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Ciencia de los Alimentos: Introducción y generalidades s Presenta: Yareli Sarahi Velázquez Rojo Dulce Paola Ponce Flores Naylea Cabuto Arcienega Isaac Gallardo Reyes Ricardo Vazquez Murillo Profesora:Dra. Paola Trinidad Villalobos Gutierrez. https://es.wikipedia.org/wiki/Vanilla_planifolia https://es.wikipedia.org/wiki/Vanilla_planifolia Ciencia de los alimentos La ciencia de los alimentos puede definirse como la aplicación de las ciencias básicas y la ingeniería al estudio de la naturaleza fundamental (física, química y bioquímica) de los alimentos y de los principios de su procesado La ciencia de los alimentos, como tal es una disciplina amplia que consta de múltiples especialidades como la Microbiología de los alimentos, Ingeniería de los alimentos y Química de los alimentos. Evolución histórica de los alimentos. La alimentación ha sido una importante fuerza selectiva en la evolución humana. Los primeros homínidos obtenían energía y proteínas de frutas, verduras, raíces y nueces. La transición de la vida arbórea a las llanuras fue posible gracias a la emergencia de la postura erecta, la piel lampiña con numerosas glándulas sudoríparas y el color oscuro. Este cambio amplió el radio de acción de los humanos primitivos y favoreció la adopción de prácticas de alimentación más eficientes como la carroñería, la cacería y la antropofagia. El Cro-Magnon y otros humanos modernos, dependieron más de la cacería de grandes mamíferos, lo cual aumentó considerablemente la proporción de carne de la dieta. A partir del período paleolítico (~ 60 000 años), la sobreexplotación de recursos, los cambios climáticos y el crecimiento de la población propiciaron un patrón dietario más diverso, que contribuyó a establecer la estructura genómica del hombre moderno. La dieta paleolítica incluyó peces, mariscos y animales pequeños, así como vegetales, más accesibles por el desarrollo de tecnologías como las piedras de moler y los morteros. La composición de macronutrimentos de esta dieta fue de 37% de energía de proteínas, 41% de carbohidratos y 22% de grasas, con una relación de grasas poliinsaturadas-saturadas favorable y colesterol bajo. El advenimiento de la agricultura y de la ganadería modificó drásticamente el patrón paleolítico y tuvo como resultado una dependencia de cereales que aportaban aproximadamente el 90% de la dieta y muy pequeñas cantidades de proteína animal. Estos desarrollos modificaron drásticamente las relaciones del hombre con el ambiente. Desde la época de Hipócrates hasta nuestros días la ciencia de los alimentos se ha desarrollado dentro de tres etapas históricas: 1) Etapa Naturalista 2) Etapa Químico Analista 3) Etapa Tecnológico Legal Período naturalista. Con una duración de 23 siglos, comienza con Hipócrates (siglo V antes de Cristo), utiliza la dietética con función terapeutica. Elabora la idea de nutriente único que dura hasta el siglo XVIII (Lavoisier). Lo más relevante de su pensamiento en su concepto de la existencia en todo alimento de un único nutriente universal. A lo largo de esta etapa fueron llevados a cabo numerosos experiencias planificadas, aunque con ausencias de conocimientos químicos y biológicos , lo que no permitió un mejor aprovechamiento de sus resultados. Hipocrates (460-377a.C) hablaba sobre la influencia de los alimentos en el funcionamiento del ser humano. “comer más de lo que la naturaleza te pide es ciertamente exponerse a numerosas enfermedades” Anaxágoras ((500-428 a.C): Cuenta que la comida es absorbida por los humanos y que contiene componentes generativos, deduciendo pues la existencia de nutrientes. Celsus (53 a.C - 7 d.C.) escribió un un tratado de los alimentos de ocho tomos ( De Re Médica), discute la naturaleza de los alimentos , los clasifica en fuertes, medianos y