Universitat de Girona

Programa de l'assignatura

Curs 2004-05

3105TA0002 QUÍMICA I BIOQUÍMICA DELS ALIMENTS


Objectius  

Coneixement dels components dels aliments i les seves propietats físico-químiques i funcionals. Processos químics i bioquímics de degradació dels aliments. Modificacions químiques relacionades amb els tractaments i l’emmagatzematge d’aliments. Coneixement dels additius alimentaris, naturalesa, funcions i aplicacions.
 
Prerrequisits  

cap
 
Contingut (Programa)  

COMPOSICIÓ I ESTRUCTURA DELS ALIMENTS

Tema 1. L’aigua

Estructura i propietats de l’aigua. Activitat de l’aigua. Factors que determinen l’aw en els aliments. Isotermes de sorció. Influència de l’aw en les reaccions degradatives dels aliments.

Tema 2. Col·loides alimentaris

Concepte i classificació. Fenòmens fisicoquímics que afecten a l’estabilitat dels sistemes col·loïdals. Mecanismes de desestabilització. Emulsions, suspensions, gels i escumes.

Tema 3. Carbohidrats I: Mono i oligosacàrids

Estructura i característiques químiques. Propietats fisicoquímiques i funcionals. Sucres i xarops d’us comú en la formulació d’aliments. Aplicacions.

Tema 4. Carbohidrats II: Midó, polisacàrids estructurals, gomes i pectines

Estructura i propietats. Formació de gels de midó. Retrogradació. Midons modificats. Gomes alimentàries: alginats, carragenats, gomes vegetals, goma xantana. Cel·lulosa i hemicel·luloses. Pectines. Inulina. Relació amb la textura dels aliments.

Tema 5. Lípids

Classificació i característiques químiques. Funcions dels lípids en els aliments. Propietats físiques i funcionals. Modificació de les propietats dels greixos: hidrogenació, tractaments físics.

Tema 6. Proteïnes

Propietats químiques i funcionals. Desnaturalització de proteïnes. Modificació de la funcionalitat. Proteïnes d’interès en tecnologia dels aliments.

Tema 7. Pigments

Pigments porfírinics. Clorofil·les. Carotens i derivats. Antocianines. Flavonoides. Altres pigments naturals.

Tema 8. Substàncies portadores del gust i l’aroma

Aroma i gust, "flavour". Gustos bàsics, mecanismes de percepció, substàncies portadores. Percepcions relacionades amb el gust. Aromes bàsics. Característiques químiques de les substàncies aromatitzants. Substàncies impacte. Substàncies portadores. Aromes d’origen enzimàtic. Obtenció d’aromes naturals: extractes, olis essencials.

Tema 9. Contaminants

Traces d’elementos tòxics: mercuri, plom, cadmi, radionúclids. Pesticides: insecticides, herbicides, fungicides. Medicines veterinàries i additius de pinsos: antibiòtics, glucocorticoides, hormones, tiroestàtics. Bifenils policlorats (PCBs). Altres organoclorats. Hidrocarburs policíclics aromàtics. Nitrosamines. Agents de neteja i desinfectants.

 

 INFLUÈNCIA DEL PROCESSAMENT I EMMAGATZEMATGE EN ELS SISTEMES ALIMENTARIS

Tema 10. Reaccions de degradació no enzimàtiques

Enfosquiment no enzimàtic: efectes, factors i inhibició. L’oxigen actiu, mecanismes d’activació. Les reaccions oxidatives mitjançant radicals: l’oxidació autocatalítica de lípids: mecanisme, productes, causes. Influència de l’activitat de l'aigua. Oxidació de vitamines. Degradació tèrmica de vitamines.

Tema 11. Reaccions de degradació enzimàtiques

Reaccions d’enfosquiment enzimàtic. Amilases. Enzims péctics. Enzims lipolítics. Lipoxigenasa. Proteases. Peroxidasa i catalasa. Altres.

Tema 12. Efectes dels tractaments tèrmics a alta temperatura

Efectes de l‘alta temperatura sobre els carbohidrats. Modificacions de proteïnes. Inactivació d’enzims. Degradació tèrmica d’aminoàcids. Vitamines. Canvis de textura i color.

Tema 13. Influència de la irradiació en els components dels aliments

Radiacions ionitzants d’aplicació en aliments. Modificacions provocades per les radiacions. Reaccions provocades per radicals. Tractament de productes congelats. Microones.

