EVALUACIÓN DE LAS PROPIEDADES MODIFICADAS POR VÍA ENZIMÁTICA DEL ALMIDÓN DE ÑAME (D. trífida) UTILIZANDO α-AMILASA (TERMAMYL® 120 L, TIPO L)
EVALUATION OF THE PROPERTIES MODIFICATION FOR VIA ENZYMATIC OF THE STARCH OF YAM (D. trífida) USING -AMILASA (TERMAMYL® 120 L, TYPE L)
Everaldo Montes M.1*; Jairo Salcedo M.1; José E. Zapata M.1; Jesús Carmona C.1; Sergio Paternina U.4
1 Ingeniería de Alimentos, Universidad de Córdoba, carrera 14D No. 47-06, barrio Los Ángeles. Montería, Córdoba, Colombia.
2 Ingeniería Agroindustrial, Universidad de Sucre. Calle 25 No 23-53, Sincelejo, Sucre, Colombia. ]]>
El almidón de ñame constituye una excelente materia prima para modificar la textura y consistencia de los alimentos. Su funcionalidad depende del peso molecular promedio de la amilosa y la amilopectina, así como de la organización molecular de estos glucanos dentro del gránulo. Con frecuencia los almidones nativos o naturales no son los más adecuados para uso en algunos procesos industriales específicos. Este trabajo tiene como objetivo la modificación por vía enzimática del almidón de ñame (D. trífida) utilizando α-amilasa (Termamyl 120L, tipo L de Novo Nordisk) para determinar sus propiedades funcionales. Se utiliza un diseño experimental en bloques completamente al azar, en un arreglo factorial multinivel, temperatura de reacción en tres niveles (50, 72 y 93ºC), concentración de almidón en tres niveles (30, 40 y 50% p/v) y tiempo de reacción en tres niveles (20, 40 y 60 minutos); se desarrollan 27 tratamientos con tres repeticiones (81 unidades experimentales). Los almidones hidrolizados a 93ºC presentan los mayores equivalentes de dextrosa (ED), seguidos por los de 72 °C y 50 ºC respectivamente. Las propiedades funcionales evaluadas son: estabilidad y claridad de la pasta, acidez titulable, capacidad de hinchamiento, determinación del punto de gelatinización, densidad verdadera, densidad promedio y porosidad. Esta investigación demuestra el gran potencial de los hidrolizados de almidón de D. trífida como una alternativa para responder a las demandas de los procesos industriales en la fabricación de alimentos tales como productos de panadería, salsas, yogures, mermeladas y productos congelados.
Palabras clave: D. trífida, hidrólisis enzimática, almidón modificado, propiedades funcionales.
ABSTRACT
The starch of yam constitutes an excellent raw material to modify the texture and consistency of foods. Its functionality depends on the molecular weight average of the amilosa and the amilopectina, as well as of the molecular organization of these glucanos within the grain, the native or natural starches are frequently not adapted for their use in some specific industrial processings. This investigation, one carries out the modification via enzymatic of the yam starch (D.trífida) using -amilasa (Termamyl 120L, type L of Novo Nordisk) to determine their functional properties. The established treatments for the enzymatic modification in this investigation are: reaction temperature (50, 72 and 93ºC), concentration of starch (30, 40 and 50% p/v) and time of reaction (20, 40 and 60 minutes). One carries out a design experimental factorial multinivel with four blocks. The starches hydrolysated at 93ºC show dextrose equivalent (DE) highest, followed respectively by those of 72 °C and 50ºC. The evaluated functional properties are: stability and clarity of the pasta, acidity titulable, swelling capacity, determination of the gelatinizatión point, true density, bulk density and porosity. This investigation demonstrate the great potential of the hydrolysates of starch of D. trífida like an alternative to respond to the demands of the industrial processes in the production of foods, such as bakery products, sauces, yogurts, marmalades and frozen products.
Key words: D. trífida, enzymatic hydrolysis, modified starch functional properties.
]]>
INTRODUCCIÓN
Ñame, género Dioscorea, familia Dioscoreaceae, es el único ñame comestible de origen americano (1), apetecido por sus características organolépticas sobresalientes. Su almidón nativo puede ser utilizado en la fabricación de alimentos tales como productos de panadería, salsas, mermeladas y productos congelados (2).
