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Universidad Católica Agropecuaria del Trópico Seco Pbro. “Francisco Luis Espinoza Pineda” Fundación 1968-2011

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Universidad Católica Agropecuaria del Trópico Seco Pbro. “Francisco Luis Espinoza Pineda”

Fundación 1968-2011

Docente: Ricardo Enoc Espinoza Vanegas

Agroindustria I Página 2

Contenido

Introducción

Concepto de Agroindustria

Las Principales Características de la Agroindustria

Clasificación de las Agroindustrias

Importancia de la Agroindustria

Posibles Impactos Ambientales

Composición Química y Nutritiva de los Alimentos.

Introducción

Carbohidratos

Funciones de los Carbohidratos

Clasificación de los Carbohidratos

Proteínas

Introducción

Concepto de Proteína

Características de las Proteínas

Propiedades de las Proteínas

Clasificación de las Proteínas

Fuentes de Proteínas

Grasas

Tipos de Grasas

Funciones de las Grasas

Enzima

Características de las Enzimas

Vitamina

Introducción

Concepto

Docente: Ricardo Enoc Espinoza Vanegas

Agroindustria I Página 3

Clasificación de las Vitaminas

El Agua

El Agua en los Alimentos

Actividad de Agua

Operaciones Mecánicas en la Agroindustria

Introducción

Limpieza

Selección y Clasificación

Sedimentación

Filtración

Centrifugación

Bibliografía

Bibliografía Web

Docente: Ricardo Enoc Espinoza Vanegas

Agroindustria I Página 4

Introducción

La agricultura y la industria han sido consideradas tradicionalmente como dos

sectores separados tanto por sus características como por su función en el

crecimiento económico. Se ha estimado que la agricultura es el elemento

característico de la primera etapa del desarrollo, mientras que se ha utilizado el

grado de industrialización como el indicador más pertinente del avance de un país

en la vía del desarrollo. Además, se ha puede afirmar que la estrategia adecuada

de desarrollo es la que permite pasar más o menos gradualmente de la agricultura

a la industria, correspondiendo a la agricultura financiar la primera etapa de ese

paso.

Sin embargo, esta opinión ha dejado de ser ya adecuada. Por una parte, se ha

reconsiderado y reevaluado la función de la agricultura en el proceso del

desarrollo desde el punto de vista de su contribución a la industrialización y su

importancia para un desarrollo armónico y una estabilidad política y económica.

Por otra, la misma agricultura ha llegado a ser una forma de industria, a medida

que la tecnología, la integración vertical, la comercialización y las preferencias de

los consumidores han evolucionado según pautas que se ajustan más al perfil de

los sectores industriales comparables, a menudo con una notable complejidad y

riqueza en cuanto a su variedad y ámbito.

Esto ha entrañado que el desarrollo de los recursos de la agricultura resulte cada

vez más sensible a las fuerzas del mercado y se integre más en los factores de la

interdependencia industrial. Los productos agrícolas están determinados por

tecnologías de complejidad creciente e incorporan los resultados de importantes

esfuerzos de investigación y desarrollo, y responden en medida creciente a

refinadas preferencias individuales y colectivas con respecto a la nutrición, la salud

y el medio ambiente.

Aunque todavía se puede distinguir entre la fase de producción de materias primas

y la de elaboración y transformación, en muchos casos esta distinción queda

Docente: Ricardo Enoc Espinoza Vanegas

Agroindustria I Página 5

difuminada a causa de la complejidad de la tecnología y según la medida de la

integración vertical: la industrialización de la agricultura y el desarrollo de

agroindustrias son, en efecto, un proceso común que está generando un tipo

completamente nuevo de sector industrial.

Agroindustria

Se define Agroindustria como la rama de industrias que trasforman los productos

de la agricultura, ganadería, riqueza forestal y pesca, en productos elaborados.

Es necesario ampliar esta definición para incluir dos tipos de actividades

relacionadas con las anteriores:

Procesos de selección de calidad, clasificación (por tamaño), embalaje-

empaque y almacenamiento de la producción agrícola, a pesar que no haya

transformación,

Transformaciones posteriores de los productos y subproductos obtenidos de la

primera transformación de la materia prima agrícola.

Las principales características de la agroindustria son:

Se desenvuelve en un ambiente incierto y más cambiante que en otra actividades.

Afectada por los factores y la naturaleza de difícil predicción como el clima.

Exige un constante monitoreo (seguimiento) del entorno tanto para fines de

supervisión como para detectar oportunidades.

Moviliza y trata productos la mayor parte de las veces perecederos, es decir, que

se echan a perder si no se les brindan ciertas condiciones de temperatura y

humedad.

Se desenvuelve en estrechos periodos de tiempo (por ejemplo los pocos días que

transcurren entre la cosecha del mango hasta llegar al mercado de destino).

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Agroindustria I Página 6

Exige una alta coordinación y seguimiento de los flujos de productos – servicios.

La experiencia indica que de alguna forma el negocio agroindustrial es crítico en el

tema aprovisionamiento. Y de la misma forma, la agricultura sin concertación con

alguna agroindustrias es muy riesgosa.

En muchos casos, se trata de proyectos intensivos en capital de trabajo, más que

en inversión fija ante la particular importancia de la inversión circulante en estas

empresas. Una de las razones de esta peculiaridad podría ser la estacionalidad de

las cosechas, que obliga a acumular inventarios para ser usados en el transcurso

de un largo periodo de tiempo.

Por tratarse la mayor parte de los casos de alimentos, el consumidor es

sumamente exigente. Si la salud está de por medio, la opinión del consumidor es

especialmente crítica.

Los procesadores agroindustriales adquieren en muchos casos los excedentes de

las cosechas, reduciendo la oferta al mercado fresco. De enviarse estos

volúmenes al referido mercado, los precios bajarían ostensiblemente, afectando al

productor agrario.

Clasificación de las agroindustrias

Existen varios criterios para clasificar los tipos de agroindustrias:

1. Desde el punto de vista espacial: de acuerdo a esta pueden ser de criterio

local, regional o nacional.

2. Desde el punto de vista de la materia prima que se utiliza: pueden ser

clasificadas en pecuarias, de cultivos forestales o de pesca.

3. De acuerdo al tipo de transformación que se le realice a la materia prima:

son analíticas y sintéticas. Analíticas: son aquellas que a partir de una sola

materia prima sacan muchos productos. Sintética: son aquellas que

transforman varias materias primas para obtener un único o unos pocos

productos finales.

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Agroindustria I Página 7

4. De acuerdo al grado de procesamiento: se clasifican en primarios: acopio de

leche, matadero de aves. Secundarios: pasteurización de la leche.

Importancia de la agroindustria

La función de la agroindustria como sector de la economía tiene facetas múltiples

y que cambian a lo largo del desarrollo. En las primeras etapas del crecimiento, la

elaboración industrial de productos agrícolas tiende a limitarse a unos pocos

cultivos de exportación, mientras que la mayoría de los productos agrícolas se

consumen con una forma mínima de elaboración que se realiza totalmente dentro

del sector agrícola. Las industrias de elaboración previa predominan en su forma

más primitiva, como la molienda del trigo y del arroz, el prensado del aceite y la

conserva del pescado. Otro ejemplo de esta etapa sería la economía de

plantación, donde la agroindustria y la agricultura primaria se presentan como una

actividad integrada verticalmente, realizándose una elaboración previa de la

materia agrícola mediante un sistema de producción basado frecuentemente en el

cambio de actividad de los mismos jornaleros y pequeños productores agrícolas.

Otros casos de actividades agroindustriales aparentemente más diversificadas,

basadas en frutas y hortalizas o productos pecuarios, pueden ser igualmente

primitivos en cuanto a su organización, bajo nivel de producción de valor agregado

y falta de concatenaciones con las industrias químicas y mecánicas y con los

servicios de mercadeo y financieros.

Una característica importante de las agroindustrias es que son una de las

principales fuentes de empleo e ingresos, por lo que proporcionan acceso a los

alimentos y otros bienes necesarios a amplios grupos de la población. Por esta

razón, son elementos esenciales para alcanzar las metas de la seguridad

alimentaria.

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Agroindustria I Página 8

Posibles impactos ambientales

Los principales impactos negativos de la agroindustria se relacionan con la

contaminación atmosférica y acuática, la eliminación de los desperdicios sólidos y

los cambios en el uso de la tierra.

Contaminación

Los caudales de las aguas servidas varían, según el tipo y magnitud de la

operación agroindustrial. Además puede haber otros contaminantes, como

residuos de pesticidas, aceites complejos, compuestos alcalinos o ácidos y

otras sustancias orgánicas en las aguas servidas. Los afluentes de los

pastaderos, tenerías y mataderos pueden ser focos potenciales de infección

para los seres humanos y los animales.

Las emisiones atmosféricas provenientes de las operaciones agroindustriales,

a menudo, incluyen:

o material pulverizado,

o dióxido de azufre,

o otros compuestos orgánicos.

Con frecuencia, las agroindustrias producen olores nocivos y molestos.

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Agroindustria I Página 9

Composición Química y Nutritiva de los Alimentos

Introducción

La composición de un mismo tipo de alimento puede diferir considerablemente

dependiendo de la variedad local y otros factores tales como el clima, época de

cosecha, grado de madurez.

Existen muchos elementos en la composición química y nutritiva de un alimento

podemos señalar los más importantes tanto químicamente como nutricionalmente

y se dividen en los siguientes grupos:

Carbohidratos

Proteínas

Grasas

Enzimas

Vitaminas

Agua

Una nutrición adecuada es la que cubre:

Los requerimientos de energía a través de la ingestión en las proporciones

adecuadas de nutrientes energéticos como los hidratos de carbono y grasas.

Estos requerimientos energéticos están relacionados con la actividad física y el

gasto energético de cada persona.

Los requerimientos plásticos o estructurales proporcionados por las proteínas.

Las necesidades de micro nutrientes no energéticos como las vitaminas y

minerales. La correcta hidratación basada en el consumo de agua.

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Agroindustria I Página 10

Carbohidratos

Los carbohidratos, también llamados

glúcidos, se pueden encontrar casi de

manera exclusiva en alimentos de origen

vegetal. Constituyen uno de los tres

principales grupos químicos que forman la

materia orgánica junto con las grasas y las

proteínas.

Los carbohidratos son los compuestos orgánicos más abundantes de la biosfera y

a su vez los más diversos. Normalmente se los encuentra en las partes

estructurales de los vegetales y también en los tejidos animales, como glucosa o

glucógeno. Estos sirven como fuente de energía para todas las actividades

celulares vitales. Los cereales en general, sus harinas, la pasta y las legumbres

son la principal fuente de hidratos de carbono complejos de nuestra dieta y deben

constituir la base de nuestra alimentación.

Los alimentos que son altos en carbohidratos incluyen pastas, granos, papas,

fibra, arroz y cereales.

Clasificación de los Carbohidratos

Atendiendo a la complejidad de su estructura los glúcidos se clasifican en cuatro

grupos: Monosacáridos, Disacáridos, Trisacáridos, Polisacáridos.

