Post on 04-Jul-2015
Tecnología de alimentos
Alimentos
Compuestos Químicos
Materias Primas
Origen Animal Origen Vegetal
Particularidades de la Producción de Alimentos
• Relación entre la calidad del producto
terminado y la materia prima.
• Variación entre la calidad y preparación
según consumidor.
• Control adecuado para asegurar la
calidad del alimento.
• Especificaciones especiales durante
los distintos procesos.
Alimento
• Codex Sustancia elaborada, semielaborada o bruta que se destina al consumo humano.
• Composición química de los alimentos:
Nutrientes.
Compuestos con otras propiedades funcionales.
• Otorgan mas de una propiedad o cualidad al alimento.
Análisis de Alimentos
• Antiguamente Adulteraciones.
• Actualmente Estandarización del proceso.
Cultivo, materias primas, elaboración, producto terminado, almacenamiento.
Satisfacer requisitos legales.
• Métodos de análisis:
Empíricos.
Directos.
Organizaciones que publican Métodos
Analíticos Referencia para Alimentos
• AOAC Association of official and Analytical Chemist
• EC European Community
• FAO Food and Agriculture Organization
• BSI British Standards Institution
• ISO International Organization for Standarization
• IUPAC International Union of Pure and Applied Chemistry
• AACC American Association of Cereal Chemists
Variables durante la determinación de los componentes en alimentos
• Toma, preparación y almacenamiento de la muestra.
• Métodos analíticos reconocidos.
• Estadística adecuada para la interpretación de resultados.
• Evaluación de los criterios de certificación y aseguramiento de la calidad.
Legislación Alimentaria
• 1860 Decreto para la Prevención de la Adulteración de Artículos Alimenticios y Bebidas Ley
• 1875 Decreto para la Venta de Alimentos (definición de Alimento Adulterado).
• 1955 Decreto de Drogas y Alimentos.
• 1968 Decreto de Medicinas.
• 1984 Decreto de Alimentos.
• 1990 Reglamento para la Seguridad de los Alimentos Ley
Evaluación Nutricional
• Unidad de Energía J (SI)
• Valores para calcular energía:
16 kJ/g 3,75 kcal/g Carbohidratos
17 kJ /g 4 kcal/g Proteínas
37 kJ/g 9 kcal/g Grasas
• Para incluir en etiqueta:
Debe contener al menos 1/6 de la RDA.
• Para incluir como fuente ’’rica’’:
Debe proporcionar al menos ½ de la RDA.
Legislación Nacional
• Instituto de Normas Técnicas de CR. (INTECO)
Normas.
• Ministerio de Economía, Industria y Comercio. (MEIC)
General
• Reglamentación Técnica
Específica
Decretos y leyes.
Decreto N°30256 Etiquetado
Nutricional de Alimentos Preenvasados
• Nutrientes que se deben declarar cuantitativamente.
Valor Energético. Proteínas. Carbohidratos. Grasas. Nutrientes específicos. Nutriente exigido por la legislación para el
producto en reglamento técnico. Vitaminas y minerales con un 5% VRN/100 g.
Decreto N°30256 Etiquetado
Nutricional de Alimentos Preenvasados
• Proteína N total Kjeldahl X 6,25
• Cálculo de Energía
Nutriente kJ/g Kcal/g
Carbohidrato 17 4
Proteínas 17 4
Grasas 37 9
Alcohol (etanol) 29 7
Ácidos orgánicos 13 3
Decreto N°30256 Etiquetado
Nutricional de Alimentos Preenvasados
Presentación del contenido de nutriente.
Valor energético J ó kJ por 100 g, 100 mL
o por porción.
También se permite el uso de kcal (2004).
Proteína, carbohidrato, grasa en g por
100 g, 100 mL o por porción.
Vitaminas y minerales según SI ó en
porcentaje de valor de referencia de
nutriente, a partir de dosis diarias dictadas
por la FAO/OMS.
