QUÍMICA ANALÍTICA EN LA INDUSTRIA ALIMENTARIA

Dedicación: 6 CRÉDITOS (4 TEÓRICOS y 2 PRÁCTICOS)
Departamento: QUÍMICA ANALÍTICA
Profesor: LUIS CUADROS RODRÍGUEZ

OBJETIVOS GENERALES:

Esta asignatura no pretende ser un manual de métodos de análisis de alimentos, en los que éstos se enumeran y desarrollan uno detrás de otro, sino que se perfila con un punto de mira más amplio en el que se prima más el aspecto científico y epistemológico de la Química Analítica que el puramente aplicado basado en una mera descripción operativa de procedimientos analíticos.
El programa que se presenta tiene dos objetivos fundamentales: (i) por un lado el proporcionar al estudiante de Ingeniería Química un conocimiento general de qué es la Química Analítica moderna y cuál es el papel del químico analítico actual, destacando el hecho de que sus tareas no están restringidas a actividades dentro del laboratorio; y (ii) dar a conocer algunas de las técnicas analíticas y procedimientos generales de análisis que se aplican actualmente en el análisis de alimentos.


PROGRAMA DE TEORÍA (4 créditos):

TEMA 1: EL PROCESO ANALÍTICO
El problema analítico. El análisis químico: tipos. Sistema analítico. Propiedades, criterios y parámetros de calidad. Trazabilidad e Incertidumbre. Sistemas de referencia en Química Analítica: métodos primarios y materiales de referencia. Validación de procesos analíticos.

TEMA 2: EL LABORATORIO DE ANÁLISIS QUÍMICO
Infraestructura para la calidad industrial. El laboratorio de ensayo: tipos. Sistemas de gestión de la calidad de laboratorios. Documentación: manual de calidad, procedimientos y registros. Evaluación de laboratorios: aspectos obligatorios (legales) y voluntarios. Acreditación de laboratorios.

TEMA 3: INSTRUMENTACIÓN EN QUÍMICA ANALÍTICA
La medida analítica: propiedad y reacción analítica. Equipos en Química Analítica. Caracterización de equipos. Señales analíticas: medida. Clasificación de los instrumentos: orden. Sistemas instrumentales combinados. Operaciones de gestión de equipos. Sistemas de confirmación metrológica de equipos.

TEMA 4: CALIBRACIÓN EN QUÍMICA ANALÍTICA
Calibraciones en Química Analítica: clasificaciones. Enfoque metrológico y enfoque metodológico de la calibración. Estudios de recuperación. Ajuste de funciones de calibración. Patrones para calibración: tipos y usos. Trazabilidad en las calibraciones. Incertidumbre de calibración y tolerancia.

TEMA 5: TÉCNICAS ANALÍTICAS
Técnicas analíticas: objetivos. Principios químicos y físicos de la medida. Adquisición, modificación y tratamiento de señales analíticas. Técnicas instrumentales para la medida analítica: clasificación. Técnicas instrumentales separativas: clasificación. Técnicas quimiométricas de tratamiento de datos: clasificación.

TEMA 6: SISTEMAS DE DATOS DE LABORATORIO
Ordenadores en Química Analítica: funciones. Interfases entre instrumentos y ordenadores. Sistemas instrumentales informatizados: estaciones de trabajo. Redes informáticas de laboratorio: sistemas de gestión de la información (LIMS). Inteligencia artificial: sistemas expertos y redes neuronales.

TEMA 7: INTRODUCCIÓN AL ANÁLISIS DE ALIMENTOS
Naturaleza química de los alimentos: constituyentes. Análisis de alimentos: tipos y objetivos. Preparación y conservación de las muestras para el análisis. Examen microscópico. Examen organoléptico y análisis sensorial. Radioactividad. Análisis microbiológico. Determinaciones generales en los alimentos: densidad, color, agua, pH, residuo o extracto seco, cenizas y fibra: [teoría general de los métodos gravimétricos].

TEMA 8: DETERMINACIÓN DE ESPECIES INORGÁNICAS
Constituyentes minerales de los alimentos. Contaminantes y tóxicos inorgánicos. Métodos de destrucción de la materia orgánica. Determinación de alcalinos: teoría general de métodos de emisión atómica. Determinación de metales: teoría general de métodos de absorción atómica. Determinación de carbonatos y cloruros: [teoría general de los métodos volumétricos]. Determinación de fosfatos, nitritos y nitratos: teoría general de los métodos de absorción molecular. Determinación simultánea de aniones.