El almidón constituye una excelente materia prima para modificar la textura y consistencia de los alimentos (3). Su funcionalidad depende del peso molecular promedio de la amilosa y la amilopectina, así como de la organización molecular de estos glucanos dentro del gránulo. Los almidones nativos o naturales se utilizan porque regulan y estabilizan la textura y por sus propiedades espesantes y gelificantes, pero frecuentemente no son los más adecuados para procesamientos específicos, ya que la estructura nativa del almidón puede ser poco eficiente debido a que las condiciones del proceso (por ejemplo: temperatura, pH y presión) limitan su uso en otras aplicaciones industriales, por la baja resistencia a esfuerzos de corte, baja descomposición térmica, alto nivel de retrogradación y sinéresis (4).
Las limitaciones anteriores se pueden superar modificando la estructura nativa por métodos químicos, físicos y enzimáticos (5), para obtener un almidón modificado con propiedades deseables para aplicaciones específicas. La modificación de los almidones se puede lograr cambiando una o varias de las siguientes características: temperatura de pasta, relación sólidos/viscosidad, resistencia de las pastas a cambios de viscosidad por ácidos, calor y/o agitación mecánica (cizallamiento), tendencia de retrogradación, carácter iónico e hidrofílico, para proporcionarles propiedades especiales de espesamiento, gelificación, adhesión y/o formación de películas (6).
El National Starch & Chemical (1997) (7) anota también que las modificaciones de los almidones permiten optimizar la retención de agua, aumentar la estabilidad, mejorar la sensación al paladar y el brillo, gelificar, dispersar o conferir opacidad; además, los almidones modificados muestran mejor claridad de pastas, mejor estabilidad, incrementada resistencia a retrogradación e incremento en la estabilidad al ciclo congelamiento-deshielo (8, 9, 10).
La denominación de hidrolizados de almidón reúne todos los productos de fraccionamiento del almidón, independientemente de los catalizadores usados (ácidos, enzimas) o del grado de este fraccionamiento. Incluyen un importante número de productos diferentes como glucosa, maltosa, maltotetraosa, maltodextrinas, fructosa, ciclodextrinas, dextrinas, etc. Los hidrolizados presentan propiedades físicas, funcionales, energéticas y organolépticas que son características de cada tipo de producto (11).
Las dextrinas son productos de degradación parcial del almidón, generados por medio de temperatura y/o catalizadores, en un mecanismo de conversión que involucra procesos de ruptura hidrolítica, reorganización de moléculas y repolimerización (12).
Por tanto, el objetivo del presente estudio fue modificar el almidón de D. trífida usando hidrólisis enzimática (con α-amilasa, Termamyl® 120L, tipo L) y evaluar algunas de sus propiedades funcionales para sugerir su posible aplicación en la industria de alimentos.
MATERIALES Y MÉTODOS
]]> Obtención del almidón de Dioscorea trífidaSe utilizaron tubérculos de D. trífida recolectados en los municipios de Tierra alta y Sahagún (Córdoba). El almidón fue extraído utilizando el procedimiento reportado por Moorthy (1991) (13). Los tubérculos se lavan con agua potable para eliminar impurezas, luego se les retira la epidermis con el fin de dejar la pulpa expuesta para el rallado, el cual permite liberar los gránulos de almidón contenidos en las células del parénquima. La masa rallada se suspende en una solución de amoníaco (0.03 M) por cinco minutos con el objetivo de retirar los mucílagos y facilitar la operación de tamizado. La sedimentación se realiza en tanques plásticos de 100 litros por 24 horas, se retira el agua sobrenadante y la mancha que queda en la superficie. Luego, el almidón es lavado con agua limpia, con el objetivo de eliminar la mayor cantidad de impurezas (4–5 horas). Se realizaron tres lavados con el propósito de eliminar la coloración púrpura y se secó artificialmente en estufas por 24 h a 40 ºC hasta que se obtuvo una humedad en base húmeda de 10–12% p/p (determinada en estufa a 100 ºC por 5 horas).
