cuantitativo. Una solucin saturada es la que contiene la mxima cantidad de soluto que el solvente

puede disolver a esa presin y esa temperatura y una no saturada es la que contiene una can-tidad de soluto menor que la que el solvente puede disolver a esa presin y esa temperatura.Como caracterstica general primaria de las soluciones se puede decir que "lo similar disuelvea lo similar" Es por esto que las sustancias inicas son solubles en solventes polares (por ej.sal en agua) y las no polares en solventes no polares (aceite en hexano, ver en captulo LosLpidos obtencin de aceites de semillas). Entre los factores que afectan la solubilidad deun soluto en un determinado solvente se encuentran: a) el tamao de las partculas del soluto;b) la naturaleza fsica del soluto; c) la naturaleza fsica del solvente; d) la temperatura; y e)el grado de agitacin del soluto y del solvente.La concentracin de las soluciones (cantidad de soluto disuelto en una determinada can-

tidad de solucin), puede expresarse de diferentes maneras: a. porcentaje en masa (m/m) (cantidad de gramos de soluto disuelto en 100 gramos

de solucin); b. porcentaje en volumen (V/V) (volumen en mililitros de soluto disuelto en 100 milili-

tros de solucin); c. porcentaje masa en volumen (m/V) (cantidad de gramos de soluto disuelto en 100 mi-lilitros de solucin) y,

d. partes por milln (ppm) (cantidad de miligramos de soluto disuelto en 1 litro ( 1 kg) de solucin).

Problema : Concentraciones en refrescos de consumo frecuente

A partir de la informacin nutricional encontrada en un rtulo de una bebida concentrada sinalcohol calcular: a. la concentracin expresada en %m/v de cada nutriente en la bebida concentrada,b. la concentracin de cada nutriente expresada en %m/v en la bebida lista para consumir, si

Salsa blanca Canelones TartaFigura 26. Alimentos con salsa blanca.

1.4.4. Soluciones acuosas


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se la prepara segn las indicaciones del envase (Suponer volumenes aditivos entre la bebidaconcentrada y el agua),

c. decir qu datos seran necesarios conocer para poder expresar la concentracin de la bebida concentrada y la diluida (lista para consumir) en %m/m?

Forma de preparacin:mezclar una parte de la bebida concentrada con tres partes de agua.

Las dispersiones son un tipo de mezclas heterogneas en las cuales una de las fases (fasedispersa) est finamente dividida y distribuida en la otra (fase continua o dispersante).Si las partculas dispersas son muy pequeas y no pueden ser separadas por filtracin, la dis-persin se llama coloidal mientras que si las partculas son de mayor tamao y s pueden se-pararse por filtracin o decantacin, la dispersin es grosera.

Las dispersiones coloidales se caracterizan por ser opacas y parecer homogneas a simplevista. Esto se debe a que las partculas son tan pequeas que no se pueden ver, pero dispersanla luz provocando turbidez. Este fenmeno se conoce como efecto Tyndall.

Con el tiempo, las dispersiones groseras tienden a separarse por efecto de la gravedad: laspartculas dispersas sedimentan si tienen mayor densidad que la fase continua o flotan si tie-nen menor densidad. Cuanto menor es el tamao de las partculas dispersas, mayor es eltiempo que tardan en separarse. Es por ello que las dispersiones coloidales, que tienen par-tculas muy pequeas, son muy estables en el tiempo.

Dentro de las dispersiones se pueden distinguir las suspensiones, las emulsiones y lasespumas.

Valor energticoProtenas

Hidratos de CarbonoSacarina

CiclamatoSodio

Informacin nutricional de la bebida concentrada

56 k cal0 g

7,2 g100 mg672 mg

11,18 mg

Cada 200 ml

Figura 27. Bebidas sin alcohol.

Polvo para preparar refrescos Refresco listo para consumir

1.4.5. Dispersiones


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Suspensiones: la fase dispersa es slida y la fase continua es lquida. Un ejemplo de sus-pensin coloidal son las casenas (protenas ms abundantes de la leche) que estn dispersasen el suero y son las responsables de que la leche sea blanca y opaca. La leche chocolatada,tambin, es una suspensin en la cual el cacao est disperso en la leche. Como el cacao tieneun tamao mucho mayor que las casenas, esta dispersin es grosera y con el tiempo sedi-menta. Para evitar estos problemas que hacen a la aceptabilidad de los alimentos por losconsumidores, el tecnlogo alimentario, en conjunto con el resto de los profesionales quese vinculan con la industria alimentaria, desarrolla sustancias qumicas y procesos que im-piden, en este caso, la sedimentacin del cacao y permiten la buena estabilidad de la lechechocolatada en el tiempo. Muchas veces este factor se toma como sinnimo de calidad delproducto y puede justificar la diferencia de precio con productos similares. Es sencillo com-probar lo que se ha dicho. Basta slo con comparar la leche chocolatada que se obtiene agre-gando dos cucharadas de cacao en polvo comercial a un vaso de leche, con el contenido deuna cajita de la leche chocolatada lista para consumir.

