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Química Biológica
Bolilla 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.
Ing. en Alimentos
Química Biológica
Ing. en Alimentos
NUTRICION
“El milagro de los alimentos somos nosotros mismos”
Química Biológica
Ing. en Alimentos
ALIMENTO
Se 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.
“La vida es sostenida por los alimentos, y las sustancias contenidas en
los alimentos de las cuales depende la vida, son los nutrientes”.
Nutriente
Se 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.
Química Biológica
Ing. en Alimentos
NUTRICION
Es 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.
-Ingesta o incorporación
ALIMENTOS
-Absorción
NUTRIENTES
NUTRICION
-Metabolización/Utilización
-Excreción
ALIMENTACION
≠
NUTRICION
Química Biológica
Ing. en Alimentos
ALIMENTOS
Carbohidratos
MACRONUTRIENTES
Lípidos
Proteínas
Agua
NUTRIENTES
Vitaminas
micronutrientes
Minerales
Química Biológica
Ing. en Alimentos
MACRONUTRIENTES
CARBOHIDRATOS, 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
Química Biológica
Ing. en Alimentos
Biológicamente los glúcidos cumplen con dos funciones importantes:
- Estructural: como la celulosa, 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
glucógeno, principalmente en músculo e hígado, mientras que las
plantas sintetizan y utilizan el almidón.
Química Biológica
Ing. en Alimentos
MACRONUTRIENTES
LIPIDOS
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: saponificables y no-saponificables.
Saponificables
- Simples: ácidos grasos libres, grasas neutras y ceras.
- Compuestos: fosfolípidos, glucolípidos (ej. triglicéridos),
lipoproteínas.
Principal
constituyente de las
grasas de los
alimentos de origen
animal
donde: R= ácidos grasos
saturados y/o insaturados
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Ing. en Alimentos
Ácidos grasos
Los ácidos 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-CH2COOH
Mirístico*
Tetradecanoico
CH3(CH2)12COOH
CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2CH2-CH2-COOH
Palmítico*
Hexadecanoico
CH3(CH2)14COOH
CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2CH2-CH2-CH2-CH2-COOH
Esteárico*
Octadecanoico
CH3(CH2)16COOH
CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-COOH
Araquídico
Eicosanoico
CH3(CH2)18COOH
CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-COOH
*
Ácidos grasos saturados presentes en la mayoría de los alimentos.
Química Biológica
Ing. en Alimentos
Los ácidos 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
Oleico
Octadeca-9-enoico, C18:1ω9, o
cis-9-octadecenoico
C15H29COOH
CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2=CH-CH2CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-COOH
Linoleico
Octadeca-9:12-dienoico,
C18:2ω6, o cis-9,12octadecadienoico
C15H29COOH
CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CH=CH-CH2-CH2-CH2CH2-CH2-CH2-CH2-COOH
Linolénico
Octadeca-9:12:15-trienoico,
C18:3ω3, o cis-9,12,15octadecatrienoico
C15H29COOH
CH3-CH2-CH=CH-CH2-CH=CH-CH2-CH2-CH2CH2-CH2-CH2-CH2-COOH
Química Biológica
No saponificables
Ing. en Alimentos
- Vitaminas liposolubles (A, D, E, K).
- Esteroides: colesterol, ácidos
biliares, hormonas esteroideas como
los estrógenos, la progesterona, la
testosterona.
Colesterol
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Ing. en Alimentos
MACRONUTRIENTES
PROTEINAS
Las 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.
- Colágeno
- Actina y Miosina
FIBROSAS - Fibrinógeno
- Etc.
- Albúmina
Desde el punto de vista
estructural, se clasifican:
GLOBULAR
ES
- Enzimas
- Hormonas proteicas
- Inmunoglobulinas
- Etc.
Química Biológica
Ing. en Alimentos
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.
Química Biológica
Ing. en Alimentos
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.
