Alimento El pan, considerado un alimento por excelencia. El alimento



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Alimento



El pan, considerado un alimento por excelencia.

El alimento es cualquier sustancia (sólida o líquida) normalmente ingerida por los seres vivos con fines:


  1. nutricionales: regulación del metabolismo y mantenimiento de las funciones fisiológicas, como la temperatura corporal.

  2. psicológicos: satisfacción y obtención de sensaciones gratificantes.

Estos dos fines no han de cumplirse simultáneamente para que una sustancia sea considerada alimento. Así, por ejemplo, las bebidas alcohólicas no tienen interés nutricional, pero sí tienen un interés fruitivo. Por ello, son consideradas alimento. Por el contrario, no se consideran alimentos las sustancias que no se ingieren o que, una vez ingeridas, regulan o alteran las funciones metabólicas del organismo. De esa manera, la goma de mascar, el tabaco, los medicamentos y demás drogas no se consideran alimentos.

Los alimentos son el objeto de estudio de diversas disciplinas de la ciencia: la biología, y en especial la ciencia de la nutrición, estudia los mecanismos de digestión y metabolización de los alimentos y, así como la eliminación de los desechos por parte de los organismos; la ecología estudia las cadenas alimentarias; la química de alimentos analiza la composición de los alimentos y los cambios químicos que experimentan cuando se les aplican procesos tecnológicos y, finalmente, la tecnología de los alimentos que estudia la elaboración, producción y manejo de los productos alimenticios destinados al consumo humano.





Nutrientes

Se define como nutriente a toda aquella sustancia que bioquímicamente es esencial para el sostenimiento de los organismos vivos. En la Tierra se considera que los seres vivos adquieren dos tipos de nutrientes: los simples o micronutrientes, y los complejos o macronutrientes.

Macronutrientes

En nutrición, los macronutrientes son esos nutrientes que suministran la mayor parte de la energía metabólica del organismo. Los principales son hidratos de carbono, proteínas, y grasas. Otros incluyen alcohol y ácidos orgánicos. Se diferencian de los micronutrientes como las vitaminas y minerales en que estos son necesarios en pequeñas cantidades para mantener la salud pero no para producir energía.

La vida es sostenida por los alimentos, y las substancias contenidas en los alimentos de las cuales depende la vida son los nutrientes. Estos proporcionan la energía y los materiales de construcción para las innumerables sustancias que son esenciales para el crecimiento y la supervivencia de las cosas vivas. Un nutriente es una sustancia usada para el metabolismo del organismo, y la cual debe ser tomada del medio ambiente. Los organismos no autotróficos típicamente adquieren nutrientes a través de los alimentos que ingieren. Los métodos para la ingesta de alimentos son variables, los animales tienen un sistema digestivo interno, mientras que las plantas digieren los nutrientes externamente y luego son ingeridos. Los efectos de los nutrientes dependen de la dosis.

Los nutrientes orgánicos incluyen carbohidratos, grasas y proteínas, así como vitaminas. Los componentes químicos inorgánicos como minerales, agua y oxigeno pueden también ser considerados como nutrientes. Un nutriente es esencial para un organismo cuando este no puede sintetizarlo en cantidades suficientes y debe ser obtenido de una fuente externa. Los nutrientes requeridos en grandes cantidades son llamados macronutrientes y los que son requeridos en cantidades más pequeñas se les conoce como micronutrientes.

Glúcidos o carbohidratos

Los alimentos que se encuentran dentro del grupo de los carbohidratos (también llamados erróneamente hidratos de carbono) son los derivados de los cereales, los azúcares, las patatas, las legumbres, las verduras, las frutas y los frutos secos.





La mitocondria es el organelo celular eucarionte que sintetiza la glucosa y desarrolla el Ciclo de Krebs

Los carbohidratos son la fuente de energía de los seres vivos, y de todos los carbohidratos existentes en la naturaleza, la glucosa es el más importante a nivel bioquímico. En el caso de los organismos aeróbicos, es imprescindible para la respiración y el correcto funcionamiento del Ciclo de Krebs.

Biológicamente los glúcidos cumplen con dos funciones importantes:



  • Estructura: como la quitina, que constituye tejidos celulares y armaduras para crustáceos e insectos; o la celulosa en el caso de las plantas, que constituye los tallos, hojas y frutos.

  • Reservas energéticas: los animales vertebrados utilizan el glucógeno, mientras las plantas utilizan el almidón.

