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Introducción Los alimentos son aquellas sustancias o productos de cualquier naturaleza que, por sus características, aplicaciones, componentes, preparación y estado de conservación, son susceptibles de ser habitual e idóneamente utilizados para la normal nutrición humana, como fruitivos o como productos dietéticos en casos especiales de nutrición humana (Código Alimentario Español). Como todos los procesos, las transformaciones alimenticias pueden entenderse como un conjunto de pasos, cada uno de ellos con cambios físicos como separaciones, transiciones de fase o cambios químicos. Estos últimos, en general, son indeseables, pues siendo los alimentos usados principalmente con propósitos nutricionales, las reacciones químicas frecuentemente están asociadas a deterioros de calidad; unas adecuadas propiedades de color, sabor, aroma o textura son necesarias para que un alimento sea susceptible de ser consumido. El conocimiento de los compuestos que determinan dichas propiedades y la forma en que los diferentes procesos tecnológicos pueden influir en ellos, son indispensables para poder determinar la calidad sensorial u organoléptica del alimento y, en definitiva, su mayor o menor idoneidad para formar parte de una dieta.

Propiedades físicas Las podemos ver y medir sin alterar su composición. En el caso de los alimentos estos pueden ser modificados según la necesidad de cada grupo o persona, esto quiere decir que en al momento de picarlos, cortarlos, rebanarlos estos ya sufren cambios físicos. A continuación, se enumeran las principales propiedades físicas de los alimentos y los posibles métodos de medida: 1. Textura y reologia La textura, entendida como el conjunto de sensaciones mecánicas que produce el alimento en la boca al ser ingerido, es una sensación compleja que depende de cómo fluye el alimento, como se deforma bajo la presión o como se rompe bajo un esfuerzo, entre otras cosas. La textura de un alimento está muy relacionada, pues, con la reologia. Sin embargo, la textura como sensación fisiológica es determinada de forma prácticamente exclusiva por catadores entrenados o por paneles de cata, dependiendo de la aplicación. 2. Color El color es una sensación subjetiva que se produce en el ojo humano como resultado de las estimulaciones de las tres clases de células sensibles en la retina humana (que presentan máximos de sensibilidad al azul, verde y rojo) y que responde a la distribución espectral de la luz recibida.

Reflexión de la luz en los objetos

Medida del color: se lleva a cabo en dispositivos especiales denominados colorímetros. El resultado de la medida es un espectro de la iluminación a cada longitud de onda provocado por la interacción del alimento con un haz de luz de color blanco normalizado. 3. Aroma y sabor Son propiedades fundamentalmente químicas que dependen de la composición del alimento y de la presencia de determinadas sustancias acidas, salinas o volátiles. Aroma y sabor son sensaciones complejas que se encuentran interrelacionadas. El sabor es una sensación más básica que se

encuentra matizada por el aroma. La sensación de sabor o aroma depende de varios factores, entre los cuales, el más importante es la concentración en la que se encuentra el agente. Para la evaluación del sabor y aroma existen diversas técnicas analíticas aplicables a la detección de componentes individuales (HPLC, GLC, MS, espectroscopia de infrarrojos-visibles-UV, etc), sin embargo, los únicos métodos prácticos para la evaluación de olores y sabores es la realización de catas y el empleo de paneles de degustación. Un ejemplo de las preguntas realizadas a un panel de cata para una bebida refrescante de Cola se presenta a continuación:

4. Tensión superficial y propiedades coloidales La tensión superficial se define como la cantidad de trabajo necesario para incrementar en una unidad la superficie del fluido considerado. La tensión superficial surge de las interacciones intermoleculares que tienen a retener a una molécula en el seno de un líquido. Una alta tensión superficial tiene como consecuencia una dificultad para formar gotas pequeñas y, si se forman, para que estas permanezcan estables. Así mismo, un fluido con alta tensión superficial difícilmente “moja” las superficies, lo que tiene muchas implicaciones respecto de sus propiedades organolépticas y tecnológicas. La tensión superficial puede medirse con aparatos especiales (dispositivo de Dupre) o por la formación de gotas. Sin embargo, en muchos alimentos esto es muy difícil o imposible por su dificultad para fluir.

La tensión superficial se puede modificar o ajustar conforme a la necesidad del proceso de fabricación mediante el uso de aditivos, denominados agentes tenso-activos. Algunos de estos agentes se muestran a continuación:

Agentes Tenso activos naturales Iónicos

Sales biliares, fosfolípidos (Lecitinas), fosfato de inositol.