Emulsiones: en este tipo de dispersiones, una de las fases es un aceite o una grasa y la otrafase es acuosa. Hay dos tipos de emulsiones:1. emulsiones aceite en agua: la fase dispersa (gotitas) es aceite y la fase continua es acuosa,

como la mayonesa y la crema de leche,2. emulsiones agua en aceite: la fase dispersa es acuosa y la fase continua es una grasa,

como la manteca y la margarina.

Suspensinleche chocolatada

Emulsinsalsa mayonesa

Espumamerengue

Figura 28. Algunas dispersiones alimentarias.

Mayonesa Postre con crema de leche MantecaFigura 29. Emulsiones alimentarias.


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Actividad experimental N4: Emulsiones

Materiales: mayonesa crema de leche manteca margarina porta y cubreobjetos microscopio (100X 400X)

Desarrollo1. Colocar una pequea cantidad de cada producto (una gota o un trocito muy pequeo) sobre

portaobjetos. 2. Luego agregar un cubreobjeto encima de cada gota o trocito.3. Observar al microscopio con aumento de 100X y 400X.4. Dibujar todas las observaciones y, si es factible realizarlo, registrar utilizando cmara

fotogrfica. 5. Describir cada uno de los sitemas observados en detalle.

Anlisis de los resultados a. Establecer en cada caso si se trata de productos homogneos o heterogneos.

Justificar la respuesta.b. Con la ayuda del listado de los ingredientes que figuran en el rtulo, identificar, en cada

caso, la fase continua y la fase dispersa (gotas).

Espumas: las espumas son dispersiones en las cuales la fase dispersa son burbujas de gas ode aire y la fase continua puede ser lquida (merengue) o slida (bizcochuelo).

Actividad experimental N5: Espumas slidas

Materiales 2 cajas de polvo para preparar bizcochuelo leche y huevos (segn indicaciones del envase) utensilios necesarios para preparar los bizcochuelos horno

Desarrollo1. Preparar un bizcohuelo segn las indicaciones del envase y hornear.2. Preparar el segundo bizcochuelo, mezclando los ingredientes, pero sin batir con batidora

elctrica (evitando la incorporacin de aire) y hornear.3. Una vez frios, ambos productos, cortar una porcin de forma cbica (aprox de 3 cm de lado)

de cada uno.4. Comparar el alveolado (burbujas) de ambos.5. Pesar ambos cubos.6. Calcular el volumen que ocupa cada uno (volumen de un cubo = lado x lado x lado).


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7. Calcular la densidad de cada bizcochuelo: densidad = masa/volumen.

Nota: el trabajo prctico se puede realizar con menor cantidad de polvo para preparar bizco-chuelo, por ejemplo, una cuarta parte de la receta, utilizando recipientes ms pequeos.

Anlisis de los resultados a. Establecer cul es la relacin que existe entre la cantidad de aire que incorpora el producto

y la densidad del mismo.b. Determinar en qu manera afecta la incorporacin de aire la textura de un bizcochuelo y la

aceptabilidad del mismo por los consumidores.

PARA ANALIZAR1. Comprar distintos tipos de panes (pan lactal, pan tipo baguette, flautita, etc) y observar

el alveolado de cada rebanada de ellos. Establecer, luego, cmo influye la cantidad y dis-tribucin de los alvolos en la textura de los distintos panes.

2. Comparar el volumen que ocupa 1 kgde helado artesanal y 1 kg de heladoindustrial. Deducir, luego, cul deellos posee en su formulacin mayorcantidad de aire. Analizar cules pue-den ser las causas por las cuales el he-lado artesanal se vende por peso (kg)y el helado industrial se vende porvolumen (litro).

Figura 30. Bizcochuelos (espumas slidas) con diferente alveolado.

Pan de molde Pan francs Pan de hamburguesa Pan pebeteFigura 31. Panes (espumas slidas) con diferente alveolado.

Helado artesanal Helado industrialFigura 32. Helados (espumas slidas) con distintacantidad de aire incorporado.


Geles: Los geles son estructuras en las cuales la fase lquida esta atrapada en una redtridimensional. La fase slida que retiene al lquido puede ser un polisacrido (almidn,pectina, goma carragen) o una protena (gelatina).

Como ejemplo de geles se encuentran distintos postres preparados a partir de polvos quese disuelven en agua o leche, como por ejemplo:

a. la gelatina, que se disuelve en agua caliente y posteriormente se enfra en la heladera,b. los postres de almidn o maicena, los cuales se disuelven en leche, se cocinan unos

minutos y luego se enfran,c. los postres tipo flan, que contienen gomas alimenticias como el carragen (ver captulo

Los Hidratos de Carbono) y se preparan de igual forma que los postres de almidn.