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Agroindustria I Página 11

Clasificación de los Carbohidratos

MONOSACARIDOS

Pentosas Hexosas

C5H10O5 C6H12O6

DISACARIDOS

C12H22O11

POLISACARIDOS

PENTOSANOS

( C5H8O4)n

Aldosas

- Arabinosa

- Xilosa

- Lixosa

- Ribosa

Cetosas

- Ribulosa

- Xixulosa

Aldosas

-Glucosa

- Gulosa

- Manosa

- Galactosa

- Talosa

- Alosa

- Altrosa

- Idosa

Cetosas

- Fructosa

- Sorbosa

- Sacarosa

- Lactosa

- Maltosa

- Celobiosa

TRISACARIDOS

C18H32O16

- Refinosa

- Arábano

- Xilano

HESOXANOS

(C6H10O5)n

- Almidón

- Glucógeno

- Insulina

- Celulosa

CARBOHIDRATOS

DERIVADOS

- Hemicelulosas

- Gomas

- Mucílagos

- Sustancias pépticas

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Agroindustria I Página 12

Constitución química y características generales de monosacáridos, disacáridos y polisacáridos

a) Monosacáridos o azúcares simples:

Son alcoholes con 3 hasta 7 átomos de carbono que contienen un grupo aldehído

o cetónico, por lo que pueden considerarse como productos de oxidación de

alcoholes polivalentes en los que una función alcohólica primaria o secundaria se

transforma en un grupo carbonilo (CO). Si este grupo carbonilo es terminal en la

cadena, el monosacáridos es una aldosa, si no se encuentra en posición terminal,

el monosacáridos es una cetosa.

ALDOSAS:

Cuando tienen el grupo carbonilo en posición terminal

CETOSAS:

Si se toma en cuenta el número de átomos de carbono se dividen en:

Triosas

Tetrosas

Pentosas

Hexosa

Heptosas

Los monosacáridos más sencillos son los de 3 átomos de carbono: el

gliceraldehído o aldehído glicérido y la dihidroxiacetona, que se obtienen por

oxidación de la glicerina.

O

(- C - H)

O

- C -

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Agroindustria I Página 13

De estos dos monosacáridos sencillos, por adición consecutiva de una molécula

de formaldehído, se forma el resto de la familia o de la serie de aldosas y cetosas

respectivamente.

De todos los monosacáridos los más abundantes en la naturaleza son las aldosas,

principalmente las aldohexosas, también las aldopentosas, que son componentes

importantes de los ácidos nucleicos. De las cetosas las más importantes es una

cetohexosas conocida como fructosa o levulosa, así como la ribulosa que es una

cetopentosa. Las otras cetosas naturales no son muy importantes desde el punto

de vista biológico.

Los monosacáridos importantes son:

Gliceraldehído y la dihidroxiacetona: ambos compuestos se encuentran

en células vegetales y animales, desempeñan un papel muy importante en el

metabolismo de los carbohidratos.

La ribosa y la desoxirribosa: Se encuentran en la naturaleza en la forma

cíclica de estructura furanosa, se encuentran en los ácidos nucleicos de todas las

células vivas. La ribosa es una intermediaria en la ruta metabólica de los

carbohidratos y un componente de algunas enzimas.

La glucosa: Es el azúcar más abundante en la naturaleza. Se encuentra

en frutas maduras, se conoce como dextrosa. La glucosa es el azúcar circulante

de los animales; la sangre contiene aproximadamente 0.08 % de glucosa.

Requiere el humano para la síntesis de la lactosa (glándulas mamarias). La

galactosa se halla en vegetales y animales en forma de numerosos derivados :

glucolípidos (sustancia blanca del cerebro, nervios), polisacáridos complejos

(pectinas, gomas, agar-agar, mucílagos, etc.).

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Agroindustria I Página 14

Disacáridos:

Son glúcidos formados por dos moléculas de monosacáridos unidas entre sí por el

denominado enlace glucosídico. Por esta razón al hidrolizarse se producen dos

unidades monosacáridos. Su fórmula general es:

Tienen sabor dulce, cristalizan bien y son solubles en agua. El término glucosídico

se refiere al enlace carbono-oxígeno-carbono que une a los dos componentes del

acetal.Los disacáridos naturales más importantes son: la sacarosa, la maltosa y

la lactosa.

Sacarosa:

También llamada azúcar de caña o de remolacha, no se presenta en el organismo

animal, aunque es un importante alimento básico, se emplea como edulcolorante

de alimentos.

La sacarosa está compuesta de dos unidades monosacáridas diferentes, una

molécula de -glucosa y una molécula de -fructosa, con eliminación de una

molécula de agua.

El cuerpo humano es incapaz de utilizar la sacarosa o cualquier otro disacárido en

forma directa (la molécula es muy grande y no pasa las membranas celulares). El

disacárido debe fragmentarse por hidrólisis. Las enzimas catalizan la reacción de

hidrólisis, también se logra con HCl.

C12H22O11

Docente: Ricardo Enoc Espinoza Vanegas

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Maltosa:

También conocida como azúcar de malta. No existe libre en la naturaleza, se

obtiene por hidrólisis ácida o enzimática del almidón (maltasa, diastasa, ptialina),

saliva. Está constituido por dos moléculas de glucosa unidas mediante un enlace

glicosídico en los carbonos 1 y 4, dejando libre un grupo carbonilo de la segunda

molécula; por lo tanto la maltosa presenta las formas estereoisoméricas alfa y

beta, es reductora, presenta mutarrotación.

La maltosa fermenta directamente con levadura de cerveza. La maltosa se

encuentra muy extendida en los vegetales, especialmente los que se encuentran

en germinación, ejemplo cebada en germinación y por la acción de la maltasa o

diastasa se obtiene un 80% de maltosa. Se utiliza en cervezas y maltas,

panificación y dulces.

Lactosa:

También conocida como azúcar de leche, está formada por una molécula de -

glucosa y otra de -galactosa unidas por un enlace glicosídico en el carbono 4 de

la primera, pudiendo presentar configuraciones alfa o beta. Se puede obtener por

evaporación del suelo de la leche. Se utiliza para dar sabor a chocolates, como

alimentos de niños y enfermos.

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Polisacáridos:

Son los carbohidratos más abundantes que existen en la naturaleza. Sirven como

sustancias alimenticias de reserva y como componentes estructurales de las

células. Bioquímicamente los tres polisacáridos más importantes son: almidón,

glicógeno y celulosa.

Almidón:

Es el carbohidrato de reserva más importante y la fuente principal de calorías en la

dieta humana. Es un polisacárido de origen vegetal que constituye la principal

reserva de energía de las plantas. El almidón es un polvo blanco constituido por

gránulos de estructura casi cristalina. Es insípido. Es soluble en agua fría y al

calentarse en agua tiende a formar una suspensión coloidal llamada engrudo. El

almidón está formado por dos fracciones estructurales: la amilosa y la

amilopectina.

La amilosa: está constituida por una cadena de moléculas de -glucosa

enlazadas por el enlace -glucosídico y presenta configuración helicoidal lineal,

contiene entre 150 y 400 unidades monosacáridas.

La amilopectina: Está constituida por unidades de -glucosa enlazadas por el

enlace -1,4 -glucosídico, pero a diferencia de la amilosa presenta una

configuración helicoidal ramificada caracterizada por enlaces del tipo -1,6 -

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glucosídico entre las diferentes ramas, contiene hasta 1,000 unidades

monosacáridas.

Glucógeno:

Es el único polisacárido de origen animal, es el carbohidrato de reserva de los

animales, lo almacenan principalmente en el hígado y los músculos. En época de

ayuno los animales recurren a estas reservas de glucógeno para obtener la

glucosa necesaria a fin de mantener el balance metabólico. El glicógeno puede

fragmentarse en subunidades de glucosa por hidrólisis ácida o por enzimas que

atacan el almidón. En los animales la enzima fosforilasa cataliza la fragmentación

de glicógeno en ésteres fosfatos de la glucosa.

Celulosa:

Es el constituyente de membranas celulares de las plantas superiores formando

junto con la lignina el elemento de sostén de éstas. Representa el 10% del peso

seco de las hojas, cerca del 50% de la estructura leñosa de las plantas y alrededor

del 90% de la fibra de algodón y papel filtro. Es un sólido blanco, amorfo,

insoluble en agua y no reductor, tiene aproximadamente de 300 - 3,000 unidades

monosacáridas .

La molécula de celulosa consta de una larga cadena de 50-100 unidades de

celobiosa.

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Funciones de los Carbohidratos

Las funciones que los carbohidratos cumplen en el organismo son, energéticas, de

ahorro de proteínas, regulan el metabolismo de las grasas y estructural.

Energéticamente, los carbohidratos aportan 4 Kcal. (kilocalorías) por

gramo de peso seco. Esto es, sin considerar el contenido de agua que

pueda tener el alimento en el cual se encuentra los carbohidratos.

Se suele recomendar que minimamente se efectúe una ingesta diaria de

100 gramos de hidratos de carbono para mantener los procesos

metabólicos.

Ahorro de proteínas: Si el aporte de carbohidratos es insuficiente, se

utilizarán las proteínas para fines energéticos, relegando su función

plástica.

Regulación del metabolismo: En caso de ingestión deficiente de

carbohidratos, las grasas se metabolizan anormalmente acumulándose en

el organismo.

Estructuralmente, los carbohidratos constituyen una porción pequeña del

peso y estructura del organismo, pero de cualquier manera, no debe

excluirse esta función de la lista, por mínimo que sea su indispensable

aporte.

Proteínas

La calidad de las proteínas normalmente

se define según el esquema de

aminoácidos del huevo, que se considera

como el ideal. Por lo tanto, no es

sorprendente que las proteínas animales,

tales como la carne, la leche y el queso,

tiendan a ser de una calidad proteica

superior a la vegetal. A causa de esto, a menudo se refiere a las proteínas

Docente: Ricardo Enoc Espinoza Vanegas

Agroindustria I Página 19

vegetales como proteínas de baja calidad. Muchas proteínas vegetales carecen de

uno de los aminoácidos esenciales.

Por ejemplo, los cereales tienden a carecer de lisina. Esto no quiere decir que a

los vegetarianos les falten aminoácidos esenciales. Combinar proteínas

vegetales, tales como un cereal con una legumbre, resulta en una proteína de alta

calidad que es tan buena como, y en algunos casos mejor que, una proteína

animal.

La soja es una proteína de alta calidad en sí misma que puede compararse como

igual a las proteínas cárnicas.

Las proteínas son los compuestos nitrogenados más abundantes del organismo, a

la vez que el fundamento mismo de la vida. En efecto, debido a la gran variedad

de proteínas existentes y como consecuencia de su estructura, las proteínas

cumplen funciones sumamente diversas, participando en todos los procesos

biológicos y constituyendo estructuras fundamentales en los seres vivos. De este

modo, actúan acelerando reacciones químicas que de otro modo no podrían

producirse en los tiempos necesarios para la vida (enzimas), transportando

sustancias (como la hemoglobina de la sangre, que lleva oxígeno a los tejidos),

cumpliendo funciones estructurales (como la queratina del pelo), sirviendo como

reserva (albúmina de huevo), etc.

Se sabe que de los veinte aminoácidos proteicos conocidos, ocho resultan

indispensables (o esenciales) para la vida humana y dos resultan "semi

indispensables". Son estos diez aminoácidos los que requieren ser incorporados al

organismo en su cotidiana alimentación y, con más razón, en los momentos en

que el organismo más los necesita: en la disfunción o enfermedad. Los

aminoácidos esenciales más problemáticos son el triptófano, la lisina y la

metionina. Es típica su carencia en poblaciones en las que los cereales o los

tubérculos constituyen la base de la alimentación. El déficit de aminoácidos

esenciales afectan mucho más a los niños que a los adultos.

Hay que destacar que, si falta uno solo de ellos (aminoácidos esenciales) no será

posible sintetizar ninguna de las proteínas en la que sea requerido dicho

Docente: Ricardo Enoc Espinoza Vanegas

Agroindustria I Página 20

aminoácido. Esto puede dar lugar a diferentes tipos de desnutrición, según cual

sea el aminoácido limitante.

