jueves, 27 de noviembre de 2014

Louis-Camille Maillard

Las recciones quimicas en la leche la investigó en profundidad el químico Louis-Camille Maillard en los comienzos del siglo XX. En 1916 Maillard (1878-1936) demostró que los pigmentos marrones y los polímeros que ocurren durante la pirólisis (degradación química producida únicamente por calor) se liberan después de la reacción previa de un grupo de aminoácidos con un grupo carbonilo de azúcares. No fue sino hasta 1953 cuando se descubrió el mecanismo de las complejas interacciones que se producen. (Luis, 1995)
Como la reacción de Maillard, la caramelización es un tipo de dorado no enzimático. Sin embargo, a diferencia de ésta, la caramelización es una pirólisis, en contraposición a una reacción con aminoácidos. A medida que el proceso sucede, se liberan compuestos químicos volátiles, produciendo el característico sabor acaramelado. Si se deja una solución de sacarosa en un baño de arena durante la noche, la sacarosa (una vez evaporada el agua) se caramelizará. Cuando la caramelización se hace sobre sacarosa, añade una molécula de agua para separarla en fructosa y glucosa, incrementando la masa del caramelo. (Pinto)

Esta reacción de oscurecimiento, también llamada pirólisis, ocurre cuando los azúcares se calientan por encima de su punto de fusión; se presenta en los alimentos que son tratados térmicamente de manera drástica, tales como la leche condensada y azucarada, los dulces a base de leche, como, natillas, etc. Los mecanismos que suceden son muy complejos y no se conocen en su totalidad, se llevan a cabo transformaciones por isomerización y deshidratación de los hidratos de carbono. Para formar las macromoléculas de pigmentos llamadas melanoidinas. (Luis, 1995)

LA LECHE Y LAS REACCIONES QUÍMICAS

La leche es una sustancia producida por los mamíferos para alimentar a sus crías, está compuesta por agua, una azúcar (lactosa), grasas globulosas que transportan vitaminas y ácidos grasos, proteínas como: la caseína y la lactoglobulina y minerales. (Wattiaux)

Existen muchas recetas en las que se utiliza la proteína de la leche, para obtenerla, debemos separar la proteína, del conjunto de la leche. Naturalmente en el ambiente se encuentran bacterias como los estreptococos y lactobacilos que pueden habitar la leche, cuando el bacterias en la leche es muy abundante se produce una acumulación del ácido láctico el cual es producto del metabolismo bacteriano (Madigan & Martinko, 2004), este ácido láctico acumulado en la leche, cambia la estructura tridimensional de la caseína, es decir modifica el plegamiento de la proteína.

Las proteínas se organiza de acuerdo a la complejidad de sus ensambles, la estructura primaria consiste en la unión de aminoácidos formándose una larga cadena polipeptídica, cuando la cadena se ensambla sobre si, es porque se dan interacciones entre los aminoácidos de la misma cadena, formando una especie de hélice que origina la estructura secundaria o proteínas fibrosas y al generarse nuevos enlaces dentro de una proteína de estructura segundaria se origina un enrollamiento de la proteína sobre si, reconocido como estructura terciaria y finalmente se genere un súper enrollamiento que origina la estructura cuaternaria en forma globular. (Curtis, 1993)







En la vida diaria muchos personas consumen alimentos producto de la desnaturalización de las proteínas, es el caso de alimentos como el queso.

En la preparación de este se utilizan organismos que se adicionan a la leche, es el caso del cuajo, este es una encima encontrada en el estómago de la vaca o de la oveja, y un cultivo de ácido láctico. El cuajo rompe la proteína en la leche, y la separa en una sustancia acuosa y cuajada llamada suero de leche. Para la mayoría de los quesos, los dos son separados y a la cuajada se le coloca sal y se la presiona dentro de un molde. Esta se asentará y madurará mientras la bacteria del ácido láctico continúa rompiendo la caseína en la leche hasta que el queso se haya formado. 


Las diferentes leches, como la de cabra, vaca u oveja y las diferentes bacterias del ácido láctico, se combinan para formar variedades diferentes de queso (Luis, 1995).

Otra receta que utiliza la caseína es el postre de leche cortada, este postre nació al querer darle un uso a la leche cortada, fenómeno común, ya que la leche después de unos días por la presencia normal de las bacterias se corta. Las principales fermentaciones bacterianas que se pueden presentar son:

1.      Fermentación acética:

C2 H5 OH → CH3 COOH + H2O
Alcohol etílico → Ácido acético
Una implacable reacción de desastrosas consecuencias, como lo puede atestiguar cualquiera que haya sufrido los terribles efectos de la "cruda". Esta fermentación requiere oxígeno y la producen bacterias del tipo acetobacter. La fermentación acética es responsable de la fabricación del vinagre a partir del vino.
2.      Fermentación láctica:
Lactosa →Ácido láctico
La produce el lactobacillus. Tiene lugar en la fabricación del yogur; quesos con mohos, col fermentada, etc.

3.      Fermentación butírica:
Glúcidos→Ácido butírico
Requiere oxígeno y es producida por el clostridium butiricum y el bacillus amylobacter. Es la fermentación que tiene lugar al enranciarse la mantequilla; también se emplea para la obtención de fécula de papa.