Actividad experimental N6: Formacin de geles

Materiales: polvo para preparar postre de gelatina polvo para preparar postre de almidn o maicena polvo para preparar postre tipo flan leche o agua (segn corresponda) utensilios de cocina para preparar los postres

Desarrollo

Primera parte1. Preparar aproximadamente 200 ml de:

a. postre de gelatina, b. postres de almidn o maicena, c. postre tipo flan, segn las indicaciones de cada producto.

2. Transferir a envases adecuado y almacenar en la heladera durante 24 hs.3. Retirar de la heladera y observar los geles formados, comparando:

a. consistencia, b. capacidad de mantener la forma una vez cortado,c. palatabilidad (sensacin al paladar).

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Figura 33. Geles alimentarios. Gelatina Postre de almidn Flan


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Segunda parte

4. Colocar una muestras de cada postre en un recipiente adecuado y calentar en bao de agua a 100C durante 30 minutos.

5. Volver a colocar la muestra en la heladera durante 24 hs.6. Retirar de la heladera y observar los productos que se obtienen comparando nuevamente:

a. consistencia, b. capacidad de mantener la forma una vez cortado,c. palatabilidad (sensacin al paladar).

Anlisis de los resultados De acuerdo con lo observado, estimar cul o cules de los productos obtenidos, luego del se-gundo calentamiento, podra ofrecerse al consumidor y cul o cules no. Justificar su respuesta.


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Los hidratos de carbono o carbohidratos son molculas orgnicas formadas por carbono,hidrgeno y oxgeno. Segn su estructura, se los pueden clasificar en monosacridos, disac-ridos, oligosacridos y polisacridos.

Los monosacrdios son los carbohidratos ms simples: poseen entre 3 y 6 tomos decarbono. Cuando se unen dos de ellos se forma un disacrdido, que al igual que los mo-nosacridos, poseen sabor dulce, son solubles en agua y son los responsables, al estarjunto con las protenas, del color y el aroma que adquieren muchos alimentos durantesu coccin o procesamiento, por ejemplo, el color de la corteza del pan, del dulce deleche y de la carne cocida.

Los oligasacridos son otro tipo de hidratos de carbono, constitudos entre 3 y 10 unidadesde monosacridos. Cuando la cantidad de unidades es mayor a 10 (muchas veces entre cien-tos y miles), el polmero que se forma se llama polisacrido. Estos carbohidratos no sondulces ni solubles en agua, pero se utilizan ampliamente en la industria alimenticia comoagentes espesantes o gelificantes, por ejemplo en yogures, postres lcteos, polvos para prepararflanes y mousses, jaleas y mermeladas, entre otros.

Los hidratos de carbono reciben este nombre debido a que su frmula molecular se puedeexpresar en forma general como Cx(H2O)y. En el caso de los monosacridos, por cada tomode carbono est asociada una molcula de agua. Por ejemplo, C6(H2O)6 representan a todoslos monosacridos que poseen 6 carbonos, como por ejemplo la glucosa, la fructosa y la ga-lactosa. Para el resto de los carbohidratos, la relacin no es uno a uno, ya que por cada uninque se forma entre dos monosacridos, se libera una molcula de agua. Por ejemplo la frmulamolecular de la maltosa, que se forma a partir de dos molculas de glucosa, es C12(H2O)11.En el caso de los polisacridos es ms difcil expresar la forma molecular, pero se podria re-presentar como Cn(H2O)n-x, donde x es la cantidad de enlaces que posee dicho polisacrido.

Los monosacridos son los hidratos de carbono ms simples. Se clasifican segn la cantidadde tomos de carbono en triosas (3 tomos de carbono), tetrosa (4 tomos de carbono), pen-tosa (5 tomos de carbono) y hexosa (6 tomos de carbono). A su vez, se pueden clasificarsegn el grupo funcional que poseen en aldosas (si tienen un grupo aldehdo) y cetosas (sitienen un grupo cetona).

De todos estos carbohidratos las hexosas son las ms abundantes en los alimentos y enparticular lo son la glucosa y la fructosa. Estos dos azcares son ismeros de funcin ya quela glucosa es una aldosa y la fructosa es una cetosa (Figura 1). Esta pequea diferencia qu-mica les otorgan diferentes propiedades particulares, por ejemplo, la fructosa es ms dulcey absorbe agua con ms facilidad que la glucosa.

2. LOS HIDRATOS DE CARBONO

2.1. Introduccin

2.2. Mono y disacridos2.2.1. Estructura qumica de monosacridos


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La figura 1 muestra las representaciones de Fis-cher de la glucosa y la fructosa. En este tipo de re-presentacin, los carbonos forman una cadenalineal abierta y se numeran a partir del carbonoaldehdico o del carbono terminal ms proximoal grupo cetona, segn sea una aldosa o una ce-tosa, respectivamente. Como estos grupos carbo-nilo (aldehdo o cetona) tienen una altareactividad y pueden formar con los oxhidrilos dela misma molcula una unin intramolecular, losazucares pueden formar anillos de 5 6 tomos,que reciben el nombre de furanos o piranos, res-pectivamente. Estas estructuras cclicas se repre-sentan mediante las proyecciones de Haworth. Ensolucin acuosa, la estructura lineal y la cclica estn en equilibrio. La figura 2 ejemplifica elproceso de formacin de una molcula de glucopiranosa.