Diseño experimental
Para este trabajo se utilizó un diseño experimental en bloques completamente al azar, en un esquema factorial multinivel. Se fijaron tres factores: Temperatura de reacción, en tres niveles (50, 72, y 93ºC), Concentración de almidón, en tres niveles (30, 40 y 50% p/v) y Tiempo de reacción, en tres niveles (20, 40 y 60 min.), y tres repeticiones por tratamiento para un total de 81 unidades experimentales.
Procedimiento para la modificación enzimática del almidón
Se utilizó un baño termostatado con control de temperatura (termostato de circulación tipo V15c) con agitación permanente. Se prepararon las soluciones de almidón 30% p/v, 40% p/v y 50% p/v, con la cantidad de enzima necesaria, 115 µL, 152 µL y190 µL respectivamente, la cual se determinó según las descripciones de Novo Nordisk, actividad enzimática: 120 KNU/g, pH=6.5, concentración de iones Ca++ = 70 ppm (14); para mantener el pH se adicionó una solución buffer fosfato. Se midieron los azúcares reductores cada 10 minutos utilizando el método del ácido 3,5 dinitrosalícico (DNS) (15), que se utiliza en el cálculo de equivalente de dextrosa. Una vez terminado el tiempo de reacción del proceso de dextrinización, la enzima fue inactivada empleando baño de hielo, luego los almidones modificados se filtraron utilizando una bomba de vacío y papel filtro, después se secaron a 60 ºC por 24 horas en un horno térmico tipo WSU 100 s/n; una vez secos se almacenaron herméticamente y se rotularon en bolsas Ziploc.
Las muestras de almidones modificados son codificadas con 6 dígitos que revelan las condiciones en las que fueron modificadas; donde los dos primeros dígitos corresponden a TºRx (temperatura de reacción en grados centígrados), los dos siguientes a la concentración de almidón p/v, y los dos últimos al tRx (tiempo de reacción en minutos); así 503020, es una muestra que se modificó a 50ºC de TºRx; 30% de [Almidón] y 20 minutos de tRx.
Los almidones modificados a 93ºC no se pudieron filtrar por su alta solubilidad, por lo que fue necesario secar la solución a 65ºC por 72 horas, luego las muestras secas fueron molidas, empacadas y rotuladas en bolsas Ziploc.
Determinación del equivalente de dextrosa (ED)
Se define el DE como unidades de glucosa puras requeridas para reducir la misma cantidad de reactivo ácido dinitrosalicilico (DNS) que 100 unidades de masa de hidrolizado seco. Para determinar el equivalente de dextrosa se utilizó el método del DNS, elaborando una curva de calibración concentración de glucosa vs. absorbancia. Las lecturas fueron hechas en un espectrofotómetro Merck SQ 118 (Merck KGaA, Darmstadt, Germany).
]]> Acidez titulableLa acidez titulable se determinó según el método IAL (1985) (16), Se pesaron 10 g de muestra y se les adicionaron 20 ml de agua destilada, agitando hasta formar una pasta fina, se agregaron 80 mL más de agua destilada y 4 gotas de solución alcohólica de fenolftaleína, luego se procedió a titular con NaOH 0.1N; la acidez se calculó de la siguiente forma (ec. 1):
donde:
AN= acidez normal, V= mL de NaOH gastado en la titulación, F= normalidad de la solución y P = peso en gramos de muestra.
Índice de hinchamiento (IH)
Para determinar el IH se procedió conforme a lo descrito por Ukpabi y Ndimeli (1990) (17). Se transfieren 3g de almidón en base seca a una probeta de 10 ml y se mide su volumen, se adiciona agua destilada hasta completar un volumen de 9 ml, se homogeniza y se deja reposar durante 10 minutos y se anota su volumen, luego se mide el volumen cada 10 min hasta notar que éste no varía.
Estabilidad y claridad de las pastas
Se midió la estabilidad y claridad de las pastas de almidón a temperatura ambiente y a 4ºC. Para ello se suspendieron 0.4 g de una muestra de almidón en 10 mL de agua destilada utilizando tubos de ensayo con tapa, los cuales se colocaron en baño de agua a ebullición por 30 min. Los tubos se agitaron vigorosamente cada 5 min. Luego de enfriar a temperatura ambiente, se determinó el porcentaje de transmitancia (%T) a 650 nm en un espectrofotómetro Merck SQ118 (Merck KGaA, Darmstadt, Germany) utilizando agua como testigo. A las muestras se les midió la transmitancia a las 24, 48 y 72 horas (18).
