UNIDAD III, ALIMENTOS DEFINICIONES:

1. UNIDAD III, ALIMENTOS DEFINICIONES: “El alimento es una sustancia de cualquier naturaleza, sólida o líquida; naturales o transformados; normalmente ingerida por los seres vivos para satisfacer el apetito, las funciones fisiológicas, regular el metabolismo y mantener la temperatura corporal.” “Todo producto que por su composición química y caracteres organolépticos forma parte de la dieta con el objetivo de satisfacer el apetito y aportar los nutrientes necesarios para mantener la salud.”

2. Bromatología ciencia que se encarga del estudio de la composición química de los alimentos; de la palabra, “bromos” alimento “ logos” estudio la bromatología se divide en dos grandes categorías: • La Antropobromatología, que corresponde al estudio de los alimentos destinados específicamente al consumo por parte del humanos. • La Zoobromatología, que corresponde al estudio de los alimentos destinados al consumo de las distintas especies animales y que incluyen el estudio de los valores alimenticios y dietas en general. • En resumen, se puede decir que es la ciencia que estudia los alimentos desde todas sus vertientes, tales como valor nutritivo, sensorial, higiénico sanitario, físico y químico. El conocimiento de la composición química de los alimentos nos permite su utilización en una forma racional.

3. Muchas plantas o sus partes son comidas como alimento, y son clasificados de acuerdo a sus nutrientes en: • Proteínicos Subproductos de oleaginosas; pastas de girasol, soya, harinolina, canola, cártamo. • Fibrosos Cascarillas de girasol, soya, semilla de algodón, cártamo. Forrajes; zacates, alfalfa, sorgo y maíz forrajero. • Energéticos • Las semillas, que se clasifican en: • Cereales; maíz, trigo, arroz, sorgo • Leguminosas; frijol, lentejas, garbanzo • Oleaginosas; girasol, nabo, algodón, cártamo, soya.

4. Clasificación general de los alimentos: 1.- Forrajes secos y alimentos toscos (forraje difícil de digerir). Son bajos en energía debido a niveles elevados de fibra (más de 18% ) Henos, leguminosas, gramíneas, paja, forraje (parte aérea con espiga, cáscara y panículas), Rastrojo (parte aérea sin espiga, ni cáscara). Cáscara y cascarillas ( avena, cacahuate y algodón). 2.- Pasturas, pastos nativos y forrajes utilizados verdes Alimentos y forrajes cortados y ofrecidos en forma verde. 3.- Ensilajes de maíz, leguminosas y gramíneas.

5. 4.- Alimentos energéticos Productos con menos de 20% proteína y menos de 18/% en fibra. Granos de cereales, subproductos de molinería, frutas, nueces, raíces. 5.- Suplementos protéicos Productos que contienen 20% o más de proteína. De origen animal, aviar, marino, leche y vegetal. 6.- Suplementos minerales 7.- Suplementos vitamínicos 8.- Aditivos Antibióticos, material pigmentante, saborizante, hormonas, medicamentos.

7. Composición de los alimentos. Un análisis próximo o proximal de un alimento fue desarrollado por Henneberg y sus colaboradores en la estación agrícola de Weende en Alemania. (1859-1861) Éste análisis no determina un análisis o compuesto en particular, evalúa la calidad de un alimento en función de grupos de com- puestos con características físico-químicas semejantes, pero con diferente valor nutritivo. El análisis proximal consta de los siguientes determinaciones: Humedad, Proteína, Materia mineral o cenizas, Grasa cruda o extracto etéreo, Fibra cruda y Extracto libre de nitrógeno.

8. 1.- Agua y materia seca >El agua no contribuye al valor nutritivo de un alimento, >Diluye el contenido de nutrientes sólidos, >Los hace susceptibles de sufrir fenómenos de descomposición por enzimas, bacterias y hongos. >Es un factor determinante en la inhibición o la propagación de diferentes reacciones que pueden aumentar o disminuir la calidad nutritiva y sensorial de los alimentos. >Todos los alimentos incluyendo los deshidratados, contienen ciertas cantidad de agua. >Como la cantidad de agua en un alimento es muy variable, los análisis de los alimentos se reportan en base seca. >Cuando una muestra de alimento se coloca en un horno a una temperatura de 105 °C durante 24 horas, el agua evapora y la materia restante se denomina materia seca.