Cuando se forma el anillo, el grupo aldehdo o cetona se transforma en un grupo alcohol,que puede ubicarse arriba o abajo del anillo dando lugar a dos ismeros. Cuando se colocaabajo el ismero se llama a y cuando se coloca arriba, b (Figura 3). Esta pequea diferenciaestructural va a dar lugar a diferencias muy importantes en el comportamiento de los hidratosde carbono en los alimentos. Por ejemplo, el almidn est formado por unidades de a-glu-cosa y la celulosa por unidades de b-glucosa. (Ver ms adelante en este captulo).

Las uniones entre distintos monosacridos para dar lugar a los di- oligo- o polisacrido sellaman enlaces glucosdicos. Como se ver ms adelante, los enlaces ms comunes son:a. Uniones 12 (se produce entre el carbono 1 de un monosacrido y el carbono 4 del otro)b. Uniones 14 (se produce entre el carbono 1 de un monosacrido y el carbono 4 del otro)c. Uniones 16 (se produce entre el carbono 1 de un monosacrido y el carbono 6 del otro)

CHHOH

H

OHOH

H OH

H

CH2OH

OCHH

HH

OHOH

H OH

O

CH2OH

OH O

HH

H

OHOH

H OH

CH2OH

H, OH

CH

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C

CH2OH

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CH

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C

C

C

CH2OH

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H OH

H OH

Glucosa

C

C

C

CH2OH

OH H

H OH

H OH

C O

CH2OH

FructosaFigura 1. Estructuras de Fischer de lasmolculas de glucosa y fructosa.

Figura 2. Obtencin de glucopiranosa.

O

HH

H

OHOH

H OH

H

OH

O

HH

HH

OHOH

H OH

OH

OH

OH

Figura 3. Ismeros a y b dela molcula de glucosaa - D - Glucosa b - D - Glucosa


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El tipo de enlace con que se unen los monosacridos es tambin un factor que determinael comportamiento de los carbohidratos.

Los disacridos estn formados por dos unidades de monosacridos. Los ms abundantesen los alimentos son la sacarosa, la lactosa y la maltosa.

SacarosaLa sacarosa o azcar comn, es el disa-

crido ms abundante. Se obtiene a par-tir de la caa de azcar y de la remolachaazucarera. Est formada por una mol-cula de glucosa y una de fructosa, unidaspor enlace - (1,2), entre el carbono 1de la - glucosa y el carbono 2 de la fruc-tosa (Figura 4).

MaltosaLa maltosa es el componente princi-

pal del jarabe de malta. Se obtiene apartir de la cebada y es la materiaprima bsica en la elaboracin de cer-veza. Est formada por dos molculasde glucosa unidas por enlace - (1,4).Este enlace se produce entre el car-bono 1 de la - glucosa y el carbono4 de otra glucosa (Figura 5).

LactosaLa lactosa es el azcar de la leche. Est

formada por una molcula de galactosay una molcula de glucosa unidas me-diante enlace - (1,4), entre el carbono1 de la - galactosa y el carbono 4 de laglucosa (Figura 6).

Los monos y disacridos, tambin conocidos como azcares, son un componente funda-mental de los alimentos. Entre sus propiedades ms importantes se pueden destacar su sabordulce, su gran afinidad por absorber y retener agua y su solubilidad. Tienen tambin la ca-

CH2OH

CH2OH

CH2OH

O

O

O

HH

H

H

H

OH

H OHOH

H

OH

OH

H

Figura 4. Sacarosa o azcar comn de mesa.

Figura 5. Maltosa presente en el jarabe de malta.

Figura 6. Lactosa o azcar de la leche.

2.2.3. Propiedades funcionales de mono y disacridos

O

HH

OH

HOH

H OH

CH2OH CH2OH

O

HH

HH

O OH

H OH

-D-Glucosa -D-Glucosa

H

OH

O

HH

H

OHOH

H OH

CH2OH CH2OH

O

HH

HHH

OOH

H OH

-D-Glucosa -D-Glucosa

OH

2.2.2. Estructura qumica de disacridos


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pacidad de cristalizar o formar estructuras amorfas que influyen en la textura de los alimentos.Adems intervienen en reacciones que generan colores y sabores durante la coccin. A con-tinuacin se estudiarn estas propiedades y su importancia en los alimentos.

