¿QUÉ ES EL ALMIDON? El almidón es la sustancia con la que las plantas almacenan su alimento en raíces (yuca), tubérculos (patata), frutas y semillas (cereales). Pero, no sólo es una importante reserva para las plantas, también para los seres humanos tiene una alta importancia energética, proporciona gran parte de la energía que consumimos los humanos por vía de los alimentos. Desde el punto de vista químico el almidón es un polisacárido, el resultado de unir moléculas de glucosa formando largas cadenas, aunque pueden aparecer otros constituyentes constituyentes en cantidades mínimas.
El almidón es un polisacárido de reserva alimenticia predominante en las plantas, y proporciona el 70-80% de las calorías consumidas por los humanos de todo el mundo. Tanto el almidón como los productos de la hidrólisis del almidón constituyen la mayor parte de los carbohidratos digestibles de la dieta habitual. Del mismo modo, la cantidad de almidón utilizado en la preparación de productos alimenticios, sin contar el que se encuentra presente en las harinas usadas para hacer pan y otros productos de panadería. Los almidones comerciales se obtienen de las semillas de cereales, particularmente particularmente de maíz, maíz céreo, maíz rico en amilosa, trigo, varios tipos de arroz, y de algunas raíces y
Tanto los almidones como los almidones modificados tienen un número enorme de posibles aplicaciones en los alimentos, que incluyen las siguientes: adhesivo, ligante, enturbiante, formador de películas, estabilizante de espumas, agente antienvejecimiento de pan, gelificante, glaseante, humectante, estabilizante, texturizante y espesante. El almidón se diferencia de todos los demás carbohidratos en que en la naturaleza se presenta como complejas partículas discretas (gránulos). Los gránulos de almidón son relativamente densos e insolubles.
COMPOSICION QUIMICA Amilosa: es el producto de la condensación de D-glucopiranosas por medio de enlaces glucosídicos a(1,4), que establece largas cadenas lineales con 200-2500 unidades y pesos moleculares hasta de un millón; es decir, la amilosa es una a-D-(1,4)-glucana cuya unidad repetitiva es la a-maltosa.
- Tiene la facilidad de adquirir una conformación tridimensional helicoidal, en la que cada vuelta de hélice consta de seis moléculas de glucosa. - El interior de la hélice contiene sólo átomos de hidrógeno, y es por tanto lipofílico, mientras que los grupos hidroxilo están situados en el exterior de la hélice. La mayoría de los almidones contienen alrededor del 25% de amilosa.
Amilopectina: se diferencia de la amilosa en que contiene ramificaciones que le dan una forma molecular similar a la de un árbol; las ramas están unidas al tronco central (semejante a la amilosa) por enlaces a-D-(1,6), localizadas cada 15-25 unidades lineales de glucosa. Su peso molecular es muy alto ya que algunas fracciones llegan a alcanzar hasta 200 millones de daltones.
AMILOSA
AMILOPECTINA
CONTENIDO DE AMILOSA Y AMILOPECTINA DE ALGUNOS ALMIDONES Almidón
Bellota Manzana Plátano Cebada Cebada waxy Maíz Amilomaíz hibrido V Amilomaíz híbrido VII Maíz híbrido waxy Avena Papa Arroz Arroz waxy Sago Sorgo waxy Camote Yuca
Trigo
Amilosa %
Amilopectina %
24 19 16 22 0 28 52 70-75 0.8 15.7 20 18.5 0 25.8 0 17.8 16.7 26
76 81 84 78 100 72 48 25-30 99 84 80 81 100 74 100 82 83 74
PROPIEDADES DE LA AMILOSA Y LA AMILOPECTINA Propiedad
Amilosa
Amilopectina
Estructura general Color con el yodo Longitud de onda máx. del complejo con el yodo Afinidad con el yodo Promedio de la longitud de la cadena(residuos de glucosa) Grado de polimerización (residuo de glucosa) Solubilidad en agua Estabilidad en sol. Acuosas Conversión a maltosa por ß-amilasa
Lineal Azul oscuro ~650 nm
Ramificada Púrpura ~540 nm
19-20% 100-10 000
<1% 20-30
100-10 000
10 000-100 000
variable retrograda ~70%
soluble estable ~55%
Almidon de yuca
Almidon de trigo
OBTENCION INDUSTRIAL DEL ALMIDON DE YUCA EN AMERICA LATINA Y EL CARIBE ESTA CRECIENDO LA PRODUCCION COMERCIAL DE ALMIDON DE YUCA, CON UNA FUERTE TENDENCIA A LA PRODUCCION DE ALMIDONES MODIFICADOS E HIDROLIZADOS, QUE OBTIENEN PRECIOS MAS ALTOS. DE TODA LA PRODUCCION REGIONAL DE RAIZ DE YUCA, ENTRE EL 60% Y EL 70%, QUE EQUIVALE A UNOS 400 MILLONES DE TM/AÑO, SE DESTINA A LA PRODUCCION DE ALIMENTOS TRADICIONALES, Y LA REGION APORTA APENAS UN 4% AL SUMINISTRO MUNDIAL DE YUCA (Y PRODUCE UN VOLUMEN MUCHO MAYOR DE ALMIDON DE MAIZ).
