Química de los alimentos: campo de estudio, elementos, aplicaciones
La química de los alimentos es una ciencia que se encarga del estudio de la composición, de las propiedades físicas y químicas, de las reacciones y los cambios químicos que sufren los alimentos. Considera todas las fases que van desde su producción, procesamiento y almacenamiento, para garantizar la variedad, calidad y seguridad de todos los nutrientes.
La química de los alimentos tiene un origen muy entrelazado con la química agrícola, y se consolidó en pleno siglo XX con el desarrollo tecnológico. Ha logrado grandes avances en los análisis, manipulación, procesamiento, manufacturación y preservación de los alimentos.
Se trata de una ciencia interdisciplinaria sustentada en la química, la bioquímica, en la microbiología, en la biología molecular, entre otras disciplinas. Su objetivo es mantener el valor nutricional de los alimentos y controlar aspectos como el sabor, el aroma, la textura, el color, entre otros.
Estudia todos los grupos de alimentos como cereales, vegetales, carnes y frutas, analizando por separado cada uno de los elementos constitutivos de todos los alimentos; por ejemplo, los carbohidratos, las proteínas, los lípidos, las vitaminas, los minerales, etc.
La química de los alimentos está en constante desarrollo científico, con la nanotecnología de alimentos, el auge de nutracéuticos, la biotecnologìa, abordando incluso la toxicología de alimentos.
Índice del artículo
- 1 Historia de la química de los alimentos
- 2 Campo de estudio de la química de los alimentos
- 3 Elementos de estudio
- 4 Aplicaciones de la química de los alimentos
- 5 Referencias
La ciencia de los alimentos como disciplina científica se creó en la segunda mitad del siglo XIX, como consecuencia del importante desarrollo de la química en los siglos XVIII y XIX.
Lavoisier (1743-1794), químico, biólogo y economista francés, estableció los principios fundamentales de la combustión y el análisis orgánico e hizo los primeros intentos para determinar la composición elemental del alcohol, y la presencia de ácidos orgánicos en diversas frutas.
Scheele (1742-1786), farmacéutico sueco, descubrió el glicerol y aisló los ácidos cítrico y málico de varias frutas.
Justus von Liebig (1801-1873), químico alemán, clasificó los alimentos en tres grandes grupos (grasas, proteínas e hidratos de carbono), e ideó un método para obtener extractos de carne que se utilizó en todo el mundo hasta mediados del siglo XX. También publicó en la segunda mitad del siglo XIX, lo que parece ser el primer libro sobre química de alimentos, Investigaciones sobre la química alimenticia.
Hasta finales del siglo XIX, el desarrollo de los métodos de química analítica y los avances en fisiología y nutrición permitieron ir profundizando el conocimiento de los principales componentes químicos de los alimentos.
Otro paso importante en ese sentido fue el descubrimiento de los microorganismos y de los procesos de fermentación realizados por Louis Pasteur (1822-1895).
La expansión que caracterizó la Revolución Industrial y los cambios de sociedades rurales a urbanas, modificó la producción de alimentos y creó problemas de salud pública debido a condiciones higiénicas con frecuencia inapropiadas y a la adulteración y falsificación de los mismos.
Esta situación propició el nacimiento de instituciones con el propósito de controlar la composición de los alimentos. La importancia que fue cobrando esta disciplina favoreció a los especialistas en química de alimentos y el establecimiento de estaciones experimentales agrícolas, de laboratorios de control de alimentos, de instituciones de investigación, y la fundación de revistas científicas en el área de la química de los alimentos.
Actualmente, la globalización del consumo de alimentos, la aparición de nuevas materias primas, nuevas tecnologías y nuevos alimentos, aunado al amplio uso de productos químicos y un creciente interés en la relación alimentación-salud, plantea nuevos retos para esta disciplina.
La química de los alimentos es una ciencia cuyo rango de acción es muy amplio. Se centra en el estudio de las propiedades químicas, físicas y biológicas de los alimentos.
Asimismo, se encarga de evaluar una gran variedad de aspectos como los efectos del procesamiento, el agregado de químicos y su efecto sobre la calidad, al igual que el costo, la seguridad y la nutrición provistos a los consumidores.
La química de los alimentos se centra en el estudio de todo tipo de nutrientes. Entre los biológicos, también denominados orgánicos, tenemos la carne, huevos, leche, vegetales, harinas, etc. Y de los clasificados como no biológicos o inorgánicos, tenemos sustancias como el agua, los minerales, los aditivos químicos o conservantes, y los sabores, entre muchos más.
Es de vital importancia para la química de los alimentos determinar minuciosamente la estructura química y todas las propiedades físicas y químicas que poseen los alimentos y cada uno de sus componentes.
La química de los alimentos se ocupa de conocer en detalle todas las reacciones químicas que se presentan normalmente en los alimentos. También de aquellas reacciones químicas y/o bioquímicas que pudiesen presentarse en sus componentes, acelerando el deterioro de los nutrientes. Entre estas se pueden mencionar la desnaturalización de las proteínas, la hidrólisis del almidón, la oxidación de los lípidos.