débiles, a la vez que establece calidades de acuerdo con sus efectos , flatulentos, diuréticos, etc. Escribió sobre las propiedades de los alimentos, cereales , legumbres, frutas, etc. Considerando que además actuaban como drogas. Rhazes (850-923) Considerado como el Galeno de la Ciencia árabe , era partidario de no acudir a otros remedios siempre que fuera posible curar con una dieta apropiada. Se adelantó mil años en la educación para la salud y la divulgación del conocimiento médico, entre sus recomendaciones está cuidar la dieta y el ejercicio físico además de cómo preparar y utilizar algunos fármacos y remedios con productos que podían encontrarse en un mercado. Buenos- en cuanto originan en el organismo buenos humores Dañinos- en tanto producen efecto contrario Esta teoría humoral alcanza hasta finales de la edad media de acuerdo al libro “Régimen Sanitatis” donde consta que las frutas hacen daño porque hacen más acuosa la sangre de los organismos de los que las ingieren Joannitius (809-873), autor del libro Isagoge, que clasifica a los alimentos dentro de dos tipos : Paracelsus (1493-1591) Considera la existencia conjunta en todo alimento de nutriente y veneno, el primero usado por el organismo, mientras que el segundo eliminado por las excretas. Sanctorius (1561-1636) Profesor en padua, público en 1614 “ De Medicina Statica Aphorismi”, en el que trata ya del uso y efectos de carnes y bebidas Hart (1633) The Diet of the Disease. En el se describen las características y propiedades de algunos alimentos, con alguna alusión satírica hacia el consumo de papas. Además se señalan las diferencias dietéticas que el autor había observado entre unos pueblos y otros En toda esta prolongada etapa de la ciencia de los alimentos, la consideración hipocrática de la existencia de un nutriente único dentro de cada alimento se consideraba como una base esencial. Ni siquiera los descubrimientos de Lind sobre la capacidad de los frutos cítricos para curar el escorbuto por aportar vitamina C, fue motivo suficiente para abandonar esta teoría. Etapa Químico Analista Tiene su inicio con Antoine Lavoisier, (1793-1794) considerado como el ”Padre de la Nutrición y la Química” descubrió los detalles del metabolismo, demostrando que la oxidación de los alimentos es la fuente de calor corporal. Con esto se pudo elucidar sobre el valor energético aportado por la combustión de alimentos. Se reconoció tres componentes principales. Proteínas, grasas y carbohidratos, todos ellos sustancias orgánicas , diferentes unas de otras, fáciles de distinguir de otros componentes inorgánicos mediante una sencilla manipulación química. W. Prout (1785-1850) encontró tres clases de substancias en la leche: sacarinas (hidratos de carbono), albuminosas (proteína) y aceitosas (grasas) F.Magendie (1785-1855), hizo una división entre alimentos nitrogenados y no nitrogenados. El ser humano necesita comer proteínas (compuestos nitrogenados) y estos solo pueden provenir de la dieta. La determinación cuantitativa del nitrógeno orgánico por Johan Kjeldahl (1849-1900) supuso un avance considerable en el estudio de los alimentos, dejando en desuso el método establecido en 1831, por Dumas. Liebig (1803-1873) aplico la nueva tecnología del análisis orgánico al estudio de los materiales biológicos, publicando en 1840, “La Química en sus aplicaciones a la agricultura y la fisiología.” Se ocupó sobre todo de la bioquímica, la química de los procesos de la vida. Dividió los alimentos en grasas, hidratos de carbono y proteínas, y enseñó que el calor del cuerpo es el resultado de la combustión de grasas e hidratos de carbono. Liebig es considerado el fundador de la química agrícola. Sugirió que las plantas transforman la materia inorgánica de la tierra y de la atmósfera en materiaorgánica, y experimentó en el ámbito de los