Sabor dulceLos azcares tienen la capacidad de aportar sabor dulce. El dulzor es una propiedad sub-

jetiva que hasta el momento ningn instrumento excepto las papilas gustativas ha sido capazde medir. Expertos en el tema, a travs del uso de los sentidos como instrumentos de medi-cin previamente calibrados o entrenados, llevan a cabo tales mediciones aplicando la lla-mada evaluacin sensorial.

Los cinco sabores bsicos (dulce, salado, cido, amargo y umami) son detectados por lossensores protenicos especficos ubicados en la lengua, y la sensacin es transmitida luego anuestro cerebro donde se la reconoce como tal.

Cada azcar tiene una intensidad de dulzor diferente que se puede cuantificar por compa-racin con el sabor dulce de la sacarosa que se le asigna de forma arbitraria el valor de 100.

Los azcares no son las nicas sustancias que pueden aportar sabor dulce en los alimentos.Los polialcoholes son tambin muy utilizados para cumplir con esta funcin. Estas sustanciasson de la familia de los hidratos de carbono y se obtienen cuando el grupo aldehido o cetonase reduce a un grupo alcohol. Algunos de los ms importantes son el sorbitol y el xilitol (Fi-gura 8), que se obtienen por reduccin de la glucosa, la xilosa y la sacarosa, respectivamente.

Dulce (miel) Salado (sal) cido (limn)

Amargo (caf) Umami (papas fritas industriales)Figura 7. Los cinco sabores bsicos


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En la Tabla 1 se comparan el sabor dulce de algunos azcares y polialcoholes.

Afinidad por el agua Todos los hidratos de carbono tie-

nen cierta afinidad por el agua, ya quelos grupos alcohol (-OH) interaccio-nan con esta molcula. Sin embargodependiendo de la estructura tridi-mensional del azcar (la forma quetiene en el espacio) esta interaccinpuede ser grande o pequea. Porejemplo, la lactosa (azcar de la leche)es poco afn con el agua y se puedeemplear en recubrimientos y pastillaspues no se humedece. En cambio lafructosa (azcar presente en la miel yfrutas), si se la deja en contacto con lahumedad de la atmsfera, es capaz deabsorber el doble de su peso en aguaen slo 15 das.

En la Tabla 2 se muestran datos refe-ridos a la cantidad de agua que absorbenlos azcares presentes en los alimentos.

CH2

C

C

C

C

CH2OH

H OH

OH H

H OH

H OH

OH

Sorbitol

SacarosaGlucosaFructosaLactosaSorbitolXilitol

CarbohidratosEdulcorantes Sabor dulce relativo

10080

1803250

100

Tabla 1. Comparacin del sabor dulce de distintosazcares y polialcoholes.

Para analizar: cuando se calienta una solucin de sacarosa enmedio cido; por ejemplo agregndole unas gotasde jugo de limn, el enlace que une a la glucosacon la fructosa se hidroliza (se rompe), obtenin-dose una mezcla que se llama azcar invertidoque tiene una molcula de glucosa y una de fruc-tosa por cada molcula de sacarosa que se hidro-liz. En base a esta informacin, cmo ser el sabor dulce de esta mezcla en com-paracin a la sacarosa sin hidrolizar? Sugerencia: consultar Tabla 1.

Para investigar:a. investigar cul es la composicin de la miel y,de acuerdo con la Tabla 1 justificar su sabor dulce,b. investigar los usos y la funcin del sorbitol enlos alimentos.

Fuentes de referencia:

Badui, S.D., Qumica de los Alimentos(2006). Ed. Pearson. Mxico. Cubero N., y otros, Aditivos Alimentarios,(2002), Ed Mundiprensa, Espaa Fennema, O. Qumica de los Alimentos(2000). Ed Acribia. Espaa. http://www.alimentosargentinos.gov.ar/0-3/apicola/01_info/e_consumidor/Miel_01.htm

CH2

C

C

C

CH2OH

H OH

OH H

H OH

OH

XilitolFigura 8. Molculas de sorbitol y xilitol (pueden usarse en chiclets sin azcar).


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Actividad experimental N7: Capacidad de absorcin de agua de galletitas

Materiales: galletitas elaboradas con miel (pueden ser compradas o hechas en casa), galletitas tipo de agua, balanza tipo granataria de laboratorio.

Desarrollo1. Tomar un par de las galletitas elaboradas con miel y pesarlas. 2. Dejarlas durante un da sobre una me-

sada y volver a pesarlas. 3. Repetir la operacin todos los das du-

rante 5 das. 4. Hacer lo mismo con otra galletita dulce

elaborada con azcar y con una galletitatipo de agua.

