Ingenieria de Matrices

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1 ALIMENTOS FUNCIONALES

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La ingeniería de matrices en alimentos es una rama de la ingeniería de alimentos enfocada en conocer la composición de una matriz de alimentos, estructura y propiedades para promover y controlar cambios adecuados al objetivo final.

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ALIMENTOS FUNCIONALES

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• Tendencia global: alimentos aporten salud y bienestar.Mejor calidad de vida

• Reto de la industria en el siglo XXI: ÉXITO.

• SINERGÍA: Industria – Universidad – Consumidor

INTRODUCCIÓN

ALIMENTOS

SANOS - SEGURO ATRIBUTOS ORGANOLEPTICOS

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ALIMENTOS FUNCIONALES

Un alimento funcional es cualquier alimento natural, transformado o ingrediente alimentario al cual se le ha incorporado, aumentado, substituido o eliminado, algún (os) componente (es) que lo hacen tener un beneficio potencial para la salud tanto física como mental del individuo y contribuyen en la prevención de ciertas enfermedades.

Términos relacionados

Quimiopreventivos

Alimentos de Diseño

Nutracéutico

Fitoquímicos

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CONCEPTOS EN EL MARCO DE LOS ALIMENTOS FUNCIONALES

Fortificación

Proceso de incorporación de CFA a los alimentos, independiente que estos pueden estar o no presentes originalmente en el alimento portador.

Enriquecimiento

Proceso de incorporación de CFA a niveles superiores a los encontrados de forma natural en los alimentos, esto implica añadir CFA que ya están presentes en el alimento.

Vitaminización

Proceso de incorporación de vitaminas a aquellos alimentos que representan vehículos ideales, y que no necesariamente las contienen en su composición original, por lo que se habla de una fortificación con vitaminas.

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CONDICIONES DE LOS ALIMENTOS FUNCIONALES

Es un alimento a base de ingredientes naturales.

Es un alimento que debe consumirse como parte de una dieta diaria.

Alimentos que al consumirse tienen una particular función en el

cuerpo humano o requisito, tales como:

Mejoramiento en los mecanismos de defensa biológica. Prevención o recuperación de algunas enfermedades especificas. Control de las condiciones físicas y mentales. Retardo del proceso de envejecimiento

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¿QUIÉN DEBE Y QUIÉN PUEDE CONSUMIR ALIMENTOS FUNCIONALES?

LOS ALIMENTOS FUNCIONALES PUEDEN FORMAR PARTE DE LA DIETA DE CUALQUIER PERSONA.

• Embarazadas y niños

• Estados carenciales

• Intolerancias a determinados alimentos

• Personas mayores.

• Colectivos con riesgos de determinadas enfermedades

Revolución de alimentos: COME TU MEDICINA

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ANTECEDENTES

LA EVOLUCIÓN NUTRICIONAL MANTENER BUENA SALUD

“EL ALIMENTO COMO MEDICINA”

Medicina China.................................................Alimentos – Medicina

Fortificación del vino con Hierro....................... Melanphus, 400 d.c

Adición de Yodo a la Sal.....................................Boussingault, 1831

Mitad del siglo XX.............................Época de oro de las vitaminas

Guerras mundiales................................ Programas de fortificación

1980............ enfermedades cardiovasculares, cáncer y obesidad

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CRITERIOS PARA SELECCIÓN DEL ALIMENTO PORTADOR

Conocer gustos y necesidades nutricionales de la población.

Alimento de consumo regular

Características organolepticas: control de calidad.

Estabilidad y la biodisponibilidad de los nutrientes

No deben sufrir cambios significativos: sabor, aroma u otro.

Proceso industrial económicamente viable.

No haber riesgo de toxicidad.

Alimentos fortificados con éxito

Azúcar, sal, carne, cereales, arroz, grasas, aceites, leche y productos lácteos

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PROPIEDADES DE LOS ALIMENTOS FUNCIONALES

FAVORECER UN ADECUADO CRECIMIENTO Y DESARROLLO.

Embarazo materno y durante la lactancia y del niño.

Alimentos enriquecidos: Cereales de desayuno: minerales, vitaminas y folátos

Sal: yodo

Bebidas: minerales (Ca, Fe, ) y vitaminas (A, C. E, etc.)

Lácteos y derivados lácteos: vitaminas A, D, Ca, -3. probióticos)

Formulas infantiles: Nutrientes básicos en la infancia.

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PROPIEDADES DE LOS ALIMENTOS FUNCIONALES

Control de peso /azúcar / triglicéridos plasmáticos

Rendimiento en actividades físicas.

Alimentos de bajo contenido energético (grasas, azúcares)

Alimentos fortificados en -3 o en fibra

REGULACIÓN DE LOS PROCESOS METABÓLICOS BÁSICOS

Mermeladas con edulcorantes no calóricos, patés y margarinas light, “Light” Reducción del valor energético (mínimo del 30%).

Bebidas con sacarina u otros edulcorantes acalóricos

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SITUACIÓN ACTUAL DE LOS ALIMENTOS FUNCIONALES

Los antioxidantes previenen o interrumpen las reacciones en cadena que producen los radicales libres, neutralizándolos por donación de sus hidrógenos

SUSTANCIAS ANTIOXIDANTES

Vitaminas C, E, Carotenoides, Polifenoles y compuestos de azufre

Minerales: zinc, selenio

DEFENSA CONTRA EL ESTRÉS OXIDATIVO.