fertilizantes artificiales con éxito. Liebig (1803-1873) Boussingault (1802-1887) Contribuyó al estudio de las necesidades del mantenimiento corporal y confirmo la importancia de los minerales en la dieta, junto con Le Bel, llevó un análisis completo de los componentes químicos de la leche. Finales del siglo XVIII aislamiento de sustancias orgánicas: ácido láctico (leche agria) Ácido cítrico (zumo del limón) Ácido málico (zumo manzana) Gracias a los estudios del polaco Casimir Funk, se llegó a la conclusión de que enfermedades como la pelagra (por nutrirse con maíz), el beri-beri (por comer arroz descascarillado), el escorbuto (por falta de frutas y carnes frescas), el raquitismo (por ausencia de luz solar y de ciertos alimentos), tenían como denominador común la ausencia de nutrimentos frescos, tales como frutas y verduras. http://es.wikipedia.org/wiki/Casimir_Funk http://es.wikipedia.org/wiki/Casimir_Funk http://es.wikipedia.org/wiki/Casimir_Funk http://es.wikipedia.org/wiki/Pelagra http://es.wikipedia.org/wiki/Pelagra http://es.wikipedia.org/wiki/Beriberi http://es.wikipedia.org/wiki/Beriberi http://es.wikipedia.org/wiki/Beriberi http://es.wikipedia.org/wiki/Beriberi http://es.wikipedia.org/wiki/Escorbuto http://es.wikipedia.org/wiki/Escorbuto http://es.wikipedia.org/wiki/Raquitismo http://es.wikipedia.org/wiki/Raquitismo Siglo XIX Descubrimiento de composición aminoacídica de las proteínas Aislamiento de aminoácidos de proteínas alimenticias. 1906 Willcock y Hopkins establecieron de modo definitivo la relación entre la composición de una proteína en aminoácidos y su valor nutritivo. Los alimentos son fundamentalmente combustibles y se puede saber la cantidad que suministran (Carl Von Voit y Max Rubner) 1906: W.O. Atwater: determinó los valores calóricos. Aparición de las primeras tablas de composición XIX Aparecen por primera vez el concepto del metabolismo y se realiza el primer balance de los componentes alimentarios. Se descubren las necesidades de pequeñas sustancias presentes en los alimentos que más adelante se conocerán como minerales y vitaminas A finales de 1800, el premio Nobel Frederick Gowland Hopkins descubrió que las ratas enfermaban gravemente si sólo comían los macronutrientes (proteínas, grasas y azúcares), y que al incorporarles leche a la alimentación empezaron a mejorar de manera notable. Hopkins llegó a la conclusión de que la leche era imprescindible para el normal crecimiento de sus animales de ensayo. Este relevante médico descubrió que si faltaba una substancia soluble en las grasas se provocaba una gravísima enfermedad en los ojos de sus cobayas. Hopkins llamó a esta sustancia Accesory Food Factors (Factores Alimenticios Accesorios). Hopkins y Funk recibieron en 1929 el premio Nobel de Medicina por estos hallazgos científicos. http://es.wikipedia.org/wiki/Frederick_Gowland_Hopkins http://es.wikipedia.org/wiki/Frederick_Gowland_Hopkins http://es.wikipedia.org/wiki/Frederick_Gowland_Hopkins http://es.wikipedia.org/wiki/Frederick_Gowland_Hopkins http://es.wikipedia.org/wiki/Frederick_Gowland_Hopkins http://es.wikipedia.org/wiki/Frederick_Gowland_Hopkins • La palabra «vitamina» fue acuñada por Casimir Funk en 1912, y proviene del latín vita (vida) y de amina (amina necesaria para la vida). Como estas dos definiciones nos indican, nuestra vida depende de estos micronutrientes que se encuentran en pequeñas cantidades en casi todos los alimentos. • Las vitaminas son un grupo de compuestos vitales para el funcionamiento celular y el correcto desarrollo orgánico. Al igual que sucedía con los aminoácidos esenciales, la gran mayoría de las vitaminas no pueden ser sintetizadas (elaboradas) por el organismo, por lo que sólo podemos obtenerlas de los alimentos naturales. Casimir Funk en 1912 http://es.wikipedia.org/wiki/Micronutrientes