Fundamentos de Química de Alimentos: Iones, Enlaces y el Papel Crucial del Agua

🧪 TEMA 1: INTRODUCCIÓN A LA QUÍMICA DE ALIMENTOS

1. ¿Qué es un ión? Es un átomo o grupo de átomos que gana o pierde electrones

• Si gana → anión (-)
  

• Si pierde → catión (+)
  

2. Regla del octeto

Los átomos tienden a tener 8 electrones en su capa externa (como los gases nobles) para ser estables.

3. Electronegatividad

Es la capacidad de un átomo para atraer electrones.

Ejemplo: el oxígeno es más electronegativo que el hidrógeno.

4. Capa de Valencia Es la última capa de electrones de un átomo, la que participa en los enlaces químicos

5. Función de los grupos funcionales en biomoléculas

Son partes activas de las moléculas; determinan qué tipo de reacciones hacen (ácidos, alcoholes, azúcares, etc.).

6. Tabla de grupos funcionales comunes

7. Tipos de enlaces

• Covalente:

  
  comparten electrones (ej. H₂O).

• Iónico:

  
  uno gana y otro pierde electrones (ej. NaCl).

• Puente de hidrógeno:

  
  atracción débil entre H y O o N (ej.
  agua líquida).

• Van der Waals:

  
  fuerzas muy débiles entre moléculas (ej. Grasas).

💧 TEMA 2: AGUA

1. Propiedades fisicoquímicas (con ejemplo):

• Polaridad:

  
  disuelve muchas sustancias → el azúcar se disuelve.

• Puentes de hidrógeno:

  
  le dan alta tensión superficial → gotas redondeadas.

• Alta capacidad calorífica:

  
  tarda en calentarse → regula temperatura.

• Alto punto de ebullición:

  
  hierve a 100 °C, más alto que otros líquidos similares.

• Alta cohesión:

  
  forma gotas y mantiene estructuras biológicas.

2. ¿El agua modifica al soluto o viceversa?

Ambos: el agua disuelve al soluto y el soluto cambia propiedades del agua (punto de congelación, ebullición).

3. Propiedades coligativas: Dependen del número de partículas disueltas:

• ↓ punto de congelación

• ↑ punto de ebullición

• ↓ presión de vapor

• ↑ presión osmótica

4. Presión de vapor

Es la fuerza con la que las moléculas de un líquido pasan a gas.
Depende de la temperatura → siempre se debe indicar (ej. A 25 °C).

5. Retención de agua vs agua ligada

• Retención:

  
  el agua atrapada físicamente (fácil de quitar).

• Ligada:

  
  el agua unida químicamente a moléculas (no se evapora fácil).

6. Interacciones agua-soluto (orden de fuerza)

1. Ión-dipolo (más fuerte)

2. Dipolo-dipolo

3. Hidrofóbica (más débil)

7. ¿Por qué el agua con azúcares no forma cristales perfectos?

Porque los azúcares interrumpen el orden de las moléculas de agua, evitando cristales regulares.

8. ¿Por qué Na⁺ y Cl⁻ aumentan la retención de agua en carne?

Los iones cargan las proteínas y las separan, dejando espacio para que entre más agua.

9. Diferencia entre humedad y Aw

• Humedad:

  
  cantidad total de agua en el alimento.
  

• Aw (actividad de agua):

  
  cuánta agua está disponible para que crezcan microbios.

10. Aw bajo el concepto de presión de vapor

Es la relación entre la presión de vapor del alimento y la del agua pura; mide cuán libre está el agua.

11. Tipos de agua en alimentos

• Ligada:

  
  no se congela ni se evapora fácil.

• Adsorbida:

  
  unida débilmente.

• Libre:

  
  disponible, permite crecimiento microbiano.

12. Importancia de conocer la Aw

Permite saber si un alimento es estable o se echa a perder (crecimiento de bacterias, moho, etc.).

13. Intervalo de Aw de los Ahí Aproximadamente entre 0.60 y 0.85 (dependiendo del producto)

📈 ISOTERMAS DE SORCIÓN

1. Qué son: Gráficas que muestran cómo cambia el contenido de agua del alimento según la humedad relativa

2. Tipos de isotermas:

• Adsorción:

  
  cuando el alimento absorbe humedad.
  

• Desorción:

  
  cuando el alimento pierde humedad.
  
  Cada una indica cómo retiene o libera agua.

3. Diferencia entre adsorción y desorción:

La desorción tiene más agua porque parte de una muestra húmeda → no coinciden por la histéresis.

4. Histéresis y rehidratación:

La histéresis causa que el alimento no recupere toda el agua fácilmente al rehidratarlo (por cambios estructurales).