Parte I: Preguntas cortas

1. El azúcar invertido es el producto de: R) Mezcla de azúcares originales cuando se hidrolizan.
2. Interacción de carbohidratos con grupos aminos que conforman un alimento: __________________________________
3. Factores necesarios para acelerar la caramelización: R) Aplicar calentamiento por encima del punto de fusión del azúcar y se produce una reacción de deshidratación e isomerización.
4. La reacción de Maillard se produce en condiciones de: R) Existir un azúcar reductor y un grupo amino provenientes de las proteínas o aminoácidos.
5. El producto terminado presenta una disminución del pH del alimento con la reacción: R) Oxidación porque disminuye el pH y a ese rango no crecen los microorganismos.
6. Para que suceda la reacción de Fehling es necesario que exista: R) Se hace reaccionar una solución con el alimento y el reactivo de Fehling.
7. Diferencia entre panel de catadores y equipo de degustación: R) Degustación: el que degusta el vino lo bebe y lo saborea por puro placer. Catador: es la persona especializada para analizar, clasificar y calificar el vino.
8. Factores necesarios para que se lleve a cabo una evaluación sensorial: El olor, el aroma, el gusto, el sabor y la textura.
9. El umbral es: La cantidad mínima de señal que ha de estar presente.
10. El mínimo estímulo capaz de producir una respuesta sensorial se conoce como: _________________________
11. Las pruebas afectivas evalúan: Calidad del producto.
12. Factores de los que depende la evaluación sensorial: Es el análisis de alimentos y otros materiales por medio de los sentidos.

Parte II: Desarrollo

1. Dibuje una estructura característica de un azúcar reductor y comente qué detalles son característicos de un carbohidrato de este tipo (1 pto).
   
2. De las estructuras que se encuentran en la hoja anexa, identifique al lado de cada pregunta lo siguiente:
   1. ¿Cuáles son oligosacáridos y qué tipo es?
   2. ¿Cuáles son cetosas?
   3. ¿Cuáles son aldosas?
   4. ¿Cuáles se consideran que tienen poder reductor?
   5. ¿En cuáles se puede llevar a cabo la reacción de Maillard?
3. Identifique la reacción y coloque su nombre en el espacio (2,5 ptos).
   a) Sacarosa Δ __Hidrólisis o pirólisis__
   b) Fructosa + Treonina Δ/ pH 8,0 _Olor a chocolate. Reacción de Maillard_
   c) Sacarosa pH 2,0/ Δ __Hidrólisis o pirólisis__
   d) Lactosa + CuSO₄ x 5 H₂O (medio fuertemente alcalino) _Deshidratación__
   e) Glucosa H+ / Níquel _Oxidación__
4. Cite 3 ejemplos donde se lleve a cabo la reacción de pardeamiento no enzimático donde el efecto (producto) sea agradable, y 3 ejemplos donde el efecto sea desagradable (2 ptos).
   Agradables: 1) Manzanas 2) Papas 3) Aguacate
   Desagradables: _______________ _______________ _______________

Preguntas Verdadero/Falso

• La información de azúcares invertidos es producto de la hidrólisis de carbohidratos (V)
• El hidroximetilfurfural es el producto de la reacción de oxidación de azúcares (F)
• Los fosfolípidos son considerados lípidos sencillos (F) Lípidos complejos
• El índice de peróxido puede predecir alteraciones en una grasa (V)
• La rancidez oxidativa es ocasionada por lipasas presentes en el alimento (F)
• Roese-Gottlieb es una técnica directa y gravimétrica (V)
• La caramelización es una reacción de pardeamiento no enzimático (V)
• Babcock es una técnica de determinación volumétrica (V) Revisar
• Valores elevados de absorbancia sugieren bajos % de grasas en un alimento (F) Revisar
• Un aceite presenta líquido por la proporción de ácidos saturados que contiene (F) Revisar

Preguntas cortas

• 1- La formación de ácidos en producción con alto contenido de carbohidratos es el producto de: Oxidación.
• 2- La parte II del reactivo de Fehling proporciona: Tartrato de Na y K.
• 3- En materia de insaturaciones, la diferencia entre una grasa y un aceite es: El número de insaturaciones.
• 4- Al descender la transmitancia, el contenido de grasa será: mayor.
• 5- Una diferencia entre Gerber y Soxhlet es: Gerber directo y Soxhlet indirecto.
• 6- La reacción de Maillard se produce en condiciones de: Interviene grupo amino y CHO, pH básico, aumenta temperatura y sistema circulatorio.
• 7- Deterioro de las grasas por contacto con el oxígeno: Rancidez oxidativa (tipo ambiental).
• 8- La hidrólisis ácida en Soxhlet se realiza con el fin de: cuantificar contenido graso.
• 9- El índice de peróxido es utilizado para: medir la proporción de oxidación de una grasa.
• 10- El índice de Yodo determina: el tipo de grasa de acuerdo a su número de insaturaciones, si es monoinsaturada, poliinsaturada.