TEMA 9: DETERMINACIÓN DE PROTEÍNAS Y AMINOÁCIDOS
Estructura y clasificación de las proteínas. Reacciones generales de detección de proteínas. Determinación de contenido proteico total. Determinación del contenido en proteína pura. Identificación de aminoácidos: teoría general de los métodos de cromatografía plana.

TEMA 10: DETERMINACIÓN DE GRASAS Y ÁCIDOS GRASOS
Estructura y clasificación de las grasas. Determinación del contenido graso: teoría de los métodos de extracción en continuo. Determinación del contenido en grasa de la leche. Caracterización de grasas y aceites: grasas saturadas e insaturadas. Determinación del contenidos en ácidos grasos: teoría de los métodos de cromatografía de gases. Detección e identificación de esteroles.

TEMA 11: DETERMINACIÓN DE HIDRATOS DE CARBONO
Estructura y clasificación de los hidratos de carbono. Identificación de azúcares por cromatografía en capa fina. Determinación de mono- y oligosacáridos: teoría de los métodos de cromatografía líquida, teoría de los métodos polarimétricos, teoría de los métodos enzimáticos. Determinación de azúcares reductores. Detección y determinación de polisacáridos: almidones y pectinas.

TEMA 12: DETECCIÓN DE FRAUDES Y ADULTERACIONES
El etiquetado de los alimentos: reglamentación. Fraude y adulteración de alimentos: aspectos legales. Caracterización de alimentos: indicación geográfica y denominación de origen, consejos reguladores. Técnicas analíticas para la caracterización de alimentos: indicadores sensoriales e indicadores químicos: teoría general del análisis de datos multivariantes. Detección de fraudes y adulteraciones: teoría general del análisis cualitativo, teoría general de los métodos de confirmación mediante espectrometría de masas.

TEMA 13: QUÍMICA ANALÍTICA DE PROCESOS
Introducción. Sistemas de control de procesos: tipos y funciones operacionales. Analizadores por flujo: tipos. Analizadores de procesos: características. Principales técnicas analíticas: teoría general de los métodos con radiación infrarroja-transformada de Fourier. Sensores analíticos. Sistemas de muestreo y de preparación de muestra. Sistemas automatizados y estaciones robotizadas.


PROGRAMA DE PRÁCTICAS (2 créditos):

BLOQUE 1: CALIBRACIÓN DE EQUIPOS DE LABORATORIO
Procedimientos para calibración de equipos básicos de laboratorio: balanzas, material volumétrico, termómetros, pHmetros, conductímetros, espectrofotómetro UV-vis, etc.

BLOQUE 2: CARACTERIZACIÓN QUÍMICA DE ALIMENTOS
Aplicación de los distintos niveles del reconocimiento de pautas (pattern recognition) para la caracterización de diferentes tipo de alimentos: pescados, carnes, hortalizas, frutas, etc, a partir de datos obtenidos de las tablas de composición de alimentos.

BLOQUE 3: ANÁLISIS DE NUTRIENTES
Desarrollo de un proceso analítico completo, aplicando preferentemente técnicas cromatográficas (GC o HPLC) o de absorción atómica (AAS) para la determinación de un constituyente (o grupos de constituyentes) de un alimento.

EVALUACIÓN:
· Asistencia y aprovechamiento a las sesiones de prácticas. Elaboración de un informe final. (Se evaluará como APTO / NO APTO)
· Realización de un examen escrito sobre los contenidos teóricos desarrollados (Se calificará como SUSPENSO / APROBADO / NOTABLE / SOBRESALIENTE). En convocatorias extraordinarias, los alumnos NO APTOS en prácticas deberán hacer una prueba relativa a las prácticas realizadas en el correspondiente curso académico, edemas del examen de teoría.
· Elaboración de un trabajo monográfico que desarrolle las soluciones analíticas actuales para la determinación de un (o un grupo) de aditivos o de contaminantes de alimentos (OPTATIVO: SE VALORARÁ PARA LA CALIFICACIÓN FINAL)

BIBLIOGRAFÍA:

ü M. Valcárcel. PRINCIPIOS DE QUÍMICA ANALÍTICA, Springer, 1999.
ü G. Schewedt. THE ESSENTIAL GUIDE TO ANALYTICAL CHEMISTRY, Wiley, 1997.
ü R. Matissek, F.M. Schnepel, G. Steiner. ANÁLISIS DE LOS ALIMENTOS: FUNDA-MENTOS, MÉTODOS Y APLICACIONES. Acribia, 1998.
ü J.F. Rubinson, K.A. Rubison. ANÁLISIS QUÍMICO CONTEMPORÁNEO. Prentice-Hall, 2000.
ü D. Harvey. MODERN ANALYTICAL CHEMISTRY. McGraw-Hill, 2000.