Anlisis de los resultadosa. Relacionar lo observado con la composicin de cada uno de los productos (para esto consultar

los rtulos de los alimentos trabajados o las recetas) y justificar el comportamiento.b. Si se compran dos tipos de galletitas, una elaborada con azcar (sacarosa) y la otra con miel,

cul permanecer crujiente durante ms tiempo? Justificar la respuesta. Sugerencia: consultar los datos de la Tabla 2. c. Deducir de qu manera debe seleccionarse el envase de una galletita para que no se deteriore

al pasar el tiempo, siempre que no se abra el envoltorio. d. Tiene alguna vinculacin lo analizado en el item b con la composicin qumica de cada

producto? Si es as, cmo es la relacin?

Consultar: http://www.eufic.org/article/es/artid/novedades-envasado-alimentos/http://www.calidadalimentaria.net/envases_inteli.php

GlucosaFructosaSacarosaMaltosa anhidraMaltosa hidratoLactosa anhidraLactosa hidrato

Azcares 60%, 1h

0,070,280,040,805,050,545,05

60% 9 das 100% 25 das

0,070,630,037,0 5,11,25,1

14,573,418,418,4------1,4

------

Tabla 2. Agua absorbida (%) a varias HR (humedad relativa ambiente) y tiempos.

Galletitas tipo agua Galletitas dulces


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Reacciones de pardeamientoLos azcares son responsables de las reacciones de pardeamiento que ocurren durante la

coccin y/o el procesamiento de alimentos y dan como resultado la formacin de productosque aportan colores marrones o pardos y diversos aromas. Entre este tipo de reacciones sepueden distinguir la reaccion de Maillard y la reaccin de caramelizacin.

Reaccin de MaillardEsta reaccin, es en realidad un conjunto de transformaciones muy complejas en las que

intervienen hidratos de carbono y aminocidos o protenas (ver captulo Las Protenas).Es la responsable del color y el aroma deseable que se generan durante la coccin de alimentoscomo el pan y el dulce de leche, pero ocasiona tambin prdida en el valor nutritivo de lasprotenas. Cuando la temperatura de coccin es excesiva puede generar colores muy oscurosy sabores amargos, indeseables en los alimentos, y dar origen a compuestos potencialmentecancergenos como la acrilamida.

En esta reaccin, los factores que influyen son:a) Tipo de hidrato de carbono: los monosacri-dos son ms reactivos que los disacridos. b) Tipo de aminocido: influye principalmente enel aroma generado en la reaccin. En la Tabla 3 semuestran los olores producidos por calentamientode algunos aminocidos con glucosa.

c) Concentracin de hidrato de carbono y/o aminocidos o protenas: al aumentar la con-centracin de sustratos, aumenta la intensidad del color.d) Tiempo y temperatura de coccin: al aumentar el tiempo y la temperatura, aumenta laintensidad del color. e) pH: la reaccin se ve favorecida a pH alcalinos (pH7) y se inhibe a pH cidos (pH7).f) Inhibidores: el agregado de inhibidores como el sulfito, bisulfito y metasulfitos, intervie-nen en la etapa de induccin y evita o retrasa la formacin de productos coloreados.

Actividad experimental N8: Aplicacin de la reaccin de Maillard en dulce de leche y panificados.

Primera parte: dulce de leche

Materiales: leche sacarosa o azcar comn de mesa glucosa fructosa bicarbonato de sodio olla cuchara frascos de vidrio cocina o equipo de laboratorio para calentamiento

ValinaFenilalanina

AlaninaMetionina

Aminocido Olor

Pan de centenoFloralDulce

Podrido, desagradable

Tabla 3. Olores producidos por calentamientode algunos aminocidos con glucosa a 100C.


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Desarrollo1. Disolver el azcar en medio litro de leche y hervir unos pocos minutos.2. Agregar todo el bicarbonato, disuelto en un poco de agua. 3. Seguir concentrando y agregando el resto de la leche y la glucosa hasta obtener una

consistencia tal que, al colocar una porcin de dulce sobre un plato, al enfriarse no se deslice.4. Interrumpir el calentamiento.5. Transvasar a un recipiente de vidrio incoloro transparente y dejar enfriar.

Realizar este procedimiento con todas las muestras de la tabla 4.Anlisis de los resultadosa. Comparar el color y el sabor de las muestras 1, 3 y 4 y establecer cmo influye el tipo de

azcar en el color y en el sabor de los dulces de leche preparados.b. Si el pH del bicarbonato de sodio es alcalino y en la elaboracin del dulce de leche se verifica

la reaccin de Maillard, explicar el porqu se lo utiliza entonces como ingrediente en la ela-boracin de dulce de leche.

Segunda parte: panificados

Materiales: harina de trigo levadura deshidratada azcar comn de mesa sal comn de mesa agua cuchillo asadera enmantecada horno de cocina

Desarrollo1. Mezclar 2 tazas de harina de trigo (aprox 300 g), medio sobre de levadura deshidratada

(5 g), cuharadita de azcar (3 g) y de cucharadita de sal (1.5 g).2. Agregar agua y mezclar todos los ingredientes.3. Amasar hasta obtener una masa homognea y moldeable.4. Dejar levar la masa hasta que doble su volumen (a 30-35C).5. Dividir la masa en 3 partes iguales, volver a amasar y darles forma de bollos.6. Hacer un corte en la parte superior de los bollos con un cuchillo bien afilado o cutter.7. Colocar en asadera enmantecada y dejar levar hasta que los bollos dupliquen su volumen inicial. 8. Cocinar los panes durante 15, 30 y 45 minutos en horno moderado (200C).

