INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL UNIDAD PROFESIONAL INTERDISCIPLINARIA DE BIOTECNOLOGÍA

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL
UNIDAD PROFESIONAL INTERDISCIPLINARIA DE
BIOTECNOLOGÍA
CIENCIA Y TECNOLOGÍA DE ALIMENTOS II
PRÁCTICA 4
PRODUCCIÓN DE JARABES Y DETERMINACIÓN DE SU CALIDAD
1. OBJETIVOS
1.1. Realizar las hidrólisis ácida y enzimática del almidón de maíz.
1.2. Determinar el grado de hidrólisis del almidón en los dos métodos por
medio de la medición de azúcares reductores.
1.3. Comparar el rendimiento y características de los jarabes obtenidos.
2. INTRODUCCIÓN
En Estados Unidos, país productor de más de la mitad de la producción mundial
de maíz, se destina cerca de las 3/5 partes para obtener almidón, edulcorantes
(jarabes), aceite y varios subproductos.
El almidón del maíz se encuentra en gránulos poliédrico en el endospermo
harinoso (parte central), cuyo diámetro promedio es 25 m y gratinizan entre los
62 y 72 °C. los gránulos contienen en promedio 26% de amilosa, cadena
básicamente lineal de cerca de 500 unidades de glucosa con enlaces alfa (1 
4) y una masa molecular de 80000. La fracción ramificada contiene varias
centenas de ramificaciones cortas (longitud de 25 unidades de glucosa) y una
masa molecular promedio de al menos un millón.
Los enlaces entre unidades de glucosa, tanto de las principales cadenas como
de las ramificaciones son alfa (1  4) como en la amilosa, pero en los puntos de
enlace de las cadenas principales con las ramificaciones el tipo de enlace es alfa
(1  6).
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Industrialmente el almidón se obtiene de una molienda húmeda del maíz, la cual
permite la separación de los gránulos de almidón del resto del grano. Para
obtener jarabes deben hidrolizarse las moléculas de amilosa y amilopectina.
La hidrólisis puede ser ácida, enzimática o combinada, la primera se utiliza para
reducir, más bien, la viscosidad de la pasta. Posterioemnte el almidón
parcialmente hidrolizado cuyo producto proncipalk son maltodextrinas, se trata
con enzimas apropiadas para finalizar la conversión hasta obtener un jarabe
glucosado con el equivalente de dextrosa específico y otras características
deseadas, entonces las enzimas se desactivan, y se procede con la purificación
y concentración del producto.
3. INVESTIGACIÓN PRELIMINAR
3.1. Investigar en qué consisten los métodos de hidrólisis y enzimática, así
como el método industrial de obtención de jarabes.
3.2. Discutir las ventajas y desventajas de los anteriores métodos con
respecto a características del proceso y de los productos.
3.3. Investigar el mecanismo de acción de las siguientes enzimas, y el tipo
de jarabes que producen: alfa y beta-amilasas, pululanasas, isoamilasas,
amiloglucosidasas y glucosa isomerasa.
3.4. Investigar el significado de equivalente de dextrosa (ED) y su
aplicación. Dar la clasificación de los jarabes con base al ED.
3.5. Investigar sobre los usos posibles de los jarabes.
4. MATERIALES Y REACTIVOS
Autoclave
Agitadores magnéticos
Balanza analítica
Bomba de vacío
Embudos Büchneer
Matraces erlenmeyer 500 ml
Matraces Kitasato 500 ml
Matraces volumétricos 250 ml
Parrillas eléctricas con agitación
Placa de porcelana con cavidades
Papel filtro
Pipetas de 5 ml
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Potenciómetro
Refractómetro digital o de campo
Termómetros
Tubos de ensaye
Vasos de precipitados 10 ml
200 g almidón soluble
0.5 g alfa-amilsa
1.5 g amiloglucosidasa
1 l solución de carbón activado
Cloruro de Calcio
50 ml solución de lugol
Soluciones de HCL 0.1N y 0.5N
Solución de NaOH o Ca(OH)2 0.1n
Reactivo de DNS
5. DESARROLLO EXPERIMENTAL
5.1. HIDRÓLISIS ÁCIDA
Procedimiento
a) Colocar 100 g de almidón soluble o fécula de maíz en un matraz
Erlenmeyer de 500 ml y suspenderlos con 350 ml de una solución de
ácido clorhídrico 0.5N, tomar en este momento la muestra No. 1.
b) Tapar el matraz y colocarlo dentro de una autoclave. Mantener la
temperatura de la autoclave en 121°C durante 30 min.
c) Transcurrido este tiempo, sacar el matraz de la autoclave y decolorar EN
CALIENTE con la solución de carbón activado (aproximadamente al 1%),
filtrar procurando que la solución se encuentre caliente para aumentar la
velocidad de filtración.
d) Una vez filtrado, neutralizar el líquido con hidróxido de calcio o de sodio,
ajustando el pH entre 5.5 y 6.0, tomar No.2.
Determinación de sólidos solubles
a) Determinar el porcentaje de sólidos solubles utilizando un refractómetro
de campo y concentrar el líquido hasta tener entre 78 y 80% de sólidos o
aproximadamente 45 DE.