Diga por lo menos 2 alternativas para evitar o minimizar el efecto de pardeamiento no enzimático.

R= – Bajar el pH a ácido. – Disminuir la temperatura. – Disminuir el azúcar y CHO para minimizar efecto. – Agregar poca agua que dificulte la circulación, y se encuentren más lento los grupos involucrados.

Reacción de Fehling ¿En qué se basa y qué cuantifica?

R= Se basa en que los CHO reductores podrán reaccionar con iones metálicos como el cobre generando un precipitado de color amarillo ladrillo, llamado óxido de cobre. Este precipitado es directamente proporcional a la cantidad de azúcar presente en el alimento, y de esta manera mediante cálculos en el laboratorio, se puede determinar la cantidad de azúcar en la muestra.

Deterioro de las grasas, tipos y ¿en qué se basa?

R= Deterioro de grasas: cuando una grasa se deteriora ocurre la ruptura y oxidación de ácidos grasos generando una serie de compuestos volátiles que otorgan al alimento olores desagradables y muy característicos. Se conoce como rancidez.

• Hidrolítica (lipólisis): intervienen enzimas llamadas lipasas para romper y deteriorar. En algunos casos no es del todo negativo, pues da origen a rupturas que otorgan cambios organolépticos favorables al producto.
• Oxidativa (autooxidación): el O₂ ataca las insaturaciones de las grasas rompiéndolas, trayendo consigo el real deterioro del producto.

Funciones de los carbohidratos

• Son la mayor fuente de energía. Proveen al organismo de 50 a 60% de la energía total alimentaria en forma de calorías.
• Influyen en las propiedades sensoriales de los alimentos que los poseen. Otorgan sabor dulce a la mayoría de las frutas, color a través del oscurecimiento y textura (esponjosidad de productos de panadería).
• Tienen función plástica. Conforman estructuras biológicas fundamentales que confieren rigidez en los alimentos. Por ejemplo: la celulosa que conforma la estructura de paredes vegetales.
• Son componentes esenciales en ácidos nucleicos (ribosa).

Clasificación de los carbohidratos

• Por sus grupos funcionales presentes: Aldosas (grupos aldehídos) Cetosas (grupos cetonas)
• Por el número de carbonos presentes en la estructura:
  • Triosas (3 átomos de carbono)
  • Pentosas (5 átomos de carbono)
  • Hexosas (6 átomos de carbono)
• Por su complejidad:
  • Monosacáridos: son azúcares simples, conformados por un máximo de 6 átomos de carbono. A ellos pertenecen las pentosas (xilosa, arabinosa, ribosa), las hexosas (glucosa, galactosa, fructosa), los alcoholes de azúcares (sorbitol, xilitol) y los ácidos derivados de azúcares (ácido glucurónico y ácido glucárico).
  • Oligosacáridos: son uniones de monosacáridos (desde 2 hasta 10 moléculas). Ellos se encuentran clasificados a su vez en:
    • Disacáridos (2 moléculas de monosacáridos): lactosa, maltosa, sacarosa.
    • Trisacáridos (3 moléculas de monosacáridos): rafinosa.
    • Tetrasacáridos (4 moléculas de monosacáridos): estaquiosa.
    • Pentasacáridos (5 moléculas de monosacáridos): verbascosa.
  • Polisacáridos: compuestos por más de 20 unidades de monosacáridos. A ellos pertenecen el almidón, el glucógeno, la celulosa, las gomas, las pectinas.

Reacciones importantes de los carbohidratos

Los carbohidratos poseen un grupo aldehído o cetona y varios hidroxilos que se ven afectados por el tratamiento con ácidos, álcalis, temperatura, entre otros. De allí que se sucedan estas reacciones:

Hidrólisis

Los oligosacáridos y los polisacáridos son capaces de reaccionar y romperse en sus carbohidratos más simples en presencia de condiciones de medio ácido y aplicación de temperatura.

