Química de macrocomponentes de alimentos

Química de macrocomponentes de alimentos es un material muy valioso para fortalecer el aprendizaje y fundamentos de los diversos cursos de la licenciatura de Química de Alimentos (QA), porque dirige al estudiante desde la comprensión de las cuestiones químicas y estructurales más básicas, hasta las más complejas, sin obviar los detalles de las diferentes etapas de reacción. Es una referencia para los profesionales que están en el ámbito educativo de otras carreras afines a QA, como Ingeniería de Alimentos, Tecnología de Alimentos y Nutrición, entre otras.

Índice

Agradecimientos
Introducción

Capítulo 1. El agua en los alimentos

La molécula de agua
Estructura, electronegatividad y conformación
Los enlaces de hidrógeno
Modelos del agua líquida
El momento dipolar eléctrico: la naturaleza bipolar del agua
Solvatación
Hidratación
Hidrofobicidad
El equilibrio líquido-vapor del agua. La ecuación de Clausius-Clapeyron
Actividad de agua. Concepto termodinámico
Isotermas de porción. Definición y características generales
Modelos matemáticos
Sorción en monocapa. El modelo de Langmuir
Sorción en capas múltiples. Lo modelos BET y GAB
      Modelo Brunauer-Emmett-Teller (BET)
      El modelo BET en alimentos
      Modelo Guggenheim-Anderson-De Boer (GAB)
      El modelos GAB en alimentos
Histéresis
Efecto de la temperatura sobre la sorción
      El calor isostérico de sorción
Actividad de agua y degradación de alimentos
      Cambios químicos
      Humedad y actividad de agua
      Reactividad química y actividad de agua
      Cambios físicos
      Cambios microbiológicos
Bibliografía
      La molécula de agua
      Actividad de agua. Concepto termodinámico
      Isotermas de sorción
      Actividad de agua y degradación de alimentos

Capítulo 2. Carbohidratos

Introducción
Propiedades
      Grupo funcional
      Tipo de estructura molecular
      Monosacáridos
      Oligosacáridos
      Polisacáridos
            Polisacárido digerible: almidón
            Polisacárido digerible: glucógeno
            Polisacárido no digerible: celulosa
Propiedades químicas
      Propiedades químicas de óxido-reducción
Derivados de carbohidratos
      Alditoles o azúcares-alcohol
      Azúcares-ácidos
      Azucáres-amino y desoxiazúcares
      Glucósidos
            O-glucósidos
            N-glucósidos
            S-glucósidos
Mutarrotación de azúcares reductores
Apertura de ciclos
Enolización
Reacciones en medio básico
      Formación de ácidos sacarínicos
      Formación de hidroxiácidos a partir de aldotetrosas
      Formación de ácido láctico y aldehído pirúvico
Reacciones de Oscurecimiento No Enzimático (ONE) de los alimentos
Reacciones de carbohidratos en medio ácido
      5-hidroximetilfurfural (HMF)
      Formación de ácido levulínico
      Furfural
      Formación de maltol, isomaltol y HAF
Reacciones de Maillard
      Factores que afectan las reacciones de Maillard
      Primera y segunda etapas de las reacciones de Maillard con aldosas
      Reacciones de Maillard, formación de cetosamina por catálisis ácida
      Reacciones de Maillard con cetosas, tercera etapa: formación de HMF (enolización 1,2)
      Formación de maltol e isomaltol (enolización 2,3)
      Formación de HAF
Tercera etapa, productos de fisión o fragmentación en medio básico
      Formación de alquilpirazinas l: degradación de Strecker
      Degradación de Strecker a partir de un 1,2-dicarbonilo
      Degradación de Strecker a partir de un 2,3-dicarbonilo
      Tercera etapa, formación de alquilpirazinas por fragmentación térmica de azúcares, reacción con radicales
Cuarta etapa, formación de polímeros y melanoidinas
      Formación de acrilamida
Resumen de los productos de las reacciones de Maillard
Bibliografía

