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Química Biológica Ing. en Alimentos

Bolilla 3Bolilla 3. ALIMENTOS. Definición. Sustancias nutritivas. Principales constituyentes de los alimentos. Macronutrientes: Carbohidratos. Fibras. Lípidos. Proteínas. Micronutrientes: Vitaminas. Minerales. Aditivos químicos de los alimentos. Componentes perjudiciales o potencialmente perjudiciales de los alimentos.

Alimentos Alimentos

Alimentos

Alimentos

NUTRICION


“El milagro de los alimentos somos nosotros mismos”

ALIMENTOALIMENTOSe denomina así a toda sustancia o mezcla de sustancias naturales o elaboradas que, ingeridas por el hombre, aporten a su organismo los materiales y la energía necesarios para el desarrollo de sus procesos biológicos. Se incluyen en esta definición las sustancias o mezclas de sustancias que se ingieren por hábito, costumbres, tengan o no valor nutritivo, normalmente ingeridas con fines:

a) nutricionales: regulación del metabolismo y mantenimiento de las funciones fisiológicas, como por ej. la temperatura corporal. b) psicológicos: satisfacción y obtención de sensaciones gratificantes.


NutrienteNutrienteSe define como nutriente a toda aquella sustancia que bioquímicamente es esencial e indispensable para el mantenimiento de los organismos vivos. Los nutrientes proporcionan la energía y los precursores de sustancias que son esenciales para el crecimiento y la supervivencia de los organismos vivos.

“La vida es sostenida por los alimentos, y las sustancias contenidas en los alimentos de las cuales depende la vida, son los nutrientes”.

NUTRICION

-Ingesta o incorporación

-Absorción

-Metabolización/Utilización

-Excreción

NUTRIENTES

ALIMENTOS


NUTRICIONNUTRICIONEs el proceso biológico por el que los organismos incorporan, asimilan y utilizan los nutrientes contenidos en los alimentos para el funcionamiento, el crecimiento y el mantenimiento de las funciones vitales.

NUTRICION ≠ALIMENTACION


NUTRIENTES

MACRONUTRIENTES

micronutrientesVitaminas

Minerales

Carbohidratos

Lípidos

ProteínasAgua

ALIMENTOS

MACRONUTRIENTESMACRONUTRIENTESCARBOHIDRATOS, GLUCIDOS O HIDRATOS DE CARBONOCARBOHIDRATOS, GLUCIDOS O HIDRATOS DE CARBONO

Los glúcidos o carbohidratos (también llamados hidratos de carbono) son la fuente de energía de los seres vivos. Se obtienen principalmente por medio del consumo de cereales, azúcares, papa, batata, legumbres, verduras, frutas y frutos secos. Los animales y el hombre obtienen la mayoría de los carbohidratos de las plantas, mientras que las plantas fabrican estos compuestos.


Glucógeno o Almidón

Algunos hidratos de carbono: monosacáridos

• Glucosa

• Fructosa

• galactosa

Más hidratos de carbono: disacáridos

• Maltosa

• Lactosa

• sacarosa

Algunos polisacáridos

• Almidones

• Pectinas

Biológicamente los glúcidos cumplen con dos funciones importantes:

- Estructural: como la celulosacelulosa, en el caso de las plantas, que constituye los tallos, hojas y frutos. Junto con las pectinas la celulosa forma parte de la fibra alimentaria.

- Reserva energética: los animales vertebrados sintetizan y utilizan el glucógenoglucógeno, principalmente en músculo e hígado, mientras que las plantas sintetizan y utilizan el almidónalmidón.


MACRONUTRIENTESMACRONUTRIENTESLIPIDOSLIPIDOS

Al igual que los carbohidratos, los lípidos se componen de carbono, hidrógeno y oxígeno, pero en este caso, la cantidad de hidrógeno es superior a la cantidad de átomos de oxígeno, confiriendo a estos compuestos propiedades químicas distintas.- Los lípidos se clasifican en dos grupos: saponificablessaponificables y no-saponificablesno-saponificables.

SaponificablesSaponificables- Simples: ácidos grasos libres, grasas neutras y ceras. - Compuestos: fosfolípidos, glucolípidos (ej. triglicéridos), lipoproteínas.

donde: R= ácidos grasos saturados y/o insaturados


Principal constituyente de las grasas de los alimentos de origen animal

Ácidos grasos Ácidos grasos Los ácidos grasos saturadosácidos grasos saturados varían en composición de 4 a 26 átomos de carbono.