]]> Determinación del punto de gelatinizaciónSe determinó según el método descrito por Narayana & Narasinga-Rao (1982) (19). Se prepararon 100 ml de suspensión a partir de 10g de muestra en base seca, la cual fue calentada en un agitador calentador magnético (VEB MLW PRUFGERATE-WERT) y se introdujo un termómetro en la suspensión. El calentamiento fue continuo hasta que la solución comenzó a formar gel, y esta temperatura fue tomada.
Densidad verdadera (DT), densidad global (DB) y porosidad
Se desarrolló según el método descrito por Samejima, Irate & Koida (1982) (20), denominado método de desplazamiento de volumen. En este, una porción de muestra de volumen V1, se adiciona a un cilindro volumétrico obteniéndose un peso W2, el peso del cilindro es W1; posteriormente el mismo volumen V1 de un fluido de desplazamiento (alcohol isobutílico, ácido ftálico dietil ester =1:1) es adicionado al cilindro. El volumen total comprendido por el volumen de la muestra mas el volumen del fluido de desplazamiento en el cilindro se denomina
V2. DT, DB y la porosidad, se calculan a partir de las siguientes ecuaciones:
Procesamiento de datos
]]> Para el análisis e interpretación de los resultados obtenidos se empleó el software estadístico Statgraphic Plus versión 5.0. En primera instancia se procedió a la verificación de las presuposiciones del análisis de varianza (normalidad de errores experimentales y homogeneidad de varianza de errores experimentales). Posteriormente se realizó un análisis de varianza (ANOVA) sobre cada una de las variables respuestas (rendimiento de almidón, acidez titulable, índice de hinchamiento, equivalente de dextrosa, densidad verdadera (DT), densidad global (DB), porosidad, punto de gelatinización, estabilidad de pastas), con un nivel de significancia del 5%, para determinar el grado de significancia del modelo estadístico aplicado (Modelo en bloques completamente al azar en arreglo factorial). Comprobada la significancia del modelo, se utilizó el método de la mínima diferencia significativa (LSD), para evaluar la diferencia entre medias. Con este método hay un riesgo del 5,0% al decir que cada par de medias es significativamente diferente, cuando la diferencia real es igual a 0.RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Obtención del almidón: El rendimiento de extracción de almidón utilizando el proceso descrito fue 19,6% p/p, mayor que el reportado para ñame criollo (D. alata) 5,3% p/p, y ñame espino (D. rotundata) 16,6% p/p (21).
Evaluación del proceso de dextrinificación con α-amilasa (Termamyl® 120 L, Tipo L de Novo Nordisk): Los resultados del proceso de dextrinificación de los almidones de Dioscorea trífida, expresados como equivalentes de dextrosa (ED) aparecen en la figura 1, donde se evidencia la influencia de la temperatura de reacción. Se puede decir que el grado de dextrinificación del almidón de D. trífida modificado a 50ºC se encuentra alrededor del 1%, aumenta el almidón modificado a 72ºC hasta el 5%, y con alto grado de conversión para los almidones modificados a 93ºC, alcanzando ED del 51%, lo que confirma que a medida que aumenta, se acerca más a la temperatura de reacción óptima para la enzima según los catálogos de la Novo Nordisk. También muestra que la temperatura de reacción es el factor que más influye sobre el grado de hidrólisis en la modificación enzimática del almidón de D. trífida (gráfica pareto, 1d), y cómo el porcentaje de almidón no tiene influencia sobre este fenómeno. Estas conversiones son mayores que las mostradas en almidones modificados de yuca, las cuales son mayores a las ED de almidones modificados de yuca a temperaturas de reacción entre 80 y 90ºC y tiempos de reacción de 2 h (ED = 30%) (22) y (ED = 50%) (23).
