Musa paradisiaca L.

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ALMIDONES DE PLÁTANO (Musa paradisiaca L.) Y MAÍZ (Zea mays L.)
ACETILADOS EN HORNO DE MICROONDAS: CARACTERIZACION PARCIAL.
Sánchez-Rivera, M.M.a,, Almanza-Benitez, S.b; Núñez-Santiago, M.C.a, BelloPérez, L.A.a y Rodríguez-Ambriz, S.L.a. *
a
Departamento de Desarrollo Tecnológico, Centro de Desarrollo de Productos Bióticos
del Instituto Politécnico Nacional. CEPROBI No. 8, Yautepec-Jojutla, Km 6, San Isidro,
Yautepec, Morelos, México. C.P. 62731. Tel. 0173539-42020 y 41896.
b
Departamento de Ingeniería Bioquímica, Instituto Tecnológico de Zacatepec, calle S/N,
Calz. Tecnológico No. 27, Zacatepec, Morelos. CP 62780. Tel. 0173734-31394 y 34141.
* [email protected]
RESUMEN:
Almidones de plátano (M. paradisiaca L) y maíz (Zea mays L.) se hicieron reaccionar con anhídrido
acético, utilizando yodo como catalizador en concentraciones de 0.3, 0.6, 0.9 y 1.4 mM. La
reacción de acetilación se realizó en un horno de microondas a 60 W/2 minutos. A los almidones
nativos y acetilados se les determinó el porcentaje de grupos acetilo (CH3-C=O) y el grado de
sustitución (GS). La morfología de los gránulos de almidón fue observada por microscopía
electrónica de barrido, la formación de pastas, el hinchamiento y solubilidad fueron evaluados en
los diferentes almidones de plátano y maíz acetilados. Los almidones acetilados de plátano
presentaron menor contenido de grupos acetilo y GS que los almidones acetilados de maíz. La
microscopia electrónica de barrido reveló mayor exo-corroción y fusión en los gránulos de almidón
acetilados de maíz que en los gránulos de almidón acetilado de plátano. El hinchamiento y la
solubilidad de los almidones acetilados aumentó comparado con su almidón nativo y fue mayor
cuando la concentración del catalizador se incrementó.
ABSTRACT:
Banana (M. paradisiacal L.) and maize (Zea mays L.) starches were reacted with acetic anhydride
using iodine as catalyst in concentrations of 0.3, 0.6, 0.9 and 1.4 mM. The acetylation reaction was
in microwave oven at 60 W/2 minutes. The percentage of acetyl (CH3-C=O) groups and the degree
substitution (DS) in acetylated and natives starches were determined. The morphology of the
granules of starch was observed by scanning electron microscopy (SEM), pastes forming, swelling
and solubility were evaluated in the different acetylated banana and maize starches. The acetylated
banana starch presented minor content of acetyl groups and DS than acetylated maize starch. The
scanning electron microscopy (SEM) revealed more exo-corrosion and fusion in acetylated maize
starch granules than in the granules of the acetylated banana starch. The swelling and solubility of
acetylated starches increased compared with native starches, and were higher when the catalyst
concentration increased.
Palabras clave: acetilación, plátano, microondas, viscosidad.
