Doctorado en Ciencias Agroalimentarias

El Doctorado en Ciencias Agroalimentarias (DCA) de la Universidad Autónoma Chapingo es un posgrado único en su tipo, cuyo enfoque holístico forma capital humano de alto nivel, para generar conocimiento de frontera, mediante el aprovechamiento de productos, subproductos y residuos agroalimentarios, que impulsen el progreso de una manera sostenible.

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    Compuestos marcadores y propiedades antioxidantes de mieles de Quintana Roo, México
    (Universidad Autónoma Chapingo, 2022-06) Avila Uribe, Graciela ; Guerra Ramírez, Diana ; Salgado Escobar, Irma ; Reyes Trejo, Benito ; Pérez López, Artemio ; Aguilar Toalá, José Eleazar
    La producción de miel en el estado de Quintana Roo, México, se destina para el consumo local y ha sido poco estudiada. El objetivo de esta investigación fue identificar compuestos volátiles, útiles como marcadores, en mieles de Apis mellifera y Melipona beecheii, así como evaluar el potencial nutracéutico de ambas, con el fin de caracterizar estos productos de importancia comercial en la zona. Las muestras de miel fueron proporcionadas por apicultores de 28 comunidades. El potencial nutracéutico se evaluó, cuantificando las concentraciones totales de fenoles y flavonoides, además de la capacidad antioxidante aplicando los ensayos FRAP y ABTS. Los compuestos volátiles se aislaron por microextracción en fase sólida y se analizaron mediante cromatografía de gases acoplado a un detector de masas. Derivado del análisis de componentes principales, los compuestos sugeridos como marcadores de Apis fueron: 1,3,8-p-mentatrieno, safranal, 1,3,5,7-ciclooctatetraeno, 2- metoxifenol, timol y zingibereno; mientras que para Melipona fueron: 1,1,5 trimetil-1,2-dihidronaftaleno, cadaleno, éster dietílico del ácido butanedioico, jasmona, alcoholes bencílico y feniletílico, éster etílico del ácido benzoico y β damascenona. Las concentraciones de fenoles y flavonoides en mieles de Apis fueron: 44.54 ± 0.01 – 55.86 ± 0.02 mg EAG 100 g-1 y 21.61 ± 0.01 – 29.18 ± 0.08 mg EQ 100 g-1 , y para Melipona fue: 16.10 ± 0.53 – 65.89 ± 3.86 mg EAG 100 g 1 y 1.35 ± 0.09 – 11.65 ± 0.65 mg EC 100 g-1 . La capacidad antioxidante para las mieles de Apis y Melipona fueron: 30.55 ± 0.09 – 137.54 ± 0.10 y 24.62 ± 2.13 – 96.47 ± 3.75 (FRAP); y 83.97 ± 0.04 – 109.30 ± 0.05 y 30.80 ± 1.36 – 160.80 ± 2.32 μmol ET 100 g-1 (ABTS), respectivamente. La detección de compuestos volátiles específicos en la miel es de utilidad para determinar su origen geográfico y floral. Además, las propiedades antioxidantes proporcionan información sobre su potencial nutracéutico.
