39618 - Instituto Politécnico Nacional

Transcripción

V Congreso Internacional de Ingeniería Bioquímica
XVI Congreso Nacional de Ingeniería Bioquímica
VI Jornadas Científicas de Biomedicina y
Biotecnología Molecular
Clave: 39618
AISLAMIENTO Y CARACTERIZACIÓN DE ALMIDÓN DE
PLÁTANO MORADO (RED BANANA)
Mary Carmen, Cortés Acosta; Blanca Estela, Barragán Huerta;
María Teresa, Cruz y Victoria.
DIRECCIÓN DE LOS AUTORES
Graduados e Investigación en Alimentos. Escuela nacional de Ciencias Biológicas.
Instituto Politécnico Nacional. México, D.F. Fax: 57296300 Ext. 62463
CORREO ELECTRÓNICO
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INTRODUCCIÓN
El almidón es el mayor componente de la dieta en todas las poblaciones humanas, es el
principal polisacárido de reserva de las plantas, está formado por una fracción lineal
(amilasa) y por una ramificada (amilopectina), ambas compuestas por D-glucosa (Thomas y
Atwell, 1999), se encuentra en una gran variedad de tejidos, incluyendo hojas, tubérculos,
frutas y semillas y su concentración en los frutos varía con el estado de madurez. Los
almidones son utilizados como materia prima en diversas industrias, representando un
insumo vital para la industria de alimentos como estabilizadores, ayudantes en el
emulsionamiento, mejoradores de textura y otros, siendo sus propiedades funcionales
determinantes en la calidad del producto final. (Lii et al., 1982).
Desde el punto de vista de la utilización del plátano como alimento, se divide en dos
grupos: “plátano fruta” y “plátano vianda”. El primero corresponde al grupo cuyo fruto se
puede comer en forma natural como fruta debido a su sabor agradable, su consistencia
suave, su aroma y gusto exquisito; quedando comprendidos en el segundo los que requieren
cocinarse para su consumo; los del primer grupo corresponde a la especie “Sampientum”
como el roatán, el manzano, etc., y los segundos a la “Paradisiaca”, como el macho, el
largo, etc. (Polo, 1942).
El plátano es un fruto ampliamente conocido y existen muchas variedades, entre ellas el
plátano morado, tafetán o red que pertenece a la especie “Sampientum” grupo AAA pero es
de poca importancia comercial como fruto de mesa, se caracteriza por ser una planta alta y
robusta de color morado intenso, con fuertes pecíolos y nervadura central color morado
muy distintivo y característico, se le ha relacionado con costumbres como la de Día de
Muertos. (Contreras, 1982).
El plátano es uno de los cultivos más importantes, ocupa el primer lugar de las frutas
tropicales no sólo en México sino también en el mundo y es considerado como una de las
frutas básicas en la alimentación humana debido a su bajo precio, la sensación de saciedad
que produce así como el valor nutritivo que tiene, otra ventaja es la disponibilidad del
producto durante todo el año.
Durante los últimos años México ha exportado un 9.5% de la producción nacional, dos
regiones son las que se han destacado como principales abastecedores del mercado nacional
y de exportación, estas son la zona del Sur de Chiapas y la del Sur de Tabasco, y junto con
Veracruz, Michoacán y Colima han concentrado entre el 76 a 78% de la superficie
sembrada y cosechada, así como entre el 81 a 88 % de la producción total del país y al ser
consumido ocasionalmente, hace posible el utilizarlo como materia prima para la obtención
de almidón. (ASERCA, 1998).
El cambio químico más notable en el plátano ocurre después de la cosecha y es la hidrólisis
del almidón y la acumulación de azúcares, cerca del 20-25% de la pulpa fresca de la fruta
verde es almidón. (Loesecke, 1950).
En estudios anteriores se analizaron plátanos de dos variedades “macho” y “criollo”, se
obtuvieron los resultados que se presentan en el Cuadro I con respecto a su composición
química.
Cuadro I. Análisis químico de almidón de plátano (%).
