guÍa del alumno, curso 2009-2010 ingeniero …. agricola/departamentos/quimica y analisis... ·...

UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE MADRID

ESCUELA UNIVERSITARIA DE INGENIERÍA TÉCNICA AGRÍCOLA

GUÍA DEL ALUMNO, CURSO 2009-2010

INGENIERO TÉCNICO AGRÍCOLA, ESPECIALIDAD DE TITULACIÓN:

INDUSTRIAS AGRARIAS Y ALIMENTARIAS ASIGNATURA: BIOQUÍMICA

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1. Datos básicos de la asignatura. a Nombre BIOQUÍMICA b Titulación INDUSTRIAS AGRARIAS Y ALIMENTARIAS c Escuela UNIVERSITARIA DE INGENIERÍA TÉCNICA AGRÍCOLA d Departamento QUÍMICA Y ANÁLISIS AGRÍCOLA e Universidad POLITÉCNICA DE MADRID f Área de conocimiento INGENIERIA QUÍMICA, EDAFOLOGÍA Y

QUÍMICA AGRÍCOLA, QUÍMICA ORGÁNICA, BIOQUÍMICA Y BIOLOGÍA MOLECULAR, QUÍMICA INORGÁNICA, QUÍMICA FÍSICA Y QUÍMICA ANALÍTICA

Plan de estudios

Tipo de asignatura Temporalidad Curso g

1.999 h

TRONCAL i

SEMESTRAL j

09-10

Semestre Código de la asignatura

Nº créditos LRU

Nº créditos ECTS k

SEGUNDO l

0134 m

7.5 n

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ñ Lugar donde se imparte la asignatura AULA, LABORATORIO, DESPACHO PROFESOR


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o Horarios de clase Lunes Martes* Miércoles Jueves Viernes

10.30 12.30 8.30 10.30 8.30 10.30 10.30 12.30

* Clase si no hay prácticas p Idioma en que se imparte la asignatura CASTELLANO 2. Profesorado.

a Maria Teresa Domínguez De Juan

Titular de Escuela Universitaria

utorías Teléfono de contacto 913365416 e-mail [email protected]

Tutorías L M X V

Lugar

12.30 13.30 10.30 12.30 10,30 12.30 12,30 13,30 Despacho prof.

b LOURDES GARCÍA TORRES Titular de Universidad Teléfono de contacto 913365416 e-mail [email protected] c


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Tutorías

L M X J V Lugar

Teléfono de contacto e-mail 3. Descripción general

a Sentido y ubicación en el Plan de Estudios. Contexto en la titulación. La bioquímica es una asignatura troncal que se imparte en el segundo cuatrimestre del primer curso de la especialidad de industrias. Debe proporcionar los conocimientos y habilidades necesarios para abordar con la base bioquímica suficiente otras asignaturas relacionadas de cursos posteriores, principalmente tecnología de los alimentos I y II entre las troncales y la mayor parte de las asignaturas optativas de segundo y tercer curso.

b Competencias que se desarrollan: generales y específicas. -Conocimientos generales básicos -Capacidad de aprender -Habilidades para recuperar y analizar información de diferentes fuentes. -Capacidad de análisis y síntesis -Capacidad critica -Capacidad para aplicar la teoría a la práctica -Trabajo en equipo -Habilidades básicas de laboratorio


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c Descriptores. Palabras clave. Bioquímica, biomoléculas, metabolismo

d Prerrequisitos. Conocimientos básicos de química: Sistema periódico, enlaces interatómicos e intermoleculares, equilibrios ácido-base, disoluciones reguladoras, equilibrios redox, principios de termoquímica y de cinética, enlaces del carbono en compuestos orgánicos, grupos funcionales, estructura básica de glúcidos, lípidos y proteínas.

e Sugerencias y recomendaciones. La asignatura de química de industrias del primer cuatrimestre proporciona los conocimientos del apartado anterior., no obstante si el alumno considera que presenta deficiencias, a nivel teórico y/o práctico, debe recurrir al profesor a comienzo de curso para que le recomiende la bibliografía mas adecuada.

