Química de los alimentos - Ingeniería de Alimentos
Qu?mica de los alimentos
Cuarta edici?n
Salvador Badui Dergal
Director T?cnico Grupo Herdez, S.A. de C.V.
Con la colaboraci?n de:
Cap?tulo 1
Dr. Agust?n L?pez-Mungu?a Canales Cap?tulo 9
Dr. Salvador Badui Dergal
Instituto de Biotecnolog?a
Dr. Salvador Badui Dergal
Grupo Herdez, S.A. de C.V.
Universidad Nacional Aut?noma de
Grupo Herdez, S.A. de C.V.
M?xico
Cap?tulo 2
Cap?tulo 10
Dra. Sara Esther Vald?s Mart?nez Cap?tulo 6
Dr. Jos? Gerardo Montejano Gait?n
Facultad de Estudios Superiores
Dr. Salvador Badui Dergal
Instituto Tecnol?gico y de Estudios
Cuautitl?n
Grupo Herdez, S.A. de C.V.
Superiores de Monterrey
Universidad Nacional Aut?noma de
Campus Quer?taro
M?xico
Cap?tulo 7
Dra. Isabel Guerrero Legarreta
Cap?tulo 11
Cap?tulo 3
Departamento de Biotecnolog?a
Dr. Pedro Valle Vega
Dra. Amanda G?lvez Mariscal
Universidad Aut?noma Metropolitana Facultad de Qu?mica
Dra. Idalia Flores Arg?ello
Unidad Iztapalapa
Universidad Nacional Aut?noma de
Dra. Amelia Farr?s Gonz?lez Saravia
M?xico
Departamento de Alimentos y
Dra. Elo?sa L?pez Hern?ndez
Biotecnolog?a
Divisi?n Acad?mica de Ciencias
Cap?tulo 12
Facultad de Qu?mica
Agropecuarias
Dr. Salvador Badui Dergal
Universidad Nacional Aut?noma de
Universidad Ju?rez Aut?noma de
Grupo Herdez, S.A. de C.V.
M?xico
Tabasco
Cap?tulo 13
Cap?tulo 4
Dr. Roberto E. Armenta L?pez
Dr. Salvador Badui Dergal
Dr. Salvador Badui Dergal
Food Technology Centre
Grupo Herdez, S.A. de C.V.
Grupo Herdez, S.A. de C.V.
Charlottetown, Prince Edward Island,
Canad?
Cap?tulo 14
Cap?tulo 5
Dra. Amanda G?lvez Mariscal
Dra. Maricarmen Quirasco Baruch Cap?tulo 8
M. en C. Alejandra Barrios P?rez
Departamento de Alimentos y
Dra. Edith Ponce Alquicira
Q.A. Ana Berenice de la Barrera
Biotecnolog?a
Departamento de Biotecnolog?a
Avil?s
Facultad de Qu?mica
Universidad Aut?noma Metropolitana Departamento de Alimentos y
Universidad Nacional Aut?noma de
Unidad Iztapalapa
Biotecnolog?a
M?xico
KWWSERRNVPHGLFRVRUJ Facultad de Qu?mica Universidad Nacional Aut?noma de M?xico
REVISI?N T?CNICA: H?ctor Cejudo G?mez Coordinador de la licenciatura en Ingenier?a de Alimentos Departamento de Ingenier?a y Ciencias Qu?micas Universidad Iberoamericana, campus Ciudad de M?xico
Datos de catalogaci?n bibliogr?fica
BADUI DERGAL, SALVADOR
Qu?mica de los alimentos. Cuarta edici?n
PEARSON EDUCACI?N, M?xico, 2006
ISBN: 970-26-0670-5 ?rea: Qu?mica
Formato: 18.5 ? 23.5 cm
P?ginas: 736
Editor: Enrique Quintanar Duarte e-mail: enrique.quintanar@
Editor de desarrollo: Miguel B. Guti?rrez Hern?ndez Supervisor de Producci?n: Jos? D. Hern?ndez Gardu?o Dise?o de portada: Kariza, S.A. de C.V.
CUARTA EDICI?N, 2006
D.R. ? 2006 por Pearson Educaci?n de M?xico, S.A. de C.V. Atlacomulco No. 500, 5? piso Col. Industrial Atoto 53519, Naucalpan de Ju?rez, Edo. de M?xico
C?mara Nacional de la Industria Editorial Mexicana. Reg. N?m. 1031.
Addison Wesley es una marca registrada de Pearson Educaci?n de M?xico, S.A. de C.V.
Reservados todos los derechos. Ni la totalidad ni parte de esta publicaci?n pueden reproducirse, registrarse o transmitirse, por un sistema de recuperaci?n de informaci?n, en ninguna forma ni por ning?n medio, sea electr?nico, mec?nico, fotoqu?mico, magn?tico o electro?ptico, por fotocopia, grabaci?n o cualquier otro, sin permiso previo por escrito del editor.
El pr?stamo, alquiler o cualquier otra forma de cesi?n de uso de este ejemplar requerir? tambi?n la autorizaci?n del editor o de sus representantes.