Contenido
Macho
Criollo
Almidón total
97.2 ± 2.4
98.1 ± 1.8
Humedad
12.9 ± 0.3
11.1± 0.4
Proteína
2.03 ± 0.15
Grasa
2.2 ± 0.05
2.3 ± 0.07
Cenizas
1.3 ± 0.3
0.43 ± 0.06
1.95 ± 0.2
Bello et al., 1999.
Kayisu et al., 1981, caracterizaron almidón y fibra de plátano, determinando la composición
de pulpa y harina, la composición de almidón de plátano verde se muestra en el Cuadro II.
Cuadro II. Composición química de almidón de plátano verde.
Componente
%
Humedad
10.8 ± 0.2
Proteína
0.2 ± 0.0
Cenizas
0.02 ± 0.00
Lípidos
0.2 ± 0.0
Kayisu et al., 1981.
En el presente trabajo se realizó el aislamiento de almidón del plátano morado en estado
verde y su caracterización. La obtención del almidón de plátano se realizó mediante
extracciones en agua, se filtró, centrifugó y suspendió en etanol, dejándolo secar a
temperatura ambiente, posteriormente se tamizó para obtener un polvo fino. Con el almidón
se llevó a cabo la caracterización, se determinó el contenido de humedad, proteína, grasa y
cenizas por los métodos de la AACC, y la determinación de almidón total que se efectuó
por medio de una dispersión en KOH por un procedimiento enzimático-colorimétrico.
MATERIALES Y MÉTODOS
Materia prima.
-Plátano morado en estado verde obtenido en la central de abastos del DF.
Equipo y material de laboratorio.
-Equipo Kjeldahl
-Equipo Soxhlet
-Termobalanza (Mettler LJ16 Moisture Analyzer)
-Fotocolorímetro (Klett-Summerson Mod. 800-3 Serie 49953).
-Baño Maria. (Lab-Line Instrument, Inc, Melrose Park, Illinois).
-Balanza Granataria (Ohaus Explorer Pro Mod. EP64)
-Parrilla eléctrica (Thermolyne corporation dubuque type 1900 Mod. HP-A1915B).
-Mufla (Barnstead/Thermolyne FB1315M).
-Material de laboratorio de uso común
Métodos.
-Obtención de almidón (Kim et al., 1995).
-Determinación de proteínas. (Método de Kjeldahl)
-Determinación de extracto etéreo. (Método de Soxhlet).
-Determinación de humedad. (Método de la termobalanza)
-Determinación de cenizas. (AACC)
-Determinación de almidón total. (Holm et al., 1986)
DESARROLLO EXPERIMENTAL.
Se pesan los
plátanos
Se retira la cáscara lo más rápido posible
para evitar que se oxide y se pesa la
pulpa
Se sumerge la pulpa en la solución de
bisulfito de Sodio (NaHSO3) 0.005 M
Se corta en trozos para licuarlos por 30
S y se adiciona agua en una cantidad
equivalente al peso de los plátanos sin
cáscara
Se filtra la pulpa licuada a través de la
manta de cielo y se deposita en un
recipiente de mayor capacidad
Se deja sedimentar el almidón por 24 H
Se centrifuga a 9500 rpm durante 30
min.
Se resuspende el almidón en etanol y se
deja evaporar a temperatura ambiente y
se tamiza.
Fig 1. Diagrama de flujo. Se presenta la extracción de almidón de plátano morado.
DESARROLLO EXPERIMENTAL
Obtención de almidón (Kim et al., 1995)
Las frutas se pelaron y cortaron, e inmediatamente se lavaron en solución de bisulfito de
sodio (NaHSO3) 0.005 M y se maceraron, filtraron y se centrifugaron 30 minutos a 9500
rpm. El almidón obtenido se suspendió en etanol y se dejó secar a temperatura ambiente y
posteriormente se tamizó.