Listado de aminoácidos y función de cada una de ellos:

Los ocho esenciales

Isoleucina: Es uno de los veinte aminoácidos

constituyentes de las proteínas con una cadena ramificada

de hidrocarburos con cuatro átomos de carbono como

grupo lateral. Pertenece por tanto al grupo de

aminoácidos con cadenas laterales no polares

(hidrófobos), y participa como promedio en 4,6 por ciento

(en relación con todos los aminoácidos) de la

composición de las proteínas. Al igual que la treonina, la

isoleucina —a diferencia de los demás aminoácidos—

posee dos carbonos asimétricos. Su biosíntesis tiene lugar

a partir del piruvato (el producto final de la glicolisis),

como ocurre con la valina y la leucina, los otros dos

aminoácidos con cadenas laterales no polares ramificadas.

No puede ser sintetizada por los mamíferos, por lo que es

uno de los aminoácidos esenciales.

Función: Junto con la Leucina y la hormona del

Crecimiento intervienen en la formación y reparación del

tejido muscular.

Leucina:

Función: Junto con la Isoleucina y la hormona del

Crecimiento (HGH) interviene con la formación y

reparación del tejido muscular.

Docente: Ricardo Enoc Espinoza Vanegas

Agroindustria I Página 21

Lisina:

Función: Es uno de los más importantes aminoácidos

porque, en asociación con varios aminoácidos más,

interviene en diversas funciones, incluyendo el

crecimiento, reparación de tejidos, anticuerpos del

sistema inmunológico y síntesis de hormonas.

Metionina:

Función: Colabora en la síntesis de proteínas y constituye

el principal limitante en las proteínas de la dieta. El

aminoácido limitante determina el porcentaje de alimento

que va a utilizarse a nivel celular.

Fenilalanina:

Función: Interviene en la producción del Colágeno,

fundamentalmente en la estructura de la piel y el tejido

conectivo, y también en la formación de diversas

neurohormonas.

Docente: Ricardo Enoc Espinoza Vanegas

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Triptófano:

Función: Está inplicado en el crecimiento y en la

producción hormonal, especialmente en la función de las

glándulas de secreción adrenal. También interviene en la

síntesis de la serotonina, neurohormona involucrada en la

relajación y el sueño.

Treonina:

Función: Junto con la con la Metionina y el ácido

Aspártico ayuda al hígado en sus funciones generales de

desintoxicación.

Valina:

Función: Estimula el crecimiento y reparación de los

tejidos, el mantenimiento de diversos sistemas y balance

de nitrógeno.

Los aminoácidos no esenciales

Alanina:

Función: Interviene en el metabolismo de la glucosa. La

glucosa es un carbohidrato simple que el organismo

utiliza como fuente de energía.

Docente: Ricardo Enoc Espinoza Vanegas

Agroindustria I Página 23

Arginina:

Función: Está implicada en la conservación del equilibrio

de nitrógeno y de dióxido de carbono. También tiene una

gran importancia en la producción de la hormona del

Crecimiento, directamente involucrada en el crecimiento

de los tejidos y músculos y en el mantenimiento y

reparación del sistema inmunologico.

Asparagina:

Función: Interviene específicamente en los procesos

metabólicos del Sistema Nervioso Central (SNC).

Aspártico:

Función: Es muy importante para la desintoxicación del

hígado y su correcto funcionamiento. El ácido aspártico

se combina con otros aminoácidos formando moléculas

capaces de absorber toxinas del torrente sanguíneo.

Docente: Ricardo Enoc Espinoza Vanegas

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Citrulina:

Función: Interviene específicamente en la eliminación del

amoníaco.

Cistina:

Función: También interviene en la desintoxicación, en

combinación con los aminoácidos anteriores. La cistina es

muy importante en la síntesis de la insulina y también en las

reacciones de ciertas moléculas a la insulina.

Cisteína:

Función: Junto con la cistina, la cisteína está implicada

en la desintoxicación, principalmente como antagonista

de los radicales libres. También contribuye a mantener la

salud de los cabellos por su elevado contenido de azufre.

Glutamina:

Función: Nutriente cerebral e interviene específicamente

en la utilización de la glucosa por el cerebro.

Docente: Ricardo Enoc Espinoza Vanegas

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Glutamínico:

Función: Tiene gran importancia en el funcionamiento

del Sistema Nervioso Central y actúa como estimulante

del sistema inmunologico.

Glicina:

Función: En combinación con muchos otros

aminoácidos, es un componente de numerosos tejidos del

organismo.

Histidina:

Función: En combinación con la hormona de crecimiento

(HGH) y algunos aminoácidos asociados, contribuyen al

crecimiento y reparación de los tejidos con un papel

específicamente relacionado con el sistema cardio-

vascular.

Serina:

Función: Junto con algunos aminoácidos mencionados,

interviene en la desintoxicación del organismo,

crecimiento muscular, y metabolismo de grasas y ácidos

grasos.

Taurina:

Función: Estimula la hormona del Crecimiento (HGH)

en asociación con otros aminoácidos, está implicada en

la regulación de la presión sanguínea, fortalece el

músculo cardiaco y vigoriza el sistema nervioso.

Docente: Ricardo Enoc Espinoza Vanegas

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Tirosina:

Función: Es un neurotrasmisor directo y puede ser muy

eficaz en el tratamiento de la depresión, en combinación

con otros aminoácidos necesarios.

Ornitina:

Función: Es específico para la hormona del Crecimiento

(HGH) en asociación con otros aminoácidos ya mencionados.

Al combinarse con la arginina y con carnitina (que se sintetiza

en el organismo, la ornitina tiene una importante función en el

metabolismo del exceso de grasa corporal.

Prolina:

Función: Está involucrada también en la producción de colágeno y

tiene gran importancia en la reparación y mantenimiento del

músculo y huesos.

Concepto de proteína:

Son macromoléculas orgánicas, constituidas básicamente por carbono (C),

hidrógeno (H), oxígeno (O) y nitrógeno (N); aunque pueden contener también

azufre (S) y fósforo (P) y, en menor proporción, hierro (Fe), cobre (Cu), magnesio

(Mg), yodo (I), etc.

Docente: Ricardo Enoc Espinoza Vanegas

Agroindustria I Página 27

Las proteínas son largas cadenas de aminoácidos unidas por enlaces peptídico

entre el grupo carboxilo (-COOH) y los grupos amino (NH2) de residuos de

aminoácido adyacentes.

Las proteínas son los materiales que desempeñan un mayor número de funciones

en las células de todos los seres vivos:

Forman parte de la estructura básica de los tejidos (músculos, tendones, piel,

uñas, etc.)

Funciones metabólicas y reguladoras (asimilación de nutrientes, transporte de

oxígeno y de grasas en la sangre, inactivación de materiales tóxicos o peligrosos,

etc.).

También son los elementos que definen la identidad de cada ser vivo, ya que son

la base de la estructura del código genético (ADN) y de los sistemas de

reconocimiento de organismos extraños en el sistema inmunitario.

Requerimientos diarios de proteínas

Categoria Edad (años) o

condición

Peso

(kg)

Ración dietética recomendada

(g/kg peso) (g/día)

Lactantes 0,0 - 0,5 6 2,2 13

0,5 - 1,0 9 1,6 14

Niños 1 – 3 13 1,2 16

4 - 6 20 1,1 24

7 - 10 28 1,0 28

Varones 11 - 14 45 1,0 45

15 - 18 66 0,9 59

19 - 24 72 0,8 58

25 - 50 79 0,8 63

51 + 77 0,8 63

Mujeres 11 - 14 46 1,0 46

Docente: Ricardo Enoc Espinoza Vanegas

Agroindustria I Página 28

15 - 18 55 0,8 44

19 - 24 58 0,8 46

25 - 50 63 0,8 50

51 + 65 0,8 50

Embarazo 1er

trimestre + 1,3 + 10

2o trimestre + 6,1 + 10

3er

trimestre + 10,7 + 10

Lactancia 1er

semestre + 14,7 + 15

2o semestre + 11,8 + 12

Las proteínas determinan la forma y la estructura de las células y dirigen casi

todos los procesos vitales. Las funciones de las proteínas son específicas de cada

una de ellas y permiten a las células mantener su integridad, defenderse de

agentes externos, reparar daños, controlar y regular funciones, etc...

Todas las proteínas realizan su función de la misma manera: por unión selectiva a

moléculas. Las proteínas estructurales se agregan a otras moléculas de la misma

proteína para originar una estructura mayor. Sin embargo, otras proteínas se unen

a moléculas distintas: los anticuerpos, a los antígenos específicos; la hemoglobina,

al oxígeno; las enzimas, a sus sustratos; los reguladores de la expresión genética,

al ADN; las hormonas, a sus receptores específicos; etc...

Clasificación de las proteínas

Según su forma

Fibrosas: presentan cadenas polipéptidos largas y una atípica estructura

secundaria. Son insolubles en agua y en soluciones acuosas. Algunos

ejemplos de estas son la queratina, colágeno y fibrina

Globulares: se caracterizan por doblar sus cadenas en una forma esférica

apretada o compacta dejando grupos hidrófobos hacia adentro de las

proteínas y grupos hidrófilos hacia afuera, lo que produce que sean

Docente: Ricardo Enoc Espinoza Vanegas

Agroindustria I Página 29

solubles en solventes polares como el agua. La mayoría de las enzimas,

anticuerpos, algunas hormonas, proteínas de transporte, son ejemplo de

proteínas globulares

Mixtas: posee una parte fibrilar (en el centro de la proteína) y otra parte

globular (en los extremos). Como por ejemplo, albúmina, queratina.

Según su composición química

Simples u holoproteínas: su hidrólisis sólo produce aminoácidos. Ejemplos

de estas son la insulina y el colágeno (fibrosas y globulares).

Conjugadas o heteroproteínas: su hidrólisis produce aminoácidos y otras

sustancias no proteicas llamado grupo prostético (sólo globulares)

Función estructural

Algunas proteínas constituyen estructuras celulares.

Ciertas glucoproteínas forman parte de las

membranas celulares y actúan como receptores o

facilitan el transporte de sustancias.

Las histonas, forman parte de los cromosomas que

regulan la expresión de los genes.

Otras proteínas confieren elasticidad y resistencia a

órganos y tejidos:

El colágeno del tejido conjuntivo fibroso.

La elastina del tejido conjuntivo elástico.

La queratina de la epidermis.

Las arañas y los gusanos de seda segregan fibroina

para fabricar las telas de araña y los capullos de

seda, respectivamente.

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Agroindustria I Página 30

Función enzimática

Las proteínas con función

enzimática son las más numerosas

y especializadas.

Actúan como biocatalizadores de

las reacciones químicas del

metabolismo celular.

Función hormonal

Algunas hormonas son de naturaleza proteica, como la

insulina y el glucagón (que regulan los niveles de glucosa

en sangre), o las hormonas segregadas por la hipófisis,

como la del crecimiento o la adrenocorticotrópica (que

regula la síntesis de corticosteroides) o la calcitonina (que

regula el metabolismo del calcio).

Función reguladora

Algunas proteínas regulan la expresión

de ciertos genes y otras regulan la

división celular (como la ciclina).

Docente: Ricardo Enoc Espinoza Vanegas

Agroindustria I Página 31

Función homeostática

Algunas mantienen el equilibrio osmótico y actúan junto con otros sistemas

amortiguadores para mantener constante el pH del medio interno.

Función defensiva

Las inmunoglobulinas actúan como

anticuerpos frente a posibles antígenos.

La trombina y el fibrinógeno contribuyen a

la formación de coágulos sanguíneos para

evitar hemorragias.

Las mucinas tienen efecto germicida y

protegen a las mucosas.

Algunas toxinas bacterianas, como la del

botulismo, o venenos de serpientes, son

proteínas fabricadas con funciones

defensivas.