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INTRODUCCIÓN
La acetilación modifica las propiedades del almidón (Elomaa et al., 2004) al
convertir por esterificación algunos grupos –OH de la unidades de anhidroglucosa
(UAG) a grupos acetilo (CH3-C=O), impartiendo a los almidones acetilados
propiedades de espesamiento, ampliamente utilizados en aplicaciones alimenticias
(Singh et al., 2004; Chi and col., 2008; Elomaa et al., 2004). La esterificación de
los polímeros del almidón por la acetilación forman almidones acetatos
(Jarowenko, 1986) y se preparan comercialmente a temperatura ambiente
haciendo reaccionar una suspensión acuosa de gránulos de almidón con anhídrido
acético, en la presencia de agentes catalizadores alcalinos, como el hidróxido de
sodio (Morton and Solarek, 1984; Singh et al., 2004; Elomaa et al., 2004) que
neutraliza el ácido formado y mantiene el pH alrededor de ocho. El tiempo de
reacción puede ser de varias horas; sin embargo, las eficiencias que se obtienen
son bajas (alrededor del 70 %) dependiendo del tipo de reactivo y condiciones de
reacción (Shogren, 2003; Biswas et al., 2008; Chi et al., 2008). Para acelerar la
esterificación del almidón se ha utilizado el calentamiento en microondas (Shogren
and Biswas, 2006), aumentando la velocidad de calentamiento de la mezcla de
reacción, contenida en recipientes presurizados que contribuye a alcanzar altas
temperaturas en menor tiempo para llevarse a cabo la reacción de acetilación. La
adición de yodo (I2) al medio de reacción acelera el calentamiento en microondas
debido a que tiene la propiedad de absorber la radiación de microondas (Biswas et
al., 2008). La acetilación con calentamiento en microondas, a diferencia del
calentamiento convencional, es más rápido, uniforme e incrementa la velocidad de
reacción en menor tiempo (Shogren and Biswas, 2006). El objetivo del trabajo
fueron obtener almidones acetilados de plátano y maíz, y evaluar sus
características morfológicas, asó como sus propiedades de viscosidad,
comportamiento de flujo y funcionales.
METODOLOGÍA
Se utilizaron almidones nativos de maíz (Zea mays L.) (Sigma-Aldrich) y plátano
(M. paradisiaca L.) obtenido a nivel de planta piloto (Flores-Gorosquera et al.,
2004).
Acetilación del almidón
En un vaso de teflón (50 mL), se pusieron a reaccionar 4.86 g de almidón (30
mM), con 12.25 g (120 mM) de anhídrido acético y 0.3 mM de yodo (I2) como
catalizador, se adicionó un magneto y se homogenizo en una parrilla por cinco
minutos, para introducir en una bomba de policarbonato de alta presión, y dejar en
un horno de microondas convencional a 600 W por 2 minutos. La bomba se dejó
enfriar en una cámara de hielo (40 minutos), al vaso de teflón se adicionaron
cuatro mililitros de tiosulfato de sodio (Na2S203) (2 M), agitando unos segundos
para remover los sólidos y verterlos en un matraz Erlenmeyer (250 mL), añadiendo
100 mL de etanol (96 º), dejando en agitación por 30 minutos. La mezcla se filtró al
vacío utilizando filtros Whatman # 4; los sólidos se lavaron con agua destilada
(200 mL), después con etanol (150 mL) y finalmente con 200 mL de agua
destilada; los sólidos se depositaron en una caja petri y se secaron en una estufa
(40 ºC/24 horas), se molieron en un mortero y se tamizaron en malla de 100
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micras. Bajo las mismas condiciones, se obtuvieron almidones acetilados con 0.6,
0.9 y 1.4 mM de yodo (Biswas et al., 2008),
Grupos acetilo y grado de sustitución
Se pesó 1 g de almidón (en base seca) y se vació en un matraz Erlenmeyer de
250 mL. Se añadieron 50 mL de etanol (96º) al 75 %, los matraces se taparon con
tapas de baquelita, y se dejaron en un baño de agua a 50 ºC con agitación
constante por 30 minutos. Se dejaron enfriar, para adicionar 40 mL de hidróxido de
potasio 0.5 N y unas gotas de fenolftaleína. La muestra saponificada se tituló con
ácido clorhídrico valorado 0.5 N, titulando el alcali adicional que pudo haberse
lixiviado de la muestra (Sodhi and Singh, 2005). El porcentaje de acetilos se
obtuvo con la siguiente ecuación [Ec. 1] donde 0.043 corresponden a los
miliequivalentes del grupo CH3-C=O.