http://es.wikipedia.org/wiki/Micronutrientes Etapa Tecnológico -Legal El importante avance tecnológico iniciado desde el siglo XIX, ha influido e modo especial al avance de la ciencia de los alimentos. Así surge en 1871 La primera fábrica de margarina en París, 1814-1890, El Suizo Nestlé obtuvo la harina lacteada, la leche desecada y la leche condensada, su fabricación establece las bases para la actual tecnología alimentaria. Henri Nestlé Este químico de origen alemán desarrolló por entonces una harina preparada con leche y cereales tostados, destinada a bebés que no podían ser alimentados por sus madres, lo que generó una verdadera revolución en el mercado de alimentos. Henri Nestlé sabía que la leche materna era el mejor alimento para los bebés. Sin embargo, por múltiples razones, muchos de los bebés no podían ser alimentados por sus madres, por lo que él tuvo como objetivo combatir el problema de mortalidad infantil debido a la mala nutrición. Su "Harina Lacteada" salvó entonces la vida de miles de bebés y sentó las bases de una compañía comprometida con la comunidad y la salud de las personas. Henri Nestlé 1749-1841 Nicolás Appert Pero la gran revolución en la conservación de los alimentos se produce en Francia de la mano de un cocinero llamado Nicolás Appert que descubre de forma empírica que hirviendo los alimentos en el interior de un recipiente cerrado estos se mantenían sin alterar por largos periodos de tiempo, conservando todas sus características de olor y sabor. Este sistema que se sigue utilizando más perfeccionado en la actualidad se conoce como método Appert en honor de su descubridor. En 1880, Pasteur explica científicamente el fundamento de este método de conservación dando a conocer la existencia de los microorganismos causantes de la alteración de los alimentos. Este método también se conoce como pasteurización 1927: Adolf Otto Reinhold Windaus sintetizó vitamina D, por lo cual ganó el premio Nobel en química en 1928. 1928: Albert Szent-Györgyi aisló ácido ascórbico, y en 1932 probó que este era vitamina C, previniendo el escorbuto. En 1935 lo sintetizó y en 1937 ganó el Premio Nobel a sus esfuerzos. Al mismo tiempo Szent-Gyorgyi dilucidó el ciclo del ácido cítrico. 1938: Paul Karrer sintetiza la vitamina E. 1941: Las primeras raciones dietéticas recomendadas (Recommended Dietary Allowances) fueron establecidas por el Consejo Nacional de Investigación En el siglo XX debido a los avances tecnológicos se produce un avance significativo en la conservación de todo tipo de alimentos. La industria desarrolla máquinas cada vez más sofisticadas en la lucha contra los microorganismos. Nuevas técnica como la congelación permiten el desarrollo de nuevas formas de consumo, nuevos envases como la hojalata galvanizada más económicos y fáciles de transportar compiten con los envases de cristal. En la segunda mitad del siglo XX se desarrolla una nueva industria que fabrica nuevas sustancias que añadidas a los métodos tradicionales pueden conservar los alimentos durante décadas: LOS CONSERVANTES. El Codex Alimentarius registra en la actualidad más de 5.000 sustancias, que conservan o alteran las características organolépticas de los alimentos. A finales del siglo XX se descubren envases como el tetra- brik y los polímeros plásticos entran de lleno en el panorama mundial de la conservación, conviviendo con los envases tradicionales. Las modernas técnicas de irradiación de los alimentos o la manipulación biotecnológica utilizadas a finales del siglo XX y principios del XXI abren las posibilidades de conservación hasta límites insospechados. Es evidente que todo el desarrollo industrial operado a lo largo de este siglo XX ha proporcionado una nueva dimensión a la oferta dealimentos. La elaboración de alimentos ha pasado de doméstica o artesanal a ser industrial, aún cuando