MAESTRÍA EN CIENCIAS: PRODUCTOS NATURALES Y ALIMENTOS€¦ · Lea cuidadosamente las preguntas...

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Maestría en Ciencias: Productos Naturales y Alimentos, UTM

UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE LA MIXTECA

DIVISIÓN DE ESTUDIOS DE POSGRADO

MAESTRÍA EN CIENCIAS: PRODUCTOS NATURALES Y ALIMENTOS

EXAMEN DE SELECCIÓN 2013

Fecha: 19 de septiembre de 2013

Nombre completo:_____________________________________________________________________

Licenciatura: ________________________________________________________________________________

Nombre completo de escuela de procedencia: ______________________________________________________

Lugar de procedencia: ________________________________________________________________________

Lea cuidadosamente las preguntas siguientes y conteste cada una de ellas correctamente. Dispone de 3

horas para resolverlo.

Cada sección del examen tiene un valor de 10 puntos. Puede emplear calculadora y tabla periódica.

Sección: Química de Alimentos

1. Respecto a los carbohidratos, explica:

a) Qué es un azúcar reductor.

b) Por qué la sacarosa no es un azúcar reductor.

c) Qué es y cómo se forma el enlace glicosídico

2. .Para un ejemplo de vitamina hidrosoluble, indica:

a) Su estructura molecular.

b) Su función y fuentes de alimentos.

3. Respecto a minerales:

a) Cita 5 minerales esenciales, indicando si son

cationes o aniones.

b) Cita 2 ejemplos de minerales que se

sencuentren “atados” o en forma de complejos en

los alimentos

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4. Respecto a lípidos, indica:

a) Qué son

b) Tres funciones que desempeñan

c) Cómo se clasifican

d) Qué indican los siguientes índices?

a) Número de saponificación

b) Número de Iodo

5. Para ácidos grasos, indica:

a) Su fórmula estructural general

b) Dos reacciones características

c) Qué significan las nomenclaturas:

i) 22:6 Δ4

ii) 18:3 ώ6

6. Completa la siguiente Tabla para lípidos:

NOMBRE ESTRUCTURA EJEMPLO

Glicérido

Fosfolípido

Esterol

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7. Indica:

a) Qué es una estructura anfipática y en qué clase de

lípidos está presente.

b) Qué estructuras presentan los lípidos en las

membranas celulares, y qué función

desempeñan.

8. Respecto a las lipoproteínas, indica:

a) Qué son.

b) Cómo y de acuerdo a qué aspecto(s) se

clasifican.

c) De qué compuestos están formadas.

9. Explica:

a) En qué consiste la lipólisis (hidrólisis

enzimática).

b) Qué son los radicales libres.

c) Qué es la autoxidación de lípidos.

d) Qué son los estados de singulete y triplete del

oxígeno.

e) Qué es un prooxidante. Proporciona tres

ejemplos.

f) Explica detalladamente el mecanismo de

oxidación del ácido linoleico (proporcionado en

página anexa),

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9.f)

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10. .Respecto a los antioxidantes:

a) Describe brevemente su mecanismo de acción

b) Cita dos antioxidantes naturales y dos sintéticos

11. Indica:

a) La estructura general de los aminoácidos.

b) Los nombres de un aminoácido azufrado y de

uno cíclico.

c) Qué es el punto isoeléctrico de los aminoácidos

d) Qué son los péptidos y cómo se forman

12. Respecto a las proteínas, indica:

a) Qué es la estructura secundaria.

b) Qué tipos de enlaces presentan.

c) Qué es la desnaturalización.

d) Cita y explica brevemente tres propiedades

funcionales.

e) Dos reacciones químicas en las que participan

durante el procesamiento de alimentos a

temperaturas elevadas.

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13. Respecto a los pigmentos naturales, completa la siguiente Tabla:

NOMBRE ESTRUCTURA EJEMPLO

Clorofila

Flavonoide

Carotenoide

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Sección: Bioquímica

1. Consideras que es suficiente con la fuente de carbono en el medio de cultivo para el óptimo

crecimiento de los microorganismos. De no ser así ¿cuáles otros requerimientos tendrían que

considerarse en la formulación del medio de cultivo? (Valor 1.0 punto)

2. De los datos presentados en la siguiente tabla, diga cual consideraría mejor fuente de carbono para

Aspergillus niger para producir a la enzima feruloil esterasa. Justifique su respuesta (Valor 1.0 punto)

Producción de feruloil esterasa de A. niger cultivado de 2-5 días en diferentes fuentes

