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COMPOSICIN Y BIOQUIMICA DE PRODUCTOS AGROINDUSTRIALES
INTRODUCCIN Ing. Jorge Domnguez
[email protected] NACIONAL NACION AL DEL
SANTAEscuela de Ingeniera Agroindustrial
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INTRODUCCINPRINCIPIOS DE FUNCIONAMIENTO
PRINCIPIOS DE FUNCIONAMIENTO
PRINCIPIOS DE FUNCIONAMIENTO
Por la disposicin:
Los macronutrientes: protenas, glcidos, lpidos fibra y agua.Los
micronutrientes: Vitaminas y minerales.Por su funcin:
Nutrientes energticos.Nutrientes plsticos.Nutrientes de
regulacin: vitaminas y minerales.
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DISCIPLINAS AFINES DE LOS ALIMENTOSBromatologa Nutricin Qumica
orgnica Biologa Bioqumica Qumica de los alimentos Microbiologa
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Permite conocer la estructura, composicin y forma de los
compuestos Contribuye a la comprensin de los procesos de
conservacin y transformacin. Permite explica la naturaleza de las
materias primas y productos agroindustriales Permite explicar los
cambios que sufre la materia durante la conservacin o un proceso de
transformacin.
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Deben tener una buena presentacin o aspecto. Debe mantener o
conservar sus propiedades originales. Debe aportar con los
nutrientes energticos y no energticos. Debe estar exento de grmenes
Deben estar acordes a las reglamentaciones sanitarias.
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Huancayo 064- 261224
Lima 01-5661001
PER
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[email protected]
DIAGRAMA DE FLUJO PARA LA ELAB
ORACIN DE YOGURT FRUTADO
Leche entera cruda de establo
Inoculacin
Incubacin
Enfriamiento
Pasteurizacin
Control de calidad
Estandarizacin
Desnatado (opcional)
ST=11.5%
G=3.2%
100% calidad
higinica
.
Pruebas de
laboratorio
anlisis qumico
y fsico.
ST=12-14%
T =35 C
T =64 C
30 min.
T =43 C
1 hora
Saborizantes
T = 4042 C
Ph = 4.54.6
=3- 7 h.
Acidez lctica: 80-100D
*cultivo madre lcteo 2 cepas
B. Bulgaricus, St Termofilus
por siembra directa.
Acido srbico
y sus sales de
calcio, sodio y
potasio.
Enfriamiento
T= 15C a T= 4C;
=8h
Con agua fresca y
agitacin constante.
A
cidez final =110 D.
Batido
T menor a 15
C
= 5 min
Frutado
Almbar de fruta 8-10%
Azcar 8%
Colorante y/o
Saborizante
Envasado
Almacenado
Marmita Vulcano
Dosificador de lquidos
Cmara de conservacin de
alimentos a 8 C-10 C
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Representa el constituyente ms abundante en la mayor parte de
nuestros alimentos en estado natural, a excepcin de los granos.
Tiene un papel esencial para la estructura y dems caracteres de
los productos vegetales y animales, de los que nos alimentamos.
El contenido de agua en los alimentos determina la textura,
conservacin y seguridad.
Son, frecuentemente, responsables de su aptitud hacia el
deterioro.
Varios mtodos de preservacin de los alimentos se fundan, al
menos parcialmente, en el descenso de la disponibilidad de
agua.
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Influye en la eleccin de las condiciones de proceso y de
almacenamiento y determina el tipo de empaque, por lo que es un
factor de importancia econmica.
La calidad nutricional del alimento est en relacin inversa a la
cantidad de agua.
La estabilidad del alimento depende en gran medida del contenido
de agua, ya que sta es necesaria para el crecimiento microbiano,
para que se efecten reacciones tanto indeseables como deseables
(enzimticas, de oscurecimiento, rancidez hidroltica , rancidez
oxidativa).
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El agua es altamente polar.