Los animales obtienen los carbohidratos de las plantas, mientras que las plantas fabrican esos compuestos. Las bacterias y otros microorganismos sintetizan los carbohidratos de los animales muertos y desechos orgánicos. Mientras que los vegetarianos utilizan los polisacáridos más complejos, como el almidón o la celulosa, los carnívoros y los omnívoros utilizan los carbohidratos más simples, como la lactosa, la sacarosa, la galactosa o la fructosa. Sin embargo, el primer carbohidrato con el que los mamíferos tienen contacto, es la lactosa, compuesto principal de la leche.

Para que los carbohidratos cumplan sus funciones bioquímicas en el organismo, es necesario que sean desdoblados por acciones enzimáticas para que sean más sencillos. Los rumiantes son los mamíferos más adaptados para desdoblar los polisacáridos, mientras que los sistemas digestivos de los demás mamíferos sólo pueden utilizar compuestos sencillos como los piruvatos.





El diagrama muestra el movimiento continuo de los carbohidratos: los vegetales y plantas producen carbohidratos a partir de carbohidratos en la tierra, los herbívoros los sintetizan en sus estómagos, los carnívoros adquieren los carbohidratos sintetizados y desechan los que no ocupan. Las bacterias fijan a la tierra los carbohidratos y proteínas que no emplean durante la descomposición de los cadáveres y desechos; y los que las bacterias hacen más simples pasan a los organismos carroñeros. Todos los seres vivos adquieren energía de los glúcidos.

Prótidos o proteínas



Imagen tridimensional de una proteína.



Las proteínas son largas cadenas de aminoácidos unidos químicamente por un enlace peptídico, por lo que se les conoce como polímeros.

Aminoácidos

Aminoácido  

Símbolo de una letra  

Símbolo de tres letras  

Código genético  

Alanina

A

Ala

GC (N)

Arginina

R

Arg

AGA AGG CG (N)

Asparagina

N

Asn

AAU AAC

Ácido aspártico

D

Asp

GAU GAC

Cisteína

C

Cys

UGU UGC

Glutamina

Q

Gln

CAA CAG

Ácido glutámico

E

Glu

GAA GAG

Glicina

G

Gli

GG (N)

Histidina

H

His

CAU C a. C.

Isoleucina

I

Ile

AUU AUG AUA

Leucina

L

Leu

UUA UUG CU (N)

Lisina

K

Lys

AAA AAG

Metionina

M

Met

AUG

Fenilalanina

F

Phe

UUU UUC

Prolina

P

Pro

CC (N)

Serina

S

Ser

AGU AGC

Treonina

T

Thr

AC (N)

Triptófano

W

Try

UGG

Tirosina

Y

Tyr

AUA UAG

Valina

V

Val

GU (N)

Las proteínas que funcionan como nutrimentos son aquellas formadas por uno o más de los veinte aminoácidos conocidos. Para satisfacer las necesidades básicas, cada especie requiere tener los veinte aminoácidos en proporciones determinadas. Las plantas pueden generar sus propios aminoácidos a partir de nitrógeno (N2) y dióxido de carbono (CO2) mediante la fotosíntesis. Otras especies pueden sintetizar sólo algunos, y para obtener los demás requieren de consumir plantas o a especies que consuman plantas. El humano, por ejemplo, requiere tener en su dieta siempre estos ocho aminoácidos, que es incapaz de producir: fenilalanina, isoleucina, leucina, lisina, metionina, treonina, triptófano y valina; sin embargo, ciertos individuos de una especie pueden carecer de un adecuado metabolismo que impida la asimilación de alguno de los veinte aminoácidos, en el caso de los humanos, hay quienes no asimilan la fenilalanina.

Las proteínas están en alta proporción en los alimentos de origen animal, como las carnes (de mamíferos, aves y peces), en los huevos, en los lácteos, y en menor proporción en algunos vegetales, como la soja.

La cantidad de proteínas a consumir depende del metabolismo de cada organismo y de las funciones que deba realizar. Un humano adulto, debe consumir 0.8g de proteína por cada kilogramo de peso corporal al día; en cambio, los niños requieren de 1.6g por cada Kg de peso corporal y los lactantes 2.4g. Las proteínas más importantes que deben asimilar los animales son de dos tipos: fibrosas y globulares:


  • Fibrosas

  • Colágeno: forma parte de la piel, pelo, huesos, tendones y cartílagos, siendo esta la proteína más importante en los vertebrados.

  • Queratina: complemento estructural de la quitina en algunas células; en el caso de los animales que constituye partes duras como caparazones, cuernos, uñas y garras o pelos.

  • Fibrinógeno: responsable de la coagulación sanguínea.