% de Acetilo = (mL blanco) – (mL de muestra) x N del HCl x 0.043 x 100
g de muestra (base seca)
[Ec. 1]
El GS (número promedio de grupos OH- que fueron reemplazados por grupos
CH3-C=O en las unidades de anhidroglucosa (UAG)) se determinó con la ecuación
siguiente [Ec. 2], donde 162 corresponde al peso molecular de la UAG, 4300 se
obtiene de multiplicar 100 por el peso molecular del grupo CH3-C=O y 42 al peso
molecular del grupo CH3-C=O) – 1.
GS = 162 x % Acetil
4300 – (42 x % Acetil)
[Ec. 2]
Caracterización morfológica
La muestra de almidón se espolvoreo sobre una cinta conductora de cobre de
doble adhesión, la cual se fijó previamente en un porta especies de aluminio del
microscopio electrónico de barrido JEOL (modelo JSEM 35 CX, Japan Electronic
Optical Limited, Japón), se colocaron en el ionizador de metales JEOL y se
recubrió con una capa de oro de 60 nm. Las muestras se observaron al
microscopio a un voltaje de 8kV y se tomaron las fotografías (Paredes-López et
al., 1989).
Poder de hinchamiento (PHI)
Dispersiones de almidón al 5 % se sometieron a una cinética de calentamiento de
25 a 90 ºC a intervalos de 10 min. Se tomó una alícuota de 10 mL y se enfrió
rápidamente a 25 ºC, para centrifugar a 2000 rpm/15 min. Por separado, otros 10
mL se dejo secar por 24 h a 100 ºC para obtener la masa de almidón seco. Los
sobrenadantes de la porción centrifugada se separaron cuidadosamente del
residuo para determinar el contenido de azucares totales, tomando como
referencia una curva de calibración (0-100 µg/mL de glucosa) aplicando el método
de fenol-sulfúrico (Dubois et al., 1956). El PHI se determino con la ecuación 3 [Ec.
3], donde MRH (masa del residuo húmedo) y MRS (masa del residuo seco), este
último calculado de la diferencia entre MAS (masa del almidón seco) y MSB (masa
del almidón del sobrenadante).
PHI = mg (MRH)
mgH (MRS)
[Ec. 3]
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Índice de solubilidad (ISB)
De una dispersión al 5 % de almidón-agua sometida a una cinética de
calentamiento (25 a 90 ºC) con intervalos de 10 min, se tomaron 5 mL y se
dispersaron en 5 mL de agua (0.5 % de almidón), la cual se enfrió rápidamente a
25 ºC para centrifugar a 2000 rpm/15 min. Los sobrenadantes de la porción
centrifugada fueron separados cuidadosamente del residuo para determinar el
contenido de azucares totales tomando como referencia una curva de calibración
(0-100 µg/mL de glucosa) aplicando el método de fenol-sulfúrico (Dubois et al.,
1956). Por separado, otra dilución al 0.5 % se dejo secar 24 h a 100 ºC para
obtener la masa de almidón seco. El porcentaje de ISB se obtuvo de la siguiente
ecuación [Ec. 4], donde MSB (masa de almidón en el sobrenadante) se determino
como el producto de la concentración de azúcares totales en el sobrenadante y
MAS (masa del almidón seco en la alícuota), de la relación entre MAS y la masa
húmeda de los residuos (MSB) a partir del volumen de dilución, asumiendo una
densidad de 1000 Kg/m3.
% ISB = [MSB / MAS] x 100
[Ec. 4]
Formación de pasta
Los perfiles de formación de pasta se obtuvieron a partir de dispersiones de
almidón-agua destilada (7.5 % p/v de S.T), utilizando un Reómetro TA Instruments
AR-1000 con geometría de placas paralelas (60 mm de diámetro, Sandblasted) y
Gap de 1000 µm, aplicando un programa de calentamiento (25 ºC, 1ra etapa) –
cocción (90 ºC, 2da etapa) –enfriamiento (25 ºC, 3ra. etapa) a una velocidad de
2.5 ºC/minuto.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Porcentaje de grupos acetilo y grado de sustitución (GS)
En general, los almidones acetilados de plátano y maíz se consideraron de bajo
GS (0.01-0.2) (Shogren, 2003), el de maíz con 1.4 mM de catalizador se encontró
en los límites de un GS moderado (0.5-2.5) (Shogren, 2003). Los almidones
acetilados de plátano (AAP) presentaron un GS menor que los almidones
acetilados de maíz (AAM) (Tabla 1), atribuido a las características propias de los
gránulos, como el tamaño, fragilidad granular, relación amilosa-amilopectina,
estructura y cristalinidad del almidón (Chen et al., 2005). El almidón nativo de
plátano (ANP) presentó mayor contenido de amilosa (37 %) que el almidón nativo
de maíz (ANM) (27-30 %) (Aparicio-Saguilán et al., 2005; Bello-Pérez et al., 2006).