1234

Muestra Leche entera Sacarosa Glucosa Fructosa Bicarbonato de sodio

1 litro1 litro1 litro1 litro

180 g180 g----------------

----------------180 g--------

10 g10 g10 g

190 g

0,500 g1,500 g0,500 g0,500 g

Tabla 4.


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Anlisis de resultados a. Comparar el color de la corteza de los 3 panes y determinar cmo influye en el color el

tiempo de coccin. Justificar la respuesta.b. Cortar por la mitad el pan que se cocin durante 30 minutos y comparar el color de

la miga y de la corteza. Relacionar las observaciones realizadas con la temperatura que alcanza el pan dentro del horno en la superficie (corteza) y en el interior (miga).Justificar la respuesta.

CaramelizacinAunque este grupo de reacciones tiene como nico reactivo a los azcares (no necesita

aminocidos ni protenas), los factores que influyen en su velocidad son los mismos que enla reaccin de Maillard: tipo de azcar, pH, y tiempo y temperatura de calentamiento.La caramelizacin se produce cuando una solucin concentrada de azcar es tratada a altatemperatura. Puede ocurrir tanto en medio cido como alcalino, pero los productos obteni-dos dependen de estas condiciones:a) Caramelizacin en medio cido: se produce por la deshidratacin de los azcares y pos-terior polimerizacin. En estas reacciones se forman principalmente compuestos de alto pesomolecular con doble enlaces conjugados. Por lo tanto, el caramelo obtenido es oscuro y tienepoco aroma.b) Caramelizacin en medio alcalino: se producen isomerizaciones de los azcares y frag-mentaciones de las cadenas, generndose compuestos voltiles de bajo peso molecular. Elcaramelo obtenido en este caso es ms claro que el anterior pero tiene ms aroma.

Actividad experimental N9: Caramelizacin en medio cido y alcalino.

Materiales: sacarosa o azcar comn de mesa jugo de limn bicarbonato de sodio agua vaso de precipitados varilla de vidrio equipo de calentamiento

Desarrollo1. Pesar, en diferentes vasos, 50 gramos

de sacarosa en cada uno, agregar 100 ml de agua y las sustanciasindicadas en la Tabla 5.

2. Agitar hasta completa disolucindel azcar.

3. Calentar agitando suavemente. Controlar el tiempo en que comienza el oscurecimiento en cada vaso.

4. Seguir calentando por dos minutos ms.

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Muestra Sustancias

-----5 cucharadas de jugo de limn

1 cucharadita de bicarbonato de sodioTabla 5.


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Anlisis de resultadosa. Comparar el color y el aroma de los productos obtenidos. b. Relacionar estas observaciones con el pH del agua, el pH del bicarbonato de sodio y

pH del cido ctrico.c. Justificar los colores y aromas observados.

En la Tabla 6 se comparan similitudes y diferencias entre la reaccin de caramelizaciny la de Maillard.

Formacin de cristales, vidrios y gomasLos azcares pueden presentarse en estado slido en tres formas diferentes: cristalino, vtreo

y gomoso. Estas formas se diferencian entre s por la movilidad y el grado de ordenamientoque tienen las molculas de azcar e influyen en la textura y en la conservacin de los ali-mentos. En estado cristalino, las molculas estn muy ordenadas. Es una estructura rgida yestable en el tiempo (si no se modifican las condiciones externas de presin, temperatura,humedad, etc. no se altera). Como ejemplo de estructura cristalina se encuentran el azcarde mesa (sacarosa) y las pastillas opacas (blancas o de colores) que vienen en tubitos.

La cristalizacin se produce cuando las molculas de azcares tienen tiempo suficiente parapoder ordenarse. Por ejemplo, si se deja reposar una solucin concentrada de algn azcar, enpocos das, se obtienen cristales. La velocidad con que los azcares cristalizan depende del tipode azcar, de la concentracin de la misma y de la presencia de otras sustancias en el alimento.Por ejemplo, la reduccin en la formacin de cristales se puede lograr agregando una pequeacantidad de otro azcar, ya que acta como impureza y dificulta el ordenamienrto de las mo-lculas. Por ejemplo, al dulce de leche se le suele agregar pequeas cantidades de glucosa paraevitar la cristalizacin de la sacarosa que provoca una textura granulosa indeseable.

Similitudes

Diferencias

Reaccin de Maillard Caramelizacin

Tabla 6.

Son reacciones de pardeamiento.Se producen durante la coccin.Producen compuestos responsables del color y del aroma de alimentos.