  • Miosina y Actina: responsables de la contracción muscular esquelética o el movimiento celular.

  • Globulares

  • Enzimas: son los catalizadores de las acciones metabólicas de todo organismo.

  • Hormonas proteínicas: son segregadas por glándulas endocrinas, cuya función es estimular a ciertos órganos a realizar funciones cuando las condiciones fisiológicas lo requieren. Ejemplos de estas son: la insulina, la tiroxina, los estrógenos, la testosterona, etc.

  • Anticuerpos: llamados también inmunoglobulinas; agrupan los miles de proteínas encargadas de destruir a los antígenos (organismos que invaden el cuerpo).



Lípidos

Al igual que los carbohidratos, los lípidos se componen de carbono, hidrógeno y oxígeno, la diferencia radica en que la cantidad de hidrógeno es superior a la cantidad de átomos de oxígeno, confiriendo a estos compuestos propiedades químicas distintas.

Las grasas son insolubles en agua y son una fuente de energía muy eficiente, ya que proporciona el doble de la energía de los carbohidratos y las proteínas.

La semejanza entre carbohidratos y lípidos, radica en que estos últimos se transforman dentro de los vegetales como un producto de la glucosa. La importancia biológica de los lípidos radica en ser compuestos que sirven para regular la temperatura corporal y que funcionan como reserva energética.

El término lípido alude a cualquier sustancia sólida o líquida que esté constiuida por C, H y O ya sean simples o conjugados con fosfatos (PO4-1), glucosa (C6H12O6) o proteínas. En cambio, el término grasa suele referirse a los compuestos en estado sólido a temperatura ambiente, mientras que el término aceite alude a los lípidos en estado líquido.[1]

Los animales sólo pueden almacenar pequeñas cantidades de carbohidratos, por eso, los que no se pueden almacenar en el hígado en forma de glucógeno, se transforman en grasas y se almacenan en el tejido adiposo. El tejido adiposo actúa como una capa aislante térmica y como sustancia de reserva muy importante en todos los animales, principalmente en los que hibernan. Las grasas y ceras también pueden servir como coberturas superficiales muy comunes en mamíferos, aves, anfibios y algunos reptiles y peces; pueden proteger de los rayos solares, regular la temperatura, nutrir el cabello y pelo, impermeabilizante o fijador de filamentos en plumas.[1]

Los lípidos se clasifican de dos formas:


  • Saponificables:

  • Simples:

  • Ácidos grasos

  • Grasas neutras y ceras

  • Compuestos

  • Fosfolípidos

  • Glucolípidos

  • Lipoproteínas

  • No Saponificables:

  • Vitaminas liposolibles (A, E, K)

  • Esteroides:

En forma pura todos los lípidos son triglicéridos, o ésteres de ácidos grasos con glicerol. Los ácidos grasos se definieron como cadenas monocarbóxilicas alifáticas con número par de carbonos, sin embargo, actualmente se conocen 400 ácidos grasos y muchos de ellos son cíclicos, ramificados, hidroxilados, con número par de carbonos, etc. Para su estudio los ácidos grasos se clasifican en saturados e insaturados.

Los ácidos grasos saturados varían en composición de 4 a 26 átomos de carbono, y los ácidos de 4 a 8 carbonos son líquidos a 25°C, mientras que de 10 en adelante son sólidos. La siguiente tabla muestra los ácidos grasos saturados más comunes en alimentos.



Nombre común  

Nombre científico  

Fórmula condensada  

Fórmula extendida  

Butírico

Butanoico

CH3(CH2)2COOH

CH3-CH2-CH2-COOH

Caproico

Hexanoico

CH3(CH2)4COOH

CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-COOH

Caprílico

Octanoico

CH3(CH2)6COOH

CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-COOH

Cáprico

Decanoico

CH3(CH2)8COOH

CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-COOH

Láurico*

Dodecanoico

CH3(CH2)10COOH

CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-COOH

Mirístico*

Tetradecanoico

CH3(CH2)12COOH

CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-COOH

Palmítico*

Hexadecanoico

CH3(CH2)14COOH

CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-COOH

Esteárico*

Octadecanoico

CH3(CH2)16COOH

CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-COOH

Araquídico

Eicosanoico

CH3(CH2)18COOH

CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-COOH

Behénico

Docosanoico

CH3(CH2)20COOH

CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-COOH

Lignocérico

Tetracosanoico

CH3(CH2)22COOH

CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-COOH

Cerótico

Hexacosanoico

CH3(CH2)24COOH

CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-COOH
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