Tema 14. Modificacions provocades per la congelació

Congelació: nucleació; formació de cristalls de gel, efecte de la velocitat de congelació; concentració de soluts. Crioconcentració. Efectes en l’activitat de l'aigua. Efectes de l’increment de volum. Efectes de la concentració de soluts. Retenció d’aigua en els aliments congelats. Crioprotectors. Modificacions durant l'emmagatzematge en congelació. Descongelació.

Tema 15. Efectes de l’envasament i l’emmagatzematge

Efectes de l’envasament en la conservació dels aliments. Interacció envàs-aliment. Efecte de l’atmosfera en l’aliment. Conservació en refrigeració, efectes en les reaccions de deteriorament, canvis induïts. Canvis d’aromes i gustos.

Tema 16. Els enzims en la química d’aliments

Fonts d’enzims. Utilització. Mecanismes d'immobilització. Tipus d’enzims i utilització en la indústria alimentària.

Tema 17. Les fermentacions en els aliments

Bases bioquímiques de la fermentació. Tipus de fermentacions: alcohòlica, làctica, acètica i altres. Substrats fermentables. Canvis químics produïts pels processos fermentatius.

 

ELS ADDITIUS I LA FORMULACIÓ D’ALIMENTS

Tema 18. Additius modificadors de les propietats dels aliments

Colorants. Edulcorants. Saboritzants i aromatitzants. Potenciadors del gust. Modificadors de la textura: gelificants, espesseïdors, antiespesseïdors. Emulgents. Estabilitzants. Auxiliars tecnològics, desmotlladors, gasificants, modificadors del pH.

Tema 19. Additius antioxidants

Antioxidants naturals: tocoferols, àcid ascórbic, altres. Antioxidants artificials: BHT, BHA, galats. Additius sinèrgics dels antioxidants.

Tema 20. Additius conservadors

Agents conservadors inorgànics: clorurs, nitrats i nitrits. Anhídrid sulfurós i sulfits. Peròxid d’hidrogen. Agents conservadors orgànics: Àcids grassos saturats i derivats. Àcid sòrbic i sorbats. Àcid benzoic i benzoats. Altres àcids orgànics. Altres conservadors.

Tema 21. Formulació d’aliments

Ingredients. Consideracions tecnològiques per a la formulació. Consideracions socioeconòmiques. Etiquetatge. Determinació de la data de caducitat.

Tema 22. Aliments Funcionals

Concepte. Nutraceùtics. Productes amb capacitat antioxidant. Productes que milloren el metabolisme dels greixos. Probiòtics. Fibra. Vitamines i minerals. Formulacions específiques.

 

Pràctiques

1.       Enzims pectinolítics

Determinació de l’activitat pectin-esteràsica de suc de taronja fresc, efecte dels tractaments tèrmics sobre l’activitat enzimàtica.

Clarificació de sucs: Clarificació de suc de poma mitjançant l’aplicació d’enzim pectinasa i posterior precipitació amb gelatina.

2.       Enfosquiment no enzimàtic

Determinació de l’enfosquiment no enzimàtic en sistemes model, dissolucions de diferents carbohidrats mono i oligosacàrids, en presència o no de glicina, estudi de l’efecte del pH sobre l’enfosquiment.

Determinació de l’enfosquiment en llet tractada tèrmicament.

3. Enfosquiment enzimàtic

Determinació de paedejament enzimàtic en poma i patata fresca, mitjançant el sistema CIE L*a*b* amb un colorímetre Minolta CR-300. Aplicació de sistemes inhibidors (escaldat, àcid ascòrbic, àcid cítric i bisulfit). Estudi de l'efecte de la inhibició mitjançant el mateix sistema colorimètric.

4.       Propietats funcionals de proteïnes

Determinació de la solubilitat de proteïna de soja en funció del pH. Obtenció d’un extracte de proteïna de soja i preparació de tofu.

5.       Estabilitat de l’àcid ascòrbic

Determinació de l’àcid ascòrbic en solucions model sotmeses a diferents condicions de pH i temperatura. Estudi de les pèrdues d’àcid ascòrbic en la cocció d’aliments.

6.       Pigments vegetals

Extracció d’antocianines, clorofil·les i carotenoïdes a partir de productes vegetals, estudi dels efectes del pH i la temperatura sobre els colors.

7. Pigments de la carn

Estudi de les propietats químiques y el color de la hemoglobina. Es treballa amb hemoglobina liofilitzada. Es compara el color i l'espectre d'absorció visible de dissolucions d'hemoglobina tractades de diferents maneres per obtenir hemoglobina (púrpura), oxihemoglobina (vermella) i metahemoglobina (marró). Es transforma l'hemoglobina en nitrosilhemoglobina mitjançant addició de nitrit es presència d'àcid ascòrbic com reductor i es realitza l'espectre d'absorció entre 400-600 nm.