La ecuación 5 muestra el modelo matemático que representa el comportamiento del ED en función de la temperatura de reacción, tiempo de reacción y concentración de almidón con estimaciones R2 = 98,608 %, R (ajustada por g.l.) = 98,4316 %, Error estándar del est. = 2,21905, Error absoluto medio = 1,66864, Estadístico Durbin-Watson = 2,29969 (P=0,8663), Autocorrelación residual de Lag 1 = -0,153624, con un 95% de confianza.
donde ED= equivalente de dextrosa; Tr= temperatura de reacción; Y= Concentración de almidón y
t = Tiempo de reacción.
Figura 1. Porcentaje de Equivalente de Dextrosa (ED) para los almidones modificados de D. trífida en función de la temperatura y el % p/v de almidón, a diferentes tiempos de reacción: a) a 20 min; b) a 40 min; c) a 60 min; y d)
]]>
Acidez titulable (A.T): Contrario a lo reportado para el almidón nativo de D. trífida (A.T= 0.0633) (2), la acidez de los almidones modificados D. trífida presentó valores por encima de la del almidón nativo, los cuales fueron de 1,60 - 1,90; 1,70-1,90 y 0,80 - 1,10, para las modificaciones a 50, 72 y 93ºC respectivamente (Véase figura 2).
Estos resultados se corresponden con los valores de pH obtenidos para el almidón modificado D. trífida (24), ya que este reportó pH más ácido en comparación con el almidón nativo, presentando, por ende, mayores porcentajes de acidez. La temperatura de reacción es el factor que más afecta los resultados de acidez titulable para los almidones modificados D. trífida; obra un efecto negativo sobre el valor de acidez, como lo muestra la figura 2d, mientras que la concentración de almidón y el tiempo de reacción parecen no influir en los resultados de acidez titulable (Véanse figuras 2a, 2b y 2c).
Figura 2. Acidez titulable de los almidones modificados de D.trífida a diferentes tiempos de reacción: a) a 20 min; b) a 40 min; c) a 60 min; y d) Gráfico de pareto, efectos de las variables.
La ecuación 6 muestra el modelo matemático que representa el comportamiento de la acidez titulable A.T en función de la temperatura de reacción, tiempo de reacción y concentración de almidón con un R2 = 88,7784 %, R2 (ajustada por g.l.) = 87,356 %, Error estándar del est. = 0,145551, Error absoluto medio = 0,108756, Estadístico Durbin-Watson = 1,82557 (P=0,1494), Autocorrelación residual de Lag 1 = 0,0805641, y un 95% de nivel de confianza.
Índice de hinchamiento (IH): El índice de hinchamiento reportó valores entre 2,0 - 2,2 y 1,6 - 1,8 cm3/cm3 para los almidones modificados de D. trífida a 50ºC y 72ºC respectivamente, mientras que para los modificados a 93ºC no se dio índice de hinchamiento (IH= 0 cm3/cm3) por el alto grado de degradación que presentaron sus gránulos (Véase figura 3).
Figura 3. Índice de hinchamiento de los almidones modificados de D.trífida a un tiempo de reacción determinado: a) a 20 min; b) a 40 min; c) a 60 min; y d) efectos de las variables.
También cabe destacar que la temperatura de reacción es el factor que más influye de manera inversa en el índice de hinchamiento de los almidones modificados de D. trífida, razón que explica los resultados de índice de hinchamiento a 93ºC de temperatura de reacción, lo que se confirma en la figura 3d. Algunos investigadores han reportado que las fuerzas de unión entre los gránulos de almidón son responsables del alto índice de hinchamiento en harinas de ñame (25).
Los datos de índice de hinchamiento se ajustaron al siguiente modelo de regresión que aparece en la ecuación 7, el cual es una correlación entre los valores de índice de hinchamiento, temperatura de reacción, concentración de almidón y tiempo de reacción. Para este ajuste se obtuvieron los siguientes parámetros estadísticos: R2 = 99,5526%, R2 (ajustada por g.l.) = 99,4959%, Error estándar del est. = 0,0665458, Error absoluto medio = 0,0471879, Estadístico Durbin-Watson = 1,80157 (P=0,1229), Autocorrelación residual de Lag 1 = 0,0966891 en un nivel de confianza del 95%.
Donde IH = índice de hinchamiento; Tr = temperatura de reacción; Y = concentración de almidón y t = tiempo de reacción.