ISBN 970-26-0670-5 Impreso en M?xico. Printed in Mexico.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 09 08 07 06
Contenido
Cap?tulo 1 Agua 1
1.1 Introducci?n 1 1.2 Fuentes de agua para el ser humano 2 1.3 Propiedades del agua 3
1.3.1 Propiedades fisicoqu?micas 6 1.4 Estados f?sicos del agua 9 1.5 Efecto de los solutos en el agua 11 1.6 Distribuci?n del agua en los alimentos 13 1.7 Actividad del agua 15 1.8 Determinaci?n de las curvas de adsorci?n y desorci?n 19 1.9 Actividad del agua y estabilidad de los alimentos 21 1.10 Alimentos de humedad intermedia 23 1.11 Congelamiento de los alimentos 25 1.12 El agua en la industria alimentaria 25 Referencias bibliogr?ficas 27
Cap?tulo 2 Hidratos de carbono 29
2.1 Introducci?n 29 2.2 Clasificaci?n y nomenclatura 30 2.3 Monosac?ridos 31
2.3.1 Distribuci?n en la naturaleza 32 2.3.2 Estructura qu?mica 34 2.4 Aminoaz?cares 37 2.5 Desoxiaz?cares 39 2.6 Az?cares-alcoholes o polioles 40 2.7 Gluc?sidos 41 2.8 Oligosac?ridos 47 2.8.1 Sacarosa 48 2.8.2 Maltosa 52 2.8.3 Lactosa 53 2.8.4 Otros oligosac?ridos 53 2.9 Reacciones qu?micas de los monosac?ridos 56 2.9.1 Por ?lcalis 56 2.9.2 Por ?cidos 57 2.9.3 Por altas temperaturas 57
v
vi ? Contenido
2.9.4 Otras reacciones 58 2.9.5 Reacciones de oscurecimiento o de empardeamiento 59 2.10 Tecnolog?a de los az?cares 72 2.10.1 Conservaci?n 72 2.10.2 Cristalizaci?n 72 2.10.3 Hidrataci?n 73 2.10.4 Poder edulcorante 73 2.11 Polisac?ridos 75 2.11.1 Celulosa 78 2.11.2 Hemicelulosa 80 2.11.3 Almid?n 81 2.11.4 Pectinas 92 2.11.5 Gluc?geno 97 2.11.6 Gomas 97 2.11.7 Fructosanas 106 2.11.8 Otros polisac?ridos 106 2.12 Fibra 107 Referencias bibliogr?ficas 109
Cap?tulo 3 Prote?nas 119
3.1 Introducci?n 119 3.2 Amino?cidos 121
3.2.1 Del gen a la prote?na 124 3.2.2 Esteroqu?mica de los a-Amino?cidos 127 3.2.3 Clasificaci?n de los amino?cidos 128 3.2.4 Reactividad qu?mica 129 3.2.5 Propiedades ?cido-base 130 3.3 P?ptidos y enlace pept?dico 132 3.3.1 Estabilidad y formaci?n del enlace pept?dico 135 3.4 Detecci?n y cuantificaci?n de amino?cidos p?ptidos y prote?nas 138 3.4.1 Reacciones qu?micas de los grupos funcionales de las prote?nas 142 3.5 Organizaci?n estructural 153 3.5.1 Estabilidad de la estructura prote?nica 153 3.5.2 Estructura primaria 154 3.5.3 Estructura secundaria 155 3.5.4 Estructura terciaria 161 3.5.5 Estructura cuaternaria 163 3.6 Desnaturalizaci?n 164 3.6.1 Termodin?mica de la desnaturalizaci?n 165 3.6.2 Desnaturalizaci?n por cambios de temperatura 167 3.6.3 Desnaturalizaci?n por cambios de pH 170 3.6.4 Desnaturalizaci?n por urea y cloruro de guanidinio 170 3.6.5 Desnaturalizaci?n con detergentes 171 3.6.6 Desnaturalizaci?n con disolventes org?nicos 172 3.6.7 Efecto de la adici?n de sales en la solubilidad de las prote?nas 173 3.6.8 Inactivaci?n mec?nica 176 3.6.9 Prote?lisis 176
3.7 Modificaciones qu?micas 176 3.7.1 Tratamientos t?rmicos moderados 177 3.7.2 Pir?lisis 177 3.7.3 Racemizaci?n y formaci?n de amino?cidos modificados 178 3.7.4 Entrecruzamientos 180 3.7.5 Reacciones de las prote?nas con agentes oxidantes 182 3.7.6 Reacciones con nitritos 184 3.7.7 Reacciones con sulfitos 184 3.7.8 Reacciones carbonil amino 184 3.7.9 Formaci?n de acrilamida en altas temperaturas 185 3.7.10 P?rdida de amino?cidos por fraccionamiento (fraccionaci?n) 186
3.8 Propiedades funcionales de las prote?nas 187 3.8.1 Propiedades de hidrataci?n 190 3.8.2 Propiedades interfaciales de las prote?nas 194 3.8.3 Uni?n de sabores 201 3.8.4 Viscosidad 202 3.8.5 Gelaci?n 203
3.9 Propiedades nutricionales 205 3.9.1 Evaluaci?n de la calidad prote?nica 206
3.10 Prote?nas de algunos alimentos 209 3.10.1 Prote?nas del huevo 210 3.10.2 Prote?nas de la carne 213 3.10.3 Gelatina 217 3.10.4 Prote?nas de pescado: surimi, hidrolizados de pescado 217 3.10.5 Prote?nas l?cteas 220 3.10.6 Prote?nas vegetales 222 3.10.7 Prote?nas de cereales 224 3.10.8 Prote?nas edulcorantes 232 3.10.9 P?ptidos de importancia en el campo de alimentos 233 3.10.10 Prote?na microbiana 235
Referencias bibliogr?ficas 236
Contenido ? vii
Cap?tulo 4 L?pidos 245
4.1 Introducci?n 245 4.2 Clasificaci?n 246
4.2.1 ?cidos grasos 248 4.2.2 Acilglic?ridos 253 4.2.3 Fosfoglic?ridos 258 4.2.4 Ceras 260 4.2.5 Esteroles 260 4.3 An?lisis f?sicos y qu?micos 262 4.3.1 ?ndices 262 4.3.2 Otros an?lisis 262 4.4 Manufactura de grasas y aceites 265 4.4.1 Desgomado 267 4.4.2 Neutralizaci?n 267
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