La química física de los alimentos se considera una rama de la química de los alimentos [1] [2] que se ocupa del estudio de las interacciones físicas y químicas en los alimentos en términos de principios físicos y químicos aplicados a los sistemas alimentarios, así como las aplicaciones de los técnicas e instrumentación química para el estudio de los alimentos. [3] [4] [5] [6] Este campo abarca los "principios fisicoquímicos de las reacciones y conversiones que ocurren durante la fabricación, manipulación y almacenamiento de alimentos" [7]
Los conceptos de la química física de los alimentos a menudo se extraen de la reología , las teorías de los fenómenos de transporte, la termodinámica física y química, los enlaces químicos y las fuerzas de interacción, la mecánica cuántica y la cinética de reacciones, la ciencia de los biopolímeros, las interacciones coloidales, la nucleación, las transiciones vítreas y la congelación, [8] [9 ] sólidos desordenados / no cristalinos.
Técnicas utilizadas gama ampliamente de reometría dinámica, microscopía óptica , microscopía electrónica , AFM , dispersión de la luz , difracción de rayos X / difracción de neutrones , [10] a MRI , espectroscopia ( RMN , [11] FT- NIR / IR , NIRS, ESR y EPR , [12] [13] CD / VCD , [14] Fluorescencia , FCS , [15] [16] [17] [18] [19] HPLC , GC-MS , [20] [21] y otros análisis analíticos relacionados técnicas.
Comprender los procesos alimentarios y las propiedades de los alimentos requiere un conocimiento de la química física y cómo se aplica a alimentos y procesos alimentarios específicos. La química física de los alimentos es esencial para mejorar la calidad de los alimentos, su estabilidad y el desarrollo de productos alimenticios . Debido ciencia de los alimentos es un campo multidisciplinario, comida química física está siendo desarrollado a través de interacciones con otras áreas de química de los alimentos y ciencia de los alimentos, tales como: alimentos analítica química , ingeniería de procesos de alimentos / de procesamiento de alimentos , alimentos y tecnología de bioprocesos , extrusión de alimentos , control de calidad alimentaria, envasado de alimentos , biotecnología alimentaria y microbiología alimentaria .
Temas de química física de los alimentos
Los siguientes son ejemplos de temas de la química física de los alimentos que son de interés tanto para la industria alimentaria como para la ciencia de los alimentos:
Nombres alternativos | Gelato, sorbete, natillas congeladas |
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Curso | Postre |
Ingredientes principales | Leche / Nata, helado de agua, azúcar |
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- Agua en los alimentos
- Estructura local en agua líquida.
- Microcristalización en emulsiones de helado
- Procesos de dispersión y adsorción superficial en alimentos.
- Actividades de agua y proteínas
- Hidratación de alimentos y vida útil.
- Interacciones hidrofóbicas en los alimentos
- Enlaces de hidrógeno e interacciones iónicas en los alimentos
- Ruptura y formación de enlaces disulfuro en los alimentos.
- Dispersiones de alimentos
- Estructura-funcionalidad en alimentos
- Micro y nanoestructura alimentaria
- Geles alimentarios y mecanismos gelificantes
- Reticulación en alimentos
- Gelatinización y retrogradación del almidón
- Modificación físico-química de carbohidratos
- Interacciones físico-químicas en formulaciones alimentarias
- Efectos de congelación en los alimentos y concentración de líquidos por congelación
- Transición vítrea en gluten de trigo y masas de trigo
- Secado de alimentos y cultivos
- Reología de masas de trigo, quesos y carnes
- Reología de los procesos de extrusión
- Cinética de las enzimas alimentarias
- Enzimas y células inmovilizadas
- Microencapsulación
- Estructura de carbohidratos e interacciones con agua y proteínas.
- Reacciones de pardeamiento de Maillard
- Estructuras de lípidos e interacciones con el agua y las proteínas alimentarias.
- Estructura, hidratación y funcionalidad de las proteínas alimentarias en los alimentos
- Desnaturalización de proteínas alimentarias
- Enzimas alimentarias y mecanismos de reacción.
- Interacciones y conservación de las vitaminas durante el procesamiento de alimentos.
- Interacción de sales y minerales con proteínas alimentarias y agua.
- Determinaciones de color y colorantes de calidad alimentaria.