4.      Fermentación pútrida:
Consiste en la desintegración de las proteínas en aminoácidos a partir de los restos vegetales o animales; en el proceso se liberan gases como el amoníaco, bióxido de carbono, hidrógeno, metano y otros de olor fétido como sulfuro de hidrógeno, nidol, escatol, etc. Se producen también las "ptomaínas", sustancias muy tóxicas.

Con la descomposición, los alimentos no sólo toman un mal aspecto, mal olor y mal sabor sino que pueden enfermar al que los ingiere. (Madigan & Martinko, 2004)
Cocinar los alimentos es una forma de retrasar la descomposición y una forma de disimular el sabor, debido a ésa son las especias. No es raro que la pimienta, el chile, etc., se hayan comenzado a usar en regiones calurosas donde los alimentos se descomponen más fácilmente, además de que son las regiones donde se producen. (Pinto)

Sin embargo no todas las descomposiciones son desagradables. Piénsese, por ejemplo, en el vino, la cerveza, el queso, el pan, el yogurt, etc. Por otro lado estos alimentos tienen una vida útil mayor que los alimentos de los que se obtienen, lo cual explica que hayan sido importantes vituallas de las primeras civilizaciones. Otras reacciones enzimáticas útiles son las que intervienen en el curtido de pieles. (Luis, 1995)

Al mezclar caseína y azúcar se desarrollan una reacción química conocida como reacción de Maillard, técnicamente conocida como glucosilación o enzimática de proteínas, en ella se generan reacciones químicas entre las proteínas y los azucares reductores que de general al calentar la mezcla, las moléculas cíclicas y policíclicas que aportan sabor y aroma a los alimentos también pueden se cancerígenas.


La caramelización es un tipo de dorado no enzimático, es una pirólisis. A medida que el proceso sucede, se liberan compuestos químicos volátiles, produciendo el característico sabor acaramelado. (Pinto)
La pirólisis, ocurre cuando los azúcares se calientan por encima de su punto de fusión. Los mecanismos que suceden son muy complejos y no se conocen en su totalidad, se llevan a cabo transformaciones por isomerización y deshidratación de los hidratos de carbono. Para formar las macromoléculas de pigmentos llamadas melanoidinas. (Luis, 1995)



miércoles, 26 de noviembre de 2014

LABORATORIO DE APRENDIZAJE ACTIVO

LABORATORIO de reacciones químicas


LABORATORIO de reacciones químicas

el postre de leche cortada


Tema: Reacciones Químicas
Dirigido: Estudiantes de noveno grado de básica secundaria. 
Objetivo: Desarrollar en los estudiantes la capacidad de identificar las reacciones químicas a través de la experimentación y el análisis de la producción del postre de leche cortada.
Metodología: Laboratorio de Aprendizaje Activo.
Resultados Esperados: Que al terminar el taller los estudiantes estén en la capacidad de identificar que es una reacción química dentro de las diferentes tareas propias de su contexto y cotidianidad.
Planteamiento del Problema: Se tiene un recipiente con leche al cual se le agrega el jugo de un limón.

Predicciones Individuales

1.      ¿Qué le pasará a la leche?
2.      Al calentar la leche con el jugo de limón durante unos 15 minutos ¿Qué se obtendrá?
Desarrollo del laboratorio

Materiales

·         1 litro Leche entera
·         El jugo de 4 limones
·         1 taza de azúcar
·         Una olla
·         Un cucharon
·         Estufa

Procedimiento

1.      En el recipiente apto para llevar al fuego, deposite la leche y el jugo de los 4 limones, mezcle por unos 2 minutos
2.      Adicione el azúcar, a la mezcla anterior y llévela al fuego
3.      Mezcle constantemente con un cucharon, hasta que se seque la porción líquida de la mezcla
4.      Para cada momento de la preparación llene la siguiente tabla con los datos observados


Color
Olor
Textura
Paso 1



Paso 2



Paso 3




Preguntas Orientadoras

1.      ¿Qué cambios observo en la leche al adicionar el limón?
2.      ¿Con cuál concepto de los expuestos anteriormente puede relacionar lo observado en la reacción?
3.      Al calentar la mezcla ¿Qué fenómeno ocurre?
4.      De acuerdo a la teoría ¿Cómo puede explicar el nuevo color de la mezcla?
5.      ¿Qué olores detecta en la mezcla, durante cada una de las etapas de la preparación del postre?
6.      ¿El olor del postre se debe a?

Resultados

Compare las predicciones grupales frente a lo observado en el laboratorio, discuta el por qué de las diferentes predicciones planteadas y exponga en que otras situaciones se presentan este tipo de reacciones. 

QUÍMICA EN LA COCINA

La química y la cocina son actividades que emplean intuición, imaginación y capacidad creadora. Una de las formas en que se puede lograr el interés por la química es mostrando que tiene que ver con la vida de todos los días, como la cocina, pues una bien equipada tiene más de 200 reactivos químicos y emplea procedimientos semejantes a los de un laboratorio