Ovoalbúmina
Alto VB= 100
Proteínas animales
VB= 80-100
Proteínas vegetales
VB= 50-70
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Ing. en Alimentos
ALIMENTOS
Carbohidratos
MACRONUTRIENTES
Lípidos
Proteínas
NUTRIENTES
Vitaminas
micronutrientes
Minerales
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Ing. en Alimentos
MICRONUTRIENTES
Se conoce como micronutrientes 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 vitaminas y los minerales.
Química Biológica
Ing. en Alimentos
MICRONUTRIENTES
VITAMINAS
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
Aminoácidos
se requieren en pequeñas cantidades pero
son inorgánicos.
son compuestos orgánicos, se requieren
en grandes cantidades.
Química Biológica
Ing. en Alimentos
Clasificación de las vitaminas según su solubilidad
VITAMINAS LIPOSOLUBLES
(solubles en grasas y aceites)
Se incorporan y absorben con
los lípidos de la dieta.
VITAMINAS HIDROSOLUBLES
(solubles en agua)
Se incorporan con alimentos
con mayor contenido acuoso.
Vitamina A (caroteno, retinoides)
Vitamina D (colecalciferol)
Vitamina E (tocoferol)
Vitamina K
Compl. Vitamínico B
Vit. B1 (tiamina)
Vit. B 2(riboflavina)
Vit. B 3 (Niacina)
Vit. B5 (Ac. Pantoténico)
Vit. B6 (Piridoxina)
Vit. B7 (Biotina)
Vit. B9 (Ac. Fólico)
Vit. B12 (Cobalamina)
Vitamina C
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Ing. en Alimentos
Otra clasificación, según su función metabólica:
Coenzimas
Tiamina (B1)
Riboflavina (B2)
Niacina (B3)
Ac. Pantoténico (B5)
Piridoxina (B6)
Biotina (H, B7)
Ac. Fólico (B9)
Cobalamina (B12)
VITAMINAS
Hormonas
Ac. Retinoico (A)
Colecalciferol (D)
Antioxidantes
Retinol (A)
Tocoferol (E)
Ac. Ascórbico (C)
Vitamina K
Otra
Química Biológica
Ing. en Alimentos
VITAMINA B1 o tiamina
Pirofosfato de tiamina (PPT)
Química Biológica
Ing. en Alimentos
VITAMINA B2 o Riboflavina
Flavin adenin
dinucleótido (FAD)
Riboflavina (vitamina B2)
Flavin mononucleótido
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VITAMINA B3 o Nicotinamida o Niacina
Nicotinamida
Ing. en Alimentos
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Ing. en Alimentos
VITAMINA B5 o Acido pantoténico
Fuentes alimenticias
Función
-Es esencial para el crecimiento
y la utilización y metabolismo
normal de los nutrientes.
Acido pantoténico
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VITAMINA B6 o Piridoxina
PLP: piridoxal fosfato
piridoxamina fosfato
Química Biológica
Ing. en Alimentos
VITAMINA B9 o Acido Fólico
Acido Fólico
Química Biológica
Ing. en Alimentos
Coenzimas
Tiamina (B1)
Riboflavina (B2)
Niacina (B3)
Ac. Pantoténico (B5)
Piridoxina (B6)
Biotina (H, B7)
Ac. Fólico (B9)
Cobalamina (B12)
VITAMINAS
Hormonas
Colecalciferol (D)
Ac. Retinoico (A)
Antioxidantes
Retinol (A)
Tocoferol (E)
Ac. Ascórbico (C)
Vitamina K
Otra
Química Biológica
Ing. en Alimentos
VITAMINA D o colecalciferol
Química Biológica
Ing. en Alimentos
Esteres
de retinilo
Acido retinoico
> β-caroteno
< α-caroteno, γ-caroteno y
la criptoxantina (3-hidroxi-βcaroteno)
zanahorias, zapallo, batata, etc.