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SITUACIÓN ACTUAL DE LOS ALIMENTOS FUNCIONALES

Alimentos fortificados con -3 /-6, Vit.C y E, -carotenos y fibra

Los ácidos grasos -3: pescado, aceites de semillas de girasol, maíz, soja, frutos secos oleaginosos (nueces, almendras).

Contribuyen a el colesterol y triglicéridos sanguíneos

Disminución de la formación de trombos o coágulos

Disminución de enfermedad cardiovascular

SISTEMA CARDIOVASCULAR

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Alimentos enriquecidos con fitosteróles.

Alimentos que se les ha incorporado sustancias vegetales similares al colesterol humano, que contribuyen a reducir los niveles del llamado "mal colesterol" (LDC) en sangre.

Margarina + fitosteroles - Yogur + fitosteroles.

Aceite + vitamina E + fitosteróles

SITUACIÓN ACTUAL DE LOS ALIMENTOS FUNCIONALES

APARATO CIRCULATORIO

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SITUACIÓN ACTUAL DE LOS ALIMENTOS FUNCIONALES

PROBIÓTICOS

Microorganismos vivos que, al ser ingeridos en cantidades suficientes, ejercen un efecto positivo en la salud. Las BAL en el organismo generan en el intestino grueso ácido láctico y ácidos grasos de cadena corta, que estimulan el crecimiento de las bifidobacterias, equilibran la flora intestinal y potencian el sistema de defensas e inmunológico.

Microorganismos Utilizados

Lactobacillus bulgaricus y acidophillus: Yogurt

Bifidobacterium, Lactobacillus casei inmunitas: leches fermentadas

L. acidophilus L. rhamnosus S. cerevisiae E. faecium

APARATO DIGESTIVO

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INGREDIENTES FUNCIONALES

Fibras alimentarías.

Oligosacaridos.

Alcoholes derivados de azucares.

Ácidos grasos poliinsaturados.

Péptidos y proteínas.

Glucósidos, isoprenoides y vitaminas.

Colinas (lecitinas).

Alcoholes y Fenoles.

Bacterias de ácido láctico.

Minerales y otros.

L. acidophilus L. rhamnosusS. cerevisiae E. faecium

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MERCADO DE LOS ALIMENTOS FUNCIONALESCOLOMBIA

ALPINA Desarrollo de YOX: $4000 millones Inversiones 2006: US $7 millones desarrollo de su línea de jugos. Proyecciones 2007: Inversión de US $6.3 millones: 17 AF.

Categoría Crecimiento total de la categoría

(%)

Crecimiento de productos saludables

(%)

Participación de saludables frente al volumen total

Diferencia de precio frente al promedio del

mercado Salsa de tomate 3,5 81 < 3% (10 – 20)%

Dulces 1 23 < 3% > 30% Gomas de

mascar 5 18 (3 – 7)% > 30%

Chocolate de mesa

5,5 16 (3 – 7)% > 30%

Refrescos en polvo

29 16 (7 – 15)% (10 – 20)%

Margarinas 2 13 (7 – 15)% (20 – 30)% Café soluble 4 12 (3 – 7)% > 30% Chocolatinas 4,5 10 < 3% < 10%

Leche larga vida 4,5 9 > 25% < 10% Jugos y Néctares -0,7 6 (7 – 15% (10 – 20)%

Cereales listos 5,5 3 > 25% < 10% Pan empacado 4 2 (7 – 15)% < 10%

Revista Dinero, mayo 2007

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MÉTODOS DE OBTENCIÓN ALIMENTOS FUNCIONALES

Alimento

Funcional

Alimento

TradicionalEliminación

Aumento

Adición

Sustitución

Ingeniería genética. Mejoras en las técnicas de cultivo y cría Incorporación a granel. Ingeniería de matrices:Impregnación a vacío

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INGENIERÍA DE MATRICES

MEDICINA

ALIMENTOS POROSOS

ALIMENTOS FUNCIONALES

La técnica de impregnación a vacío se presenta como una alternativa de la aplicación en la industria alimentaria para la producción de nuevos alimentos funcionales por las siguientes ventajas (Chiralt et al.,1999):

Cinéticas de transferencia de masa rápidas.

Mayor ganancia de solutos en tiempos cortos.

Mejor conservación del color.

Conservación del sabor y aroma del producto fresco (T, t ).

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IMPREGNACIÓN A VACÍO

El proceso de Impregnación a vacío (IV) permite introducir mediante el mecanismo hidrodinámico (HDM) en en matrices alimentarias cantidades controladas de una solución con componentes fisiológicos activos (CFA) en la estructura porosa de estas.

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BASES TEÓRICAS DEL MECANISMO HDM

1)1

1()( r

X

Ecuación de equilibrio para el HDM-DRP

1

)( 1

r

rXe

1r)X(

Sí = 0

Pvacío

)1( r

rXe)1(

)(

r

rXe

Pi = PC+ Patm

Sólido Gas Líquido

Vgo

AgV 1

Pi > Pext

1CX

1VXBgV 1 Pi = PC+ P1

2gVCX

Pi = P2 + PcVX

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IMPREGNACIÓN A VACÍO

Composición del tejido.

Estructura del tejido (tamaño y distribución de los poros).

Velocidad de flujo de gas y del líquido durante la acción del HDM.

Tamaño y forma de la muestra.

FACTORES QUE INFLUYEN EN LA IV

Cambios en la composición.

Cambios en propiedades mecánicas y estructurales.

Cambios en otras propiedades físicas. Propiedades ópticas. Propiedades térmicas.

Influencia en los procesos osmóticos.

CAMBIOS INDUCIDOS POR LA IV