9. El agua existe en los alimentos de tres formas: 1.- Agua de combinación; está unida en alguna forma química como agua de cristalización o como hidratos. 2.- Agua adsorbida; está asociada físicamente como una monocapa sobre la superficie. 3.- Agua libre es aquella que es fundamentalmente un constituyente separado, con facilidad se pierde por evaporación o por secado. Como la mayor parte de los alimentos son mezclas heterogéneas de varias sustancias, pueden contener cantidades variables de agua de los tres tipos.

10. Métodos de determinación • Secado • Destilación • Químicos • Instrumentales Secado Son mediciones de la pérdida de peso debida a la evaporación de agua a la temperatura de ebullición o cerca de ella. En ocasiones el resultado obtenido puede no ser una medición verdadera del contenido de agua de la muestra. Por ejemplo, Los aceites volátiles pueden perderse a temperatura de secado como 100° C. Los alimentos con alto contenido en azúcares deben tratarse a bajas temperaturas (70°C) y al vacío. Liofinización. • EQUIPOS: Estufas desecadoras con altas temperaturas. • Lámparas secadoras de radiacción infrarroja • Hornos de microondas

11. Destilación Se destila el producto alimenticio con un disolvente inmiscible que tiene un elevado punto de ebullición y una densidad menor que la del agua, por ejemplo, tolueno, heptano y xileno. El agua que se destila cae debajo del disolvente condensado en un recipiente graduado, en el cual se puede medir el volumen de la fase acuosa. Químicos El método de Karl Fischer, se basa en la reacción no estequiométrica del agua con el yodo y el bióxido de azufre en solución de piridina-metanol, el punto final de la titulación se puede detectar en forma visual, pero la mayoría de los laboratoristas usan instrumentos electrométricos comercialmente disponibles. Otro método es el de la hidrólisis del acetato de etilo por el hidróxido de sodio formado por el agua a partir de un exceso de etóxido de sodio. El etóxido de sodio que no se consume se determina por titulación electrométrica.

12. Instrumentales Estos métodos se basan en principios físicos o fisicoquímicos. La mayoría de ellos se utilizan en el control de calidad que requiere la línea de producción de alimentos elaborados. Se utilizaron instrumentos basados en: a resistencia eléctrica, la frecuencia las propiedades dieléctricas, la RMN y la reflactancia al infrarrojo cercano, entre otras.

13. PROTEÍNAS Entre todos los compuestos químicos, las proteínas deben considerarse como los más importantes, puesto que son las sustancias de la vida. Se las encuentra en toda célula viva, son el material principal de la piel, los músculos, tendones, nervios y la sangre; de enzimas, anticuerpos y muchas hormonas. Desde el punto de vista químico, son polímeros de alto peso molecular por su función biológica se le conoce como BIOMOLECULAS. FUNCIONES BIOLOGICAS: La regeneración y formación de tejidos. Síntesis de enzimas, anticuerpos y hormona. Como constituyente de la sangre. Forma parte del tejido conectivo de los animales, de la piel, pelo, uña, y de otros tejidos estructurales

14. Las proteínas se pueden encontrar principalmente en: Leche Carne Pescado Huevo Leguminosas Cereales Hojas verdes Una sola molécula proteínica contiene cientos, e incluso miles, de unidades de aminoácidos, pueden ser de hasta 20 tipos diferentes. Los aminoácidos Molécula que contiene un grupo funcional ácido y un grupo amino

15. AMINOACIDOS ESENCIALES: Aquellos que el cuerpo no puede fabricar o lo hace en poca cantidades. · Treonina · Leucina · Fenilalanina · Isoleucina · Metionina ·Lisina · Histidina · Valina · Triptófano AMINOACIDOS NO ESENCIALES : El cuerpo los sintetiza a partir de otros aminoácidos. · Serina Alanina ·Asparragina · Acido aspártico · Acido glutámico · Glicina CONDICIONALMENTE ESENCIALES: Son aquellos que dependen o no de la dieta. · · · · · · Arginina Cistina Tirosina Cisteina Glutamina Prolina La calidad nutritiva de las proteínas dependen de la biodisponibilidad de sus aminoácidos