Nombre común Nombre científico Fórmula condensada Fórmula extendida

Butírico Butanoico CH3(CH2)2COOH CH3-CH2-CH2-COOH

Caproico Hexanoico CH3(CH2)4COOH CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-COOH

Caprílico Octanoico CH3(CH2)6COOH CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-COOH

Cáprico Decanoico CH3(CH2)8COOH CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-COOH

Láurico* Dodecanoico CH3(CH2)10COOH CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-COOH

Mirístico* Tetradecanoico CH3(CH2)12COOHCH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-COOH

Palmítico* Hexadecanoico CH3(CH2)14COOHCH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-COOH

Esteárico* Octadecanoico CH3(CH2)16COOHCH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-COOH

Araquídico Eicosanoico CH3(CH2)18COOHCH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-COOH

* Ácidos grasos saturados presentes en la mayoría de los alimentos.


http://es.wikipedia.org/wiki/Alimento




Los ácidos grasos insaturadosácidos grasos insaturados poseen dobles ligaduras en su cadena y tienen gran actividad química puesto que se hidrolizan y oxidan fácilmente.

Los siguientes son los ácidos grasos insaturados más comunes en los alimentos de origen vegetal y pescados.

Nombre común Nombre científico Fórmula

condensada Fórmula extendida

OleicoOctadeca-9-enoico, C18:1ω9, o cis-9-octadecenoico

C15H29COOHCH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2=CH-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-COOH

LinoleicoOctadeca-9:12-dienoico, C18:2ω6, o cis-9,12-octadecadienoico

C15H29COOHCH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CH=CH-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-COOH

LinolénicoOctadeca-9:12:15-trienoico, C18:3ω3, o cis-9,12,15-octadecatrienoico

C15H29COOHCH3-CH2-CH=CH-CH2-CH=CH-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-COOH






No saponificablesNo saponificables

- Vitaminas liposolubles (A, D, E, K). - Esteroides: colesterol, ácidos biliares, hormonas esteroideas como los estrógenos, la progesterona, la testosterona.

Colesterol


MACRONUTRIENTESMACRONUTRIENTES

PROTEINASPROTEINASLas proteínas son macromoléculas poliméricas formadas por aminoácidos. Son fundamentales en la nutrición humana y animal ya que prácticamente todos los procesos biológicos dependen de la presencia y/o actividad de las mismas.


Desde el punto de vista estructural, se clasifican:

FIBROSAS

- Colágeno

- Actina y Miosina- Fibrinógeno

- Etc.

GLOBULARES

- Inmunoglobulinas- Hormonas proteicas

- Enzimas

- Etc.

- Albúmina


Las proteínas están en alta proporción en los alimentos de origen animal, como las carnes (de mamíferos, aves y peces), en los huevos, en los lácteos, y en menor proporción en algunos vegetales, como la soja.


Valor biológico (VB):Valor biológico (VB):

El valor o calidad biológica de una determinada proteína se define como su capacidad de aportar todos los aminoácidos necesarios para satisfacer las necesidades del organismo en cuanto a la formación, mantenimiento y función de todos los órganos y tejidos del mismo. Así, el valor biológico depende fundamentalmente, de la cantidad y calidad de la proteína, es decir de la cantidad de aminoácidos esenciales que pueda aportar.

Alto VB= 100Ovoalbúmina

Proteínas animales VB= 80-100

Proteínas vegetales VB= 50-70


MACRONUTRIENTES

micronutrientesVitaminas

Minerales

NUTRIENTES

ALIMENTOS

Carbohidratos

Lípidos

Proteínas

MICRONUTRIENTESMICRONUTRIENTES

Se conoce como micronutrientesmicronutrientes a aquellas sustancias que el organismo de los seres vivos necesita en pequeñas dosis. Son indispensables para los diferentes procesos bioquímicos y metabólicos de los organismos vivos ya que, entre otras funciones, forman parte de la estructura de numerosas enzimas.

En los animales los micronutrientes incluyen: las vitaminasvitaminas y los mineralesminerales.


VITAMINASVITAMINAS Las vitaminas son compuestos orgánicos, de estructura química variada

que, si bien no producen energía, son esenciales para mantener la salud y el crecimiento normal y deben ser ingeridas en pequeñas cantidades con la dieta.