Huang et al. (2006), reportó que el anhídrido acético comienza a reaccionar por la
parte externa del gránulo donde se encuentra principalmente la amilopectina. El
yodo en el medio de reacción también es un factor importante para acetilar el
almidón. En relaciones de anhídrido (30 mM) y yodo (0.05, 0.1, 0.5, 0.75 y 1 mM),
se encontró que el porcentaje de grupos CH3-C=O así como el GS, se
incrementaron conforme aumento la concentración de yodo, obteniéndose GS de
0.12 a 3.35 en almidones acetilados de maíz comercial (Biswas et al., 2008).
Tabla. 1. Contenido de grupos acetilo (%) y grado de sustitución de
almidones nativos y acetilados de plátano y maíz.
AAP- acetilos (%)
AAP-GS
AAM-acetilos (%)
Nativo
0
0
0
0.3 mM
2.025
0.025
0.675
0.6 mM
2.250
0.042
1.125
0.9 mM
2.700
0.060
1.575
1.4 mM
12.025
0.214
5.400
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0
AAM-GS
0.077
0.086
0.104
AAP (almidón acetilado de plátano), AAM (almidón acetilado de maíz).
0.519
Caracterización superficial de los gránulos
Las Microscopía Electrónica de Barrido (MEB) reveló la presencia de poros sobre
la superficie del ANM y una superficie lisa en el ANP (Denisse, 2007). Los poros
facilitarían un mejor acceso físico de los reactivos al interior de los gránulos
(Mirmoghtadaie et al., 2009; Fannon et al., 1992; Denisse, 2007). El tamaño de los
gránulos de almidón de plátano oscila entre 20-60 µm (Millán-Testa et al., 2005;
Waliszewski et al., 2003; Zhang et al., 2005) y los de maíz de 3 a 20 µm (MéndezMontealvo et al., 2006). Los gránulos pequeños se acetilan en mayor proporción
que los gránulos grandes (Huang et al., 2007). Los gránulos de almidón de plátano
son largos, ovalados e irregulares y con superficie densa (Millán-Testa et al., 2005;
Waliszewski et al., 2003). El yodo en la concentración más alta (1.4 mM) resultó
en la fusión de los gránulos del almidón de maíz, atribuido a un mayor porcentaje
de grupos CH3-C=O introducidos, coaleciendo juntamente, resultando en fusión y
agregación granular (Singh et al., 2004; Yadav et al., 2007). Una mayor
penetración de anhídrido y yodo ocasionado por los canales o poros en el ANM,
provocó mayor rompimiento de las capas externas de las superficies de los
gránulos, desapareciendo parcialmente después de la acetilación. En los
almidones acetilados de maiz y papa con los más altos porcentajes de grupos
CH3-C=O y GS, se observaron gránulos más fundidos, atribuido a un mayor
incremento de los puentes de hidrógeno (Singh et al., 2004; Yadav et al., 2007).
La MEB reveló que los gránulos de almidón de plátano fueron más resistentes a la
modificación que los de maíz (Figuras 1 a y b).
a)
b)
Figura 1. Microscopia electrónica de barrido de almidones acetilados de maíz
(3000x) (a) y plátano (2000x) (b).