se mantengan los mismos principios básicos, los nuevos sistemas de conservación y distribución ha conducido a una diversificación de los alimentos. Alimento Un alimento o una sustancia alimentaria es aquella que al ingerirse contribuye al mantenimiento del equilibrio funcional del organismo. Clasificación de alimentos CONSTITUYENTES DE LOS ALIMENTOS Agua Algunas veces el agua no es considerada constituyente de los alimentos ya que esta molécula no sufre cambios químicos durante su aprovechamiento metabólico; sin embargo es un hecho que sin ella ni las enzimas ni los ácidos nucleicos responsables de la actividad biológica de toda célula podrían llevar a cabo su vital función. Hidratos de carbono Los carbohidratos son la base de nuestra pirámide alimenticia, la "gasolina" que nuestro organismo necesita para ponerse en acción. El organismo ha de transformar los hidratos de carbono en sus unidades básicas para que las células los puedan utilizar (glucosa). Un aporte adecuado de este nutriente implica el mantenimiento del peso y la composición corporal. Proteínas Las encontramos en todo el organismo, en el músculo, en el hueso y en los líquidos corporales. Se necesitan a lo largo de toda la vida para formar y reparar los tejidos pero especialmente en algunos momentos determinantes (embarazo, lactancia, infancia, adolescencia), en los cuales los requerimientos son mayores debido al aumento en la formación de tejidos. Todas las proteínas se forman a partir de la unión de 20 aminoácidos. Se encuentran en alimentos de origen animal (como los huevos, carnes y pescados o la leche y sus derivados), y en algunos de origen vegetal (legumbres, cereales o frutos secos). Grasas Son una fuente concentrada y almacenable de energía. Así, cuando ingerimos en exceso alimentos ricos en grasa, el cuerpo almacena las que no necesita en el tejido adiposo. Las grasas se clasifican en : grasa saturada (origen animal principalmente, abundante en la carne, los huevos y los lácteos y de origen vegetal, en el aceite de coco y de palma), grasa monoinsaturada (origen vegetal, abundante en el aceite de oliva y aguacate) y grasa poliinsaturada (origen vegetal principalmente, abundante en los aceites de semillas, los frutos secos y origen animal, en los pescados azules). Vitaminas Se necesitan en pequeñas cantidades para el crecimiento, mantenimiento de la vida y reproducción. Liposolubles: A, D, E, K. Estas vitaminas no se disuelven en agua sino en grasa, por lo que la alimentación debe incluir diariamente cantidad suficiente de grasa. El organismo es capaz de almacenarlas en el hígado y en el tejido adiposo. Hidrosolubles: vitaminas del grupo B y vitamina C o ácido ascórbico. Son solubles en agua, por lo que puede haber pérdidas importantes cuando los alimentos se remojan, hierven o están en contacto con abundante agua. Minerales Son elementos que el cuerpo requiere en proporciones bastante pequeñas para su crecimiento, conservación y reproducción. Al igual que las vitaminas, no aportan energía. Hay algunos que se necesitan en mayor proporción y son los macrominerales (calcio, fósforo, sodio, cloro, magnesio, hierro y azufre). Los microminerales o elementos traza son también esenciales pero se necesitan en menor cantidad (zinc, cobre, yodo, cromo, selenio, cobalto, molibdeno, manganeso y flúor, entre otros), por lo que no existe tanta posibilidad de que se produzcan déficits. CALIDAD DE LOS ALIMENTOS. La calidad se ha definido como un grado de excelencia e incluye aspectos como el sabor, aspecto y contenido nutricional. También se debe de decir que la calidad comprende características específicas que influyen la aceptabilidad, aunque ésta puede ser subjetiva. La calidad y el precio no necesitan ser unidos pero los productos más caros frecuentemente suelen ser los de mejor calidad. Cuando