≠

Oligoelementos se requieren en pequeñas cantidades pero son inorgánicos.

Aminoácidos son compuestos orgánicos, se requieren en grandes cantidades.



VITAMINAS LIPOSOLUBLES Vitamina A (caroteno, retinoides) (solubles en grasas y aceites) Vitamina D (colecalciferol) Se incorporan y absorben con Vitamina E (tocoferol) los lípidos de la dieta. Vitamina K

Compl. Vitamínico B Vit. B1 (tiamina)

Vit. B 2(riboflavina) Vit. B 3 (Niacina)

VITAMINAS HIDROSOLUBLES Vit. B5 (Ac. Pantoténico) (solubles en agua) Vit. B6 (Piridoxina) Se incorporan con alimentos Vit. B7 (Biotina) con mayor contenido acuoso. Vit. B9 (Ac. Fólico) Vit. B12 (Cobalamina)

Vitamina C

Clasificación de las vitaminas según su solubilidad


Otra clasificación, según su función metabólica:

VITAMINAS

HormonasAc. Retinoico (A)Colecalciferol (D)

AntioxidantesRetinol (A)Tocoferol (E)Ac. Ascórbico (C)

OtraVitamina K

Coenzimas

Tiamina (B1)Riboflavina (B2)Niacina (B3)Ac. Pantoténico (B5)Piridoxina (B6)Biotina (H, B7)Ac. Fólico (B9) Cobalamina (B12)


VITAMINA BVITAMINA B1 1 o tiaminao tiamina

Pirofosfato de tiamina (PPT)


VITAMINA BVITAMINA B2 2 o Riboflavinao Riboflavina

Flavin adenin dinucleótido (FAD)

Flavin mononucleótidoRiboflavina (vitamina B2)


Nicotinamida

VITAMINA BVITAMINA B3 3 o Nicotinamida o Niacinao Nicotinamida o Niacina


VITAMINA BVITAMINA B55 o Acido pantoténico o Acido pantoténico

Acido pantoténico

Fuentes alimenticias Función

-Es esencial para el crecimiento y la utilización y metabolismo normal de los nutrientes.


VITAMINA BVITAMINA B6 6 o Piridoxinao Piridoxina


PLP: piridoxal fosfato piridoxamina fosfato

VITAMINA BVITAMINA B9 9 o Acido Fólicoo Acido Fólico


Acido Fólico


VITAMINAS

HormonasColecalciferol (D)Ac. Retinoico (A)


OtraVitamina K

Coenzimas


VITAMINA D o colecalciferolVITAMINA D o colecalciferol


> β-caroteno

zanahorias, zapallo, batata, etc.

< α-caroteno, γ-caroteno y la criptoxantina (3-hidroxi-β-caroteno)

Esteres de retinilo


Acido retinoico


VITAMINAS



OtraVitamina K

Coenzimas


ANTIOXIDANTES SECUESTRADORES DE RADICALES LIBRESANTIOXIDANTES SECUESTRADORES DE RADICALES LIBRES

Vitaminas A o E

Vitaminas•

Vitamina C


VITAMINA A y sus derivados retinoidesVITAMINA A y sus derivados retinoides

Acido retinoico


AntioxidanteAntioxidante

VITAMINA E o tocoferolVITAMINA E o tocoferol


VITAMINA C o Acido AscórbicoVITAMINA C o Acido Ascórbico

Ascorbato



VITAMINAS



OtraVitamina K

Coenzimas


VITAMINA KVITAMINA K


REQUERIMIENTOS VITAMINICOS A LO LARGO DEL CICLO VITALREQUERIMIENTOS VITAMINICOS A LO LARGO DEL CICLO VITAL

Los requerimientos vitamínicos varían según distintos factores:Edad.Sexo.Etapas del desarrollo fetal.Situaciones fisiológicas como embarazo, lactancia, etapas de crecimiento.


MINERALESMINERALES- Los minerales inorgánicos presentes en los alimentos, son necesarios para una gran variedad de procesos biológicos, tales como: la reconstrucción de tejidos, las reacciones enzimáticas, la contracción muscular, la transmision del impulso nervioso, la coagulación sanguínea, etc.

MACROELEMENTOS> 100 mg/día

- Na, K, Cl, Ca, P, Mg, S

Microelementos< 100 mg/día

Fe, Cu, I, Zn, F, Mn, Se, Cr




AGUA Es esencial para la supervivencia de todas las formas conocidas de vida.