- Sabores y percepción sensorial de los alimentos
- Propiedades de los aditivos alimentarios
Campos relacionados
- Química de Alimentos
- Física y reología de los alimentos
- Química biofísica
- Química Física
- Espectroscopia -aplicada
- Fuerzas intermoleculares
- Nanotecnología y nanoestructuras
- Fisica quimica
- Dinámica molecular
- Química de superficie y fuerzas de Van der Waals
- Reacciones químicas y química de reacción.
- Química cuántica
- Genética cuántica
- Modelos moleculares de ADN y modelado molecular de proteínas y virus
- Química bioorgánica
- Química de polímeros
- Bioquímica y química biológica
- Enzimología
- Interacciones proteína-proteína
- Biomembranas
- Biología de sistemas complejos
- Biología integrativa
- Biofísica matemática
- Biologia de sistemas
- Genómica , proteómica , interactómica , bioinformática estructural y quiminformática
- Tecnología alimentaria , Ingeniería alimentaria , Seguridad alimentaria y Biotecnología alimentaria
- Biotecnología agrícola
- Células y enzimas inmovilizadas
- Microencapsulación de aditivos alimentarios y vitaminas, etc.
- Biotecnología agrícola
- Ingeniería Química
- Biología vegetal y ciencias de los cultivos
- Ciencias animales
Galería de técnicas: RMN de alto campo, CARS (espectroscopía Raman), microscopía confocal de fluorescencia e imágenes hiperespectrales
Stoks y cambios anti-Stokes
Espectroscopía CARS Raman
Cubo de imágenes hiperespectrales
Principio de generación de imágenes multiespectrales
Principio de imagen confocal
Microscopio de fluorescencia
Imágenes de proteína de membrana de levadura
División de la fluorescencia celular
Células cancerosas HeLa
Técnica de fluorescencia FISH
Patología de los glóbulos rojos
Carboxizoma
Ver también
- Química de Alimentos
- Química de los alimentos (revista)
- RMN
- ESR
- FTIR
- NIR
- FCS
- HPLC
- GC-MS
- Química biofísica
- Interacciones proteína-proteína
- Procesamiento de alimentos
- Ingeniería de Alimentos
- Reología alimentaria
- Extrusión de alimentos
- Envasado de alimentos ,
- biotecnología alimentaria
- Seguridad alimenticia
- Ciencia de los Alimentos
- Tecnología de los Alimentos
- Academia Internacional de Ciencia Molecular Cuántica
- Lista de publicaciones importantes en química # Química física
- Lista de problemas no resueltos en química # Problemas de química física
Notas
- ↑ John M. de Man, 1999. Principios de la química de los alimentos (serie de textos sobre ciencias de los alimentos), Springer Science, tercera edición
- ^ John M. de Man. 2009. Ingeniería y tecnología de procesos alimentarios, Academic Press, Elsevier: Londres y Nueva York, 1ª ed.
- ^ Pieter Walstra. 2003. Química física de los alimentos . Marcel Dekker, Inc .: Nueva York, 873 páginas
- ^ Química física de los procesos alimentarios: aspectos fundamentales .1992. van Nostrand-Reinhold vol. 1, primera edición,
- ^ Henry G. Schwartzberg, Richard W. Hartel. 1992. Química física de los alimentos . Serie de simposios básicos de IFT, Marcel Dekker, Inc.: Nueva York, 793 páginas
- ^ Química física de los procesos alimentarios, técnicas avanzadas, estructuras y aplicaciones . 1994. van Nostrand-Reinhold vols. 1-2., 1ª edición, 998 páginas; 3ª ed. Minuteman Press, 2010; vols. 2-3, quinta edición ( en prensa )
- ^ Pieter Walstra. 2003. Química física de los alimentos . Marcel Dekker, Inc .: Nueva York, 873 páginas
- ^ Pieter Walstra. 2003. Química física de los alimentos . Marcel Dekker, Inc .: Nueva York, 873 páginas
- ^ Química física de los procesos alimentarios: aspectos fundamentales .1992.van Nostrand-Reinhold vol.1., 1st Edition,
- ^ Química física de los procesos alimentarios, técnicas avanzadas, estructuras y aplicaciones . 1994. van Nostrand-Reinhold vols. 1-2., 1ª edición, 998 páginas; 3ª ed. Minuteman Press, 2010; vols. 2-3, quinta edición ( en prensa )
- ^ https://www.nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/1952/ Primer Premio Nobel de RMN en Física, en 1952
- ^ http://www.ismrm.org/12/aboutzavoisky.htm Descubrimiento de ESR en 1941
- ^ Abragam, A .; Bleaney, B. Resonancia paramagnética electrónica de iones de transición . Clarendon Press: Oxford, 1970, 1116 páginas.