Determinación de proteínas. (Método de Kjeldahl)
Se colocaron muestras de almidón (1 g) en el digestor del equipo kjeldahl, se llevo a cabo la
destilación y titulación de la muestra y se realizaron los cálculos necesarios.
Determinación de extracto etéreo. (Método de Soxhlet)
Se colocaron 2 g de almidón en un cartucho de celulosa y se coloca en el sifón del equipo
Soxhlet y se reflujó por 3 horas, se realizaron los cálculos pertinentes.
Determinación de humedad. (Método de la termobalanza)
En el platillo de la termobalanza se colocaron 10 g de muestra y se aplicó una temperatura
de 85ºC por 40 minutos, el porcentaje de humedad se leyó directamente.
Determinación de cenizas. (AACC)
Se pesaron 2 g de almidón en un crisol, se carbonizó y se colocó en un a mufla a 500ºC
hasta obtener cenizas blancas. Se transfirieron a un desecador y se realizaron los cálculos
necesarios.
Determinación de almidón total. (Holm et al., 1986)
Se efectuó una dispersión de 500 mg almidón en una solución KOH 4N y se determinó el
contenido de almidón por procedimiento enzimático-colorimétrico utilizando α-amilasa y
amiloglucosidasa.
RESULTADOS
Se realizó la extracción del almidón a partir de una cantidad inicial de 11.43 kg de plátano
morado con cáscara, se obtuvo 6.85 kg de pulpa la cual corresponde al 59.93% y de esta se
obtuvo 1.30 kg de almidón que representa el 18.97%.(Cuadro III).
Con respecto al contenido de humedad, fue de 9.80%, el contenido de Nitrógeno fue de
0.46% que corresponde a un 2.62% de proteína y se obtuvo un 0.2% de grasa, 0.2% de
cenizas y 97.20% de almidón total. (Cuadro IV).
Cuadro III: Rendimiento de la extracción del almidón de plátano morado.
Kg.
%
PULPA
6.85
59.93
ALMIDÓN
1.30
18.97
Cuadro IV: Análisis proximal del almidón de plátano morado.
COMPONENTE
%
HUMEDAD
9.80
NITRÓGENO
0.46
PROTEÍNA
2.62
LÍPIDOS
0.2
CENIZAS
0.2
ALMIDÓN TOTAL
97.20
DISCUSIÓN
De acuerdo a los resultados se obtuvo un 18.97% de almidón que es comparable a la
bibliografía en la cual, se obtuvo 20.7% de almidón de pulpa de plátano verde, (Kayisu et
al, 1981).
Con respecto a la caracterización, también se obtuvieron resultados similares, el plátano
morado presentó menor humedad, 9.80%, en comparación con el tabasco en el cual es de
10 a 14%, (Lehmann et al., 2002); en cuanto a proteínas, el plátano morado presentó mayor
cantidad, 2.62% siendo para el plátano tabasco de 1.7 a 2%; el contenido de grasa, cenizas
y almidón total se encuentra dentro de los intervalos informados en la bibliografía que son
de 0.18 a 2.2% de grasa, de 0.02 a 0.4% de cenizas y de 78 a 98% de almidón total. (Bello
et al., 1999).
CONCLUSIONES
Se puede concluir con estos datos que el plátano morado es una rica fuente de almidón
sobre todo en estado verde o inmaduro, en cuanto a la caracterización de este, se observa
que presenta cantidades muy bajas en cuanto a grasa, proteína y cenizas, esto aunado a su
poco consumo a nivel comercial, lo hace ser un recurso importante en la industria
alimentaria para la obtención de almidones y su posterior utilización en productos o en la
elaboración de maltodextrinas.
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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AACC, St. Paul, MN.
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characterization of banana starches, J. Agric. Food Chem, No. 47, 854-857.
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Can. J. Physiol. Pharmacol, No. 69, 60-78.
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8. Kayisu, K.; Hood, F.L.; Vansoest, J.P. (1981): Characterization of starch and fiber of
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11. Liz, C.Y.; Chang, S.M.; Young, Y.L. (1982): Investigation of the physical and chemical
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