El agua desempeña este papel: 1) proporcionando el medio para

prácticamente todas las reacciones y procesos metabólicos,

2) controlando la acidez dentro de las células y

3) favoreciendo la eliminación de residuos tóxicos del organismo.

• Alimentos

• Productos alimentarios



ADITIVOS QUIMICOS DE LOS ALIMENTOSADITIVOS QUIMICOS DE LOS ALIMENTOS

todo ingrediente agregado a los alimentos con el objeto de cumplir alguna de las siguientes funciones:

• Mejorar el valor nutritivo. • Aumentar la estabilidad o capacidad de conservación.• Incrementar la aceptabilidad de los alimentos,

mejorando sus características sensoriales (aroma, sabor, color, textura).

• Permitir la elaboración económica y en gran escala de alimentos de composición y calidad constante en función del tiempo.

ADITIVOS QUIMICOSADITIVOS QUIMICOS



ADITIVOS QUIMICOS DE LOS ALIMENTOSADITIVOS QUIMICOS DE LOS ALIMENTOSAditivo Abreviatura Ejemplo

Alimentos que los contienen

Conservante CONS

Ácido benzoico y sus sales, ácido sórbico y sus sales, ácido propiónico y

sus sales, dióxido de azufre y sulfitos, nitratos y

nitritos.

Mayonesas, mermeladas, salsas, productos de

panadería.

Acidulante ACI Ácido cítrico, ácido

acético, ácido fosfórico. Mermeladas, mayonesas,

gaseosas.

Antioxidante ANT BHA, BHT, galatos. Aceite, margarinas,

aderezos.

Edulcorante EDU Ciclamato de sodio, sacarina, aspartame,

acelsulfame.

Bebidas, productos de pastelería, lácteos,

productos bajos en calorías

Colorante COL Tartrazina, amarillo ocaso, caramelo, azul patente V.

Bebidas, golosinas, yogures, flanes, helados.

Aromatizante/ Saborizante ARO Maltol.

Bebidas, caramelos, productos de panadería.

Resaltador del sabor EXA Glutamato de sodio,

maltol, etilmaltol Caldos, sopas

deshidratadas, aderezos.

Espesante ESP Almidones, goma guar, goma garrofín, goma

xantán, ,

Mermeladas, yogures batidos o bebibles, helados.

Gelificante GEL Carragenes, gelatina,

pectina Flanes, yogures firmes,

jaleas.

Estabilizante EST Goma guar, goma tara, goma garrofín, goma xantán, carragenina.

Leche chocolatada, bebidas.

Emulsionante EMU Lecitina, mono y

diglicéridos, polisorbatos. Chocolates, embutidos,

margarinas, helados.

Leudante químico RAI Bicarbonato de sodio o de

amonio Panificados.

Butil-hidroxianisol, butil-hidroxitolueno


Componentes perjudiciales o Componentes perjudiciales o potencialmente perjudiciales de los alimentospotencialmente perjudiciales de los alimentos

Algunos aditivos no autorizados, o autorizados pero usados en concentraciones mayores a las permitidas, pueden ser cancerígenos, bioperjudiciales, o significar un grave riesgo para la salud.

Ver: http://www.e-aditivos.com/

http://www.e-aditivos.com/

BIBLIOGRAFIA

1- BLANCO A., “Química Biológica”, Ed. El Ateneo, 8a edic., Bs. As. (2007).2- LIM M.Y., “ Lo esencial en Metabolismo y Nutrición”, Ed. Elsevier, 3ra. ed., Barcelona (2010). 3- LEHNINGER, A.L., "Principios de Bioquímica", Ed. Omega, 4ª ed. (2008).

Bibliografía Complementaria

1- CAMPBELL Y FARREL, “Bioquimica”, Thomson Eds., 4ta. Ed., (2005).2- VOET, VOET, PRAT, “Fundamentos de Bioquímica”, Ed. Panamericana, 2da. Ed. (2006). 3- MCKEE, Trudy y MCKEE, James. “Bioquímica”. Ed. McGraw-Hill- Interamericana, 3a edic., Bs. As. (2005).4- A.D.A.M. Inc., La Enciclopedia Ilustrada de Salud (Health Illustrated Encyclopedia) www.nlm.nih.gov/medlineplus/.../encyclopedia.html, 2010.


http://www.nlm.nih.gov/medlineplus/.../encyclopedia.html

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