Función de transporte

La hemoglobina transporta oxígeno en la

sangre de los vertebrados.

La hemocianina transporta oxígeno en la

sangre de los invertebrados.

La mioglobina transporta oxígeno en los

músculos.

Las lipoproteínas transportan lípidos por

la sangre.

Los citocromos transportan electrones.

Docente: Ricardo Enoc Espinoza Vanegas

Agroindustria I Página 32

Función contráctil

La actina y la miosina constituyen las miofibrillas responsables de la contracción

muscular.

La dineina está relacionada con el movimiento de cilios y flagelos.

Función de reserva

La ovoalbúmina de la clara de huevo, la gliadina del grano de trigo y la hordeína

de la cebada, constituyen la reserva de aminoácidos para el desarrollo del

embrión.

La lactoalbúmina de la leche.

Características de las proteínas

Las proteínas son macromoléculas de gran tamaño.

Todas las proteínas contienen carbono, hidrógeno, oxígeno y nitrógeno y casi

todas poseen también azufre.

Propiedades de las proteínas

Solubilidad: Se mantiene siempre y cuando los enlaces fuertes y débiles

estén presentes. Si se aumenta la temperatura y el pH, se pierde la

solubilidad.

Capacidad Electrolítica: Se determina a través de la electrólisis, en la cual si

las proteínas se trasladan al polo positivo es porque su radical tiene carga

negativa y viceversa.

Especificidad: Cada proteína tiene una función específica que está

determinada por su estructura primaria.

Amortiguador de pH: (conocido como efecto tampón) Actúan como

amortiguadores de pH debido a su carácter anfótero, es decir, pueden

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Agroindustria I Página 33

comportarse como ácidos (soltando electrones (e-) o como bases (tomando

electrones).

Fuentes de proteínas

Fuentes Excelentes de Proteína:

Garbanzos, frijoles cocidos, leche de vaca, lentejas, leche de soja, huevo hervido,

cacahuetes, pan, y queso.

Fuentes Buenas de Proteína:

Arroz integral, patatas y avena

Fuentes Bajas de Proteína:

Zanahorias, manzanas, crema, mantequilla o margarina, aceite vegetal, azúcar o

jarabe (estos últimos casi no contienen ninguna proteína medible)

ALIMENTO Proteínas

(en grs.)

Soja 33,7

Queso

curado 32

Sardinas

enlatadas 22

Chorizo 22

Carne de

vacuno 20,7

Hígado 20,5

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Agroindustria I Página 34

Grasas

Las grasas, también llamadas lípidos, conjuntamente con los carbohidratos

representan la mayor fuente de energía para el organismo.

Los lípidos son biomoléculas orgánicas formadas básicamente por carbono e

hidrógeno y generalmente, en menor proporción, también oxígeno. Además

ocasionalmente pueden contener también fósforo, nitrógeno y azufre.

Es un grupo de sustancias que sólo tienen en común estas dos características:

Son insolubles en agua

Son solubles en disolventes orgánicos, como éter, cloroformo, benceno, etc.

Las grasas o lípidos son los elementos de nuestra alimentación que más

importancia tienen en la prevención de las enfermedades cardiovasculares. Pero

no todas las grasas son iguales ni se comportan de la misma manera en nuestro

organismo.

El tipo más común de grasa es aquél en que tres ácidos grasos están unidos a la

molécula de glicerina, recibiendo el nombre de triglicéridos o triacilglicéridos.

Los triglicéridos sólidos a temperatura ambiente son denominados grasas,

mientras que los que son líquidos son conocidos como aceites. Mediante un

proceso tecnológico denominado hidrogenación catalítica, los aceites se tratan

para obtener mantecas o grasas hidrogenadas.

Todas las grasas son insolubles en agua teniendo una densidad significativamente

inferior (flotan en el agua).

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Agroindustria I Página 35

Tipos de grasas

En función del tipo de ácidos grasos que formen predominantemente las grasas, y

en particular por el grado de instauración (número de enlaces dobles o triples) de

los ácidos grasos, podemos distinguir:

Grasas saturadas: formadas mayoritariamente por ácidos grasos

saturados. Aparecen por ejemplo en el tocino, en el sebo, en las mantecas

de cacao o de cacahuete, etcétera.

Grasas insaturadas: formadas principalmente por ácidos grasos

insaturados. Son líquidas a temperatura ambiente y comúnmente se les

conoce como aceites. Pueden ser por ejemplo el aceite de oliva, de girasol,

de maíz.

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Agroindustria I Página 36

Funciones de las grasas

Producción de energía: la metabolización de 1 g de cualquier grasa

produce, por término medio, unas 9 kilocalorías de energía.

Forman el panículo adiposo que protege a los mamíferos contra el frío.

Sujetan y protegen órganos como el corazón y los riñones.

En algunos animales, ayuda a hacerlos flotar en el agua.

Como en el caso de las proteínas, existen grasas esenciales y no

esenciales.

Las esenciales son aquellas que el organismo no puede sintetizar, y son: el ácido

linoleíco y el linolénico, aunque normalmente no se encuentran ausentes del

organismo ya que están contenidos en carnes, pescados, huevos, etc.

Bioquímicamente, las grasas son sustancias apolares y por ello son insolubles en

agua. Esta apolaridad se debe a que sus moléculas tienen muchos átomos de

carbono e hidrógeno unidos de modo covalente puro y por lo tanto no forman

dipolos que interactúen con el agua. Podemos concluir que los lípidos son

excelentes aislantes y separadores. Las grasas están formadas por ácidos grasos.

En términos generales llamamos aceites a los triglicéridos de origen vegetal, y

corresponden a derivados que contienen ácidos grasos insaturados

predominantemente por lo que son líquidos a temperatura ambiente. (Aceites

vegetales de cocina, y en los pescados,).

Para el caso de las grasas, estas están compuestas por triglicéridos de origen

animal constituidos por ácidos grasos saturados, sólidos a temperatura ambiente.

(Manteca, grasa, piel de pollo, en general: en lácteos, carnes, chocolate y coco).

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Agroindustria I Página 37

Las grasas cumplen varias funciones:

Energéticamente, las grasas constituyen una verdadera reserva

energética, ya que brindan 9 Kcal. (Kilocalorías) por gramo.

Plásticamente, tienen una función dado que forman parte de todas las

membranas celulares y de la vaina de mielina de los nervios, por lo que

podemos decir que se encuentra en todos los órganos y tejidos. Aislante,

actúan como excelente separador dada su apolaridad.

Transportan proteínas liposolubles.

Dan sabor y textura a los alimentos.

Enzima

En bioquímica, se llaman enzimas las sustancias de naturaleza proteica que

catalizan reacciones químicas, siempre que sea termodinámicamente posible (si

bien no pueden hacer que el proceso sea más termodinámicamente favorable).

En estas reacciones, las moléculas sobre las que actúa la enzima en el comienzo

del proceso son llamadas sustratos, y estas los convierten en diferentes

moléculas, los productos. Casi todos los procesos en las células necesitan

enzimas para que ocurran en tasas significativas. A las reacciones mediadas por

enzimas se las denomina reacciones enzimáticas.

La actividad de las enzimas puede ser afectada por otras moléculas. Las

inhibidoras son moléculas que disminuyen la actividad de las enzimas; mientras

que las activadoras son moléculas que incrementan la actividad.

Características de las enzimas

Las enzimas, por lo tanto, se consideran como catalizadores altamente específicos

que:

Modifican la velocidad de los cambios promovidos por ellas.

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Agroindustria I Página 38

Determinan que sustancias particulares, de preferencia a otras distintas son

las que van a sufrir los cambios.

Impulsan dentro de los distintos cambios posibles que pueda seguir una

sustancia, cuál de ellos en especial, será el utilizado.

Las enzimas representan las sustancias encargadas de graduar la velocidad de

una reacción determinada en el interior de las células; como en las diversas

células se realizan infinidad de reacciones, ya que en una de ellas se encuentran

varios miles de sustancias, se deduce, también, la presencia de varios miles de

enzimas.

Grupo Acción ejemplos

1.

Oxidoreductasas

Catalizan reacciones de oxidorreducción. Tras la acción catálica

quedan modificados en su grado de oxidación por lo que deben ser

transformados antes de volver a actuar de nuevo.

Dehidrogenasas

Aminooxidasa

Deaminasas

Catalasas

2. Transferasas Transfieren grupos activos (obtenidos de la ruptura de ciertas

moléculas)a otras sustancias receptoras. Suelen actuar en procesos

de ínter conversiones de azucares, de aminoácidos, etc.

Transaldolasas

Transcetolasas

Transaminasas

3. Hidrolasas Verifican reacciones de hidrólisis con la consiguiente obtención de

monómeros a partir de polímeros. Suele ser de tipo digestivo, por lo

que normalmente actúan en primer lugar

Lipasas

Peptidasas

Esterasas

Fosfatasas

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Agroindustria I Página 39

4. Isomerasas Actúan sobre determinadas moléculas obteniendo de ellas sus

isómeros de función o de posición. Suelen actuar en procesos de

ínter conversión

Isomerasas de

azúcar

Epimerasas

Mutasas

5. Liasas Realizan la degradación o síntesis (entonces se llaman sintetasas)

de los enlaces denominados fuertes sin ir acoplados a sustancias de

alto valor energético.

Aldolasas

Decarboxilasas

6. Ligasas Realizan la degradación o síntesis de los enlaces fuertes mediante

el acoplamiento a sustancias ricas en energía.

Carboxilasas

Peptidosintetasas

Vitamina

Introducción

Las vitaminas son sustancias orgánicas

imprescindibles en los procesos metabólicos

que tienen lugar en la nutrición de los seres

vivos. No aportan energía, puesto que no se

utilizan como combustible, pero sin ellas el

organismo no es capaz de aprovechar los elementos constructivos y energéticos

suministrados por la alimentación

Las vitaminas deben ser aportadas a través de la alimentación, puesto que el

cuerpo humano no puede sintetizarlas. Una excepción es la vitamina D, que se

puede formar en la piel con la exposición al sol, y las vitaminas K, B1, B12 y ácido

fólico, que se forman en pequeñas cantidades en la flora intestinal.

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Agroindustria I Página 40

Concepto:

Las vitaminas son compuestos heterogéneos que no pueden ser sintetizados por

el organismo, por lo que éste no puede obtenerlos más que a través de la

ingestión directa. Las vitaminas son nutrientes esenciales, imprescindibles para la

vida.

Actúan como coenzimas y grupos prostéticos de las enzimas. Sus requerimientos

no son muy altos, pero tanto su defecto como su exceso pueden producir

enfermedades (respectivamente, avitaminosis e hipervitaminosis).

Las vitaminas se suelen clasificar según su solubilidad en agua o en lípidos:

Hidrosolubles: Se caracterizan porque se disuelven en agua, por lo que pueden

pasarse al agua del lavado o de la cocción de los alimentos. Muchos alimentos

ricos en este tipo de vitaminas no nos aportan al final de prepararlos la misma

cantidad que contenían inicialmente. Para recuperar parte de estas vitaminas

(algunas se destruyen con el calor) se puede aprovechar el agua de cocción de las

verduras para preparar caldos o sopas.

A diferencia de las vitaminas liposolubles no se almacenan en el organismo. Esto

hace que deban aportarse regularmente y sólo puede prescindirse de ellas

durante algunos días.

El exceso de vitaminas hidrosolubles se excreta por la orina, por lo que no tienen

efecto tóxico por elevada que sea su ingesta.

