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
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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
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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
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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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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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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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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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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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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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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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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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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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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
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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
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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
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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
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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
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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).
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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.
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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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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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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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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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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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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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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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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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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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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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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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Agroindustria I Página 54
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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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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Agroindustria I Página 68
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:
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Editorial Trillas.
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