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b) Anotar el volumen inicial del líquido y el volumen final, para determinar la
concentración realizada.
c) Determinar a cada muestra tomada los sólidos solubles con el
refractómetro de digital o de campo por duplicado.
Evaluación sensorial
a) Por medio de una prueba sensorial descriptiva para consistencia y sabor
se compara el jarabe obtenido con un producto comercial.
Determinación de azúcares reductores
a) Muestras 1 y 2 (filtrados) por medio del método del DNS utilizando como
estándar glucosa co9n concentraciones entre 0.1 y 2 g/l (Anexo 1)
b) Reportar los equivalentes de dextrosa en el almidón intacto y en el
producto después de concentrar.
5.2. HIDRÓLISIS ENZIMÁTICA
a) Preparar una suspensión de almidón o fécula de maíz en agua al 30%,
con agitación, añadir suficiente cloruro de calcio hasta tener 400 ppm,
ajustar el pH entre 6.5 y 7.0, ya sea con ácido clorhídrico o con hidróxido
de sodio. Tomar la muestra No.1 (5 ml aproximadamente).
b) Calentar a 70-75°C agitando continuamente y añadir 0.1% de alfa-amilasa
tomando el tiempo. Mantener la temperatura y tomar las muestras 2 y 3 a
los 15 y 35 minutos, respectivamente.
c) Después de tomar las muestras se da el siguiente tratamiento: calentar la
solución a 90°C durante 10 min para inactivar la enzima y decolorar con
carbón activado (al 1% aproximadamente), filtrando en caliente. Al mismo
tiempo de la toma de muestra 4, colocar una gota de la suspensión en
una placa de porcelana con cavidades o en una cápsula de porcelana que
tenga una gota de lugol (yodo/yoduro de potasio), para observar la
coloración que presenta y relacionarla con el grado de hidrólisis.
d) Posteriormente se ajusta el pH de la solución a 4.0 y se agrega, tomando
el tiempo 0.5 % de amiloglucosidasa. Mantener la temperatura entre 60 y
65°C durante 15 min. llevar la solución hasta 90°C para inactivar a las
enzimas y tomar la muestra 5 tratándola de la manera que las muestras
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anteriores. Decolorar el resto de la solución con carbón activado y filtrar
en caliente.
e) Determinar el porcentaje de sólidos en este último filtrado utilizando un
refractómetro de campo. Concentrar el líquido y el volumen final, para
determinar la concentración realizada.
f) Desarrollar una prueba descriptiva de consistencia y sabor comparando
con un producto comercial.
g) Determinar el porcentaje de sólidos solubles utilizando el refractómetro de
campo para cada una de las muestras, así como el porcentaje de
azúcares reductores directos, diluyendo apropiadamente cada muestra
(aproximadamente 1 / 100), por medio del método del DNS utilizando
como estándar glucosa con concentraciones entre 0.1 y 2 g/l. Hacerlo por
duplicado.
h) Reportar los equivalentes de dextrosa en el almidón intacto y en el
producto de concentrar.
6. DISCUSIÓN DE RESULTADOS
6.1. De una manera tabular presentar los resultados de azúcares solubles y
reductores, así como los equivalentes de dextrosa de cada muestra tanto
del método ácido como del enzimático.
6.2. Discutir sobre los cambios sufridos a medida del avance hidrolítico en
ambos métodos con respecto a azúcares solubles, reductores y
equivalente de dextrosa.
6.3. Comparar ambos métodos por las tendencias de los cambios antes
mencionados y en caso de ser posible, con ayuda de gráficas (tiempo /
azúcares).
6.4. Comparar los productos obtenidos con el jarabe comercial y entre ellos
según los resultados de la prueba descriptiva.
7. BIBLIOGRAFÍA
Fennema, O.R.(Ed.). 1985. Food chemistry. 2° ed. Marcel Decker, Inc. NY,
U.S.A.
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España.
Pomeranz, Y. 1985. Functional properties of food componentes. 2° ed. Academis
Press, Inc., Orlando, FLO, U.S.A.
Serna, S.S. 1996. Química, almacenamiento e industrialización de los cereales.
AGT Editor, S.A., México, D.F.
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technology. 2° ed. Academic Press, Orlando , FL, U.S.A.
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ANEXO 1
DETERMINACIÓN DE AZÚCARES REDUCTORES (MÉTODO DEL DNS)
PROCEDIMIENTO
1. Se disuelve 1 g de ácido -3, -5 – dinitrosalicílico en 20 ml de NaOH 2N,
se agregan después 50 ml de agua destilada, y luego 30 g de tartrato de
sodio y potasio. Todo lleva a un volumen de 100 ml.
2. A 1 ml de sobrenadante se le adiciona 1 ml del reactivo DNS, se coloca
en baño maría a ebullición durante 5 minutos. Posteriormente se deja
enfriar y se adicionan 5 ml de agua destilada. Se leen los tubos en un
espectrofotómetro a 540 nm.
3. Simultáneamente se corren dos testigos de 0.4 y 0.8 g/l de glucosa y un
blanco de reactivos (1 ml de agua destilada en lugar de muestra) con el
mismo tratamiento. El espectrofotómetro se ajusta a cero con el blanco de
reactivos. La absorbancia de las muestras deberá estar entre 0.05 y 0.7,
si no, hacer la correspondiente dilución de las mismas.
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