4. Objetivos generales.

a Objetivos generales. -Relacionar la estructura de las biomoléculas con sus funciones biológicas y sus propiedades funcionales. -Relacionar la estructura del agua con sus funciones en los seres vivos y en los alimentos. -Conocer las principales reacciones de alteración de los alimentos. -Entender las importantes funciones de las enzimas en el sostenimiento de la vida y en las industrias agroalimentarias. -Analizar los principales procesos que permiten a los seres vivos adquirir y


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utilizar energía para mantener su existencia. -Comprender cómo están reguladas e interconectadas las principales rutas metabólicas. -Adquirir habilidades básicas en el laboratorio. -Adquirir capacidad para aplicar la teoría a la práctica. -Adquirir capacidad de análisis y síntesis de información. -Adquirir capacidad crítica.

5. Programa:

a Breve descripción La asignatura de bioquímica puede considerarse dividida en dos partes: -En la primera se estudian las propiedades biológicas y funcionales de las biomoléculas y las alteraciones que pueden sufrir en los alimentos en determinadas condiciones. También se estudian las funciones del agua en los organismos vivos y en los alimentos y las sustancias polifenólicas, que influyen en reacciones de interés agroalimentario. -La segunda parte está dedicada a la regulación e integración de las principales rutas metabólicas.

b Bloques temáticos o unidades didácticas Nº Unidades temáticas nº de lecciones I INTRODUCCIÓN A LA BIOQUÍMICA 1 II AGUA 1 III GLÚCIDOS 2 IV LÍPIDOS 2


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V PROTEÍNAS 2 VI COMPUESTOS FENÓLICOS 1 VII ENZIMAS 1 VIII INTRODUCCIÓN AL METABOLISMO 1 IX METABOLISMO DE LOS GLÚCIDOS 2

X TRANSPORTE ELECTRÓNICO Y FOSFORILACIÓN OXIDATIVA 1

XI METABOLISMO DE LOS LÍPIDOS 1 XII METABOLISMO DE LAS PROTEÍNAS 1 TOTAL

c PROGRAMA: LECCIONES

I

INTRODUCCIÓN AL ESTUDIO DE LA BIOQUÍMICA. Concepto y Objetivos. Los elementos químicos de la materia viva. Biomoléculas. Bioquímica Agroalimentaria.

II

AGUA. El agua en los seres vivos y en los alimentos.Propiedades. Actividad del Agua. Isotermas de sorción. Relación entre actividad del agua y estabilidad de los alimentos.

III

GLÚCIDOS (I). Propiedades biológicas y funcionales. Glúcidos simples de los alimentos. Derivados de interés. Diholósidos de los alimentos: Sacarosa. Lactosa. Reacciones térmicas: Caramelización. Reacciones de Maillard. Edulcorantes sintéticos.

IV GLÚCIDOS (II). Oligoholósidos.Heterósidos de importancia en los seres vivos.


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Poliholósidos. Propiedades biológicas y funcionales: Gelificación. Almidones naturales y modificados. Glucógeno. Inulina. Celulosa. Pectinas. Gomas. Glicósidos tóxicos de los alimentos.

V

LÍPIDOS (I). Propiedades biológicas y funcionales. Clasificación. Lípidos de los alimentos. Triacilglicéridos.Propiedades. Tratamientos de modificación: Hidrogenación. Transesterificación. Fraccionamiento. Mono y Diacilglicéridos. Lecitinas. Emulgentes naturales y sintéticos. Lípidos de la leche.

VI

LÍPIDOS (II). Terpenos y Carotenoides. Propiedades biológicas y funcionales. Colorantes certificados y no certificados. Esteroides: Colesterol. Ácidos biliares. Hormonas esteroideas. Esteroides anabolizantes. Reacciones de alteración de lípidos: Lipolisis. Oxidación. Antioxidantes. Termolisis. Radiolisis.