Decreto N°30256 Etiquetado
Nutricional de Alimentos Preenvasados
Tolerancias y cumplimientos.
± 10% para macronutrientes.
(carbohidratos, proteína, grasa)
± 20 % para minerales.
De 20 a 60% para vitaminas.
Requisitos específicos según
reglamento técnico nacional.
Decreto N°30256 Etiquetado
Nutricional de Alimentos Preenvasados
• Información nutricional complementaria
Descriptores nutricionales y condiciones.
± 20 % minerales.
De 20 a 60% para vitaminas.
Requisitos específicos según
reglamento técnico nacional.
Componente Declaración Condición
Energía Libre ≤ 21 kJ/100 g, 100 mL, porción
Bajo ≤ 170 kJ/100 g, 100 mL, porción
Reducido Menos del 25 % de la referencia
Grasa Libre ≤ 0,5 g/100 g, 100 mL, porción
Bajo ≤ 0,3 g/100 g, 100 mL, porción
Reducido Menos del 25 % de la referencia
Decreto N°30256 Etiquetado
Nutricional de Alimentos Preenvasados
• Información nutricional complementaria
Descriptores nutricionales y condiciones.
Componente Declaración Condición
Energía Libre ≤ 21 kJ/100 g, 100 mL, porción
Bajo ≤ 170 kJ/100 g, 100 mL, porción
Reducido menos del 25 % de la referencia
Grasa Libre ≤ 0,5 g/100 g, 100 mL, porción
Bajo ≤ 3 g/100 g, 100 mL, porción
Reducido menos del 25 % de la referencia
Decreto N°30256 Etiquetado
Nutricional de Alimentos Preenvasados
• Información nutricional complementaria
Descriptores nutricionales y condiciones.
Componente Declaración Condición
Proteína Fuente ≥ 10 % de VRN/100 g o 5 % del VRN/100 mL o 100 kcal
Alto o Buena Fuente
≥ 10 % de VRN por porción del alimento
Fibra Fuente No menos de 3 g/100 g No menos de 1,5 g/100 kcal o porción
Alto o Buena Fuente
Dos veces los valores para la fuente
Decreto N°30256 Etiquetado
Nutricional de Alimentos Preenvasados
• Reglas para el redondeo en la
declaración de nutrientes.
Nutriente por 100 g o 100 mL
Unidades Redondeo
Energía kJ 20 kJ declara cero
≤ 200 kJ en incrementos de 25 kJ
200 kJ en incrementos de 50 kJ
Grasas g ≤ 5 g en incrementos de 0,5 g
5 g en incrementos de 1 g
Carbohidratos g 1 g ’’menos de 1 g’’
≥ 1 g en incrementos de 1 g
Muestreo
• Variables a considerar:
Tamaño.
Estado físico.
Propiedades químicas del material.
Distribución del analito a través del lote.
• Objetivos:
Representatividad. Homogeneidad.
Tipos de Muestreo
• Muestreo Aleatorio.
Simple.
Sistemático.
Estratificado.
• No Aleatorio.
Conveniencia.
Juicio.
Preparación de Muestras
• Almacenamiento adecuado
para evitar:
Pérdida de analito.
Reacciones indeseadas.
Contaminación.
• Subdivisión de materiales:
Sólidos, sólidos húmedos,
líquidos, grasas, aceites, etc.
Métodos de Análisis Básicos
• Análisis Proximal.
Humedad.
Cenizas y minerales.
Nitrógeno y proteínas.
Fibra.
Grasa.
Humedad
• Importancia del agua en los alimentos:
Función biológica.
Propiedades fisicoquímicas.
Conservación.
Propiedades reológicas y de textura.
Libre
• Formas del agua
Enlazada
Actividad del agua (aa)
• Medida de la disponibilidad de agua líquida y se determina midiendo la humedad relativa en el equilibrio.
aa= P/Po valores 0 1
• Humedad relativa en el equilibrio
EHR= 100 x aa
• Se utiliza para predecir la estabilidad y vida útil del alimento.