Vitamina C o ácido ascórbico (antiescorbútica)

Complejo B

o Vitamina B1 o tiamina (antineurítica)

o Vitamina B2 o riboflavina

o Vitamina B3, vitamina PP o niacina

o Vitamina B5 o ácido pantoténico

o Vitamina B6 o piridoxina

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Agroindustria I Página 41

o Vitamina B8, vitamina H o biotina

o Vitamina B9, vitamina M o ácido fólico.

o Vitamina B12 o cianocobalamina

o Vitamina B15* o ácido pangámico

o Vitamina B17*, laetril o amigdalina

*No se consideran realmente vitaminas.

Liposolubles: Se caracterizan porque no son solubles en agua, se almacenan en

el organismo y su ingesta en exceso puede provocar desajustes.

Químicamente se trata de lípidos insaponificables, caracterizados por su

incapacidad para formar jabones, ya que carecen en sus moléculas de ácidos

grasos unidos mediante enlaces éster. Pertenecen a este grupo las vitaminas A,

D, E y K.

Vitamina A o retinol (antixeroftalmica)

Vitamina D o colecalciferol (antirraquítica)

Vitamina E o tocoferol (antioxidante)

Vitamina K o naftoquinona (antihemorrágica)

Utilidades de algunas Vitaminas

Vitamina A (Retinol) INDISPENSABLE PARA EL FUNCIONAMIENTO DE LOS TEJIDOS. DESEMPEÑA UN PAPEL FUNDAMENTAL EN LA VISIÓN. Su carencia produce: CONJUNTIVITIS, PIEL SECA Y RUGOSA, VISIÓN IMPERFECTA.

Vitamina B1 (Tiamina)

INFLUYE EN MECANISMOS DE TRANSMISIÓN NERVIOSA. Su carencia produce: INFLAMACIÓN DE LOS NERVIOS, REDUCCIÓN DE LOS REFLEJOS TENDINOSOS, ANOREXIA, FATIGA Y TRASTORNOS GASTROINTESTINALES.

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Agroindustria I Página 42

Vitamina B2 (Riboflavina)

IMPORTANTE PARA EL METABOLISMO DE PROTEÍNAS E HIDRATOS DE CARBONO Y SU TRANSFORMACIÓN EN ÁCIDOS GRASOS. PARTICIPA EN LA INCORPORACIÓN DEL YODO AL TIROIDES. Su carencia provoca: DERMATITIS SEBORREICA, FATIGA VISUAL, Y CONJUNTIVITIS.

Vitamina B6 (Piridoxina)

ESENCIAL EN EL METABOLISMO DE LOS ÁCIDOS GRASOS. INTERVIENE EN REACCIONES DE TRANSAMINACIÓN, DESCARBOXILACIÓN Y EN EL APORTE DE AMINOÁCIDOS. Su carencia produce: APATÍA, DEPRESIÓN, CALAMBRES, NAUSEAS, MAREO, PARESTESIAS ANEMIA Y DEBILIDAD MUSCULAR.

Vitamina B12 (Cianocobalamina)

COENZIMA DE DIVERSAS REACCIONES ENZIMÁTICAS (TRANSFERENCIA DE GRUPOS METILO Y TRANSFORMACIONES DEL ÁCIDO FÓLICO EN FOLÍNICO). Su carencia provoca: ATROFIA DE LOS MUCOSA DIGESTIVA Y ABOLICIÓN DE LA SENSIBILIDAD PROFUNDA.

Vitamina B8 o Biotina o Vitamina H

ES LA COENZIMA DE LAS CARBOXILASAS O ENZIMAS QUE FIJAN EL ANHÍDRIDO CARBÓNICO.

Vitamina C (Ácido Ascórbico)

PAPEL DE OXIDO-REDUCTOR. Su carencia provoca: HEMORRAGIAS, DEFICIENCIAS CELULARES, RETARDO EN CICATRIZACIÓN Y ALTERACIÓN DEL TEJIDO ÓSEO.

Vitamina D (Colecaldiferol)

INFLUYE EN LA FUNCIÓN DE LA GLÁNDULA PARATIROIDES, AUMENTA ABSORCIÓN DE SALES DE CALCIO Y FÓSFORO. Su carencia provoca: RAQUITISMO, ALTERACIONES MUSCULARES, REBLANDECIMIENTO ÓSEO.

Vitamina E (Tocoferol)

ACCIÓN ANTIOXIDANTE. Su carencia provoca: DISTROFIAS MUSCULARES, ALTERACIONES VASCULARES DEGENERATIVAS, ATROFIA TESTICULAR, IMPLANTACIÓN DEFECTUOSA DEL HUEVO EN EL ÚTERO.

VITAMINA B10-11 o Folacina o Ácido Fólico

PARTICIPA EN FENÓMENOS DE CRECIMIENTO, DESARROLLO Y EN LA HEMATOPEYOSIS. Su carencia provoca: ANEMIAS, LEUCOPENIAS, LESIONES GASTROINTESTINALES Y DIARREAS.

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Agroindustria I Página 43

Vitamina K o Filokinona o Antihemorrágica

INTERVIENE EN EL SISTEMA DE COAGULACIÓN SANGUÍNEA. Su carencia provoca: HEMORRAGIAS.

Vitamina P (Citrina) AUMENTA LA RESISTENCIA CAPILAR Y CONTROLA LA PERMEABILIDAD DE LOS VASOS. FAVORECE LA ACCIÓN DE LA ADRENALINA. Su carencia produce: AUMENTA LA FRAGILIDAD CAPILAR.

Vitamina B3 o Ácido Nicotínico o Niacina o Vitamina PP

ESENCIAL EN LOS PROCESOS DE OXIDO-REDUCCIÓN. Su carencia provoca: DERMATITIS, DIARREA.

Vitamina B5 (Ácido Pantoténico)

FORMA PARTE DE LA COENZIMA A. PARTICIPA ACTIVAMENTE EN LA DESINTOXICACIÓN DE COMPUESTOS EXTRAÑOS O NOCIVOS, EN EL METABOLISMO DE LAS GRASAS Y PROTEÍNAS Y, EN LA SÍNTESIS DE ACETILCOLINA. Su carencia provoca: HIPERREFLEXIA, DEFICIENTE ACTIVIDAD DE LAS GLÁNDULAS SUPRARRENALES.

Vitamina B15 (Ácido Paneámico)

ACCIÓN ANTIANÓXICA.

Vitamina F INTERVIENE EN LA SÍNTESIS DE ÁCIDOS COMPLEJOS (GRASOS INSATURADOS Y ESENCIALES). ESTIMULA EL CRECIMIENTO. Su carencia provoca: ECCEMA, OBSTRUCCIÓN DE LOS FOLÍCULOS PILOSOS.

Vitamina H o PABA (Paraaminobenzoico)

NECESARIO PARA EL DESARROLLO DEL MICROORGANISMOS. ANTAGONISTAS DE LAS SULFAMIDAS. CONDICIONA PIGMENTACIÓN DEL PELO. Su carencia provoca: ENCALLECIMIENTO. DISMINUYE LA PROTECCIÓN SOLAR DE LA PIEL.

Vitamina L FACTOR VITAMÍNICO DISCUTIDO QUE PARECE NECESARIO EN LA INSTAURACIÓN DE LA LACTANCIA.

Vitamina T (Termitina)

COMPLEJO DE SUSTANCIAS BIOESTIMULANTES DEL CRECIMIENTO, OBTENIDA DE LAS TERMITAS.

Vitamina V (Antiulcerosa)

PROTEGE FRENTE A LA ULCERA GÁSTRICA.

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Agroindustria I Página 44

Coenzima Q (Urquinona)

SISTEMA DE OXIDO-REDUCCIÓN.

Factores que neutralizan y destruyen ciertas vitaminas

Las bebidas alcohólicas. El alcohol aporta calorías

sin apenas contenido vitamínico, a la vez que disminuye el

apetito; al ingerir menos alimentos se producen carencias

principalmente de ácido fólico y de vitaminas del grupo B.

El tabaco. La vitamina C interviene en los procesos de

desintoxicación, reaccionando contra las toxinas del tabaco. Debido

a ese gasto extra, en fumadores se recomienda un aporte de

vitamina C doble o triple del normal.

El estrés. Bajo tensión emocional se segrega más adrenalina que consume

gran cantidad de vitamina C. En situaciones de estés, se requiere un suplemento

de vitaminas C, E y del grupo B.

Medicamentos. Los antibióticos y laxantes

destruyen la flora intestinal, por lo que se puede sufrir déficit de

vitamina B12.

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Agroindustria I Página 45

El Agua

El agua en los alimentos

Otro componente de los alimentos es el agua. El agua esta presente en la mayoría

de los alimentos naturales y constituye hasta el 70 % de su peso o aun más.

En las frutas y hortalizas puede representar el 90 o 95 % de su peso.

El agua puede afectar mucho la capacidad de conservación de los alimentos y

este es un motivo que tenemos para extraerla de ellos, ya sea parcialmente como

en la evaporación o concentración o casi completamente como en la

deshidratación.

El agua puede existir en los alimentos de diferente forma como agua libre o agua

ligada.

La actividad del agua de los alimentos está directamente relacionada con su

textura y con la proliferación de los microorganismos patógenos.

El agua, un elemento esencial para la vida, es además uno de los principales

componentes de los alimentos y, por sí sola, un factor determinante para su

conservación y seguridad.

El ataque de los microorganismos es la principal causa de deterioro y su

crecimiento está directamente ligado con la cantidad de agua que posee el

alimento.

Controlar la actividad del agua en alimentos es sinónimo de alargar su vida útil

Cuanto menor es la actividad de agua de un alimento mayor es su vida útil. Es

importante diferenciar entre cantidad de agua y actividad de agua. El primer

término hace referencia a la cantidad total de agua presente en el alimento,

aunque puede ser que no esté libre para interaccionar. La actividad de agua, en

cambio, hace referencia únicamente a la cantidad de agua libre en el alimento y

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Agroindustria I Página 46

disponible para reaccionar, es decir, la que puede facilitar la contaminación del

producto.

Los alimentos con baja actividad de agua se conservan en óptimas condiciones

durante períodos más largos de tiempo. Por el contrario, aquéllos cuya actividad

de agua es elevada están sometidos a contaminación microbiológica y su

conservación es mucho más delicada. Por esta razón, en alimentos más

perecederos se utilizan técnicas de conservación como la evaporación, secado o

liofilización para aumentar así su vida útil.

Actividad del agua

aw=0,98: pueden crecer casi todos los microorganismos patógenos

existentes dando lugar a alteraciones y toxiinfecciones alimentarias. Los

alimentos más susceptibles son la carne o pescado fresco y frutas o

verduras frescas, entre otros.

aw=0,93/0,98: existe poca diferencia con el anterior. En alimentos con

dicha aw pueden aparecer un gran número de microorganismos patógenos.

Los alimentos más susceptibles son los embutidos fermentados o cocidos,

quesos de corta maduración, carnes curadas enlatadas, productos cárnicos

o pescado ligeramente salados o el pan entre otros.

aw=0,85/0,93: a medida que disminuye la aw, disminuye el número de

patógenos que sobreviven. En este caso como bacteria únicamente crece

el 'S. aureus', cuya presencia puede dar lugar a toxiinfección alimentaria.

Sin embargo, los hongos aún pueden crecer. Como alimentos más

destacados se encuentran los embutidos curados y madurados, el jamón

serrano o la leche condensada.

aw=0,60/0,85: las bacterias ya no pueden crecer en este intervalo, si existe

contaminación es debida a microorganismos altamente resistentes a una

baja actividad de agua, los denominados osmófilos o halófilos. Puede darse

el caso en alimentos como los frutos secos, los cereales, mermeladas o

quesos curados.

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Agroindustria I Página 47

aw<0,60: no hay crecimiento microbiano pero sí puede haber

microorganismos como residentes durante largos periodos de tiempo. Por

ejemplo en chocolate, miel, galletas o dulces.