Poder de hinchamiento
Todos los almidones de plátano y maíz acetilados presentaron un PHI mayor que
los no acetilados (Tabla 2), atribuido a la introducción de grupos sustituyentes
hidrofilicos, que podrían haber permitido la retención de moléculas de agua en los
gránulos, debido a su habilidad para formar puentes de hidrógeno (Bello-Pérez et
al., 2000; Singh et al., 2004). Los almidones nativos de maíz y plátano presentaron
valores 15.8 y 18.3, respectivamente; un PHI bajo es atribuido a la presencia de
lípidos en el almidón de maíz, que podrían contribuir en reducir el hinchamiento de
los gránulos individuales debido a la formación de complejos con la amilosa (Sodhi
and Singh 2005; Singh et al., 2004; Yadav, 2004) así como por la presencia de un
gran número de cristalitos, que incrementan la estabilidad granular. Almidones
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nativos de papa mostraron mayor PHI (20.3 %) que los de maíz (10.3 %),
relacionado al tamaño grande de los gránulos de papa y a su débil organización
interna, debido a los grupos esteres de fosfato cargados negativamente en su
interior (Sodhi and Singh 2005; Singh et al., 2004). Con la concentración más alta
de catalizador (1.4 mM), el PHI de los acetilados disminuyó con respecto a los
otros modificados, estos almidones presentaron los GS más altos, y podría
atribuirse a la presencia de un mayor número de uniones intermoleculares,
ocasionado por un mayor contenido de grupos CH3-C=O (Yadav, 2004), aunado a
una mayor despolimerización de la amilopectina por efecto del catalizador (Biswas
et al., 2008).
Tabla 2. Poder de hinchamiento (%) de almidones de nativos y acetilados de
plátano y maíz a diferentes concentraciones de yodo (0.3, 0.6, 0.9 y 1.4 mM)*
Almidones
Plátano
Maíz
Nativo
18.32±1.1
15.81±1.6
0.3 mM
0.6 mM
20.67±1.6
23.38±0.79
16.90±5.9
21.3±5.0
*Media de tres repeticiones ± desviación estándar
0.9 mM
25.49±2.3
22.33±0.9
1.4 mM
20.65±1.7
20.49±1.8
Índice de solubilidad (ISB)
Los almidones acetilados de plátano y maíz, presentaron mayor ISB que sus
contrapartes nativas (Tabla 3), y se incremento al aumentar la concentración de
yodo, atribuido a un mayor desorden de la estructura granular al incorporarse
grupos CH3-C=O que permitieron mayor acceso de agua al interior de los
gránulos, lo que contribuyó a un mayor carácter hidrofílico y retención de agua
(Yadav et al., 2007). Los almidones acetilados de maíz presentaron mayor ISB
que los de plátano, quizás debido a la distribución de diferentes longitudes de
cadenas en estos almidones (Bello-Pérez et al., 2000); el incremento de la
concentración del catalizador provocó una mejor dispersión en el sistema acuoso,
ocasionado por los grupos CH3-C=O que obstruyen la asociación entre las
cadenas poliméricas del almidón (Yadav et al., 2007). La disminución en el ISB de
los almidones acetilados con 1.4 mM de catalizador, podría deberse a un mayor
GS, permitiendo uniones de asociación más fuertes en la estructura del almidón
por lo grupos CH3-C=O, por lo que el GS puede influir en la solubilidad y en el
grado de polimerización del almidón (Yadav et al., 2007).
Tabla 3. Índice de solubilidad (%) de los gránulos de almidones de nativos y
acetilados de plátano y maíz a diferentes concentraciones de yodo (0.3, 0.6,
0.9 y 1.4 mM)*
Almidones
Plátano
Maíz
Nativo
13.6±2.5
14.9±1.6
0.3 mM
0.6 mM
15.8±1.2
18.0±3.86
38.0±4.9
34.3±2.2
*Media de tres repeticiones ± desviación estándar
0.9 mM
19.3±2.8
42.4±5.7
1.4 mM
15.5±3.6
42.7±3.3
Perfiles de formación de pasta
Los perfiles de viscosidad más altos se obtuvieron en los almidones nativos de
plátano y maíz (Figuras 3a y 3b). La disminución en la viscosidad de los
modificados se atribuye al GS, al efecto hidrolizante del yodo así como al
calentamiento en recipientes presurizados en horno de microondas (Biswas et al.,
2008). La viscosidad de los almidones de maíz acetilados, inicio más rápido que
en el nativo y que los acetilados de plátano; estas diferencias se relaciona con el
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hinchamiento de los gránulos, siendo los de maíz los que empezaron a
incrementar en volumen de manera más rápida que los de plátano por efecto de la
acetilación (Sodhi and singh, 2005). También, los grupos CH3-C=O en los
almidones acetilados podría contribuir al acceso de agua a las áreas amorfas de
los gránulos (Sodhi and Singh, 2005).