Química Biológica
Ing. en Alimentos
Coenzimas
Tiamina (B1)
Riboflavina (B2)
Niacina (B3)
Ac. Pantoténico (B5)
Piridoxina (B6)
Biotina (H, B7)
Ac. Fólico (B9)
Cobalamina (B12)
VITAMINAS
Hormonas
Ac. Retinoico (A)
Colecalciferol (D)
Antioxidantes
Retinol (A)
Tocoferol (E)
Ac. Ascórbico (C)
Vitamina K
Otra
Química Biológica
Ing. en Alimentos
ANTIOXIDANTES SECUESTRADORES DE RADICALES LIBRES
Vitaminas A o E
Vitaminas•
Vitamina C
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Ing. en Alimentos
VITAMINA A y sus derivados retinoides
Antioxidante
Acido retinoico
Química Biológica
Ing. en Alimentos
VITAMINA E o tocoferol
Química Biológica
Ing. en Alimentos
VITAMINA C o Acido Ascórbico
Ascorbato
Química Biológica
Ing. en Alimentos
Coenzimas
Tiamina (B1)
Riboflavina (B2)
Niacina (B3)
Ac. Pantoténico (B5)
Piridoxina (B6)
Biotina (H, B7)
Ac. Fólico (B9)
Cobalamina (B12)
VITAMINAS
Hormonas
Ac. Retinoico (A)
Colecalciferol (D)
Antioxidantes
Retinol (A)
Tocoferol (E)
Ac. Ascórbico (C)
Vitamina K
Otra
Química Biológica
Ing. en Alimentos
VITAMINA K
Química Biológica
Ing. en Alimentos
REQUERIMIENTOS 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.
Química Biológica
Ing. en Alimentos
MICRONUTRIENTES
MINERALES
- 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
Microelementos
< 100 mg/día
- Na, K, Cl, Ca, P, Mg, S
Fe, Cu, I, Zn, F, Mn, Se, Cr
Química Biológica
Ing. en Alimentos
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.
Química Biológica
• Alimentos
• Productos alimentarios
Ing. en Alimentos
Química Biológica
ADITIVOS QUIMICOS DE LOS ALIMENTOS
Ing. en Alimentos
Química Biológica
Ing. en Alimentos
ADITIVOS QUIMICOS
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.
Química Biológica
Ing. en Alimentos
ADITIVOS QUIMICOS DE LOS ALIMENTOS
Aditivo
Abreviatura
Conservante
CONS
Acidulante
ACI
Antioxidante
ANT
Edulcorante
EDU
Colorante
COL
Aromatizante/
Saborizante
ARO
Resaltador del sabor
EXA
Espesante
ESP
Gelificante
GEL
Estabilizante
EST
Emulsionante
EMU
Leudante químico
RAI
Ejemplo
Ácido benzoico y sus
sales, ácido sórbico y sus
sales, ácido propiónico y
sus sales, dióxido de
azufre y sulfitos, nitratos y
nitritos.
Ácido cítrico, ácido
acético, ácido fosfórico.
Alimentos que los
contienen
Mayonesas, mermeladas,
salsas, productos de
panadería.
Mermeladas, mayonesas,
gaseosas.
Aceite, margarinas,
BHA, BHT, galatos.
Butil-hidroxianisol, butil-hidroxitolueno
aderezos.
Ciclamato de sodio,
Bebidas, productos de
sacarina, aspartame,
pastelería, lácteos,
acelsulfame.
productos bajos en calorías
Tartrazina, amarillo ocaso, Bebidas, golosinas, yogures,
caramelo, azul patente V.
flanes, helados.
Bebidas, caramelos,
Maltol.
productos de panadería.
Glutamato de sodio,
Caldos, sopas
maltol, etilmaltol
deshidratadas, aderezos.
Almidones, goma guar,
Mermeladas, yogures
goma garrofín, goma
batidos o bebibles, helados.
xantán, ,
Carragenes, gelatina,
Flanes, yogures firmes,
pectina
jaleas.
Goma guar, goma tara,
Leche chocolatada, bebidas.
goma garrofín, goma
xantán, carragenina.
Lecitina, mono y
Chocolates, embutidos,
diglicéridos, polisorbatos.
margarinas, helados.
Bicarbonato de sodio o de
Panificados.
amonio
Química Biológica
Ing. en Alimentos
Química Biológica
Ing. en Alimentos
Componentes perjudiciales o
potencialmente 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/
Química Biológica
Ing. en Alimentos
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-HillInteramericana, 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.