Necesidades Nutricionales

Los requerimientos nutricionales varían en cada persona dependiendo de la edad,

la velocidad de crecimiento, el peso y la actividad física. De todas formas, todas

las personas deben nutrirse con una dieta diaria suficiente y variada, que ha de

estar integrada, por término medio, por unos 2,5 a 3,5 l de agua, vitaminas,

bioelementos (Na, K, Ca, etc.), oligoelementos (F, Cr, I, Al, Fe, Zn, etc.), y prin-

cipios inmediatos. La proporción de estos últimos sobre el total de calorías en una

dieta habitual, así como el número de calorías por gramo de cada uno de los

principios inmediatos se citan en la tabla 17.1.

Kilocaloría

s por

gramo

%

Cantidad (g)

Kilocalorías

Hidratos de carbono

Proteínas

Grasas

4,1

4,1

9,3

67

20

13

350

100

70

1.440

410

650

Total: 2.550

Tabla 17.1: Distribución equilibrada de las calorías diarias según los principios

inmediatos en el individuo sano.

METABOLISMO BASAL

El metabolismo basal (MB) representa el consumo de energía necesario para

mantener las funciones vitales y supone al menos las dos terceras partes del

gasto total de energía. Por lo tanto, su conocimiento es imprescindible para

establecer las necesidades nutricionales de un individuo. El MB está en relación

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Agroindustria I Página 48

directa con la masa activa del cuerpo, fundamentalmente músculos y órganos

parenquimatosos. Su valor medio es en el adulto de 25 a 30 kcal/kg/día. En los

lactantes, de 55 kcal/kg/día, disminuyendo progresivamente hasta alcanzar las

cifras de los adultos después de la pubertad.

El gasto energético basal se mide con un metabolímetro, que expresa los

resultados en kcal/m2/hora. Se incrementa en el hipertiroidismo, sin que exista

proporcionalidad entre el grado del trastorno y los valores obtenidos, y disminuye

en el hipotiriodismo y en la malnutrición. La cifra normal en adultos es de 40 ± 10.

En la obesidad existe una disminución relativa del valor del metabolismo basal, ya

que, entre otras cosas, la grasa acumulada es metabólicamente poco activa. Por

esta razón es un error muy frecuente considerar una obesidad secundaria a un

déficit del metabolismo basal.

Existen diversas fórmulas para calcular el metabolismo basal de un sujeto, que

ofrecen resultados bastante similares. Las ecuaciones de Harris Benedict tienen

en cuenta sexo, edad, peso y talla, aunque sólo son aplicables a adultos:

Hombres

MB = 66,5 + (13,5 x peso en kg) + (5 x talla en cm) – (6,75 x edad en años)

Mujeres

MB = 66,5 + (9,56 x peso en kg) + (1,85 x talla en cm) – (4,68 x edad en Años)

Acción dinámica específica de los alimentos

La acción dinámico específica (ADE) de los alimentos es el incremento del

metabolismo tras la ingestión de alimento. Es una energía no aprovechable que se

pierde en forma de calor. Depende del tipo de principio inmediato que se

consume. Si son proteínas se desperdicia un 30 % de la ingesta, para los hidratos

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Agroindustria I Página 49

de carbono un 6 % y para las grasas sólo un 3 %. Con una dieta mixta representa

del 5 al 10 % de la energía aportada por los alimentos ingeridos.

Calorías perdidas con la excreta

Representa habitualmente el 10 % de la ingesta, pero su valor puede ser muy

elevado en trastornos nutritivos agudos y crónicos

Energía consumida en la actividad física

Es la faceta más variable. Su valor medio en un sujeto de actividad normal es de

20 a 40 kcal/kg, aunque es preferible estratificar la actividad física en tres grados

(ligera, moderada e intensa) para aplicar coeficientes correctores a la hora de

establecer las necesidades energéticas de una persona.

Energía consumida en el crecimiento

Propia de la edad infantil, varía, como es lógico, según la velocidad de

crecimiento. Por término medio, en la primera infancia es de 15 a 20 Kcal/kg.

Determinación final de las necesidades energéticas nutricionales

Sumando la energía que se consume en cada uno de los procesos referidos en los

anteriores apartados, se obtienen las siguientes cifras medias:

Adultos

— Hombres

• Actividad fisica ligera: MB x 1,55

• Actividad física moderada: MB x 1,78

• Actividad física intensa: MB x 2,10

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— Mujeres

• Actividad física ligera: MB x 1,56

• Actividad física moderada: MB x 1,64

• Actividad física intensa: MB x 1,82

— Lactante de 1 a 6 meses: 110 a 140 kcal/kg/día.

— Lactante de 6 a 12 meses: 100 a 120 kcal/kg/día.

— Niño mayor: 80 a 100 kcal/kg/día.

Como se ha señalado anteriormente, la participación del tejido adiposo en el MB

es mucho menor que la del músculo y los parénquimas, por lo que se debe

corregir el cálculo de las necesidades energéticas en función de la constitución,

incrementándolo ligeramente (en un 15 % aproximadamente) en sujetos delgados

y reduciéndolo en sujetos en sobrepeso (en un 10 % aproximadamente) u obesos

(hasta en un 20 %).

Fórmula Consumo diario total= MB + AF + ADE

Peso ideal

Existen muchas fórmulas, entre ellas la del Metropolitan Life Insurance Co. que,

como las demás, relacionan el peso con la talla:

PI = 50 + 0,75 x (talla - 150)

Este tipo de fórmulas establecen el peso ideal como el de aquellos sujetos con

menor índice de mortalidad. Sin embargo tienen muchas limitaciones, como el

hecho de que la población estudiada no es representativa de la población general,

sino de la que suscribe un seguro de vida. Además tampoco tienen en cuenta el

biotipo.

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Agroindustria I Página 51

En la actualidad se emplea más el índice de Quetelet o de masa corporal, que se

calcula mediante la siguiente fórmula:

IMC = Peso (kg)/[talla (m)]2

En la Tabla 17.2 se indican los valores normales del IMC y los distintos grados de

obesidad.

Evaluación del estado nutricional

Existen diferentes sistemas de valoración, ninguno de los cuales es óptimo, por lo

que en muchos gabinetes de nutrición se utilizan dos o tres simultáneamente. Son

de dos tipos: antropométricos e instrumentales

Situación IMC Observaciones

Delgadez, bajo peso < 20 Criterio estadístico, son necesarias

valoraciones complementarias

Normal 20-25 Debe valorarse la proporción de masa

muscular

Obesidad grado I

(sobrepeso)

V Tipos de obesidad

• Obesidad homogénea

• Obesidad androide (acúmulo adiposo

abdominal)

— Visceral

— Subcutánea

• Obesidad ginoide (acúmulo adiposo

glúteo-femoral)

Obesidad grado II 30-34,9

Obesidad grado III 35-39,9

Obesidad grado IV >40

Tabla 17.2: Valoración del peso corporal basada en el índice de Quetelet (IMC)

El método antropométrico más utilizado es el MAMA (mid arm muscle area),

aunque también se emplea el pliegue subescapular y el tricipital, el índice

creatinina: altura y la valoración subjetiva global, que analiza una serie de

parámetros recogidos en la exploración física.

Los métodos instrumentales son algo más complejos y precisan de un

instrumental caro, pero son más objetivos y reproducibles. Los dos más utilizados

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Agroindustria I Página 52

son el análisis de impedancia bioeléctrica (BIA: bioelectrical impedance analysis) y

la absorciometría de Rayos X de energía dual (DEXA: dual X-ray absorptiometry).

La situación específica de las proteínas se valora mediante la albuminemia y la

transferrina y de forma menos precisa mediante el recuento leucocitario y la

situación global del estado inmune.

Operaciones Mecánicas en la Agroindustria

En el área de agroindustria se realizan una serie de operaciones mecánicas que

al realizarlas de manera consecutivas nos da como resultado un proceso

agroindustrial.

Dentro de las cuales podemos destacar:

1. Limpieza

2. Selección

3. Clasificación

4. Sedimentación

5. Filtración

6. Centrifugación

En una industria se inicia con la limpieza del área de trabajo así como de la

materia prima con que se va trabajar, se da una selección del tipo de producto

que se desea elaborar, así como una clasificación de la materia prima adecuada

para su elaboración y se continua con el proceso incorporando las operaciones

necesarias para llevar acabo la elaboración del producto deseado.

Limpieza: Los sistemas de limpieza industriales persiguen mantener unas

condiciones continuas de higiene y desinfección de superficies y equipamientos

Para conseguir alimentos seguros, es imprescindible una buena limpieza y

desinfección, en especial de superficies e instalaciones. No deben confundirse, sin

embargo, el ámbito industrial y el doméstico.

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Agroindustria I Página 53

En el primero existe normalmente una mayor cantidad de materia orgánica,

además de unas instalaciones y unas condiciones de trabajo muy distintas. Ese

factor diferencial es el que obliga a diseñar mecanismos de limpieza y

desinfección efectivos.

El mantenimiento de unas condiciones adecuadas y seguras en la manipulación

industrial de alimentos exige, además de controles en puntos críticos del sistema

de producción, la implementación de mecanismos que aseguren la higiene total de

superficies, equipamientos y utensilios de trabajo.

La razón de ello es bien simple: las impurezas y suciedades se fijan de una

Manera muy compleja a las superficies. Por norma general, pueden estar

encerradas mecánicamente en poros, hendiduras y otras irregularidades.

Eliminarlas de ahí teniendo en cuenta que se produce un flujo constante de uso,

resulta fundamental para prevenir contaminaciones y, por tanto, el riesgo de

toxiinfecciones alimentarias.

Para eliminar patógenos o elementos potencialmente contaminantes de

superficies o instalaciones no basta con aplicar métodos de limpieza

convencionales. Por el contrario, se necesita implementar algún sistema capaz de

vencer las fuerzas de uniones electroestáticas o fisicoquímicas que se dan tanto

entre las impurezas y las superficies impregnadas como entre las sustancias entre

sí.

Hoy por hoy existen soluciones al alcance de la mano para asegurar que la

limpieza y desinfección se efectúan correctamente en el ámbito industrial.

Por este motivo la aplicación de sistemas integrados de limpieza, que consiguen

mezclar en proporciones adecuadas el agua y los productos químicos, a la

temperatura ideal para el proceso, asegura una máxima eficiencia.

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Esta puede ser sencilla como en la eliminación de la mugre de las cáscaras de

huevo por medio de un cepillo abrasivo, o puede ser una operación tan delicada y

difícil como la eliminación de bacterias de un alimento liquido, la cual se logra

haciéndola pasar por una membrana microporosa. La limpieza puede hacerse por

medio de cepillos, aire de alta velocidad, vapor, agua, proceso del vacío, atracción

magnética (de contaminadores metálicos), etc., de acuerdo con el producto y la

naturaleza de la mugre.

Los métodos de limpieza se escogen de acuerdo a las características de la

materia prima y de la naturaleza de la misma. Así, la limpieza se puede clasificar

como limpieza en seco y limpieza en húmedo.

Limpieza de Granos

Los granos y cereales cosechados manual o mecánicamente siempre contienen

impurezas. Para la conservación de los granos durante el almacenamiento es

necesario considerar dos aspectos importantes de las impurezas; uno de ellos es

el hecho de que su presencia hace más difícil la conservación de los granos, y el

otro se refiere a la dificultad que presentan para la buena operación de las

unidades almacenadoras. El exceso de impurezas influye en forma negativa en la

conservación de los productos almacenados, porque normalmente son

higroscópicas y tienden a humedecer los granos, además de ser un medio

favorable para el desarrollo de insectos y microorganismos. Con respecto a la

operación de las unidades almacenadoras, las impurezas afectan el rendimiento

de las secadoras, dificultan el movimiento de los granos y crean una barrera para

el paso del aire de secado. Las impurezas constituyen un riesgo de incendio

cuando quedan depositadas en el interior de las secadoras, ya que pueden entrar

fácilmente en combustión.