Esta disciplina se encarga asimismo de investigar las reacciones químicas y/o bioquímicas mediante las cuales se pueden mejorar los productos alimenticios; como la fermentación, por ejemplo, aumentando la calidad de los alimentos.
Para la química de los alimentos es necesario conocer y controlar todos los factores y las condiciones de producción, manipulación, de procesamiento o manufacturación de alimentos.
Optimizan la disminución en la modificación de los constituyentes de los alimentos, mejoran la formulación, el procesamiento y almacenaje de los alimentos. E igualmente cuidan los atributos como la textura, el sabor, el color y el olor.
Esta ciencia se interesa de la salubridad de los alimentos y de la seguridad de su consumo, ocupándose del estudio de los efectos dañinos que puede ocasionar en la salud de los consumidores.
Vigila de forma extrema que los alimentos estén libres de contaminantes microbianos, de elementos que ocasionen alergias, de componentes químicos dañinos para la salud.
Chequea además todos los factores relacionados con la esterilidad, como la temperatura, las condiciones de empacado para productos específicos, entre otros aspectos.
Es campo de estudio analizar y mantener todas las condiciones adecuadas que permitan prolongar la vida y frescura de los vegetales, frutas y otros alimentos, incluso durante su comercialización.
Busca evitar además las condiciones incompatibles con la vida, estudiando minuciosamente el uso de aditivos químicos para la preservación de alimentos a largo plazo.
La función esencial de la alimentación es proveer al organismo de los nutrientes esenciales para satisfacer los requerimientos energéticos, reguladores y estructurales que las células de todo ser vivo necesita.
La química de alimentos por lo tanto estudia exhaustivamente las moléculas y elementos orgánicos e inorgánicos que se encuentran en los diferentes tipos de alimentos. Por ejemplo: las proteínas, los carbohidratos, los lípidos, las vitaminas, el agua, los minerales, entre otros.
Los aminoácidos son las moléculas orgánicas simples que contienen un grupo amino y un grupo carboxilo como elementos básicos de su estructura. Son las unidades estructurales de las moléculas orgánicas complejas denominadas proteínas.
La química de alimentos estudia con profundo detalle todos los aspectos relacionados con los aminoácidos y las proteínas. Aborda el origen de los péptidos desde su codificación en el ADN, hasta su formación.
Las proteínas son objeto de mucho interés debido a la gran variedad de funciones que tienen en el organismo: estructurales, reguladoras, de transporte, defensa del organismo, entre otras más.
Los carbohidratos, también llamados glúcidos o polisacáridos, son las moléculas orgánicas polihidroxialdehidos o polihidroxiacetonas, que constituyen la primera fuente de energía del organismo.
Se encuentran en las verduras, cereales, en vegetales, los cuales son ricos en almidón, un carbohidrato complejo o polisacárido. Mientras, las frutas son ricas en carbohidratos más sencillos, como el disacárido sacarosa.
Al ingerirlos se degradan enzimáticamente a glucosa, uno de los monosacáridos más importante, el cual es oxidado aportando energía a los seres vivos.
Los lípidos son un grupo muy complejo de moléculas, tanto en su nivel estructural como funcional, que son insolubles en agua. Hay lípidos anfipáticos, como los fosfolípidos, que tienen un extremo afín al agua, mientras que su otro extremo la rechaza.
Existen los lípidos saponificables, que son ricos en ácidos grasos, y los insaponificables, que carecen de los mismos. Dentro de los insaponificables están las vitaminas liposolubles como la A, D, E y K.
Los lípidos se encuentran principalmente en alimentos de origen animal, como las carnes. También se encuentran en la leche y sus derivados, y en granos, como la soya, el maíz, entre otros.
Así como el agua se encuentra en una gran proporción en los seres vivos, lo mismo ocurre en los alimentos. Su contenido puede variar entre un 50 a 90%. Sin embargo, puede ser fuente de contaminación y de deterioro en algunos alimentos que no se deshidratan o procesan debidamente.
La química aplicada en los alimentos tiene aplicaciones en las áreas tradicionales de la agricultura, de la industria de alimentos, en las diferentes áreas especializadas en la nutrición, en las dietas y en general en todos los negocios relacionados con la alimentación.
Sustenta diversas áreas de la investigación alimentaria, en donde se han alcanzado avances en cuanto a los alimentos funcionales, a los suplementos dietéticos como los nutracéuticos, entre otros.
Los especialistas en nutrición y otras áreas se apoyan en la química de los alimentos para identificar los componentes biológicamente activos. Son los componentes de los alimentos que son considerados positivos, beneficiosos u óptimos, cuya ingesta es recomendada para el control de riesgo de diversas enfermedades.
Asimismo ha impulsado el desarrollo de los alimentos orgánicos y de los modificados genéticamente, siempre buscando satisfacer las necesidades actuales de una dieta equilibrada que vaya en pro del mantenimiento de la salud.
La química de los alimentos juega un papel primordial en la investigación actual, en la gastronomía molecular, en la biotecnología y nanotecnología de los alimentos. En resumen: es una ciencia aliada de las nuevas formas de vivir, de alimentarse y de hacer realidad que el alimento sea la medicina del cuerpo.
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