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    Composición química, actividad antioxidante y Enzimática de agua de coco (Cocos nucifera) verde y maduro
    (Universidad Autónoma Chapingo, 2022-04) Arzeta Ríos, Abraham Jesús ; Reyes Trejo, Benito ; Guerra Ramírez, Diana ; Ybarra Moncada, Ma. Carmen ; Francisco González, Rubén
    El coco (Cocos nucifera L.) es una drupa fibrosa, generalmente ovoide en forma, de cuyo endospermo se obtiene el agua de coco. Los frutos en estado inmaduro o tierno son los utilizados para la obtención de agua de coco, sin embargo, también puede consumirse cuando el fruto ha madurado fisiológicamente. Aunque el agua de coco maduro es considerada un producto de desecho en el proceso de obtención de copra, es un material que aún contiene compuestos que pueden ser beneficiosos para el cuerpo humano. En este trabajo se evaluaron los compuestos volátiles y la composición química del agua de frutos de coco de diferentes estados de desarrollo durante al almacenamiento. Además, se evaluaron los efectos de tratamientos térmicos en la composición química, actividad enzimática y capacidad antioxidante del agua de coco de diferentes etapas de desarrollo del fruto. Para la determinación de los compuestos volátiles se utilizó Cromatografía de Gases, mientras que para la identificación y comparación de compuestos se empleó espectroscopía de Resonancia Magnética Nuclear y análisis quimiométrico. Los compuestos volátiles mayoritarios encontrados en el agua de coco verde fueron: 2,6-di-ter butilquinona (5,9%) y ácido octanoico (4,5%), mientras que en el agua de coco maduro se encontró principalmente 3-ter-butil-4-hidroxianisol (21,8%) y 1-octanol (13,6%). En el líquido se encontraron como componentes mayoritarios el etanol, ácido málico, α y β glucosa, sacarosa, fructosa y ácido γ-aminobutírico. La distinción de muestras de diferentes etapas de maduración y la evaluación de efectos de tratamientos térmicos fueron explicadas satisfactoriamente mediante análisis quimiométrico. Durante el almacenamiento, el agua de coco verde se mantuvo apta para consumo hasta por 30 días, mientras que el agua de coco maduro se mantuvo hasta dos meses. El calentamiento por microondas generó la inactivación enzimática más eficiente y un aumento en la capacidad antioxidante en los rangos de temperatura evaluados.
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    Estudio reológico y teórico de la interacción k-carragenina y Ca2+
    (Universidad Autónoma Chapingo, 2022-04-29) Laureano López, Bernabé ; Pérez López, Artemio ; Núñez Santiago, María del Carmen ; Espinosa Solares, Teodoro ; Nicolás Vázquez, María Inés ; Flores Huicochea, Emmanuel
    La κ-carragenina1es un galactano sulfatado, extraído a partir de diferentes especies de algas marinas rojas, principalmente de Kappaphycus alvarezii y es conocida por formar geles con diferente firmeza y resistencia a la temperatura dependiendo de la presencia de iones específicos. El objetivo del estudio fue explorar la gelificación y fusión del sistema κ-carragenina–Ca2+ utilizando reometría de cizalla oscilatoria de baja amplitud y química computacional para representar el diagrama de transición sol–gel y explicar la manera en la que interactúan las moléculas de polímero con los iones Ca2+ . Se demostró la aplicabilidad e idoneidad del método de la tan de δ para determinar las temperaturas de gelificación (Tg) y fusión (Tm) precisas del sistema κ carragenina–Ca2+ . Se utilizó una concentración fija de polímero (1% p/p) y fuerza iónica en el intervalo de 0 a 100 mM. El comienzo de la gelificación en el enfriamiento y la pérdida de estructura del gel en el calentamiento se desplazaron a temperaturas progresivamente más altas tras la adición gradual de CaCl2, con histéresis térmica. Se graficó la concentración iónica total (CT) versus el inverso de las temperaturas Tg y Tm en un diagrama de transición que define al menos dos transiciones conformacionales para κ-carragenina sola y en presencia de iones Ca2+ . Las pendientes de regresión para las curvas de enfriamiento y calentamiento del diagrama de transición resultaron ser diferentes entre sí, indicando un posible punto crítico para valores de CT por debajo de 10 mmol/dm3 . El modelado por computadora a nivel teoría del funcional de la densidad (TFD) reveló que la κ-carragenina puede presentar puentes de hidrógeno intra e intermoleculares y coordinación con iones Ca2+.