En el caso de la aireación y el control de los insectos, las impurezas son

perjudiciales porque ocupan los espacios intergranulares, dificultando el

movimiento del aire. En consecuencia, se puede concluir que un alto contenido de

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Agroindustria I Página 55

impurezas disminuye la eficiencia de las secadoras, dificulta la aireación de los

productos almacenados y reduce la eficacia de los insecticidas y fumigantes.

La determinación del contenido de impurezas de un producto se realiza a través

de una muestra de granos. Esta determinación es importante porque proporciona

información sobre las condiciones para el almacenamiento del producto. Los

métodos que se emplean pueden ser manuales o mecánicos.

Método manual

El método manual consiste en separar las impurezas por medio de cernidores o

zarandas manuales; por lo general se utilizan dos cernidores, uno sobre el otro.

Los orificios del primer cernidor deben ser de un tamaño que permita el paso del

producto y que no deje pasar las impurezas mayores. Los orificios del segundo

cernidor deben retener los granos y deben dejar pasar las impurezas menores.

Figura 1. Método de tamizado manual.

Para determinar el contenido de impurezas por este método se procede de la

siguiente manera.

Se toma una muestra representativa, de más o menos 500 g de peso.

Se limpia el producto utilizando el juego de zarandas adecuadas, mediante

un movimiento de vaivén (figura 1).

Se pesa la totalidad de las impurezas.

Se determina el valor porcentual de impurezas presentes en el producto,

como aparece en el siguiente ejemplo

Peso de la muestra original = 500 g

Peso total de las impurezas = 20 g

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Por lo tanto:

Porcentaje de impurezas = [Peso de las impurezas (g) x 100] / Peso de la muestra

(g)

Porcentaje de impurezas = [20 g x 100] / 500 g = 4 %

Método mecánico

El método mecánico para la determinación de impurezas consiste en pasar una

muestra del producto por una pequeña máquina de limpieza. Esta máquina separa

las impurezas más livianas utilizando una corriente de aire y usa un juego de

zarandas para retirar las más pesadas. Por tratarse de un método mecánico, evita

los errores que puedan ser cometidos por el operador y realiza una mejor

separación de las impurezas del producto.

Para determinar el contenido de impurezas por este método se procede de

acuerdo con los siguientes pasos.

Pesar una muestra de 500 g.

Escoger una zaranda de acuerdo con el producto.

Regular la velocidad del aire para la separación de las impurezas livianas.

Encender la máquina colocando la muestra en el depósito y el agitador.

Pesar las impurezas contenidas en el cajón de impurezas.

Determinar el porcentaje de impurezas presentes en el producto por medio

de la fórmula.

La separación de las impurezas de los granos se basa en las diferencias que

existen entre las propiedades físicas de los mismos y las impurezas. Cuando estas

propiedades son similares o idénticas, la separación se torna difícil, como por

ejemplo, cuando las piedras tienen el mismo tamaño que el grano que se está

limpiando. En este caso, siempre que sea posible, la separación debe basarse en

la propiedad cuya diferencia sea más pronunciada. Las máquinas de limpiara

realizan la separación en función de tres características básicas: tamaño, forma y

velocidad terminal.

Velocidad terminal (o resistencia al aire)

La velocidad terminal es una propiedad física muy utilizada en la separación de

impurezas de un producto. Si el producto es sometido a una corriente de aire

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ascendente y comienza a flotar, la velocidad de la corriente de aire en equilibrio

con las fuerzas del producto se conoce como "velocidad terminal" de ese

producto. Si la velocidad del aire aumenta o disminuye, el producto tenderá a

desplazarse.

Las máquinas de limpieza que utilizan la velocidad terminal para la separación de

impurezas, someten al producto a una corriente de aire que tiene una velocidad

menor que la velocidad terminal de los granos, por lo que las impurezas más

livianas (como pujas y polvo) son impulsadas por la corriente de aire, facilitando su

separación (ver figura 2).

Figura 2. Limpieza de granos con ventilación.

En las máquinas de limpieza, el ventilador aspira el aire, formando una corriente

que al pasar por una capa delgada de granos elimina las impurezas más livianas y

deja las más pesadas; éstas son separadas después por medio de mallas o

zarandas. En las máquinas de limpieza más eficientes, se utiliza además una

segunda aspiración de las impurezas después de que los granos han pasado por

las zarandas, con la finalidad de lograr una limpieza más completa.

Existen varios sistemas para la limpieza de los granos. Los más utilizados, tanto

en pequeñas como en grandes propiedades, son:

limpieza con viento

limpieza con zarandas manuales

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limpieza con ventilador

limpieza con zarandas cilíndricas rotativas

limpieza con ventilador y zarandas.

Limpieza mediante el viento. Uno de los métodos más simples y antiguos de

limpiara de granos es aquél que utiliza el viento. Este método es muy utilizado en

la actualidad por los pequeños productores rurales, que tienen un bajo poder

adquisitivo. Este sistema consiste en levantar los granos a una determinada altura,

dejándolos caer para que el viento separe las impurezas más livianas, como polvo,

hojas, granos vacíos, etc. Este método de limpieza tiene el inconveniente de que

no elimina las impurezas o materias extrañas más pesadas, como arena, piedras,

terrones etc., que caen junto con los granos

Limpieza con zaranda manual. Este método es el más utilizado por los pequeños

agricultores. El método consiste en utilizar mallas o zarandas manuales y realizar

un movimiento hacia arriba con la zaranda, lanzando el producto al encuentro de

la corriente de aire; el viento se encarga de eliminar las impurezas más livianas.

Enseguida se realiza un movimiento de vibración o vaivén de la zaranda, para

propiciar que las impurezas menores pasen por los orificios.

Limpieza con ventilador. El uso de ventiladores para la limpieza de los granos

está bastante difundido en algunos países. Consiste básicamente en un ventilador

que produce un flujo de aire, el que realiza la separación de las impurezas del

producto. Esta separación se efectúa a base de las diferencias de la velocidad

terminal de las impurezas y de los granos.

Este sistema de limpieza sirve para eliminar impurezas livianas, tales como polvo,

hojas, tallos, ramillas, etc., y se recomienda para la limpieza de maíz, arroz y

frijoles a nivel de pequeños productores. La limpieza se lleva a cabo haciendo

pasar una corriente de aire por los granos; las impurezas más livianas son

lanzadas fuera de la máquina por la acción del aire del ventilador. Cuando el

producto contiene muchas impurezas pesadas, como terrones y arena, no es

posible con este método realizar una buena limpieza.

El ventilador está constituido por una caja con forma de caracol, en cuyo interior

existe un rotor formado por un conjunto de paletas o aspas dispuestas en círculo,

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que al ser accionadas en forma manual o mecánica generan una corriente de aire.

El producto se coloca en la tolva superior, que es un depósito en forma de "V", con

una pequeña abertura en la parte inferior, provista de una válvula o compuerta

mediante la cual se regula la cantidad de producto que entra a la limpiadora. Al

pasar el producto por la corriente de aire se separan las impurezas livianas y cae

el producto limpio en el colector.

Figura 3. Limpieza con ventilador que separa impurezas livianas.

Limpieza con mallas cilíndricas. Las máquinas de limpieza con mallas

cilíndricas rotativas son muy utilizadas en las grandes haciendas, debido a su gran

capacidad para limpiar y porque requieren baja potencia para su funcionamiento.

Están constituidas básicamente por dos mallas cilíndricas, colocadas una dentro

de otra. La malla interior tiene forma de cono, para que los granos se deslicen

cuando se opera el equipo a una velocidad más baja.

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Figura 3. Limpieza con mallas cilíndricas.

Durante su funcionamiento, los granos entran por la malla interna que posee

orificios más grandes que los granos, lo que permite que el producto pase y se

retengan las impurezas mayores. La malla externa posee orificios menores que

retienen los granos y permiten el paso de las impurezas menores. Normalmente,

estas máquinas poseen un sistema que permite sustituir a las mallas, lo que

permite la limpieza de diferentes productos.

Limpieza en máquinas con aire y zarandas. Las máquinas de limpieza con

ventilador y zarandas constituyen el sistema más eficiente para la limpieza de los

granos. Estas máquinas se utilizan cuando se requiere una limpieza más eficiente

del producto. Para separar las impurezas utilizan un ventilador y un conjunto de

zarandas.

Por lo general, las máquinas con ventilador y zarandas están constituidas por un

depósito o alimentador, un sistema de aspiración de polvo (que se encuentra a la

entrada o salida del producto) un conjunto de zarandas intercambiables y un

dispositivo para producir la vibración u oscilación del conjunto de zarandas. (Ver

figura 4)

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Figura 4. Limpiador con ventilador y zarandas.

Limpieza en Húmedo.

Las almejas y los ostiones se limpian comúnmente por medio de mangueras que

les quitan el lodo y la mugre.

En la limpieza en húmedo, el agua a utilizar, debe cumplir con normas de

salubridad. Cuando el agua contiene sulfatos y bacterias del tipo reductor, pueden

producirse olores a sulfuros, pudiéndose eliminar mediante la filtración por

carbono.

Por otro lado, cuando se usa jabón en el agua no ablandada, primero debe

reaccionar con cualquiera de los iones de calcio o magnesio presentes, antes de

realizar su función de disminuir la tensión superficial del agua o sea ―hacer el agua

más húmeda‖. Esto no solo gasta jabón, sino que los coágulos formados se

depositan en una capa sobre los trastes y artículos de vidrio interfiriendo con la

acción limpiadora del agua.

Los detergentes disminuyen la tensión superficial del agua sin tener que

reaccionar con ninguno de los iones de calcio o magnesio presentes; debido a

esta ventaja, han reemplazado casi por completo al jabón. Muchos detergentes

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para trastes están formulados de tal manera que su acción limpiadora no sea

impedida por la presencia de ningún tipo de sal de calcio o magnesio.

En un estudio reciente, en el que se ha evaluado la eficacia desinfectante de

diversos productos, se aprecia que en muchas frutas los niveles de contaminación

superficiales pueden ser superiores a 1.000.000 bacterias y 1.000 hongos por

centímetro cuadrado.

La primera recomendación a aplicar podría ser la utilización de hipoclorito, ya que

suele ser el producto de elección en el lavado de verduras.

Nisina: Sustancia antimicrobiana considerada natural puesto que se

produce por diversos microorganismos beneficiosos para el hombre.

EDTA: Aditivo de uso alimentario, eficaz como bacteriostático, puesto que

fija minerales y no permite que sean utilizados por los microorganismos.

Lactato y otras sales de ácidos orgánicos: Parece que pueden funcionar

de igual manera que en carnes y en alimentos frescos, facilitando la

destrucción de bacterias por desequilibrios en sus citoplasmas.

Peróxido de hidrógeno: Molécula utilizada como sustitutiva del hipoclorito,

aunque con una actividad microbicida no tan importante.

Combinaciones de sustancias: Esta parece ser una de las soluciones

más interesantes, puesto que en vez de incrementar la cantidad de

sustancias desinfectantes se podría conseguir una mejor solución al

intentar acciones sinérgicas entre sustancias.

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Selección: Es un método de separación mecánica que

consiste en eliminar toda aquella materia

prima con defectos o que no cumple con

los parámetros para el proceso. Es una

operación de Limpieza

Clasificación

Los inspectores y clasificadores son adiestrados para conocer a fondo los factores

de calidad aceptados, y hay inspectores y clasificadores para cada categoría

principal de alimentos.