- ^ Química física de los procesos alimentarios, técnicas avanzadas, estructuras y aplicaciones . 1994. van Nostrand-Reinhold vols. 1-2., 1ª edición, 998 páginas; 3ª ed. Minuteman Press, 2010; vols. 2-3, quinta edición ( en prensa )
- ^ Magde D .; Elson EL; Webb WW (1972). "Fluctuaciones termodinámicas en un sistema de reacción: medición por espectroscopia de correlación de fluorescencia, (1972)". Phys Rev Lett . 29 (11): 705–708. doi : 10.1103 / physrevlett.29.705 .
- ^ Ehrenberg, M., Rigler, R. (1974). "Fluctuaciones de intensidad de fluorescencia y movimiento browniano rotacional". Chem Phys . 4 (3): 390–401. doi : 10.1016 / 0301-0104 (74) 85005-6 . ISSN 0301-0104 .CS1 maint: varios nombres: lista de autores ( enlace )
- ^ Elson EL, Magde D. (1974). "Espectroscopía de correlación de fluorescencia I. Base conceptual y teoría, (1974)". Biopolímeros . 13 : 1–27. doi : 10.1002 / bip.1974.360130102 . S2CID 97201376 .
- ^ Magde D .; Elson EL; Webb WW (1974). "Espectroscopia de correlación de fluorescencia II. Una realización experimental, (1974)". Biopolímeros . 13 (1): 29–61. doi : 10.1002 / bip.1974.360130103 . PMID 4818131 . S2CID 2832069 .
- ^ Thompson NL 1991 Temas en técnicas de espectroscopia de fluorescencia vol 1, ed JR Lakowicz (Nueva York: Plenum) pp 337-78
- ^ Gohlke, RS (1959). "Espectrometría de masas de tiempo de vuelo y cromatografía de partición gas-líquido". Química analítica . 31 (4): 535–541. doi : 10.1021 / ac50164a024 .
- ^ Gohlke, R; McLafferty, Fred W. (1993). "Cromatografía de gases temprana / espectrometría de masas" . Revista de la Sociedad Estadounidense de Espectrometría de Masas . 4 (5): 367–71. doi : 10.1016 / 1044-0305 (93) 85001-E . PMID 24234933 .
Revistas
- Diario de la química agrícola y alimentaria
- Revista de la Sociedad Estadounidense de Químicos del Aceite
- Revista de química biofísica
- Resonancia magnética en química
- Starke / Starch Journal
- Revista de ciencia láctea (JDS)
- Letras de física química
- Zeitschrift für Physikalische Chemie (1887)
- Biopolímeros
- Journal of Food Science (IFT, EE. UU.)
- Revista internacional de ciencia y tecnología de los alimentos
- Química y física macromolecular (1947)
- Revista de ciencia de la alimentación y la agricultura
- Preimpresiones de polímeros (ACS)
- Revista de biología integrativa de la Royal Society of Chemistry
- Química orgánica y biomolecular (An RSC Journal)
- Naturaleza
- Precedencias de la naturaleza
- Revista de química biológica
- Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América
enlaces externos
- División de Química Agrícola y Alimentaria de la ACS (AGFD)
- Sociedad Química Estadounidense (ACS)
- Instituto de Ciencia y Tecnología de los Alimentos (IFST), (anteriormente IFT)
- Ciencia láctea y tecnología alimentaria
- Química Física . (Keith J. Laidler, John H. Meiser y Bryan C. Sanctuary)
- El mundo de la química física (Keith J. Laidler, 1993)
- Química física de Ostwald a Pauling (John W. Servos, 1996)
- 100 años de química física (Royal Society of Chemistry, 2004)
- La historia de la ciencia de Cambridge: las ciencias físicas y matemáticas modernas (Mary Jo Nye, 2003)