Puede ocurrir incluso a temperatura ambiente.

Necesitan hidratos de carbono y aminocidos oprotenas como reactivos.

La intensidad del color aumenta a pH alcalino.

Requiere muy altas temperaturas.

Slo necesitan hidratos de carbonocomo reactivo.

La intensidad del color aumenta a pH cidos.


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Actividad experimental N10: Obtencin de cristales de sacarosa.

Materiales: sacarosa o azcar comn de mesa agua taza vaso de precipitados equipo de calentamiento vaso largo transparente palitos de brochette broche cmara digital o celular con cmara (opcional)

Desarrollo1. Colocar 1 taza de agua y 1 taza de azcar en un recipiente.2. Luego de que empieza la ebullicin, tapar el recipiente y calentar 5 minutos. 3. Transferir el lquido a un vaso largo.4. Dejar enfriar hasta temperatura ambiente e introducir un palito de brochette (con cristales

de azcar pegados en la superficie) cuidando de no llegar hasta el fondo del vaso (Figura 9a).5. Dejar reposar (sin mover) durante 1 2 semanas, realizando observaciones peridicas y re-

gistrando los resultados con cmara digital. 6. Una vez terminado el experimento, retirar el palito y dejar secar (Figura 9b).

Anlisis de resultadosa. Establecer cmo influye el tiempo en

la cristalizacin de la sacarosa y ex-plicar el porqu es necesario esperarvarios das para obtener cristales.

b. Predecir de qu forma se modifica-ran los resultados anteriores si, a lasolucin de sacarosa antes de calen-tarla, se le agregaran unas gotas dejugo de limn. (Recordar que el ca-lentamiento en medio cido producela hidrlisis de la sacarosa).

Adems de formar cristales, los azcares pueden presentar estructuras amorfas que puedenser vtreas (duras) o gomosas (blandas). En estado amorfo las molculas no estn ordenadas, yesta caracterstica le da una textura particular a los alimentos. Los alimentos en estado vtreo,como los caramelos duros y la corteza del pan, son duros y crujientes pero tienen ms facilidadde absorber agua que en estado cristalino y se pueden volver blandos (gomosos) cuando ab-sorben agua (humedad del ambiente). Los slidos gomosos, por el contrario, ya son blandosen su estado natural, como los caramelos blandos y la miga de pan. Estos productos con el

Figura 9. (a) Preparacin del palito de brochettepara que se formen los cristales. (b) Palito debrochette luego del crecimiento de cristales.

a b


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tiempo pueden llegar a cristalizar (en el caso de los caramelos), adquiriendo una textura gra-nulosa o pueden perder agua y pasar a estado vtreo volvindose duros, como la miga del pan1 2 das despus de que se elabor, si no se la guard en una bolsa bien cerrada.Por lo tanto, es de vital importancia conocer el estado en que se encuentran los alimentos

slidos (cristalino, vtreo o gomoso), para mantener las condiciones adecuadas de almace-namiento (temperatura, humedad, material de envase, etc.) y aumentar su vida til.

Actividad experimental N11: Obtencin de caramelo de sacarosa en estado amorfo.

Materiales: azcar jugo de limn agua vaso de precipitados termmetro (que alcance 200C) papel aluminio equipo de calentamiento

Desarrollo1. Mezclar en un recipiente 150 g de azcar, 50 ml de agua y 5 gotas de jugo de limn.2. Tapar el recipiente y calentar a ebullicin. 3. Medir la temperatura y volcar una porcin de la solucin (aproximadamente una cucharada)

sobre papel aluminio.4. Continuar calentando hasta que la solucin aumente en 10C su temperatura y volver a

volcar una porcin del mismo tamao sobre el papel alumnio.5. Repetir el procedimiento, sacando muestra cada 10C, hasta llegar a los 170-180C.6. Dejar enfriar todas las muestras.

Anlisis de resultadosa. Establecer en forma general la tendencia que existe entre la temperatura de ebullicin de la

solucin azucarada y la concentracin de sacarosa.b. Comparando la textura de los caramelos obtenidos por calentamiento a distintas temperatu-

ras, determinar cmo se relaciona el estado del azcar (vtreo o gomoso) con el contenido de agua de la solucin.

c. Justificar el cambio de color que se observa en algunas muestras a distintos tiempos, explicando qu reaccin de pardeamiento est ocurriendo.

Estado amorfo gomoso.Caramelos masticables

Estado cristalino.Caramelos pastillas

Estado amorfo vtreo.Cobertura de manzanas

Figura 10. Ejemplos de estados cristalino y amorfo.


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Los polisacridos son polmeros lineales o ramificados de elevado peso molecular formadospor cientos o miles de monosacridos, unidos entre s mediante enlaces glucosdicos. Segn suorigen y estructura qumica, se los puede clasificaren almidones, celulosa y gomas ve

quimica de los alimentos

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