Capítulo 3. Lípidos

Introducción
Lípidos simples
Lípidos complejos
Ácidos grasos
      Acidos grasos saturados
      Acidos grasos insaturados
Isómeros
Isomería cis, trans de los ácidos grasos insaturados
Acilgliceroles
Numeración estereoespecífica
Deterioro de los lípidos en los alimentos
Rancidez
      Rancidez hidrolítica o lipólisis
      Hidrólisis de los triacilgliceroles
      Hidrólisis de lípidos por lipasas
      Hidrólisis de fosfolípidos por fosfolipasas
      Rancidez oxidativa
            I. Etapa de iniciación
            1. Iniciación en la autooxidación
            Acción de los cationes metálicos en la etapa de iniciación
            2. Iniciación en la fotooxidación
            II. Etapa de propagación
      Productos de la primera generación u oxidación (primera descomposición de hidroperóxidos)
      Productos de la segunda y tercera generaciones de la oxidación lipídica
      Formación de otros productos de descomposición de la segunda y tercera oxidación
             Cetonas
      Oxidación de aldehídos saturados
      Aldehídos insaturados
      Epóxidos
Reacciones de entrecruzamiento (polimerización)
Reacciones de los lípidos por efecto de tratamientos térmicos de alta intensidad
Interacciones de los productos de la oxidación lipídica con las proteínas
Bibliografía

Capítulo 4. Proteínas

Introducción
Propiedades generales de los aminoácidos, péptidos y proteínas
Aminoácidos
      Estructura y clasificación
      Propiedades físicas y químicas
      Reacciones que involucran a sus cadenas laterales
Péptidos
Proteínas: niveles de estructuración, propiedades y clasificación
Propiedades generales de las proteínas
Desnaturalización
Fuerzas principales que estabilizan las proteínas
Enlaces disulfuro
Estabilidad conformacional y adaptabilidad de las proteínas
Desnaturalización
      Termodinámica de la desnaturalización
Estado de glóbulo fundido
Agentes desnaturalizantes
      Agentes físicos
      Agentes químicos
Reactividad de las proteínas
      Reactividad de las proteínas en los alimentos y procesos alimentarios
      Reacciones en condiciones alcalinas
Racemización
Hidrólisis alcalina de los grupos amida laterales o desamidación
Hidrólisis alcalina de grupos laterales: guanidino
Interacción proteína-proteína
      Formación de entrecruzamientos proteínicos en condiciones de a_w, alta
Racemización de aminoácidos y β-elminación/formación de DHA
Formación de DHA a partir de serina y cistina
Formación de lisinoalanina, ornitina y lantionina
      Formación de lisinoalanina
      Formación de ornitoalanina
      Formación de lantionina
Inhibición de entrecruzamientos
Formación de isopéptidos
Hidrólisis alcalina de una cadena peptídica
Reacciones en medio ácido
Racemización
Hidrólisis ácida de una cadena peptídica
Reacción de proteínas con otros componentes: carbohidratos
Reacción de proteínas por pirólisis
Reacción de proteínas con lípidos
Reacciones amino-carbonilo
Reacción de radicales de la oxidación lipídica con aminoácidos azufrados
Reacción con aminoácidos aromáticos
Dismutación y entrecruzamientos
Reacción con aminoácidos aromáticos
Propiedades funcionales de las proteínas
      Hidratación
      Solubilidad y factores que la afectan
      pH
      Fuerza iónica
      Temperatura
      Disolventes orgánicos
Propiedades interfaciales de las proteínas
Propiedades de emulsión y factores que la afectan
Propiedades espumantes
Factores extrínsecos que influyen en la formación y estabilidad de las espumas
Unión de sustancias aromáticas y factores asociados
Viscosidad
Formación de geles
Texturización
Formación de masa
Modificación química y enzimática de las proteínas
Modificación química
Alquilación
Acilación
Fosforilación
Sulfitolisis
Modificación enzimática
Entrecruzamiento de proteínas
Uso de agentes de entrecruzamiento en gelatina
Aldehídos
Compuestos fenólicos
Genipina
Reacción de la plasteína
Esterificación
Ejercicios
Bibliografía