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GENERALES:Es una molcula altamente polarEs disolvente universal
El agua es lquida entre 0 y 100C. Punto de fusin a 1 atm es de 0C =
273.15K Punto de ebullicin a 1 atm es de 100C = 373.15K Densidad a
0C es 0.999868 g/cm3 Densidad a 4C es 1.0000 g/cm3 Densidad a 20C
es 0.998230 g/cm3 Calor especfico a 15C es 1.000 Kcal Calor de
evaporacin a 0C es 597.6 cal/g Calor de evaporacin a 15C es 583
cal/g Calor de evaporacin a 100C es 540 cal/g Viscosidad a 0C es
1.79 Cp; a 20C es 1.005 Cp, a 25C es 0.89 Cp. Conductibilidad
trmica: tiene la propiedad de transmitir el calor y la
electricidad.
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Presin de vapor a diferentes temperaturasPunto de ebullicin a
diferentes presiones
Temperatura(C)02050100200300Presin de vapor (Torr
)4.5817.5392.517601166664440
Presin(Torr)600700760770780800Temperatura
(C)93.4897.71100100.39100.73101.45
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Calor especfico (c ):
Es la cantidad de calor que se necesita por unidad de masa para
elevar la temperatura un grado Celsio.
El calor especfico del agua es:
1 calora/gramo C = 4,186 julios/gramo C
La relacin entre calor y cambio de temperatura, se expresa
normalmente en la frmula que se muestra abajo, donde c es el calor
especfico.
Esta frmula no se aplica si se produce un cambio de fase, porque
el calor aadido o sustrado durante el cambio de fase no cambia la
temperatura.
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Fase: describe un estado especfico de la materia (slido, lquido
o gas)
Cambio de fase: es la transicin de una fase a otra, acompaada
por una absorcin o emisin de calor y un cambio de volumen y
densidad.
Calor sensible: calor requerido para cambiar un nivel de
temperatura pero no la fase. Es calculado como el producto del
calor especfico del material (agua lquida =1 cal/g; agua slida y
vapor de agua = 0.5 cal/g) por la masa y por el cambio de
temperatura que sufre dicho material. Q = Ce.m.T
Calor latente: es el calor que se absorbe o se emite sin cambiar
la temperatura del material (en el agua se produce cambio de fase o
estado ).
Calor latente de fusin del agua (Lf=80 cal/g): Q = m . Lf
Calor latente de vaporizacin del agua (Lv=540cal/g): Q = m .
Lv
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Agua ligadaEs aquella que esta fuertemente unida a los
alimentos, segn algunos autores mediante puentes de hidrogeno. Es
una agua no congelada. Es agua difcil de extraer mediante procesos
fsicos. Agua libreEs el agua que se volatiliza, se pierde fcilmente
en el calentamiento, es la que se congela, es la principal
responsable de la actividad de agua.
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HumedadEs el porcentaje de agua en los alimentos.
Actividad de aguaEs la cantidad de agua libre o disponible en
los alimentos, es decir, agua disponible para reaccionar o a favor
del crecimiento de microorganismos.
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La actividad de agua (Aw) constituye una medida relativa, pues
es una relacin de dos magnitudes de las mismas dimensiones.El
estado estndar es el del agua pura, cuya Aw de agua es 1.Tambin la
Aw y la Humedad relativa en equilibrio son magnitudes que estn
directamente relacionadas.
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AwProductos1.0 0.95Frutas, verduras, carnes, pescado, leche0.95
0.91Quesos, jamn0.91 0.87Embutidos, margarina0.87 0.8Leche
condensada0.80 0.75Mermelada0.75 0.65Azcar, nueces0.65 0.6Frutas
secas0.5Condimentos0.3 0.4Galletas0.2Leche en polvo
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Adicin de solutos: sales y azucares, que comprometen al agua
libre a travs de interacciones intermoleculares como puentes de
hidrogeno o interacciones - iones.Congelacin: Reduce la velocidad
de reacciones qumicas, reacciones enzimticas y el crecimiento
microbiano. Deshidratacin: Remocin del agua libre del alimento.