VII

PROTEÍNAS (I). Propiedades biológicas y funcionales.Proteínas gelificantes, emulgentes y espumantes. Reacciones de alteración: Proteolisis. Degradación alcalina. Tratamientos térmicos. Oxidación. Reacciones de Maillard.

VIII

PROTEÍNAS (II). Proteínas de origen animal: El sistema proteico muscular. Proteínas de la leche. Proteínas del huevo. Proteínas vegetales: Proteínas de cereales. Proteínas de leguminosas. Proteínas de organismos unicelulares.

IX COMPUESTOS FENÓLICOS. Propiedades biológicas y funcionales. Clasificación. Flavonoides. Taninos. Reacciones de pardeamiento enzimático. Melaninas.

X ENZIMAS. Características generales. Clasificación. Cinética de las reacciones enzimáticas. Factores que influyen en la velocidad. Tipos de inhibición.


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Enzimas alostéricos. Regulación alostérica. Regulación enzimática. Aplicación de los enzimas en industrias agroalimentarias.

XI

INTRODUCCIÓN AL METABOLISMO Objetivo. Rutas metabólicas: anabolismo y catabolismo. Regulación. Bioenergética. Energía libre de las reacciones metabólicas. Transportadores de energía.

XII

METABOLISMO DE LOS GLÚCIDOS (I). Esquema general. Glucolisis. Regulación. Gluconeogénesis. Regulación. Degradación del glucógeno.Incorporación de fructosa y galactosa. Ruta de los fosfatos de pentosa. Fermentaciones lácticas. Fermentación etanólica. Otras fermentaciones.

XIII

METABOLISMO DE LOS GLÚCIDOS (II). Degradación aerobia de la glucosa. Esquema general. Ciclo de Krebs. Regulación. Reacciones anapleróticas. Ciclo del glioxilato. Regulación. Biosíntesis del glucógeno.

XIV

TRANSPORTE ELECTRÓNICO Y FOSFORILACIÓN OXIDATIVA Reacciones de transferencia electrónica. Transportadores electrónicos. Complejos respiratorios. Transferencia de los transportadores electrónicos a las mitocondrias. Fosforilación oxidativa. Regulación. Balance global. Rendimientos energéticos del metabolismo oxidativo.

XV

METABOLISMO DE LOS LÍPIDOS Esquema general. Entrada de ácidos grasos en las mitocondrias. Ciclo de beta-oxidación. Regulación. Formación de cuerpos cetónicos. Síntesis de ácidos grasos. Regulación. Síntesis de triacilglicéridos.

XVI

METABOLISMO DE PROTEÍNAS Esquema general. Economía del nitrógeno. Recambio proteico. Agresión oxidativa: Especies de oxígeno reactivas y defensas antioxidantes. Marcaje proteico: Ubiquitina y proteasoma. Transaminación. Ciclo de la urea. Degradación del esqueleto carbonado de los aminoácidos.


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d Aproximación a una distribución temporal: Calendario y número de horas por unidades

Calendario Bloque temático / Unidad didáctica

Horas presenciales Comienzo Final

I Introducción a la Bioquímica

1

II Agua 2 III Glúcidos 8 IV Lípidos 8 V Proteínas 8 VI Compuestos fenólicos 2 VII Enzimas 3

VIII Introducción al metabolismo

2

IX Metabolismo de glúcidos

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X Transporte electrónico y fosforilación oxidativa

3

XI Metabolismo de lípidos 5

XII Metabolismo de proteínas

3

6. Programa II: Prácticas


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a Breve descripción. El programa de prácticas muestra experimentalmente parte de los contenidos estudiados. Se realizarán ensayos con glúcidos, lípidos y proteínas de los alimentos, tanto a nivel cualitativo como cuantitativo.

b Programa de prácticas. 1. INVERSIÓN DE LA SACAROSA. CÁLCULO DEL RENDIMIENTO.

2.- POLARIMETRÍA: IDENTIFICACIÓN DE UN GLÚCIDO.

DETERMINACIÓN DEL CONTENIDO EN SACAROSA.

