Bioquímica de Alimentos: Propiedades, Deterioro y Funcionalidad

Bioquímica de Grasas y Aceites

Propiedades térmicas

1. Punto de fusión: Temperatura a la que las grasas pasan de sólido a líquido.
2. Punto de humo: Temperatura a la que el aceite comienza a generar humo (disminuye con presencia de ácidos grasos libres).
3. Punto de ignición: Temperatura a la cual el aceite se inflama.
4. Punto frío: Tiempo que el aceite permanece transparente a 0 °C.

Reacciones principales de deterioro – Rancidez oxidativa

1. Autooxidación: Proceso radicalario en tres fases (iniciación, propagación, terminación).

   Forma hidroperóxidos que se descomponen en compuestos como aldehídos y cetonas (aromas y sabores rancios).

2. Fotooxidación: Catalizada por luz y fotosensibilizadores, genera especies reactivas de oxígeno (ROS).
3. Oxidación enzimática: Iniciada por lipoxigenasas, especialmente en alimentos vegetales, afecta ácidos grasos poliinsaturados.

Estas reacciones alteran la estructura de los ácidos grasos, generando productos secundarios como malonaldehído y compuestos tóxicos que pueden dañar proteínas y ADN.

Factores que afectan la oxidación lipídica

1. Oxígeno: Esencial para la propagación.
2. Temperatura: Aumenta la cinética de las reacciones.
3. Luz: Favorece la formación de radicales libres.
4. Grado de insaturación: Cuanto más insaturado el ácido graso, más susceptible a oxidarse.
5. Presencia de metales traza: Cobre y hierro catalizan la oxidación.
6. Antioxidantes: Naturales (vitamina E, compuestos fenólicos) o sintéticos (BHA, BHT) que ralentizan el proceso oxidativo.

Cambios durante la fritura

La fritura implica la inmersión de alimentos en aceites a 150–200 °C, lo que provoca:

1. Hidrólisis: Ruptura de triglicéridos por agua → formación de ácidos grasos libres.
2. Oxidación/autooxidación: Por exposición al oxígeno y altas temperaturas.
3. Termooxidación: Degradación térmica que modifica la estructura química de los lípidos.
4. Polimerización: Formación de polímeros lipídicos que aumentan la viscosidad del aceite.
5. Isomerización: Formación de ácidos grasos trans, con implicaciones negativas en la salud cardiovascular.

La exposición prolongada al calor modifica la configuración cis de los dobles enlaces en los ácidos grasos a trans, lo que afecta la fluidez de las membranas celulares si se consume en exceso.

Consecuencias del deterioro

1. Color oscuro, sabor rancio, formación de espuma.
2. Reducción del punto de humo.
3. Producción de compuestos tóxicos: como acroleína, acrilamida (potencialmente cancerígenos).
4. Mayor absorción de aceite por los alimentos, reduciendo su calidad nutricional.

Agua en Alimentos

Actividad de Agua (Aw)

La actividad de agua (Aw) es un parámetro bioquímico clave que mide la disponibilidad del agua libre en un alimento, es decir, el agua que puede participar en reacciones químicas o ser aprovechada por microorganismos.

Importancia bioquímica:

1. Una Aw alta favorece el crecimiento microbiano y las reacciones enzimáticas.
2. A menor Aw, se inhiben procesos bioquímicos degradativos como la hidrólisis enzimática.
3. El peso molecular del soluto influye en la Aw: a menor peso molecular, mayor capacidad de reducir la Aw del sistema.

Relación Aw y pH en la Estabilidad

El pH junto con la Aw determina la velocidad y tipo de reacciones químicas:

1. Un pH bajo y Aw baja inhiben la actividad enzimática y microbiana.
2. A pH neutro y Aw alta, se favorecen reacciones como la Maillard y la oxidación de lípidos.

Deterioro Bioquímico de Alimentos

Cuando el agua está disponible en exceso:

1. Se promueven reacciones de degradación enzimática.
2. Aumenta la actividad de microorganismos alteradores.
3. Se favorecen reacciones no enzimáticas como la oxidación y la hidrólisis de macromoléculas.

