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W final2

  1. 1. FACULTAD DE INGENIERÍA EN INDUSTRIAS ALIMENTARIAS TRABAJO ENCARGADO II ING. VICTORIA ANCASI CONCHAALUMNAGAVILAN GUILLEN, Narda
  2. 2. TECNOLOGIA DE ALIMENTOS II INTRODUCCIONEl almidón es la sustancia con la que las plantas almacenan su alimento en raíces (yuca),tubérculos (patata), frutas y semillas (cereales). El almidón se diferencia de los demás hidratosde carbono presentes en la naturaleza en que se presenta como un conjunto de gránulos opartículas. Estos gránulos son relativamente densos e insolubles en agua fría, aunque puedendar lugar a suspensiones cuando se dispersan en el agua. Suspensiones que pueden variar ensus propiedades en función de su origen.El almidón es muy utilizado en la industria alimentaria como aditivo para algunos alimentos.Tiene múltiples funciones entre las que cabe destacar: adhesivo, ligante, enturbiante,formador de películas, estabilizante de espumas, conservante para el pan, gelificante,aglutinante, etc.Los objetivos a alcanzar son:  Ampliar conocimientos sobre modificaciones de almidones.  Determinar lo que es la dextrina limite  Diferenciar las características del almidón nativo y almidón modificado  Conocer el proceso hidrolitico del manjar blanco con almidón  Conocer sobre las enzimas que actúan en el proceso hidrolitico del almidón  Determinar como se obtiene fructuosa partir del almidón ING.VICTORIA ANCASI CONCHA
  3. 3. TECNOLOGIA DE ALIMENTOS II1. Dextrina limiteLas dextrinas son productos de degradación parcial del almidón obtenidas por calentamiento,con o sin catalizadores, en un mecanismo de conversión que involucra procesos de rupturahidrolítica, reorganización de moléculas y repolimerización. El calor rompe parte de las uniones1-4 de la amilopectina, con lo que se disminuye la longitud de las cadenas moleculares. Estodetermina una buena solubilidad en agua fría, menor tendencia a la retrogradación y mayorresistencia a las enzimas. Cuando todos los enlaces α 1-4 se rompe y dos glucosas quedanunidas por enlace α 1-6, a esta dextrina se le conoce como dextrina limite, como se observa enla figura siguiente:(Toraya, 2010) DEXTRINA LÍMITE Figura N°1. Dextrina limite Fuente: Toraya (2010)2. Diferencia de la curva de viscosidad entre el almidon nativo y almidon modificado ING.VICTORIA ANCASI CONCHA
  4. 4. TECNOLOGIA DE ALIMENTOS II CURVA DE VISCOSIDAD DE UN ALMIDON NATIVO Figura N°2. Comportamiento del almidón nativo en el viscoamilograma Fuente: Rosales Papa (2009) CURVA DE VISCOSIDAD DE UN ALMIDON MODIFICADO Figura N°3. Comportamiento del almidón modificado en el viscoamilograma Fuente: Mestres, Mouquet (2002)En un almidón nativo el punto de gelatinización se produce alrededor de 50°C, en cambio enun almidón modificado la viscosidad aumenta a una temperatura mucho menor, en la etapa deenfriamiento los almidones nativos sufren un fenómeno de retrogradación en donde la ING.VICTORIA ANCASI CONCHA
  5. 5. TECNOLOGIA DE ALIMENTOS IIviscosidad aumenta, en cambio en un almidón modificado la retrogradación disminuyemanteniendo la viscosidad constante.3. En la region se usa almidones para manjar blanco. ¿Cómo se hace el proceso hidrolitico para esos almidones?Se hace un proceso de hidrolisis acida en la que se usa acido sulfúrico, acido clorhídrico,hidróxido de sodio. El acido sulfúrico y el acido clorhídrico, van a romper los enlacesα (1,4) y α(1,6), el hidróxido de sodio neutraliza las reacciones generadas por estos ácidos.4. Fuente de las enzimas (α-amilasa,β- amilasa, glucoamilasa, pululanasa), caracteristicas de cada una de las