16. El elemento característico de las proteínas es el nitrógeno, los métodos de cuantificación se basan en la determinación del contenido de éste en la muestra. El químico danés, J.G. Kjeldahl, desarrolló un método en 1883 para determinar la cantidad de nitrógeno en un compuesto. Cuando la muestra contiene nitrógeno de otras fuentes como urea, aminas y amidas, el método Kjeldahl sobreestimará el contenido de proteína. En promedio en proteínas, el contenido de nitrógeno es 16%. El porcentaje de proteína en un alimento es calculado como el porcentaje de nitrógeno multiplicado por 6.25 (100/16 = 6.25).

17. MÉTODO KJELDAHL A través de los años, el procedimiento básico de Kjeldahl mantiene su posición como la técnica más fidedigna para la determinación de nitrógeno orgánico. En consecuencia, es incluido entre los métodos oficiales estatuidos y es aprobado por las organizaciones internacionales. Los resultados obtenidos mediante el método de Kjeldahl se usan para calibrar los métodos físicos y los automáticos. Se han empleado muchos catalizadores. Mercurio, Óxido de mercurio y Selenio; efectivos, con riesgos tóxicos y problemas para desecharlos. Mezcla de sulfato de cobre II y bióxido de titanio; no tan efectiva Sulfato de sodio y de potasio; elevan la temperatura de digestión Peróxido de Hidrógeno; acelera la digestión y disminuye la formación de espuma.

18. Tradicionalmente, el amoníaco liberado del líquido de digestión hecho alcalino se destila a una cantidad de ácido diluido normal, que finalmente es titulado con álcali normal para dar el contenido en nitrógeno orgánico en la muestra. Ahora es muy popular destilarlo a una solución de ácido bórico al 4 % y titular directamente al amoníaco con ácido sulfúrico normal. Análisis del método: Se determina el nitrógeno total, en forma de amonio de los alimentos sin diferenciar si proviene de aminoácidos o de otra fuente. 1.- Digestión: Se destruye la materia orgánica por medio de ácido sulfúrico actuando éste como oxidante en presencia de catalizadores metálicos (óxido de mercurio, selenio, sulfato de cobre), sulfato de potasio o de sodio que elevan la temperatura ( por c/10°C la velocidad de la reacción se duplica).

19. La materia carbonosa (grasa, fibra, carbohidratos) se transforma en CO2 y se libera. • Los minerales se sulfatan • El nitrógeno se convierte en (NH4)2SO4 • Parte oxigenada de la proteína también se libera • Los gases de ácido sulfúrico que se forman a una temperatura superior de 300°C se disocian en forma de SO3 y H2O, • H2SO4  ==>  SO3  +  H2O • el SO3 se descompone en SO2 y oxígeno; • 2SO3     ==>   2 SO2 +  O2el óxigeno oxida el carbono y el hidrógeno la materia orgánica para convertirlos en CO2 y H2O. C  +  O2 ==>   CO2   2H2 + O2   ==>  2 H2O • Con la oxidación, el nitrógeno proteico se convierte en NH3 formando Sulfato de Amonio. • NH2CH2COOH + 3H2SO4   ==>   NH3  +  2CO2  +  4H2O  +  3SO2 2NH3 + H2SO4     ==>   (NH4)2SO4

20. Al final del ataque: Se tiene en la solución H2SO4 sobrante, sales sulfatadas de los minerales disueltas, y el sulfato de amonio. Se agrega agua al matraz con la finalidad de diluir al ácido sulfúrico remanente, a la vez que el sulfato de potasio, sulfato de cobre y sulfato de amonio disueltos precipiten, dejando libre en la parte superior el H2SO4 sobrante; es decir hay formación de dos fases.