Actividad de feruloil esterasa (mU/g)

Fuente de carbono 2 días 3 días 4 días 5 días

salvado de trigo 3.13±0.08 3.8±0.12 2.51±0.13 3.09±0.09

salvado de maíz 2.47±0.11 2.77±0.08 2.38±0.13 1.99±0.07

bagazo de caña 1.36±0.07 1.47±0.08 1.15±0.10 0.97±0.07

n=3

3. Describa y explique el gráfico correspondiente a una cinética enzimática. (Valor 2.0 puntos)

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vez más complejos y sofisticados. Sin embargo, el método más antiguo utilizado en

enzimología, desarrollado por Leonor Michaelis y Maud Menten (Figura 14.3), y que en la

actualidad sigue siendo de gran utilidad, consiste en analizar como varía la velocidad de las

reacciones catalizadas enzimáticamente en función de algunos parámetros experimentales como

la concentración del sustrato o la del propio enzima, lo que globalmente se conoce con el

nombre de cinética enzimática.

La cinética de las reacciones catalizadas por enzimas muestra un rasgo característico que

no se observa en las reacciones no enzimáticas: la saturación del enzima por el sustrato (ver

Figura 14.4). Cuando se mide la velocidad inicial de una reacción catalizada enzimáticamente se

observa que para concentraciones de sustrato bajas la velocidad de reacción es proporcional a

dicha concentración, como ocurre con carácter general para las reacciones no enzimáticas. A

medida que la concentración de sustrato aumenta la velocidad de reacción deja de ser

proporcional a ésta. Con un aumento posterior la velocidad de reacción llega a ser totalmente

independiente de la concentración del sustrato y se aproxima asimptóticamente a un valor

máximo que es característico de cada enzima y que se conoce como velocidad máxima. Se dice

entonces que el enzima se halla saturado por el sustrato. La concentración de sustrato a la cual la

reacción alcanza la mitad de su velocidad máxima se conoce con el nombre de KM (constante de Michaelis-Menten). KM es un valor característico de cada enzima y constituye una medida de

la afinidad del enzima por el sustrato: valores bajos de KM indican una

alta afinidad mientras que valores altos representan una baja afinidad.

El efecto de saturación del enzima por el sustrato condujo a los primeros investigadores

de la cinética enzimática, incluso antes de que se conociera la naturaleza proteica de los

enzimas, a formular la hipótesis, hoy corroborada, de que el enzima y el sustrato se combinan de

modo transitorio para formar un complejo enzima-sustrato (Figura 14.5) en el que se alcanza

el estado de transición con mayor probabilidad que en la reacción no catalizada. Una vez

alcanzado dicho estado el complejo enzima-sustrato se descompone para dar lugar a los

productos y el enzima libre según se refleja en la siguiente ecuación:

Figura 14.5

Figura 14.4

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4. Mencione los factores que pueden inhibir a las enzimas contenidas en los alimentos. (Valor 0.5

puntos)

5. Escriba las biomoléculas en orden de importancia en el aporte energético. (Valor 0.5 puntos)

6. Llena los espacios en blanco. (Valor 1.5 puntos)

a. ____Catabolismo___________________________________ se refiere al conjunto de reacciones

metabólicas que tienen que ver con la degradación de moléculas complejas. Estas reacciones __

____liberan________________ energía por lo tanto se definen como ____exergónicas_____________.

b. La oxidación de la glucosa es un proceso químico____anaeróbico________ y la energía liberada se

utiliza para la síntesis de ___ ATP_____________________.

c. La glucólisis es una ruta metabólica que ocurre en ambientes ___anaeróbicos_____.

d. Las etapas de la respiración celular son: ___glucólisis___________________, ______ciclo de

Krebs________, ___descarboxilación oxidativa de piruvato _______ y fosforilación oxidativa

__________________. De las cuales solamente la ____________________________________ ocurre

en el citoplasma y el resto en la mitocondria.

e. __Glucosa____es la molécula que se utiliza como aporte de energía en la célula principalmente.

f. Las rutas metabólicas que solamente ocurren en presencia de oxígeno son:

________________________.

Escoger: ATP, requieren, exergónicas, fosforilación oxidativa, anabolismo, metabolismo, liberan,

endergónicas, glucólisis, ciclo de Krebs, aeróbicos, anaeróbico, catabolismo, descarboxilación oxidativa

de piruvato, glucosa, acetil-CoA, bióxido de carbono.