Isotermas de Sorción

Las isotermas describen cómo se une el agua a los alimentos en función de la humedad y la temperatura.

1. Las curvas de adsorción muestran cómo el alimento absorbe agua.
2. Las curvas de desorción explican cómo la pierde.
3. Desde la bioquímica, estas curvas nos ayudan a entender la disponibilidad real del agua para las reacciones enzimáticas o químicas.

Bioquímica del Huevo

Proteínas de la clara

Contiene proteínas con diferentes funciones:

• Ovoalbúmina (60%): tiene propiedad espumante.
• Conalbúmina (12%): Atrapa iones.
• Ovomucoide (10%)
• Ovomucina (2%): Gelificante.
• Otras (12-15%)

Modificación de la viscosidad

Se desplaza la yema hacia el costado, aumenta el tamaño de la cámara de aire.

Aumento de pH de la clara (de 7,4 hasta 9,7) → fluidificación de la clara.

Bacterias comunes

• Salmonella spp.: riesgo alimentario, se inactiva al cocinar el huevo a 71 °C.
• Pseudomonas spp., Proteus, Aeromonas: responsables de distintos tipos de putrefacción (verde, negra, incolora).
• Hongos: producción de micotoxinas en condiciones inadecuadas.

Cambios bioquímicos por cocción

Desnaturalización de proteínas: Las proteínas pierden su estructura terciaria/cuaternaria, lo que mejora su digestibilidad, aumenta la viscosidad, cambia su color, textura y funcionalidad (coagulación).

Funcionalidad tecnológica en alimentos

Las proteínas del huevo permiten:

• Emulsificación: ej: Mayonesa
  1. Lipoproteínas y fosfolípidos de la yema.
  2. Estabilización de micelas de grasa.
• Espuma: ej: Merengue
  1. Proteínas de la clara.
  2. Interfaz aire-líquido. Retención del aire.
  3. El azúcar estabiliza la espuma.
• Formación de geles: Ej: Coagulación en cocción
  1. Por temperatura gelifica la ovoalbúmina y conalbúmina, atrapamiento de agua.
  2. Temperatura de inicio: 62°C (conalbúmina).
  3. Temperatura: 65-70 °C en la yema (por enlaces cruzados).
  4. La sal favorece la coagulación de la yema.

Bioquímica de los Cereales

Gluten húmedo

1. Producto insoluble en agua, de color amarillento.
2. Constituido por dos grupos de proteínas (Gliadinas, Gluteninas) que forman el gluten al hidratarse y amasar.

Sedimentación

Índice volumétrico relacionado con la calidad del trigo, se clasifica en:

1. Trigo fuerte: Sedimentación igual o mayor a 33 cm³.
2. Trigo intermedio: Entre 27 y 32,9 cm³.
3. Trigo suave: Entre 17 y 26,9 cm³.

Falling Number

Detección de daño por pregerminación (excesiva actividad).

1. Sistema de índice de caída, mide la actividad de la enzima alfa-amilasa en granos y harinas, para detectar daños por pregerminación.
2. Una correcta actividad alfa-amilasa es importante para la calidad final de pastas, pan, fideos y palta.

Evaluación farinográfica

1. Absorción de agua (%).
2. El desarrollo de la masa o periodo de desarrollo en minutos (valor B).
3. Estabilidad (min) (letra C).
4. La resistencia de la masa (D = valor B + C).
5. Índice de caída (UF): refleja debilitamiento de la red proteica.

Clasificación de aptitud panadera

1. Calidad óptima: Caída de la masa entre 0 y UF (estabilidad superior a 10 min).
2. Calidad buena: Caída de la masa entre 30 y 50 UF (estabilidad no inferior a 7 min).
3. Calidad discreta: Caída de la masa entre 50 y 70 UF (estabilidad no inferior a 5 min).
4. Calidad mediocre: Caída de la masa entre 70 y 130 UF (estabilidad no inferior a 3 min).
5. Calidad baja: Caída superior a 130 UF (estabilidad inferior a 2 min).