No iónicos colesterol, saponinas Agentes Tenso activos artificiales Iónicos

Jabones,sulfatos y sulfonatos de arilo y/o alcohilo Mono ésteres de propinen glicol, mono y di esteres de glicerol, ésteres de sorbitol y de sacarosa

No iónicos

Muchos alimentos son emulsiones, de forma natural o como resultado de un proceso de fabricación. Algunos ejemplos de estas emulsiones se muestran a continuación:

Micelas L

Tipos de estados coloides Fase dispersante Tipo de estado coloidal L Emulsión

S

L

Suspensión, dispersión, sol, gel

L

S

Sol solido

Ejemplos Leche, mayonesa, crema Soluciones de proteínas de almidón; geles, jaleas; postres congelados Mantequilla, margarita, chocolate

L= liquido S= solido L= liquido Las formas más importantes de destrucción de una emulsión son la decantación, la floculación y la coalescencia. La decantación se vita formando gotas pequeñas, para lo que es necesario una baja tensión superficial. La floculación se evita también con la presencia de agentes e superficie, mientras que la coalescencia es consecuencia de la agitación térmica y se evita con el frio.

Propiedades químicas

1. Humedad La pérdida de peso observada representa la humedad de la muestra y el peso obtenido corresponde a los sólidos totales. Se utiliza en alimentos con alto contenido acuoso y en aquellos que no se descomponen a altas temperaturas. Ejemplo: Miel, mermeladas, jugos de fruta, frutas secas, vegetales. Métodos de medición indirectos  Químicos: Titrimétricos (Karl Fischer)  Físicos: Desecación y Propiedades dieléctricas Métodos de medición directos:  Destilación

Unidad: Gramos 2. Cenizas Ceniza se refiere a cualquier material inorgánico, como minerales, presentes en los alimentos. Se llama ceniza ya que es un residuo que queda después de que el calentamiento elimina el agua y los materiales orgánicos como la grasa y la proteína. Los científicos de alimentos hacen "cenizas" de alimentos para poder examinar el material sobrante y determinar mejor el contenido de un alimento. Las cenizas pueden incluir tanto compuestos con minerales esenciales como el calcio y el potasio, como materiales tóxicos como el mercurio. En general, cualquier alimento natural tendrá menos de 5 por ciento de cenizas en el contenido, mientras que algunos alimentos procesados pueden tener un contenido de cenizas de más del 10 por ciento. Método de cenizas totales En este método toda la materia orgánica se oxida en ausencia de flama a una temperatura que fluctúa entre los 550 -600°C; el material inorgánico que no se volatiliza a esta temperatura se conoce como ceniza.

Unidad: Gramos

3. Carbohidratos Además de ser componentes naturales de muchos alimentos, la industria alimentaria emplea los carbohidratos en función de sus propiedades funcionales, usándolos como ingredientes para mejorar la aceptabilidad, palatabilidad y vida útil de diversos alimentos. Desde el punto de vista químico, los carbohidratos pueden definirse como polihidroxialdehidos y polihidroxicetonas y sus derivados. Según la anterior definición, la denominación de carbohidrato agrupa a una gran cantidad de compuestos. Método: Extracción del almidón por sedimentación  Pesar la muestra  Rayar la muestra  Filtrar y lavar el residuo Sedimentar el almidón %Almidón = Peso1 – Peso2 x100%  Decantación Peso de m  Secar y pesar el almidón

Unidad: Gramos 4. Proteínas El contenido total de proteínas en los alimentos está conformado por una mezcla compleja de proteínas. Estas existen en una combinación con carbohidratos o lípidos, que puede ser física o química. Actualmente todos los métodos para determinar el contenido proteico total de los alimentos son de naturaleza empírica. Un método absoluto es el aislamiento y pesado directo de la proteína pero dicho método se utiliza sólo a veces en investigaciones bioquímicas debido a que es dificultoso y poco práctico. El método Kjeldahl ha sufrido varias modificaciones. Originalmente se utilizó permanganato de potasio para llevar a cabo el proceso de oxidación (digestión), sin embargo, los resultados no fueron satisfactorios, de manera que este reactivo se descartó. En 1885 Wilforth encontró que se podía acelerar la digestión utilizando ácido sulfúrico y añadiendo un catalizador. Gunning en 1889 propuso añadir sulfato de potasio que eleva el punto de ebullición del ácido sulfúrico utilizado en la digestión para disminuir el tiempo de la reacción. En la actualidad se utiliza principalmente Sulfato de Cobre penta hidratrado CuSO4.5H2O como catalizador.

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5. Grasas Método de Soxhlet: Es una extracción semi continua con disolvente donde una cantidad de disolvente rodea la muestra y se calienta a ebullición, una vez que dentro del Soxhlet el líquido condensado llega a cierto nivel es sifonado de regreso al matraz de ebullición, la grasa se mide por pérdida de peso de la muestra o por cantidad de muestra removida.

Unidad: Gramos