]]> Estabilidad y claridad de las pastas: Se observaron diferencias en el porcentaje de transmitancia (%T) para las diferentes temperaturas de reacción entre las muestras de almidón almacenadas a 4 ºC y a temperatura ambiente (Véanse figuras 4, 5 y 6). En las muestras modificadas a 50 ºC, en la mayoría de los casos los %T fueron mas altos a 4ºC que a temperatura ambiente (Véanse figuras 4a y 4b), excepto la muestra 505020, la cual cayó desde 31, 4 (0h) hasta 0,4 (72h)).Los almidones modificados a 72ºC, mostraron pocas diferencias en %T entre las muestras almacenadas a 4ºC y a temperatura ambiente (Véanse figuras 5a y 5b), excepto para la muestra 723060, la cual cayó desde 38,5 (0h) a 1,3 (72h).
Figura 4. Porcentajes de transmitancia de los almidones modificados a 50ºC: a) 4ºC, b) temperatura ambiente.
En cuanto a los almidones modificados a 93ºC, el comportamiento fue similar, aunque, en su mayoría, los geles de almidones almacenados a temperatura ambiente registraron un descenso significativo en los porcentajes de transmitancia con el tiempo, en comparación a los almacenados a 4ºC, pero presentaron porcentajes de transmitancia mayores en comparación con los modificados a 50ºC y 72ºC.
Figura 5. Porcentajes de transmitancia de los almidones modificados a 72ºC: a) 4ºC, b) temperatura ambiente.
]]> Todo lo anterior demuestra que los almidones modificados de D. trífida tienen poca retrogradación, según lo reportado por Miles et al. (1985) (26) donde a bajas temperaturas incrementan el fenómeno de retrogradación; sin embargo, los geles de los almidones modificados de D. trífida, al presentar bajas sinéresis (24), favorecen también la estabilidad de los geles de almidón.
Por la estabilidad y claridad de pastas que presentaron los almidones modificados de D. trífida a 93ºC, pueden tener aplicación en la industria de alimentos tales como néctares y refrescos.
Temperatura de gelatinización: Los datos para la temperatura de gelatinización de los almidones de D. trífida modificados a 50ºC y 72ºC aparecen en las figuras 6a y 6b. Presentaron temperaturas de gelatinización muy cercanas y por encima de la temperatura de gelatinización del almidón nativo de D. trífida (75,2 ºC) (2).
Figura 6. Temperaturas de gelatinización de los almidones modificados de D. trífida: a) a 50ºC y b) a 72ºC.
El incremento en la temperatura de gelatinización de algunos de los almidones modificados con respecto al nativo se debe a la fragmentación que sufrieron algunos de sus gránulos con el aumento de la temperatura y la acción de la enzima, donde sus componentes, amilosa y amilopectina, se desfragmentan y dispersan solubilizándose en la fase acuosa, al contrario de los gránulos de almidón nativos que conservan su estructura, los cuales, al aumentar la temperatura de sus soluciones, responden hinchándose y adhiriéndose a otros gránulos formando un sistema de red que dará inicio a la gelatinización. Debido a esa situación es más difícil formar redes con gránulos fragmentados los cuales se han disuelto originando espacios en la solución, aumentando, por ende, el punto de gelatinización. Es así como a 93 ºC no se apreció una temperatura de gelatinización debido al grado de modificación que presentaron estas muestras, lo cual se soporta también con los altos valores de solubilidad, la alta estabilidad de las pastas y la baja capacidad de retención de agua (CRA), reportados por Carmona y Paternina (24).
Densidad verdadera (DT), densidad global (DB) y porosidad: Los almidones de D. trífida modificados a 50ºC, 72ºC, y 93ºC (Véase tabla 1) mostraron DT alrededor de 1,428 g/cm3, 1,364 g/cm3 y 1,5 g/cm3 respectivamente, los cuales son diferentes a un nivel de confianza del 95%, (véase tabla 2), y están cercanas a las reportadas para harina de ñame (1,33, 1,49 y 1,55 g/cm3) (27).
Por otro lado, las DB mostraron valores alrededor de 0,937; 0,882 y 0,937 g/cm3 para los almidones de D. trífida modificados a 50, 72 y 93ºC respectivamente. Puede apreciarse diferencia significativa entre las muestras a 50, 93 y 72 ºC. Estos valores están por encima de los reportados para harina de ñame (0,75, 0,93 y 0,53 g/cm3) (27).