EN EL PERU SE PRODUCE APROX. 360.000 TM/AÑO DE YUCA O CASSAVA. LA INDUSTRIA FARMACEUTICA, EN EL PERU, NECESITA 12.000 TM/AÑO DE ALMIDON Y EL PERU NO LEABASTECE CON NINGUNA. PRECIO DE FRASCO DE ALMIDON DE 500 GR : 60 USD
Actualmente se transforman en alcohol y jarabe de fructosa 20 Millones de toneladas de almidon al año, para lo que se emplean 15 mil toneladas de enzima aminoglucosidasa y mas de 1500 Toneladas de glucosa isomerasa.
La yuca rinde hasta 90 TM/Ha, en condiciones experimentales. En America latina, el rendimiento es de 12.4 TM/Ha Con una tonelada (1000 kg) de yuca fresca se pueden obtener 280 Kg de harina o 230 kg de almidon o 350 kg de trozos secos o 170 Litros de etanol (CIAT, 1996)
Actualmente se transforman en alcohol y jarabe de fructosa 20 Millones de toneladas de almidon al año, para lo que se emplean 15 mil toneladas de enzima aminoglucosidasa y mas de 1500 Toneladas de glucosa isomerasa.
Modificación del Almidón
Almidón
MODIFICACION QUIMICA: Enlaces cruzados (cross linked) Esterificados Hidroxialkilados Fosfato monoesterificados Xantatos Dextrinización Jarabe de glucosa
MODIFICACION FISICA:
Pregelatinización dextrinización
MODIFICACION BIOTECNOLOGICA dextrinización jarabe de glucosa jarabe de glucosafructosa
B. HIDRÓLISIS DEL ALMIDON DE YUCA
Se realizó Hidrólisis Acida, controlando la temperatura de reacción , presión de reacción, concentración del ácido y del almidón. Con el almidón hidrolizado se obtienen azúcares fermentibles mediante rompimiento de las cadenas de glucosa. La Hidrólisis se llevó a cabo en Autoclave Marca “All American”, hecha en
aluminio fundido con tubo metálico flexible de escape, manómetro y control de válvula, su cierre es de metal a metal sin empaques de caucho, y de volumen de 15 L. Los pasos que se siguieron en la Hidrólisis de almidón por vía química fueron los siguientes: Se pesó una cantidad de almidón para un volumen de 800mL y para una concentración dada de ácido en un erlenmeyer de 1L que fue llevado al autoclave x condiciones de 15 psi, durante 30 minutos a una temperatura de 120°C, terminada la hidrólisis se filtra al vacío y luego se determina la cantidad de azúcar obtenida.
Concentración
Liquefacción o Dextrinización. SacarificacióN ALMIDON
MALTODEXTRINAS
GLUCOSA
JARABE DE GLUCOSA
JARABE DE GLUCOSAFRUCTOSA (HFSC)
Cristalización
Isomerización
FRUCTOSA