3.- OBTENCIÓN DE ALMIDÓN DE PATATA. HIDRÓLISIS DEL ALMIDÓN.

4.- DETERMINACIÓN DEL CONTENIDO EN ÁCIDO ASCÓRBICO Y ÁCIDO

ACETILSALICÍLICO DE UN COMPRIMIDO COMERCIAL.

5.- DETERMINACIÓN DEL CONTENIDO TOTAL DE LÍPIDOS. ÍNDICE Y

GRADO DE ACIDEZ.

6.-DETERMINACIÓN DE LA ACIDEZ EN ZUMOS Y VINOS.

REFRACTOMETRÍA: ÍNDICE DE REFRACCIÓN DE ACEITES.

CONCENTRACIÓN DE AZÚCARES EN ZUMOS.

7.- REACCIONES DE PARDEAMIENTO ENZIMÁTICO EN FRUTAS.


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INFLUENCIA DE LA TEMPERATURA, EL PH, EL ÁCIDO ASCÓRBICO Y EL

DIÓXIDO DE AZUFRE.

8.-ENSAYOS CON PROTEÍNAS DE ALBÚMINA DE HUEVO. EFECTO DE

DIVERSOS REACTIVOS. REACCIONES DE IDENTIFICACIÓN.

9.-OBTENCIÓN DE CASEÍNAS Y PROTEÍNAS DEL LACTOSUERO DE LA

LECHE. REACCIONES DE IDENTIFICACIÓN DE PROTEÍNAS, CALCIO Y

FOSFATO.

10.-DETERMINACIÓN CUANTITATIVA DE PROTEÍNAS

7. Líneas metodológicas.

a Metodología didáctica de «teoría». LAS CLASES TENDRÁN UNA DURACIÓN APROXIMADA DE 1 HORA Y SE IMPARTIRÁN SEGÚN EL CALENDARIO APROBADO POR JUNTA DE CENTRO. LOS ESTUDIANTES PODRÁN INTERRUMPIR AL PROFESOR PARA SOLICITAR ACLARACIONES. DE IGUAL MODO EL PROFESOR PUEDE REQUERIR LA PARTICIPACIÓN DE LOS ESTUDIANTES. LA ASIGNATURA SE ENCUENTRA DISPONIBLE EN LA PLATAFORMA MOODLE: SE HAN INCLUÍDO TODOS LOS RECURSOS QUE PUEDEN FACILITAR AL ALUMNO LA COMPRENSIÓN DE CADA TEMA: VISUALIZACIONES MOLECULARES TRIDIMENSIONALES, IMÁGENES ANIMADAS, FOTOGRAFÍAS, RESÚMENES, DOCUMENTOS, EJERCICIOS, EXÁMENES RESUELTOS DE LOS ÚLTIMOS AÑOS Y NUMEROSOS ENLACES A PÁGINAS WEB DE


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INTERÉS.

b Metodología en las actividades académicas dirigidas.

c Trabajo independiente. Estudio.

d Trabajos cooperativos.

Durante el curso puede proponerse la realización de diversas tareas en grupos pequeños (3,4 personas): preparación de temas concretos que revistan especial interés para su exposición en clase, resolución de problemas, puesta en común de diversos aspectos de un tema de actualidad en industria alimentaria,..

e Seminarios, conferencias, visitas,…

f Orientaciones pedagógicas para el estudio y los trabajos en equipo. PARA SEGUIR CORRECTAMENTE LA ASIGNATURA EL ALUMNO DEBE PROCURAR LLEVAR LOS TEMAS "AL DÍA". ESTO EXIGE UNA PLANIFICACIÓN DEL TIEMPO DE ESTUDIO POR SU PARTE, QUE DEBE INCLUIR LA CONSULTA DEL MATERIAL INCLUÍDO EN LA PLATAFORMA MOODLE Y LA CONSULTA BIBLIOGRÁFICA. CUALQUIER DUDA O DIFICULTAD QUE LE SURJA DEBE CONSULTARLA CON EL PROFESOR EN HORARIO DE TUTORÍA O POR CORREO ELECTRÓNICO