21. 2.- Destilación Se realiza con NaOH. El sulfato de amonio al reaccionar con el exceso de sosa se destila como amoniaco, el mismo que es arrastrado con vapor en forma de NH4OH. (NH4)2 SO4  +  2NaOH   ==>     Na2 SO4  + 2 NH3  + 2H2O El destilado es recolectado en una solución de ácido sulfúrico estan- darizada; el ión amoniaco se combina con una parte del ácido y el exceso de ácido es titulado con una solución estandarizada de NaOH utilizando un indicador. Se corre un blanco o testigo que se involucra en el cálculo. De esta titulación se determina la cantidad de nitrógeno y se convier- te a proteína utilizando un factor correspondiente a la muestra. Cálculo: % N = ----------------------------------------------------------- % Proteína cruda = % N X 6.25 eq de N X 100 = 1.4 (ml blanco – ml muestra)NaOH X Normalidad NaOH X 1.4 Gramos de muestra

22. 3.- Extracto etéreo o grasa cruda. Se considera grasa al extracto etéreo que se obtiene cuando la muestra es sometida a extracción con éter etílico. El término extracto etéreo se refiere al conjunto de las sustancias extraídas que incluyen, además de los ésteres de los ácidos grasos con el glicerol, a los fosfolípidos, las lecitinas, los esteroles, las ceras, los ácidos grasos libres, los carotenos, las clorofilas. Los aceites y grasas presentes en la muestra seca, se extraen para cuantificarse con un disolvente orgánico (éter de petróleo o etílico), la prueba se realiza del material seco y reducido a polvo, en un aparato de extracción continua. Tipo Bolton o Bailey-Walker Tipo Soxhlet Equipo Foss-Let Gose-Gottliebe Badcock Gerber

23. 4.- Fibra cruda. Es la medida oficial para determinar el contenido de fibra en un alimento, sin embargo no es preciso para medir las paredes de las cèlulas. Es una mezcla de celulosas, hemicelulosas y lignina, esencialmente indigestibles por animales de estòmago simple. Los procedimientos más recientes son la determinaciones de Fibra Àcido detergente (FAD) y Fibra neutro detergente (FND). FAD, fracciòn de fibra que consiste de celulosa y lignina esta negativamente relacionada con la digestibilidad del alimento y es usada para calcular valores de energìa. FND, fracciòn de fibra que consiste de celulosa, lignina y hemicelulosa. Esta negativamente relacionada con el consumo de alimento.

24. 5.- Contenido mineral o cenizas. Cuando una mezcla de alimento es colocada en un horno a 550ªC y la materia orgànica es quemada, la parte restante es la parte mi- neral llamada ceniza. Es el residuo de la calcinaciòn de una muestra o sea la elimina- ciòn de la materia orgànica y el agua. es el punto de partida en la determinaciòn de minerales especìficos, ademàs es necesaria para el càlculo de materia orgánica de un ali- mento. Minerales; el contenido mineral esta formado por las cenizas que quedan como residuo en la calcinaciòn. Se clasifican en macro y micro minerales. Macro, los que se requieren en grandes cantidades como el calcio, Fòsforo, magnesio, sodio, potasio, magnesio y azufre. Micro, se requieren en pequeñas cantidades o trazas; como el hierro, cobre, cobalto, manganeso, zinc, yodo, molibdeno, cromo y selenio.

25. Vitaminas; son potentes compuestos orgánicos que se encuentran en pequeña y variable proporción en los alimentos; son consideradas por conveniencia como un solo compuesto, aunque en realidad son un grupo de compuestos estructurales relacionados. El contenido de vitaminas en un alimento no esta determinado rutinariamente pero son esenciales en pequeñas cantidades para mantener la salud. Las vitaminas son clasificadas como: Solubles en agua; (9 vitaminas del complejo B y vitamina C) y Solubles en grasa; (ß-carotena, o provitamina A, vitaminas D2, D3, E y K. En las vacas, las vitaminas del complejo B no son esenciales porque las bacteria del rumen las puede sintetizar.

26. 6.- Extracto libre de nitrògeno Se estima por diferencia restando de 100 los porcentajes de humedad, proteína cruda, grasa cruda, fibra cruda y cenizas. Esta constituído por almidones, azúcares solubles, pectinas, ácidos orgá- nicos. Almidón, carbohidratos de almacenamiento tambièn conocidos como Carbhidratos no fibrosos, no estructurales o que no son parte de la Pared celular. Celulosa y hemicelulosa, carbohidratos estructurales, conocidos como Fibrosos o de la pared celular. MATERIA SECA (M.S.) = 100 - HD En base húmeda: E.L.N. = M.S. - PC - GC - FC - CZS En base seca: E.L.N. = 100 - HD - PC - GC - FC - CZS