Veamos el siguiente ejemplo:

En los productos cárnicos; un clasificador toma en cuenta factores como la forma

de la res en canal, la calidad y distribución de la grasa externa, la edad del animal,

la firmeza y la textura de la carne, incluyendo el marmóreo de la grasa y el color

de la carne magra. Pero además toda carne tiene que pasar por la inspección que

controla, las diferencias de sanidad, la limpieza o ausencia de enfermedad.

Generalmente la clasificación final de un producto se da después de sopesar cada

uno de los factores de calidad y de asignarle un valor numérico. Luego se suman

todos estos factores para llegar a la anotación total. La norma federal (FAO) de

clasificación para el concentrado enlatado de jugo de naranja concede 20 puntos

para el color, 40 para el sabor, y 40 para la ausencia de defectos- que incluye la

ausencia de semillas, cantidad no excesiva de aceite de naranja, reconstitución

correcta con agua, ausencia de sedimento, etc.

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Figura 6. Manipulación y manejo postcosecha de frutas.

La clasificación por colores se lleva a cabo mediante el siguiente

procedimiento:

Los sólidos se introducen a una banda transportadora rugosa donde se alinea el

flujo.

A medio camino estas partículas son observadas en una cámara óptica por una

serie de cámaras ópticas colocadas de tal manera que observen toda la superficie

de cada partícula.

El color o reflectividad establece un valor característico de voltaje y estos patrones

patrones son analizados. De esta manera, mediante el suministro de un chorro de

aire la partícula de otro color puede ser retirada.

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Operaciones de separación

Estas operaciones pueden consistir en la separación de un sólido de otro sólido,

como la eliminación de las cáscaras de las nueces. Puede consistir en la

separación de un sólido de un liquido, como en los muchos tipos de filtración, o de

un liquido de un sólido, como al exprimir el jugo de una fruta.

Sedimentación

Un método muy utilizado industrialmente para la separación de suspensiones

(fluido y sólido) es la sedimentación en el campo de gravedad.

Las partículas más pesadas en un fluido en el que están suspendidas pueden

separarse de un gas o un líquido en un gran tanque de sedimentación, donde la

velocidad del fluido es baja y las partículas tienen tiempo suficiente para

sedimentar. Sin embargo, los dispositivos sencillos de este tipo tienen una utilidad

limitada debido a que la separación no es completa y se requiere mucha mano de

obra para retirar las partículas sedimentadas del fondo del tanque.

Este método se utiliza en la clarificación artesanal de vinos, en el cual los sólidos

como levaduras y desechos se depositan al fondo y el líquido claro se separa por

decantación. También se utiliza en el proceso de obtención del almidón a partir de

maíz o yuca, a escala artesanal. Esta etapa de sedimentación tiene por objetivo la

separación de las suspensiones. En la figura 8 se muestra el proceso de

elaboración de almidón de yuca.

Figura 7 Sedimentación discontinua: A. líquido claro; B. zona de

concentración uniforme; C. zona de concentración variable; D. Zona de lodo

concentrado.

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Figura 8. El proceso de extracción del almidón de yuca y subproductos

generados (adaptado de: Caicedo y Gómez 2004).

Cuando las partículas son muy finas el proceso de sedimentación se dificulta, se

hace muy lento, lo que conlleve al uso de aparatos muy grandes donde la

suspensión debe someterse al proceso largo tiempo para obtener la capacidad

diaria de producción deseada. Con el fin de incrementar la velocidad de

sedimentación en estos casos, se emplean métodos de floculación, que consisten

en provocar la formación de agregados de partículas, que tienen un mayor tamaño

TANQUE DE RECOLECCIÓN

DE YUCA

RALLADA

RALLADOR

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y peso que las partículas individuales. La floculación puede ser de naturaleza

física, cuando el agrupamiento de las partículas se logra por agitación mecánica

leve, por medios magnéticos o por calentamiento, o química, cuando se usan

reactantes especiales que forman flóculos grandes que atrapan las partículas

pequeñas o que proporcionan las cargas eléctricas que hacen atraerse a las

partículas (polímeros de alto peso molecular, almidón, hidróxido de calcio, sulfato

de aluminio).

En la medida en que el sólido desciende hacia el fondo de un sedimentador

discontinuo (probeta) y se acumula en el mismo, se forma un lodo de

concentración variable que va aumentando con el tiempo. Al concentrarse este

lodo, el líquido contenido en los espacios huecos es desplazado por las partículas

que se acumulan, lo que provoca un flujo hacia arriba de líquido. Por tanto, para

lograr que el proceso de sedimentación sea efectivo, es necesario que en todos

los puntos del sedimentador la velocidad de sedimentación sea mayor que la del

líquido que asciende. De lo contrario, puede ocurrir el arrastre de partículas hacia

arriba, lo que se conoce como revoltura del sedimentador.

Casi todos los separadores industriales están provistos de un sistema para la

separación continua de los sólidos sedimentados. Un sedimentador que retira casi

todas las partículas de un líquido se conoce como clarificador, mientras que un

dispositivo que separa los sólidos en fracciones recibe el nombre de un

clasificador. A ambos aparatos se aplican los principios de sedimentación.

Clasificadores por gravedad. La mayor parte de los clasificadores utilizados en

los procesos separan las partículas por tamaños, en situaciones en las que la

densidad de las partículas finas es la misma que la de las partículas gruesas.

Clarificadores y espesadores

Para la clasificación o eliminación de sólidos relativamente gruesos, que tienen

velocidades de sedimentación razonablemente grandes, resulta satisfactoria la

sedimentación.

Para separar partículas de unos pocos micrómetros o inferiores, las velocidades

de sedimentación resultan demasiado bajas y para que la operación, pueda

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realizarse, es preciso aglomerar o flocular las partículas para formar partículas

grandes que posean una velocidad de sedimentación razonable.

El proceso que se acaba de describir se realiza a gran escala en un aparato

llamado espesador. Para partículas que sedimentan a una velocidad relativamente

grande puede resultar adecuado un tanque de sedimentación discontinuo.

Filtración

La Filtración es el proceso de separar un sólido suspendido (como un precipitado)

de un fluido en el que está suspendido al hacerlos pasar a través de un medio

poroso por el cual el líquido puede penetrar fácilmente. La filtración es un proceso

básico en la agroindustria que también se emplea para fines tan diversos como la

preparación de café, la clarificación del azúcar o el tratamiento de aguas

residuales. El líquido a filtrar se denomina suspensión, el líquido que se filtra, el

filtrado, y el material sólido que se deposita en el filtro se conoce como residuo o

torta.

Las filtraciones industriales van desde un sencillo colado hasta separaciones

altamente complejas. El fluido puede ser un líquido o un gas, y la corriente valiosa

procedente de un filtro puede ser el fluido, los sólidos o ambos productos.

En los procesos de filtración se emplean cuatro tipos de material filtrante: filtros

granulares como arena o carbón triturado, láminas filtrantes de papel o filtros

trenzados de tejidos y redes de alambre, filtros rígidos como los formados al

quemar ladrillos o arcilla (barro) a baja temperatura, y filtros compuestos de

membranas semipermeables o penetrables como las animales. Este último tipo de

filtros se usan para la separación de sólidos dispersos mediante diálisis.

En la figura 9 se muestra un esquema de la filtración de una suspensión de un

sólido en un líquido. Al inicio la suspensión es forzada por medio de una diferencia

de presión a atravesar la membrana porosa, que deja pasar la fase líquida y

retiene las partículas sólidas, que se depositan en la cara anterior de la membrana

formando la torta. Al proseguir la operación el líquido tendrá que atravesar

entonces la torta y la membrana. En la parte del filtro correspondiente a la cara

posterior de la membrana se obtiene líquido claro, libre de partículas o filtrado.

Como la torta va creciendo en grosor al pasar el tiempo, el líquido encuentra cada

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vez mayor resistencia a su paso. Una variante de este esquema se produce

cuando al paso del fluido no se forma torta, sino que las partículas sólidas se

acumulan en los poros de la membrana, ocluyéndolos.

Figura 9 Operación de Filtración; 1. Membrana porosa; 2.Sedimento o torta;

3. Suspensión; 4.Filtrado

Centrifugación

Durante el paso de un líquido a través de un recipiente de una centrífuga, las

partículas sólidas más grandes son expulsadas fuera del líquido. Las partículas

más finas pueden no sedimentar en el tiempo disponible y ser arrastradas por el

líquido efluente.

La elevada fuerza de sedimentación en una centrifuga da lugar a que se puedan

obtener velocidades prácticas de sedimentación con partículas mucho menores

que en el caso de un clasificador por gravedad.

Los flóculos sueltos o aglomerados débiles que sedimentan rápidamente en un

espesador por gravedad, a menudo se rompen en una centrifuga y sedimentan

lentamente, o no sedimentan en lo absoluto, a pesar de la mayor fuerza disponible

para la sedimentación.

En esencia una centrífuga es un rotor que gira a alta velocidad y que puede tener

sus paredes laterales impermeables o perforadas y que se usan para la

separación de suspensiones y emulsiones. Las centrifugas con paredes

impermeables se utilizan para la separación de suspensiones por sedimentación y

las de paredes perforadas, para la separación por filtración. Las centrifugas de

sedimentación o clarificadoras se consideran continuas, pues continuamente

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descargan el líquido claro, aunque la descarga del sólido se separa

intermitentemente, pues el periodo de sedimentación es relativamente largo

cuando existe baja concentración del sólido en la solución. Las centrifugas

filtrantes se utilizan para la separación de suspensiones de alto contenido de

sólidos, por lo que la torta formada aumenta rápidamente de tamaño y pueden ser

continuas o discontinuas, en dependencia del modo de descarga de los sólidos.

Dentro de las centrífugas sedimentadoras se distinguen las separadoras que se

usan en la separación de emulsiones.

Las operaciones de centrifugación son susceptibles al análisis teórico, pero los

métodos así elaborados para su diseño y predicción de su comportamiento hasta

ahora no han dado resultados apetecidos. Por ello, se utiliza la modelación de

estas operaciones en centrífugas pequeñas de laboratorio, tratándose de

mantener la semejanza geométrica lo más rigurosa posible entre la máquina

modelo y la industrial o prototipo, usándose las ecuaciones teóricas disponibles

como criterio de escalado. La aceleración centrifuga que actúa sobre un cuerpo

que rota viene dada por la expresión:

ac=ω2r, donde r- radio de rotación, rad/s, pero ω=2π n, donde n-velocidad de

rotación en rev/s; por lo tanto la ecuación anterior puede tomar la siguiente forma

ac=(2 π) 2n2r

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Agroindustria I Página 71

Bibliografía:

Manuales de educación agropecuaria, Industrias rurales, Talleres de práctica '

Editorial Trillas.

Desrosier, Norman (1991), Conservación de alimentos, México, Ed. Continental.

ISBN 9682609755.

Banlieu, Jaime (1977), Elaboración de conservas vegetales, Barcelona, Ed. Sintes.

ISBN 84-302-0278-1.

Frankel, Aida (1984), Tecnología de Alimentos, Buenos Aires, Ed. Albatros.

Diversos títulos sobre Ingeniería de Alimentos

Connecticut, Ed. AVI Wesport.

FAO Roma. Publicaciones de la FAO

UNIDO (Organización de la ONU para el Desarrollo Industrial)-Viena Austria-POB

300-A-1500 Publicaciones varias.

Bibliografía Web:

http/www.Fao.com

http/www.tecno-point.com

http/www.agrocadenas.com

Http/WWW. agroalternativo.com

http/www.wikkipedia.com