En almidones de maíz con 0.3 mM de yodo, se obtuvo un patrón de viscosidad por
debajo del 0.1 Pa.s.; sin embargo, la viscosidad se incremento al aumentar la
concentración del catalizador (0.9 mM), obteniendo geles de mayor consistencia
en la etapa de enfriamiento. Cuando el yodo se incremento a 1.4 mM, el perfil
presento valores de viscosidad muy similares al obtenido con la concentración
más baja de catalizador (0.3 mM), debido a un mayor efecto hidrolizante del
catalizador (Biswas et al., 2008) así como a una mayor GS. En la etapa de cocción
(95 ºC) los almidones acetilados de plátano, mostraron disminución de la
viscosidad conforme aumentó la concentración de yodo; sin embargo, en la etapa
de enfriamiento (25 ºC) la viscosidad de los geles fue más alta a diferencia de los
acetilados de maíz. Esto se relaciona con la viscosidad en la etapa de cocción (95
ºC), gobernada principalmente por las características de hinchamiento durante el
calentamiento de los almidones, así como a la lixiviación de los carbohidratos
solubles (principalmente amilosa) cuando los gránulos de almidón llegan a su
máximo hinchamiento y llegan a romperse (Sodhi and Singh, 2005); por lo que el
incremento de la viscosidad en la etapa de enfriamiento en los almidones
acetilados de plátano es atribuido a la acetilación, que produjo mayor número de
segmentos lineales (mayor contenido de amilosa total) y mayor lixiviación de
amilosa, lo que provocó que la viscosidad de la pasta fría de estos almidones se
incrementara (Sodhi and Singh, 2005).
Por lo general, durante la fase de enfriamiento, la viscosidad de las pastas de los
almidones se incrementa, debido principalmente a la reasociación dentro de un
cierto nivel de orden de las cadenas de amilosa, fenómeno conocido como
retrogradación (Sodhi and Singh, 2005). Los grupos CH3-C=O podrían promover la
creación de zonas de unión en las moléculas de amilosa, lo que podría facilitar el
realineamiento o asociación de amilosas en la pasta fría de almidón, dependiendo
de las características moleculares de la amilosa (Sodhi and Singh, 2005). Por lo
que la viscosidad de la pasta fría, es determinada por la tendencia a la
retrogradación de la amilosa lixiviada durante el enfriamiento (Sodhi and Singh,
2005).
La disminución en la viscosidad con 1.4 mM de yodo en ambos almidones, podría
estar relacionada con una erosión más marcada de la región amorfa de los
gránulos por efecto de las moléculas de yodo, lo que pudo resultar en un mayor
debilitamiento de los gránulos de almidón. Los gránulos debilitados son más
propensos a ser deformados durante la agitación y el calentamiento, reduciéndose
de esta manera la viscosidad (Sodhi and Singh, 2005). Además, de la acción de
los grupos CH3-C=O que producen mayor debilitamiento de las fuerzas de unión
entre las cadenas de los almidones acetilados, por lo que mas gránulos débiles
podrían someterse a rompimiento por las fuerzas de agitación y disminuir la
viscosidad (Sodhi and Singh, 2005). El peso molecular (PM) de los polímeros del
almidón disminuyó por efecto de las condiciones de acetilación, particularmente
del yodo que es también un agente oxidante, que al igual que otros oxidantes
como el hipoclorito, rompen los enlaces glucosídicos de las cadenas del almidón
(Biswas et al., 2008).