Carbohidrato + temp. + ácido —–> Azúcares iniciales

En la industria esta reacción ha sido de gran importancia pues de ella se ha generado lo que se conoce como azúcar invertido.

El azúcar invertido no es más que la mezcla de azúcares originales que se producen cuando se hidroliza un azúcar (como es el caso de la sacarosa). Se llama así debido a que los azúcares generados de la inversión suelen poseer un poder rotatorio inverso al del azúcar que los generó.

¿Qué hace este azúcar?

• Al cambiar su poder rotatorio es mejor su dulzor.
• No cristaliza, por lo que se usa para fabricar caramelos gomosos (frunas, chomp, etc.).
• Es higroscópico, puede absorber mucha agua y otorgar viscosidad.

¿Qué hace la industria?

La hidrólisis puede ser llevada por etapas; con ello el fabricante juega y elabora diversidad de productos como jugos de frutas en los que no se agrega mucha azúcar, jarabes de maíz (a partir de la hidrólisis del almidón).

Oxidación

Los aldehídos y las cetonas que se encuentran en los carbohidratos son capaces de oxidarse transformándose en alcoholes o ácidos.

En la industria esto ha sido utilizado para:

• Inhibir el crecimiento bacteriano: porque al generarse ácidos, el pH disminuye y a ese rango no crecen los microorganismos.
• Si se consigue ácido acético en la reacción, se usa éste como un reemplazo del vinagre en las salsas.

En estas reacciones también se produce CO₂ que sirve de leudante en panadería.

Reducción

La reducción consiste en la adición de hidrógeno al doble enlace de los grupos aldehído y/o cetona en presencia de catalizadores como el níquel. El producto final de esta reacción son alcoholes, denominados polioles o azúcares alcohol.

Los polioles tienen muchos grupos OH en su composición, por lo que resultan muy hidratables y retenedores de agua.

Ejemplo:
De la glucosa se obtiene el glucitol.
Fructosa                       sorbitol y manitol
Galactosa                   dulcitol

Todos ellos:

• Confieren viscosidad y cuerpo.
• Son humectantes.
• Poseen 70% más dulzor que la sacarosa.
• Xilitol (no cariogénico).

Deshidratación

En presencia de ácidos fuertes y temperatura, los carbohidratos van perdiendo la mayor cantidad de agua de su estructura (OH y H) y se obliga a esta estructura a reacomodarse y volverse cíclica.

Glucosa + ácido + temp. —–> hidroximetilfurfural

¿Qué hace la industria?

• La deshidratación de azúcares del maíz o la caña produce furfural de color pardo (colorante).
• A partir de la glucosa se obtiene el compuesto hidroximetilfurfural (olor a malta y color oscuro), fácilmente usado en adulteración de rones.

Reacción con sales de cobre

Estas reacciones se dan con azúcares reductores y es el basamento del método de Fehling que servirá para su cuantificación (lo veremos en análisis de carbohidratos).

Reacciones de oscurecimiento

Las reacciones de oscurecimiento pueden, en algunos casos, mejorar el aspecto del alimento y en otros deteriorarlo por completo. Este fenómeno puede ser:

• De tipo enzimático: en presencia de la enzima polifenol oxidasa.
• De tipo no enzimático: Maillard y caramelización.

¿La importancia de este proceso? Genera coloraciones cafés o pardas además de una amplia gama de sustancias que conforman la tecnología de los sabores y aromas artificiales.

Caramelización

La caramelización no es más que lo que hacemos cuando sometemos el azúcar al quemado para hacer “quesillo”.

Químicamente hablando, aplicamos calentamiento por encima del punto de fusión del azúcar, produciéndose reacciones de deshidratación e isomerización.

¿Qué hace la industria?

Consigue hacer la caramelización de una forma controlada, de manera que se obtienen colores caramelo utilizados como colorantes en bebidas carbonatadas, postres y productos de confitería.

Reacción de Maillard

Esta reacción se lleva a cabo de forma muy compleja, mediante una serie de mecanismos que incluyen la formación de radicales libres. Generalmente, se observa en el almacenamiento a largo plazo de los alimentos, en condiciones que la favorezcan.