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7. Llene los espacios en blanco. (Valor 1.5 puntos)

a. El proceso de _____________________________ obtiene energía a partir de la glucosa en ausencia

de oxígeno.

b. La fermentación láctica es un proceso anaeróbico en el que los electrones pasan de NADH a

____________.

c. Son ejemplos de tipos de fermentación: ______________________ y

___________________________.

d. Los ATPs que se producen durante la fermentación se obtienen mediante el proceso de

_____________________________________.

e. La fermentación produce una ganancia neta de _____________________ ATPs por cada molécula de

glucosa, comparados con los ______________ ATPs que produce la respiración celular por cada

molécula de glucosa.

Escoger: 32-34, fermentación láctica, respiración celular, glucosa, piruvato, acetaldehído, dos, tres,

cuatro, alcohólica.

8. Describa y explique la siguiente figura. (Valor 2.0 puntos)

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Sección: Química Orgánica

1. (1.0 puntos) Una disolución de ácido fórmico (HCOOH, masa molar 46 g•mol-1

) tiene un pH de

2.53. ¿Cuántos gramos de ácido fórmico hay en 250.0 mL de la disolución?. (Ka = 1.7 x 10-4

a

25°C).

2. (0.8 puntos) Clasifique las siguientes especies en orden de basicidad creciente.

NH3 CH3O- H2O CH3COOH

3. (0.8 puntos) Para cada par de los compuestos siguientes indique cuál es la base más fuerte:

a)

o

c)

b)

o

o

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4. (0.8 puntos) El (-)-mentol tiene una rotación específica de [] 25

D = -58°. Este puede ser

isomerizado al isomentol bajo condiciones de reacción apropiadas (ver estructuras abajo). ¿Cuál

es la rotación específica del isomentol?.

(-)-Mentol (-)-Isomentol

5. (0.3 puntos) Los tautómeros son:

isómeros estructurales

isómeros conformaciones

isómeros configuracionales

isómeros geométricos

estereoisómeros

6. (0.3 puntos) ¿Los isómeros conformacionales son compuestos con el mismo tipo?

De átomos pero diferente número de estos átomos en una molécula.

Y número de átomos enlazados en un diferente arreglo a través de un doble enlace.

Y número de átomos enlazados en mismo arreglo a través de un doble enlace.

Y número de átomos enlazados en el mismo arreglo pero localizados en posiciones

espaciales diferentes debido a la rotación a través de un enlace sigma.

7. (0.3 puntos) ¿Cuál diagrama del 1,2-dibromoetano es anticoplanar?

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8. (0.3 puntos) ¿Cuál(es) de las estructuras siguientes está(n) desestabilizada(s) por tensión

torsional?.

9. (0.3 puntos) ¿Cuál de los confórmeros siguientes del cloruro de isobutilo es más estable?

10. (0.3 puntos) ¿Cuál diagrama del 1,2-fluoroetano tiene el efecto estérico más grande?

11. (0.6 puntos) Determine para cada uno de los compuestos siguientes si es un isómero cis o trans:

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12. (2.2 puntos) Para cada estructura marque:

a) Con un asterisco (*) cualquier átomo de carbono asimétrico.

b) Cada carbono asimétrico como (R) o (S)

c) La estructura como quiral o aquiral

d) Cualquier estructura meso

a)

f) g) h) e)

b) c) d)

13. (0.6 puntos) ¿Cuál ion o molécula de cada par es más estable?:

a.

d.

-

ó

b.ó-

ó

-

c. ó

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14. (1.1 puntos)Seleccione el(los) compuesto(s) que mejor describa(n) cada uno de los enunciados

siguientes:

F G H I J

A B C D E

(a) Un sistema neutro, con 4 electrones antiaromático.

(b) Sistema aromático con 6 electrones .

(c) Sistema aromático porque n = 2 en la regla de Huckel 4n + 2.

(d) No aromático, conjugado con 6 electrones

(e) Un hidrocarburo no conjugado.

(f) No aromático como está dibujado, pero si un H- se remueve genera un catión aromático.

(g) No aromático como está dibujado, pero tiene una estructura de resonancia importante que es

aromática.

(h) No aromático como está dibujado, pero tiene una base conjugada aromática.

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Sección: Matemáticas

Instrucciones: Lea detenidamente cada enunciado y conteste correctamente, sea claro y ordenado en su

procedimiento, tiene media hora para resolver. Valor de cada numeral: 2 puntos

1. Simplifique la expresión:

2. Exprese como un polinomio: ( )( )

3. Resuelva la ecuación:

4. Obtener el valor de para el valor dado de la variable: √

5. Resolver la siguiente integral: ∫

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