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    Modificación de las propiedades funcionales en proteína de amaranto mediante cambios de pH y ultrasonicación
    (Universidad Autónoma Chapingo, 2022-04) Figueroa González, Juan José ; Lobato Calleros, Consuelo Silvia Olivia ; Vernon Carter, Jaime ; Aguirre Mandujano, Eleazar ; Martínez Velasco, Alejandro ; segura Campos, Maira Rubi
    El interés en la proteína nativa (APN) de amaranto (Amaranthus spp.) ha crecido en los últimos años, debido a su equilibrio saludable de aminoácidos esenciales, propiedades funcionales y amplia aplicación potencial en la industria alimentaria; sin embargo, su escasa solubilidad limita su aplicación en productos alimenticios. Por lo tanto, un tema de investigación en curso es explorar tecnologías de bajo costo, simples y efectivas para modificar la estructura y mejorar la funcionalidad de las proteínas, como el cambio de pH y la ultrasonicación. En este trabajo se evaluó el efecto de las condiciones de ultrasonicación (US) al 50% de amplitud por 10 min (APUS), el cambio de pH a pH 2 y 12 (APpH2 y APpH12), y la combinación de ambos (APpH2US y APpH12US) sobre los aspectos estructurales, propiedades fisicoquímicas y funcionales de APN. La APN se obtuvo por solubilización a pH 11 y precipitación a pH 4.5, con un rendimiento de 5.0 ± 0.5% y 83.29 ± 1.0% de contenido proteico. Las fracciones la hélice-α, lámina-β, giro-β y estructuras de espirales aleatorias de las estructuras de APN se vieron afectadas por el cambio de pH12 y US, pero no por el cambio de pH2. Los grupos sulfhidrilo expuestos de APN disminuyeron, mientras que los enlaces disulfuro aumentaron como resultado del cambio de pH solo o combinado con US. La APpH12US logró la mayor solubilidad. La capacidad de formación de espuma y la estabilidad aumentaron significativamente con todos los tratamientos, excepto con APpH2. El cambio de pH alcalino solo o combinado con US mejoró las propiedades funcionales de APN.
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    Propiedades fisicoquímicas, microestructurales y de digestibilidad del almidón de achiote (Bixa orellana L.)
    (Universidad Autónoma Chapingo, 2022-02) Cortés Viguri, Vianney ; Hernández Rodríguez, Landy ; Lobato Calleros, Consuelo Silvia Olivia ; Hernández Rodríguez, Blanca Elizabeth
    En este trabajo se estudiaron los efectos del grado de pureza del almidón de achiote (Bixa orellana L.) (AS) sobre sus propiedades fisicoquímicas, antioxidantes, microestructurales, funcionales y de digestibilidad. El AS fue sometido a tratamientos de purificación que incluyeron desgrasado para la eliminación de lípidos (ASF0), tratamiento alcalino para la extracción de proteínas (ASP0) y tratamiento combinado desgrasado/alcalino (ASF0P0). Los almidones purificados mostraron valores de potencial ζ negativos (-18.30 a -24.10 mV), contenido fenólico total de 3.16 – 6.71 mg de GAE 100 g-1 y actividad antioxidante de 0.52 – 1.14 µg de TE g-1 (ensayo ABTS•+). Todos los almidones presentaron una morfología heterogénea con gránulos que exhibieron una variedad de formas ovaladas, esféricas, triangulares e irregulares con tendencia a aglomerarse. El diámetro medio de los aglomerados de gránulos (D3,2) aumentó de 26.8 µm a 31.1 µm con los tratamientos de purificación. La espectroscopia FTIR mostró que moléculas de proteína estaban presentes a pesar de aplicar un tratamiento alcalino para eliminarlas. Los patrones de difracción de rayos X indicaron que la región cristalina del almidón no se modificó mediante el tratamiento de desproteinización. Las propiedades de flujo y viscoelásticas aumentaron cuando se eliminaron simultáneamente los lípidos y las proteínas. Las propiedades funcionales como capacidad de hinchamiento, índice de solubilidad y las capacidades de absorción de agua y absorción de aceite fueron 21.44 – 22.71 g g -1 , 21.77 – 40.43 %, 3.9 – 4.56 g g-1 y 1.78 – 2.41 g g-1 , respectivamente. La digestibilidad in vitro del AS presentó una mayor fracción de almidón de digestión lenta (36.57 – 40.68 %) en comparación a la fracción de almidón de digestión rápida. El presente estudio sugiere que la remoción de proteínas mediante un tratamiento alcalino es un procedimiento de purificación adecuado para obtener AS con propiedades funcionales mejoradas.