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a)
1.2
100
Nativo
1
0.8
60
0.6
40
0.4
0.6 mM
20
0.9 mM
0.2
Temperatura (ºC)
Viscosidad (Pa.s)
80
0.3 mM
1.4 mM
0
0
0
10
20
30
40
50
60
70
80
Tiempo global (min)
b)
1.4
100
Nativo
1.2
80
0.3 mM
60
0.8
0.6 mM
0.6
0.9 mM
1.4 mM
40
0.4
Temperatura (°C)
Viscosidad (Pa.s)
1
20
0.2
0
0
0
10
20
30
40
50
60
70
80
Tiempo Global (min)
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Figura 3. Perfiles de viscosidad obtenidos en un Reómetro TA Instruments AR-1000
a partir de dispersiones (7.5 % p/v S-T) de almidones de maíz (a) y plátano (b)
nativos y acetilados con anhídrido acético, yodo (0.3, 0.6, 0.9 y 1.4 mM) utilizando
calentamiento en microondas.
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XII CONGRESO NACIONAL DE CIENCIA
Y TECNOLOGIA DE ALIMENTOS
Jueves 27 y Viernes 28 de Mayo de 2010
Guanajuato, Gto.
CONCLUSIONES
La acetilación modificó las propiedades químicas, funcionales y de viscosidad de
almidones de plátano y maíz. Los grupos acetilos y el grado de sustitución se
incrementaron conforme aumento la concentración del catalizador en el medio de
reacción. El hinchamiento y solubilidad de los gránulos fueron incrementados
favoreciéndose una mayor lixiviación de cadenas lineales al medio acuoso. Los
gránulos del almidón de maíz acetilado mostraron mayor exo-corroción que los de
plátano.
AGRADECIMIENTOS: se agradece a la SIP-IPN, COFAA-IPN y EDI-IPN, los
apoyos económicos otorgados para la realización del presente trabajo.
REFERENCIAS
- Agama-Acevedo E, Ottenhof MA, Farhat IA, Paredes-López O, Ortíz-Cereceres
J. and Bello-Pérez LA. 2005. Aislamiento y caracterización del almidón del almidón
de maices pigmentados. Agrociencia 39: 419-429.
- Aparicio-Saguilán A, Flores-Huicochea E, Tovar J, García-Suárez F, GutiérrezMeraz F. and Bello-Pérez LA. 2005. Resistant starch-rich powders prepared by
autoclaving of native and lintnerized banana starch: partial characterization.
Starch/Stärke 57: 405-412.
- Bello-Pérez LA, Contreras-Ramos SM, Jiménez-Aparicio A, and Paredes-López
O. 2000. Acetylation and characterization of banana (Musa paradisiaca L.) starch.
Acta Científica Venezolana 51: 143-149.
- Biswas A, Shogren RL, Selling G, Salch J, Willett JL, Buchanan ChM. 2008.
Rapid and environmentally friendly preparation of starch sters. Carbohydrate
Polymers 74: 137-141.
- Bello-Pérez LA, Rendón-Villalobos JR, Agama-Acevedo E. and Islas-Hernández
JJ. 2006. In Vitro starch digestibility of tortillas elaborated by different masa
preparation procedures. Cereal Chemistry 83:188-193.
Chi H, Xu K, Wu X, Chen Q, Xue D, Song Ch, Zhang W. and WP. 2008. Effect of
acetylation on the properties of corn starch. Food Chemistry 106: 923-928.
- Chen Z, Huang J, Sours P, Schols HA. and Voragen AGJ. 2005. Granule size
affects the acetyl substitution on amylopectin populations in potato and sweet
potato starches. Carbohydrate Polymers 62: 333-337.