• Determinación mediante higrotermómetro.
Valores umbral aproximados
para crecimiento microbiano
Microorganismos aa
Bacterias. 0,91
Levaduras. 0,85
Mohos y hongos. 0,75
Mohos y hongos xerofílicos. 0,65
Levaduras osmofílicas. 0,60
Método de Secado • Determinación mediante pérdida de
masa por evaporación.
• Variables que afectan el resultado:
Tamaño de partícula.
Masa de muestra.
Tipo de recipiente.
Temperatura.
Contenido de grasa y azúcares.
• Se utiliza para determinar agua libre.
Método de Secado
• Equipo
Estufa de convección.
Estufa de vacío.
Balanza de humedad.
Hornos de microondas.
Método de Liofilización • Deshidratación por
sublimación.
Se congela el producto.
Se reduce la presión por debajo del punto triple.
Se aplica calor para sublimar (T≤ 40 °C).
• No hay daño térmico.
• Método de referencia.
• Equipo específico.
Método de Destilación • Destilación con un líquido inmiscible de
punto de ebullición alto y gravedad
específica menor.
Se mide volumen de agua destilada.
Disolventes: CCl4, benceno, tolueno,
heptano, xileno, etc.
Requiere calibración.
Ideal para alimentos con bajo
contenido de humedad y rico en
volátiles.
Método Químico. • Se utiliza cuando:
La muestra se descompone por
tratamiento térmico.
El alimento tiene un bajo
contenido de agua. (alimentos
secos, aceites, caramelos, etc.)
• Reducción de iodo por dióxido
de azufre en presencia de agua.
Reacción de Bunsen (1853).
2H2O + SO2 + I2 H2SO4 + 2HI
Método Químico • Modificación Karl Fischer (1935).con piridina y
metanol.
C5H5NI2 + C5H5NSO2 + C5H5N + H2O 2C5H5NHI + C5H5NSO3
C5H5NSO3 + CH3OH C5H5NHSO4CH3
• Detección de punto final:
Volumétrico.
Instrumentales.
• Sistema aislado del ambiente (reactivos y equipo), reactivo inestable.
• Otros disolventes: Formamida, dimetilformamida, HOAc, dioxano en lugar de metanol, etc.
• Interferencia por compuestos orgánicos.
Otros Métodos Químicos
• Mezcla con carburo de silicio.
• Mezcla con ácido sulfúrico.
• Determinación IR.
• Cromatografía.
• RMN.
• Conductimetría.
• Densimetría a partir del contenido de sólidos. Ó a partir de n.
• Métodos crioscópicos.
• TGA/MSD.
Cenizas
Ceniza total.
Residuo inorgánico después de eliminar la materia orgánica.
• Variables a controlar:
Temperatura, tiempo y método.
• Caracteriza y evalúa la calidad de un alimento.
• No siempre se determina por combustión.
Cenizas
Cenizas solubles en agua.
• La ceniza total se hierve con agua, se filtra y se calcina de nuevo.
Alcalinidad de la ceniza soluble.
Cenizas insolubles en ácido.
• La ceniza insoluble en agua se hierve con HCl, se filtra, se lava y se calcina.
Cenizas sulfatadas.
• Se quema la muestra y se humedece con H2SO4 conc. y se calcina entre 450-500 °C.
Minerales
• Elementos químicos que se
identifican en los alimentos.
• Nutrientes o contaminantes.
• Funciones diversas en el organismo.
• Biodisponibilidad variable.
• Se adicionan como parte de los
distintos aditivos a los alimentos.
Minerales
Calcio. Elemento más abundante en el cuerpo.
Interviene en distintos procesos.
Ingestión diaria de 800 mg en adultos.
Fuentes principales: leche, queso, verduras verdes y harina.
Determinación.
Métodos volumétricos y gravimétricos.