 
Bibliografia  


Bibliografia bàsica

Belitz H.D.; Grosch W. (1999) Food Chemistry. Ed. Springer. (Traduït al castellà per Acribia)

Cheftel J.C.; Cheftel H. (1980) Introducción a la bioquímica y tecnología de los alimentos. Vol. 1. Ed. Acribia, Zaragoza.

Cheftel J.C., Cheftel H.; Besançon P. (1982) Introducción a la bioquímica y tecnología de los alimentos. Vol. 2. Ed. Acribia, Zaragoza.

Cheftel J.C., Cuq J.L.; Lorient D. (1989) Proteínas alimentarias. Bioquímica. Propiedades funcionales. Valor nutritivo. Modificaciones químicas. Ed. Acribia, Zaragoza.

Dickinson, E. (1992) An introduction to Food Colloids. Ed. Oxford Science Publications, Oxford.

Fennema O.R. (2000) Química de los Alimentos. Ed. Acribia, Zaragoza.

Lewis M.J. (1990) Physical properties of foods and food processing systems. Ed. Ellis Horwood, Chichester.

Man de, J.M. 1999. Principles of food chemistry. 3ª Edición. Aspen Publishers Inc., Gaithersburg, USA.

 

Multon J.L. (1988) Aditivos y auxiliares de fabricación en las industrias agroalimentarias. Ed. Acribia, Zaragoza.

Pomeranz Y. (1991) Functional properties of food components. Ed. Academic Press, San Diego.

Ward, O.P. (1989) Biotecnología de la fermentación. Principios, procesos y productos. Ed. Acribia, Zaragoza.


Altra bibliografia utilitzada

Bessiere Y.; Thomas A.F. (1990) Flavour science and technology. Ed. John Wiley & Sons, Nueva York.

Birch G.C., Lindley M.G. (Eds.) (1986) Interactions of food components. Ed. Elsevier App. Sci. Pub., Barking.

Binks, B.P. (Ed) (1998) Modern aspects of Emulsion Science. Ed. The Royal Society of Chemistry, Cambridge.

Davidek J., J. Velisek, Pokorny J. (Eds.) (1990) Chemical changes during food processing. Ed. Elsevier Sci. Pub., Amsterdam.

Dickinson, E.; McClements, D.J. (1995) Advances in Food Colloids. Ed. Blackie Academic & Professional, Londres.

Fito, P.; Mulet, A.; McKenna, B. 1994. Water in foods. Fundamental aspects and their significance in relation to processing of foods. Elsevier Applied Science, Londres y Nueva York.

Fox, P.F. (1991) Food Enzymology. Vols. 1 i 2. Ed. Elsevier Applied Science, Barking.

Generalitat de Catalunya (1985) Els additius alimentaris. Vol. 2: informe. Ed. Dir. Gral. de Promoció de la Salut, Barcelona.

Hardman T.M. (Ed.) (1989) Water and food quality. Ed. Elsevier Sci. Pub., Barking.

Hotchkiss J.H. (Ed.) (1988) Food and packaging interactions. Ed. American Chemical Society, Washington DC.

Luck, E. (2000).Conservación química de los alimentos: características, usos, efectos. Ed. Acribia, Zaragoza.

Potter, N.N.; Hotchkiss, J.H. (1995) Food Science. Ed. Chapman & Hall, Nova York.

Richardson, T., Finley J.W. (Eds.) (1986) Chemical changes in food during processing. Ed. AVI Publishing Company, Inc. Westport.

Rockland, L.B.; Beuchat, L.R. (Eds.) (1986) Water Activity: Theory and Applications to Food. Ed. IFT Basic Symposium Series, Chicago.

Schwenke, K.D.; Mothes, R. (Eds.) (1993) Food Proteins. Structure and Functionality. Ed. VCH, Weinheim.

Wiseman A. (1985) Manual de biotecnología de los enzimas. Ed. Acribia S.A., Zaragoza.

Wong, D.W.S. (1995) Química de los Alimentos: Mecanismos y Teoría. Ed. Acribia S.A., Zaragoza

 
Mètodes docents  

crèdits de teoria: 6
crèdits de problemes i laboratori: 3
 
Tipus d'exàmens i avaluacions  

Es realitzarà un examen on es combinaran preguntes test amb preguntes curtes que contemplarà tant els continguts teòrics com els pràctics. Aquest examen suposarà el 80% de la nota final. El 20% que resta serà la nota de pràctiques.
 
Informació addicional  

 
Llengua de les classes  

Català