fuentes, parmetros optimos para cada una de las fuentes, cual de ellas resiste mas: a) α amilasa (1,4- α glucan- glucano hidrolasa) Son enzimas que hidrolizan los enlaces α (1,4) del almidón. Son endoenzimas (el ataque enzimático se produce en el interior de la molécula). La α amilasa es activada por los iones Ca++. La α amilasa se obtienen a partir de:  Páncreas (cerdo, vacunos)  Bacterias (Bacillus subtilis)  Hongos (Aspergillus oryzae) Las α amilasas industriales, de distintos orígenes, la fúngica es la menos estable al calor, mientras que la bacteriana es la más estable: Cuadro 1: Propiedades de las α amilasa de distinto orígenes Temperatura Temperatura de Origen pH optimo inactivación (°C) optima (°C) Pancreática 6,9 (7,0- 8,8) 46 55 Fúngica 5,9 (5,5-8,5) 55 82 Malteado 5,0 (4,9-9,1) 60 80 Bacteriana 7,0 (4,8-8,5) 70 93 A continuación se mencionan la aplicación de la α amilasa en la industria alimentaria:  Las α amilasas encuentran aplicación en la industria panadera y cervecera en la formación de glucosa y en la sacarificación del almidón y como coadyuvantes de la digestión. ING.VICTORIA ANCASI CONCHA
  6. 6. TECNOLOGIA DE ALIMENTOS II  La α amilasa se utiliza en la hidrolisis del almidón gelatinizado para obtener jarabes de glucosa y dextrinas.  También, se utiliza en algunos productos de panadería, para producir más fermentación y CO2 y mejorar el esponjamiento del pan.b) β amilasa (1,4- α glucan- malto hidrolasas) Son de origen vegetal (granos germinados) y de origen microbiano (Bacillus polymyxacereus), actúa sobre el almidón rompiendo los enlaces α (1,4) y liberando la maltosa. Son exoenzimas que actúan a partir del terminal no reductor del almidón. La β amilasa se utiliza junto con la α amilasa y de la pululanasa en la preparación de jarabes de maltosa a partir del almidón. También se utiliza en la sacarificación del almidón.La β amilasa, α amilasa y glucoamilasa se utilizan conjuntamente para la elaboración de jarabes a partir del almidón. La β amilasa es una exoenzima, es decir, ataca solo a la unidad final de las cadenas de almidón. Másespecíficamente, retira unidades de maltosa del extremo no reductor de la cadena de almidón hidrolizando enlaces glicosidicos alternos.c) Glucoamilasa (1,4 α glucan- glucohidrolasa o exo 1,4α D glucosidosa) Actúan sobre el almidón cortando unidades de glucosa a partir del extremo no reductor. Libera unidades de α D glucosa, de una en una. Actúan sobre los enlaces α (1,4) y 30 veces más lento sobre los enlaces α (1,6). La glucoamilasa junto con la α amilasa se utiliza en la producción de glucosa a partir del almidón. Una mezcla de las enzimas amiloliticas o amilasas (α, β amilasa y glucoamilasa) son utilizadas para obtener jarabes con mezclas de glucosa, maltosa y dextrinas.La glucoamilasa se obtienen a partir de:  Arqueas (Methanococcusjannaschii, Sulfolobussolfataricus)  Bacterias (Arthrobacterglobiformis, Clostridium thermoamylolyticum, Streptomyces hygroscopicus)  Hongos (Arxulaadeninivorans, Aspergillus awamori)d) Pululanasa ING.VICTORIA ANCASI CONCHA
  7. 7. TECNOLOGIA DE ALIMENTOS II La pululanasa hidroliza los enlaces α (1,6) de la maltotriosa (pululano), por lo que tiene la capacidad de actuar sobre la amilopectina y las dextrinas limites. Las enzimas que cortan los enlaces α (1,6) son importantes en los procesos comerciales, las pululanasas y las isoamilasas afectan directamente a la amilopectina o sea hidrolizan al pululano (maltotriosa y ala amilopectina. El pululano es el α glucano del hongoPullularipullulans, el pululano no puede ser cortado por isoamilasas. La pululanasa se