]]> La porosidad presentó valores promedio de 0,352; 0,356 y 0,375 para los almidones tratados a 50, 72 y 93ºC, respectivamente. En estos resultados puede apreciarse una diferencia estadísticamente significativa entre las muestras a 93 ºC y las tratadas a 50 y 72 ºC. Además, estos valores están por debajo de los reportados para harina de ñame, los cuales son de 0,53; 0,75 y 0,93, respectivamente. (27).
Tabla 1. Densidad verdadera (DT), densidad global (DB) y porosidad de almidones modificados de D. trífida
Tabla 2. Valores p evaluados para las densidades verdaderas, densidad global y porosidad a partir del Análisis de Varianza
Puesto que el valor-P de la prueba-F es menor que 0,05, existe una diferencia estadísticamente significativa entre la media de densidad verdadera, densidad global y porosidad entre un nivel de temperatura y otro, a un nivel del 95,0% de confianza.
Las muestras modificadas a 72ºC obtuvieron las más bajas densidades promedio, mientras que las modificadas a 93ºC tuvieron los más altos valores para la variedad de ñame D. trífida. Las muestras modificadas a 72ºC tuvieron las porosidades más bajas calculadas.
]]> CONCLUSIONES
• En el proceso de dextrinización del almidón de D. trífida con α-amilasa la temperatura de reacción es la variable más influyente sobre la producción de equivalentes de dextrosa, seguida del tiempo de reacción. Los mayores valores de equivalentes de dextrosa se obtienen a 93ºC, seguido de 72ºC y 50ºC, produciendo variaciones en propiedades funcionales del almidón.
• Almidones de D. trífida modificados a 93 ºC no presentaron temperatura de gelatinización debido al grado de modificación que se obtuvo en estas muestras, lo cual se soporta en los altos valores de solubilidad que no permiten observar cambios en la viscosidad de las soluciones de almidón, pudiendo ser utilizado en la industria de refrescos como espesantes y estabilizantes.
• El índice de hinchamiento del almidón modificado disminuyó a medida que la temperatura de reacción aumentaba debido a la degradación de las macromoléculas que componen los almidones, que se manifiesta por la poca absorción de agua.
• En cuanto a estabilidad y claridad, los almidones modificados presentaron mayor porcentaje de transmitancia a 4ºC que a temperatura ambiente. Esto es importante y puede aplicarse en la industria de alimentos en la fabricación de néctares y refrescos pues produce estabilidad a diferentes temperaturas y presenta muy poca retrogradación.
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
1. Leon J. Origin, evolution and early dispenal of root and tuber crops. In: Symposium of the International Society for Tropical Crops, 4th. Cali - Colombia: ClAT; 1976; 20-36. [ Links ]
2. Espitia R, Gómez F, Salcedo J. Caracterización y evaluación de las propiedades tecnofuncionales de los almidones de ñame a partir de tres especies (Dioscorea bulbifera, Dioscorea trífida y Dioscorea esculenta). [Tesis de Grado]. Córdoba, Colombia: Universidad de Córdoba. 2004. [ Links ]
3. Biliaderis CG. The structure and interactions of starch with food constituents. Cana J Physiol Pharmacol 1991; 69: 60-78. [ Links ]
4. Bello-Pérez LA, Contreras SM, Romero R, Solorza J, Jiménez A. Propiedades químicas y funcionales del almidón modificado de plátano (variedad macho). Agrociencia 2002; 36 (2): 169-180. [ Links ]
5. Fleche G. Chemical modification and degradation of starch. En: Van Beynum GM, Roel JA, editores. Starch Conversion Technology. New York: Marcel Dekker; 1985. p. 73-99. [ Links ]
6. Swinkels JJM. Industrial starch chemistry: Properties, modifications and applications of starches. Veedam: AVEBE. 1996. [ Links ]