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g Actividades semipresenciales y a distancia. Los alumnos pueden realizar, con carácter voluntario, las actividades propuestas en cada tema en la plataforma moodle. Esto ayudará al seguimiento de la asignatura y, para los alumnos que lo realicen, tendrá un peso del 10 % en la nota final.

h Atención y seguimiento tutorial. Los alumnos pueden acudir, en las horas de tutoría indicadas, al despacho del profesor personalmente para resolver dudas o solicitar aclaraciones sobre cualquier aspecto de la asignatura. De igual forma pueden conectarse a través de la plataforma moodle para contactar con el profesor.

8. Créditos

Actividad ECTS. a Horas presenciales de aula. 55 b Horas de prácticas, laboratorios, etc. 20

c Tiempo de trabajo personal. Búsqueda de información y estudio

60

d Tiempo para la realización de trabajos individuales. 5 e Tiempo para la realización de trabajos cooperativos.

f Tiempo para otras actividades formativas: seminarios, conferencias, visitas,...

g Tiempo para la consulta tutorial. 5

h Tiempo de evaluación. Preparación y realización de exámenes.

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ECTS. Decreto 1125/2003 Crédito ECTS: 25-30 horas de trabajo del alumno. Curso académico: 40 semanas (docencia y evaluación). Trabajo semanal del alumno: 37,5 – 45 horas.

Horas del curso académico: 40 semanas x (37,5 – 45 horas) = 1.500 – 1.800 horas.

Créditos del curso académico:

(1500 – 1800) horas / crédito ECTS) = 60 créditos ECTS.

Presencial de teoría: 1,5 – 2 horas de trabajo personal. Presencial de prácticas: 0,5 – 1,5 horas de trabajo

Horas no presenciales:

Estudio de teoría, trabajos individuales, trabajos en equipo, informes de prácticas, consultas tutoriales, visitas, seminarios, preparación de exámenes, evaluación, etc.

9. Bibliografía.

a Bibliografía general de la asignatura (básica). PARTE 1

-QUÍMICA DE LOS ALIMENTOS. PRIMO YÚFERA. ED. SÍNTESIS.

-TECNOLOGÍA DE LOS ALIMENTOS.

VOL I : COMPONENTES DE LOS ALIMENTOS Y PROCESOS

VOL II: ALIMENTOS DE ORIGEN ANIMAL.

ED. SÍNTESIS.


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- BIOQUÍMICA CUANTITATIVA. MACARULLA. VOL I: CUESTIONES SOBRE BIOMOLÉCULAS. ED. REVERTÉ.

- QUÍMICA DE LOS ALIMENTOS. FENNEMA. ED. ACRIBIA.

PARTE 2

-BIOQUÍMICA. MATHEWS. ED. ADDISON WESLEY.

- BIOQUÍMICA. STRYER. ED. REVERTÉ

-BIOQUÍMICA. RAWN.ED. INTERAMERICANA MC GRAW-HILL.

-BIOQUÍMICA. LEHNINGER. ED. OMEGA.

- BIOQUÍMICA CUANTITATIVA. MACARULLA. VOL II: CUESTIONES SOBRE METABOLISMO. ED. REVERTÉ.

BIBLIOGRAFIA DE PRÁCTICAS

-Prácticas de Bioquímica. EUITA

-Bioquímica Experimental. Clark. Ed. Acribia.

-Química de Alimentos. Manual de Laboratorio. Miller. Ed. Limusa Wiley

BIBLIOGRAFÍA DE PROBLEMAS

- Preguntas y respuestas de Bioquímica. Lozano. Ed. Interamericana Mc Graw-Hill

-Problemas de Bioquímica. Cárdenas. Ed. Alhambra.