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Es una curva que representa en el equilibrio y para una
temperatura determinada la cantidad de agua retenida por un
alimento en funcin de la humedad relativa de la atmosfera que la
rodeaLas isotermas se obtienen colocando un alimento en un
recipiente cerrado y midiendo la presin de vapor de agua.
Tambin se puede obtener colocando varias muestras de un mismo
alimento en varios recipientes cerrados, mantenindolos con
soluciones salinas o cido sulfrico de diversas concentraciones.
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FASES DE UNA ISOTERMA DE ADSORCINPrimera fase: Actividad de agua
entre 0 y 0,2Es agua que est fuertemente ligada en el alimento.
Esta agua forma una capa monomolecular sobre solutos del alimento
por lo que se le suele llamar agua monocapa. Es agua prcticamente
imposible de extraerAgua que no est disponible para las reacciones
qumicas ni como reactivo, ni como disolvente. Representa en los
alimentos en torno al 0,5%. Es el agua que forma puentes de
hidrgeno con protenas o con los grupos hidroxilo de los
glcidos.
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FASES DE UNA ISOTERMA DE ADSORCINSegunda fase: Actividad de agua
entre 0,2 y 0,8Es agua dbilmente ligada. Esta agua est
interaccionando con el agua monocapa, en lugar de con los solutos,
por puentes de hidrgeno.Igualmente se considera agua dbilmente
ligada a la que se encuentra condensada en los poros capilares de
los alimentos.Esta agua es disponible para reacciones qumicas pero
no para los microorganismos. Representa al 5% del agua presente en
un alimento.
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FASES DE UNA ISOTERMA DE ADSORCINTercera fase: Actividad de agua
superior a 0,8Es agua que no presenta ningn tipo de influencia por
parte de los solutos. Es agua disponible y de gran movilidad. Esta
agua se puede intercambiar con el agua multicapa. Se denomina
tambin agua de la fase masiva y existen dos tipos: Agua libre: La
que no est atrapada. Est por ejemplo entre las clulas de una
manzana, en el espacio intercelular. Agua atrapada: Esta atrapada
en una estructura como por ejemplo en el flan.
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Comportamiento de adsorcin y desorcin, no son reversibles por un
camino comn, es decir, las humedades de equilibrio que se alcanzan
son diferentes en la adsorcin y desorcin.
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Las isotermas se obtienen experimentalmente en alimentos secos,
colocando un alimento cuyo contenido en agua se conoce (inicial) en
una serie de recipientes cerrados con humedades diferentes hasta
cierto tiempo, donde se establezca el equilibrio entre la humedad
relativa y la humedad del alimento.
Los ambientes cerradas pueden contener soluciones salinas
saturadas o cido sulfrico de diversas soluciones.
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Resultados experimentales para la construccin de isotermas
abcdefg=e-dh=f-dij=(h-g)/iK=j*100CampanaNSolucinAw(X)PesocubetaPeso
cubeta+Muestra(inicial)Peso
cubeta+Muestra(final)PesoMuestra(inicio)PesoMuestra(Final)Peso de
materia seca (ms)gr H2Ogr M.S.*_gr H2O_100 gr M.S.(Y)12345678
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Evaluacin de isotermasModelos matemticos para evaluar
isotermasLos modelos matemticos que se usan con mayor frecuencia
son los propuestos por:
Brunauer, Emett yTeller (BET) aplicado a nivel de monocapa o
para valores de Aw menores a 0.4.
Guggenheim, Anderson y de Boer (GAB) aplicado a valores de Aw de
0 a 1.0
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MODELO DE BETDonde: Aw : Actividad de agua M : Contenido de agua
en el producto gH2O/100g ms. M1 : Contenido de agua de la monocapa
gH2O/100g ms. C : Constante energtica relacionada al calor de
adsorcin (Qs) de la primera capa de agua.
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MODELO DE GABDonde: Aw : Actividad de agua X : Contenido de agua
en el producto gH2O/100g ms. Xm : Contenido de agua de la monocapa
gH2O/100g ms. C : Constante de modelo. K : Constante de modelo