- Dubois M, Giles KA, Hamilton JK, Rebers PA. and Smith F. 1956. Colorimetric
method for determination of sugars and related substances. Journal of Analytical
Chemistry 28: 350-356
- Guerra-Della-Valle D. 2007. Efecto de la acetilación en las caracteristicas
morfologicas y moleculares del almidón de plátano (Musa paradisiaca L.). Tesis de
Maestría. Centro de Desarrollo de Productos Bióticos del I. P. N. Yautepec,
Morelos.
- Elomaa E, Asplund T, Soininen P, Laatikainen R, Peltonen S, Hyvärinen S, and
Urtti A. 2004. Determination of the degree of sbstitution of acetylated starch by
hydrolysis, 1H NMR and TGA/IR. Carbohydrate Polymer 57: 261-267.
- Fannon JE, Hauber RJ. and BeMiller JN. 1992. Surface pores of starch granules.
Cereal Chemistry 69: 284-288.
- Flores-Gorosquera E, García-Suárez FJ, Flores-Huicochea E, Nùñez-Santiago M
C, González-Soto R. y Bello-Pérez LA. 2004. Rendimiento del proceso de
OT10910
División Ciencias de la Vida
Campus Irapuato-Salamanca
XII CONGRESO NACIONAL DE CIENCIA
Y TECNOLOGIA DE ALIMENTOS
Jueves 27 y Viernes 28 de Mayo de 2010
Guanajuato, Gto.
extracción de almidón a partir de frutos de plátano (Musa paradisiaca L.) estudio
en planta piloto. Acta Científica Venezolana 55:86-90.
- Huang J, Scols HA, Klaver R, Jin Z. and Voragen AGJ. 2007. Acetyl substitution
patterns of amylose and amylopectin populations in cowpea starch modified with
acetic anhydride and vinyl acetate. Carbohydrate Polymes 67: 542-550.
- Jatowenko W. 1986. Acetylated starch and miscellaneous organic esters. In O. B.
77-372.
- Méndez-Montealvo G, Sánchez-Rivera MM, Paredes-López O. and Bello-Pérez
LA. 2006. Thermal and rheological properties of nixtamalized maize starch.
International Journal of Biological Macromolecules 40: 59-63.
- Millán-Testa CE, MG. Méndez-Montealvo MA, Ottenhof IA, Farhat and LA, BelloPérez. 2005. Determination of the molecular and structural characteristics of
okenia, mango and banana starches. Journal and Agriculture and Food Chemistry
53: 495-501.
- Mirmoghtadaie L, Kadivar M. and Shahedi M. 2009. Effects of cros-linking and
acetylation on oat starch properties. Food Chemistry 116: 709-713.
- Morton RW. and Solarek D. 1984. Starch derivatives: Production and uses. In:
Starch Chemistry and Technology, 2nd Ed. (Eds. R.L. Wistler, J. N. BeMiller, E. F.
Paschall), Academic Press, New York, pp: 311-366.
- Paredes-López O, Schevening ML, Hernández-López D. and Cárabez-Trejo A.
1989. Amaranth starch isolation and partial characterization. Starch/Stärke 41:
205-207.
- Singh N, Chawla D. and Singh J. 2004. Influence of acetic anhydride on
physicochemical, morphological and thermal properties of corn and potato starch.
Food Chemistry. 86: 601-608.
- Shogren RL. 2003. Rapid preparation of starch esters by high
temperature/pressure reaction. Carbohydrate Polymers 52: 319-326.
- Sodhi NS. and Singh N. 2005. Characteristics of acetylated starches prepared
using starches separated from different rice cultivars. Journal of Food Engineering.
70: 117-127.
- Waliszewski KN, Aparicio MA, Bello LA and Monroy JA. 2003. Changes of
banana starch by chemical and physical modification. Carbohydrate Polymers 52:
237-242.
- Yadav AR, Mahadevamma S, Tharanathan RN, Ramteke RS. 2007.
Characteristics of acetylated and enzime-modified potato and sweet potato flours.
Food Chemistry 103: 1119-1126.
- Zhang P, Whistler RL, BeMiller JN. and Hamaker BR. 2005. Banana starch:
production, physicochemical properties and digestibility review. Carbohydrate
Polymers 5: 443-458.
OT10911