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-Bioquímica cuantitativa. Vol. I y II. Macarulla. Ed. Reverté.

b Bibliografía específica (por temas). ADITIVOS Y AUXILIARES DE FABRICACIÓN EN LAS INDUSTRIAS AGROALIMENTARIAS. MULTON. ED. ACRIBIA. - QUÍMICA DE LOS ALIMENTOS. BADUL. ED. PEARSON EDUCACIÓN. - QUÍMICA DE LOS ALIMENTOS: MECANISMOS Y TEORÍA. WONG. ED. ACRIBIA. PROTEÍNAS ALIMENTARIAS. CHEFTEL. ED. ACRIBIA. -BIOQUÍMICA Y VALOR NUTRITIVO DE LOS ALIMENTOS. ROBINSON. ED. ACRIBIA. ADEMÁS EXISTEN NUMEROSOS ENLACES A PAG. WEB QUE PUEDEN RESULTAR DE INTERÉS. AQUÍ SE ESPECIFICAN ALGUNAS, QUE ESTÁN INCLUÍDAS COMO RECURSO EN LA ASIGNATURA (PLATAFORMA MOODLE). - HTTP://UAH.ES/OTROSWEB/BIOMODEL ES UNA PÁGINA DE VISUALIZACIÓN DE ESTRUCTURAS MOLECULARES. CONTIENE NUMEROSAS ANIMACIONES Y SE UTILIZA COMO COMPLEMENTO Y AYUDA EN EL ESTUDIO DE LAS BIOMOLÉCULAS. - HTTP://AV.BMBQ.UMA.ES/ AULA VIRTUAL DEL DEPARTAMENTO DE BIOLOGÍA MOLECULAR Y BIOQUÍMICA DE LA UNIVERSIDAD DE MÁLAGA. CONTIENE INFORMACIÓN SOBRE ESTRUCTURA TRIDIMENSIONAL DE LAS BIOMOLÉCULAS, DETERMINADOS TEMAS DE QUÍMICA BÁSICOS PARA BIOQUÍMICA Y PROBLEMAS CON SOLUCIÓN. - WWW HTTP://.EHU.ES/BIOMOLECULAS/


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CURSO DE LA UNIVERSIDAD DEL PAÍS VASCO. INFORMACIÓN MUY ÚTIL SOBRE BIOMOLÉCULAS. MUY RECOMENDABLE.

11. Evaluación.

a Exigencia de asistencia a clases y prácticas. LA ASISTENCIA A TODAS LAS CLASES PRÁCTICAS ES OBLIGATORIA. ES IMPRESCINDIBLE TENER APROBADAS LAS PRÁCTICAS PARA APROBAR LA ASIGNATURA.

b Evaluación diagnóstico.

c Evaluación continua.

Las actividades individuales que se realizan al final de cada tema, con carácter voluntario, así como el examen de prácticas, los trabajos cooperativos y los 2 exámenes parciales que se realizarán durante el curso constituyen una forma de evaluación continua.

d Evaluación final.


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Durante el curso se realizarán dos exámenes parciales eliminatorios, correspondientes a la primera (temas 1-9) y segunda (temas 10-16) partes del programa y un examen de prácticas.

Asimismo, con carácter voluntario, se realizarán actividades individuales y grupales. En la fecha indicada en el Calendario de Exámenes del Centro se realizarán los exámenes finales.

e Tipos de exámenes.

f Criterios de calificación.

La calificación de cada pregunta constará en el examen. Se tendrá en cuenta el razonamiento seguido por el alumno para llegar a la respuesta,

así como la capacidad para aplicar la teoría a la práctica..

Valoración de trabajos individuales

Trabajos enviados por moodle: 10%


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h Valoración de trabajos en equipo

Trabajos cooperativos 5%

i Otras valoraciones.

Examen de prácticas 20%

La asistencia a todas las prácticas es obligatoria, por lo que no realizarlas supone no ser evaluado.

j Calendario de evaluación.

Las fechas de los exámenes finales están fijados por el centro en el Calendario de Exámenes.

Las fechas de los exámenes parciales y del examen de prácticas se comunicará con suficiente antelación y se realizarán durante el horario de la asignatura.

.

k Posibilidades de recuperación

12. Otros aspectos de interés.

a Otros aspectos de interés.


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Última actualización diciembre de 2009

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