Métodos instrumentales: Turbidimetría, cromatográficos y ópticos.
Minerales
Sodio. En las células mantiene la presión osmótica,
acidez y carga eléctrica.
Actúa durante la contracción muscular y conducción nerviosa.
Ingestión diaria 3 g en adultos.
Bajo en alimentos no procesados.
Determinación.
Métodos ópticos. (Fotometría ó AA)
Cromatografía de iones.
Potenciometría selectiva de iones.
Minerales
Cloruro de Sodio. Principal fuente de sodio.
Se utiliza como conservador y saborizante.
Determinación.
Se extrae mediante digestión húmeda ó seca (T≤ 550 °C).
Métodos de Mohr ó Volhard para cloruro.
Potenciometría selectiva de iones.
Minerales
Potasio. Componente principal en los líquidos
intracelulares de animales y plantas.
Indicador para estimar el contenido de frutas en productos alimenticios.
Determinación.
Métodos ópticos. (Absorción ó Emisión)
Cromatografía de iones.
Potenciometría selectiva de iones.
Minerales Fósforo.
Se encuentra en huesos, dientes y líquidos celulares.
Dosis diaria 800 mg en adultos.
Fuentes: productos lácteos, pan, cereales, carne y huevos.
Indicador para estimar el contenido de frutas en productos alimenticios.
Aditivo como fosfatos y ortofosfatos.
Determinación.
Método por valoración.
Métodos colorimétricos.
Fosfatos por cromatografía de iones.
Acidez Acidez titulable.
Se mide mediante valoración con base.
pH. • Almacenamiento cambios enzimáticos
y desarrollo de bacterias.
• Conservadores estabilidad de proteínas.
Determinación.
Indicadores de color.
Métodos potenciométricos.
Sensores específicos.
Nitrógeno y Proteínas
• Proteínas son polímeros formados por aminoácidos.
• Importancia:
Nutricional.
Actividad biológica.
Propiedades organolépticas del alimento.
• Forman parte de compuestos complejos. (lipoproteínas, fosfoproteínas, etc.)
Determinación de Nitrógeno
Método de Kjeldahl.
• Método oficial para nitrógeno orgánico y sales de amonio.
• Proteína total a partir del contenido de nitrógeno.
• Reportar el factor que se utiliza en el cálculo.
Determinación de proteínas
• Reacción de Biuret.
Reacción con sulfato de cobre en medio básico Violeta púrpura A 540 nm.
• Reacción de Lowry.
Reacción del complejo proteína cobre con ácido fosfomolíbdico/fosfotúngstico
Color azul A 750 nm A 650 nm A500 nm.
Determinación de proteínas
Reacción con colorantes.
• Método de Bradford.
Reacción de la proteína con azul de Coomassie Azul A 595 nm
• Tratamiento de muestra con un exceso de colorante, forma un complejo insoluble, se centrifuga y se mide el exceso de colorante.
Ej: Naranja ácido 12
Determinación de proteínas
• Método del ácido bicincónico.
Reduce en medio básico Cu (II) a Cu (I)
complejo ácido bicincónico/Cu(I)
A 562 nm
• Absorción en UV.
Triptofano, tirosina, fenilalanina A 280 nm
• Turbiedad.
Por floculación de proteína disuelta.
• Métodos inmunológicos.
Determinación de
compuestos nitrogenados
• Compuestos inorgánicos.
Nitratos o Nitritos.
Como medida sanitaria en alimentos.
• Determinación:
Métodos colorimétricos
Métodos enzimáticos.
Intercambio iónico.
Fibra Compuestos químicos que pertenecen a las paredes celulares de los vegetales y nuestro organismo no es capaz de digerir.
• Principalmente: celulosa, pectina, hemicelulosa y lignina.
• Fuentes: salvado de trigo, pan integral, almendras, coco, manzana, apio, lechuga, naranja, etc.