seleccionamos los alimentos y cuando los comemos utilizamos todos nuestros sentidos. Y estos a su vez se pueden dividir en tres categorías: Aspecto Textura Gusto ASPECTO Factores que determinan el aspecto: Tamaño Forma Integridad Diferentes clases de daños Lustre o brillo Transparencia Color Consistencia TEXTURA Factores que determinan la textura: Consistencia al tacto Masticación Blandura Jugosidad Granulosidad FLAVOR Factores que determinan el flavor: Sensaciones percibidas por: La lengua (sabores dulces, salado, ácido y amargo) La nariz (aromas) NOTA: Una parte de la ciencia de los alimentos intenta desarrollar metodologías con las que las personas describan adecuadamente el flavor y otras propiedades sensoriales de los alimentos. FACTORES DE CALIDAD ADICIONALES Tres factores de calidad muy importantes, que no siempre se ponen en manifiesto en la determinación sensorial son: 1.La calidad nutricional: Frecuentemente se determina mediante un análisis químico o instrumental de los nutrientes específicos. 2. La calidad sanitaria: Se determina estableciendo los recuentos de bacterias, levaduras y mohos y la presencia de residuos, mientras los rayos X puedan utilizarse para revelar la presencia de partículas extrañas como pedacitos de vidrio, piedras y fragmentos de metal. 3. La vida útil o estabilidad durante el almacenamiento: Se determina bajo condiciones de manejo y almacenamiento, que simulan las que el producto experimentará durante sus manipulación y su distribución. SEGURIDAD ALIMENTARIA Y CALIDAD NUTRICIONAL NORMAS DE CALIDAD. Para garantizar la calidad de los alimentos se han desarrollado muchas normas de calidad. Hay normas de investigación internas establecidas por las empresas, para asegurar la excelencia de sus productos en un mercado altamente competitivo. Los gobiernos y la administración establece muchos tipos de normas y algunas son de obligado cumplimiento como las normas desarrolladas para prevenir el fraude y proteger la salud. NORMAS DE CALIDAD FEDERALES. Son en gran parte opcionales y se han establecido para ayudar a los productores, comerciantes, almacenistas, detallistas y consumidores durante la distribución y venta de los productos alimenticios. NOM 251: Prácticas de higiene para procesar alimentos, bebidas o suplementos alimenticios La Norma Oficial Mexicana NOM-251-SSA1- 2009, además establece un apéndice, mismo que marca las directrices para aplicar o implantar un sistema de Análisis de Peligros y Puntos Críticos de Control (HACCP por sus siglas en inglés), el cual considera siete principios: Estas normas son gestionadas y tuteladas por el Servicio de Comercialización de Productos Agrícolas del Departamento de Agrícola de los Estados Unidos y por el Servicio de Inspección y Seguridad de los Alimentos, el USDA ha establecido un sistema oficial de inspección y clasificación de los alimentos: la inspección es de obligo cumplimiento y asegura la salubridad de los alimentos especialmente de las carnes. La clasificación es voluntaria y diferencia a los alimentos por categoría. Establecen una serie de categorías que en orden decreciente de calidad son prime (optima), choice (preferente), select (selecta), standard(estándar), commercial (comercial), utility (utilitaria), cutter (para picar) y canner (para enlatar). Las tres primeras de distribuyen en mercados y restaurantes mientras las otras se destinan a productos procesados y reflejan diferencias de calidad pero no de salubridad. Referencias bibliográficas Hernández, M. Y Satres, A. Tratados De Nutrición.Ediciones Díaz De Santos, 1999. Norman N. Potter, Joseph H. Hotchkiss, Ciencia de los Alimentos. Editorial Acribia S.A. 2007. Badui Dergal, Salvador. La Ciencia De Los Alimentos En La Practica, Primera Edición, Pearson Educación. México 2012
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