7. National Starch & Chemical Industrial Ltda. Como escolher um guia professional para amidos alimentícios. São Paulo: National Starch & Chemical Industrial Ltda; 1997. [ Links ]
8. Wurzburg OB. Modified starches. En: Stephen AM (editor). Food polysaccharides and their applications. New York: Marcel Dekker; 1995. p. 67-97. [ Links ]
9. Zhen BL, Han HL, Bhatty RS. Functional properties of cross-linked and hydroxypropylated waxy hull-less barley starches. Cereal Chem 1999; 76: 182-188. [ Links ]
10. Fang JM, Fowler PA, Tomkinson J, Hill CAS. The preparation and characterization of series of chemically modified potato starches. Carbohydr. Polym 2002; 47: 431- 436. [ Links ]
11. Teague WM, Brumm PJ. Commercial enzymes for starch hydrolysis products. En: Schenk FW, Hebeda RE (editors). Starch Hydrolysis Products. New York: VCH Publishers; 1992. p. 45-78. [ Links ]
12. Aristizábal J. Estudio de la viabilidad técnica y económica de la producción de dextrinas a partir de yuca utilizando tecnologías de vía seca. Cali: MADR-CLAYUCA-CIAT; 2004. [ Links ]
13. Moorthy SN. Extraction of starches from tuber crops using ammonia. Carbohydrate Polymers 1991; 16: 391-398. [ Links ]
14. NOVOZYMES A/S. Ficha técnica Termamyl 120L, tipo L. NOVO NORDISK; 2002. [ Links ]
15. Miller GL. Dinitrosalicylic acid reagent for determination of reducing sugar. Anal Chem 1959; 31: 426-428. [ Links ]
16. IAL. Normas analíticas, métodos químicos e físicos para análise de alimentos. São Paulo: IAL; 1985. [ Links ]
17. Ukpabi UJ, Ndimelec C. Evaluation of the quality of gari produced in Imo State. Nigerian Food J 1990; 8: 105-110. [ Links ]
18. Bello-Pérez LA, Roger P, Baud B, Colonna P. Macromolecular features of starches determined by aqueous highperformance size exclusion chromatography. J Cereal Sci 1998; 27: 267-278. [ Links ]
19. Narayama K, Narasinga-Rao NS. 1982. Functional properties of raw and processed winged bean (Psophocarpus tetragonolobus) flours. J Food Sci 47, 1534-1538. [ Links ]
20. Samejina M, Irate GH, Koida Y. Studies on microcapsules. I. Role and effect of coactivation inducing agent in the microcapsule of ascorbic acid by a phase separation method. Chemical & Pharmaceutical Bulletin 1982; 30: 2894-2899. [ Links ]
21. Alarcón F, Dufour D. Producción del almidón de yuca en Colombia: Proceso general de extracción. Cali: Centro Internacional de Agricultura Tropical (CIAT); 1997. [ Links ]
22. Figueroa C, Sánchez CP. Producción de maltodextrinas a partir de almidón de yuca utilizando α-amilasa. Ingeniería Química 2004; (416): 218-220. [ Links ]
23. Díaz MA, Filelle MI, Velásquez ME. Estudio de la modificación vía enzimática del almidón de yuca para la obtención de amilodextrinas. Revista Colombiana de Biotecnología 2000; IV - 1: 79-88. [ Links ]
24. Carmona J, Paternina S. Evaluación de la modificación vía enzimática del almidón de ñame (dioscorea trífida) utilizando α-amilasa (termamyl® 120 l, tipo l) para sus posibles aplicaciones industriales. [Tesis de Grado]. Sincelejo: Universidad de Sucre; 2007. [ Links ]
25. Iwuoha CI. Comparative evaluation of physicochemical qualities of flours from steam-processed yam tubers. Food Chem 2004; 85: 541-551. [ Links ]
26. Miles M, Morris V, Orford P, Ring S. Gelation of amylose. Carbohydr Res 1985; 135: 257-269. [ Links ]
27. Hsu CL, Chen W, Weng YM, Tseng CY. Chemical composition, physical properties, and antioxidant activities of yam flours as affected by different drying methods. Food Chem 2003; 83; 85-92. [ Links ]
Recibido: Febrero 6 de 2008 Aceptado: Mayo 6 de 2008
* Autor a quien se debe dirigir la correspondencia: emontes@sinu.unicordoba.edu.co
]]>