• Dosis: 30 g./día
Fibra Propiedades importantes:
Absorben agua (5 veces su peso).
Aceleran el tránsito intestinal.
Permiten eliminar el colesterol y ciertas sales biliares.
Eliminan algunas sustancias cancerígenas.
Dan impresión de saciedad.
Eliminan sales minerales (Fe, Zn, Ca).
Fibra Cruda en alimentos. Residuo libre de ceniza que queda
después de un tratamiento con H2SO4 y
NaOH bajo condiciones controladas.
• Componentes principales: celulosa y
lignina.
• Indica cantidad de compuestos no
aprovechables.
• Proporción de cáscara en alimentos.
• Evaluación de calidad. Madurez.
• Determinación Gravimétrica.
Fibra en la dieta.
Polisacáridos y lignina resistentes al tracto digestivo humano.
• Componentes principales: celulosa, hemicelulosa, pectinas, gomas, inulina y lignina.
• Determinación:
Mediante detergente ácido.
Mezcla de H2SO4 y bromuro de cetil trimetil amonio.
Principalmente: celulosa y lignina.
Fibra en la dieta.
• Determinación:
Mediante detergente de neutro.
o Etilendiamino tetraacetato de sodio
dihidratado, borato de sodio,
decahidratado y 2-etoxietanol.
o Laurilsulfonato de sodio.
Principalmente: Celulosa, lignina y
hemicelulosa.
Fibra en la dieta.
• Determinación:
Métodos enzimáticos.
Digestión enzimática con amilasas, amiloglucosidasas y peptidasa para eliminar almidón y proteína.
Métodos químicos.
Miden los monosacáridos que no son almidón más lignina, por métodos colorimétricos o cromatográficos.
Fibra en la dieta.
• Determinación:
Métodos químicos.
Bajo condiciones controladas:
o Hexosas Antrona
o Pentosas Orcinol
o Ácidos Urónicos Carbazol
Método de Southgate.
Extrae azúcares con metanol, lípidos con éter y tratamiento con takadiastasa. Polisacáridos solubles se miden colorimétricamente y lignina gravimétrica.
Fibra en la dieta.
• Equipo:
Grasa
Compuestos orgánicos que se forman
en el metabolismo vegetal y animal.
• Nutrientes con alto poder energético.
1 g grasa = 9,3 cal = 38,9 kJ
Lípidos libres
Contenido de grasa
Lípidos enlazados
Métodos empíricos.
Extracción directa de grasa
con disolventes • Se determinan lípidos libres.
• Se extrae el material seco.
• Disolventes: éter etílico o de petróleo,
metanol, cloroformo, tricloroetileno.
• Determinación:
Métodos continuos: Bolton, Goldfish.
Métodos discontinuos: Soxhlet.
Foss-Let.
Bligh y Dyer.
Extracción directa de grasa
con disolventes
Métodos de extracción de
grasa por solubilización • Los lípidos enlazados se liberan
mediante hidrólisis ácida o básica.
• Determinación.
Método de Weibull-Stold
Hidrólisis ácida
Método Werner-Schimd
HCl, éter o diclorometano.
• Descompone fosfolípidos y triglicéridos.
Métodos de extracción de
grasa por solubilización • Determinación.
Método de Rose Gottlieb
Hidrólisis básica
NH3 y alcohol frío, mezcla de éter.
Resultados muy exactos.
o La separación de los disolventes se facilita con sifones o tubos.
Métodos volumétrico para
determinación de grasa
• La muestra se hidroliza, la grasa
se separa por centrifugación.
• Se utilizan recipientes calibrados
para la medición.
• Determinación:
Método Gerber.
Método Babcok.
Métodos volumétrico para
determinación de grasa Equipo
Métodos físicos para la
determinación de grasa
• Por cambios en las propiedades
físicas por la presencia de grasa en
disoluciones.
• Métodos.
Índice de refracción.
Gravedad específica.
Infrarrojo.
RMN.