obtiene del Aerobacteraerogenes. Se utiliza en la fabricación de cerveza e hidrolisis de almidones. Se usa junto al resto de las enzimas amiloliticas para obtener jarabes fermentados. Figura N°4.Obtencion de jarabes utilizando mezcla de enzimas amiloliticasEn el cuadro 2, se muestra las características de las enzimas amiloliticas: Cuadro 2: Características de las amilasas Tipo α amilasa Β amilasa Glucoamilasa Especificidad Enlace α(1,4) Enlace α(1,4) Enlace α(1,4) y α(1,6) Mecanismo Endoamilasas Exoamilasas Exoamilasas Principal producto de la Glucosa Dextrinas Maltosa hidrolisis Disminución de la Rápida Lenta Lenta viscosidad Perdida del color de yodo Rápida Lenta Lenta Aumento del poder Rápido Lento Rápido reductor ING.VICTORIA ANCASI CONCHA
  8. 8. TECNOLOGIA DE ALIMENTOS II Producción de glucosa Lenta No Rápida Producción de maltosa Lenta Rápida No Producción de dextrinas Rápida Lenta Lenta5. ¿Cómo obtengo frutuosa de almidon? (jarabes de fructuosa 90,60,40) Figura N°5. Producción de jarabes con alto contenido de fructosaOtra forma de obtener fructosa es a través de la acción enzimática de la glucosa isomerasa,que actúa sobre la glucosa, transformándola en fructosa. Figura N°6. IsomerizaciónEl sustrato de la enzima puede ser glucosa o bien, un Jarabe de Maíz con un alto numero deequivalentes de Dextrosa (DEq). Actualmente, existen procesos industriales para la obtención ING.VICTORIA ANCASI CONCHA
  9. 9. TECNOLOGIA DE ALIMENTOS IIde fructosa por este método, en los cuales los productos comerciales contienen un altoporcentaje de levulosa. La composición de los jarabes comerciales con alto contenido defructosa es muy similar a la de los azúcares invertidos:Cuadro 3. Análisis Comparativo del Azúcar Invertido y del Jarabe Obtenido por Isomerización de la Glucosa AZUCAR JMAF AZUCAR ( %) INVERTIDO (%) Monosacáridos Dextrosa 49 50 Levulosa 49 42 Disacáridos Sacarosa 2 - Maltosa - 2.5 Isomaltosa - 1.8 Azucares de mayor - 3.7 peso molecularCaracterísticas del Producto.  El Jarabe de Maíz con Alto Contenido de Fructosa es un líquido claro, dulce y de baja viscosidad. Tiene un mayor contenido del azúcar simple fructosa, lo cual lo diferencia del jarabe ordinario de maíz (dextrosa). El JMAF es higroscópico y por eso, la mayoría es vendida como un jarabe. Puede sustituir a l a Sacarosa en todos los productos que no requieran de una estructura cristalina.  Tiene un potencial de cristalización baja problema, casi siempre, en productos con un alto contenido de solidos y con una alta concentración de sacarosa o dextrosa.Los productos de JMAF que se encuentran disponibles para uso comercial, tienen un contenidode fructosa que se encuentra entre 42 y90 %; entre más contenido de fructosa, mayorsustitubilidad de la sacarosa. Los JMAF de primera generación (42 % fructosa, 50 % dextrosa, 8% de grandes sacáridos), están siendo usados en bebidas refrescantes, helados, jaleas,almibares, confitería, frutas enlatadas y productos de panadería. En la mayoría de losproductos se usan como un remplazo parcial, más que total, de la sacarosa.Los JMAF de segunda generaci6n, designados como Reemplazadores Totales de la Sacarosa sehan producido muy recientemente. Contienen generalmente, 55 a 60 % de fructosa.Últimamente se ha logrado producir un Jarabe "Ultra" Rico en Fructosa que contiene 90% defructosa. Los resultados de varias pruebas indican que este producto tiene propiedades muyFavorables cuando se le combina con sacarina en bebidas dietéticas y variadas aplicaciones enalimentos. Estos nuevos productos indudablemente incrementando el rango de usos para elJMAF. ING.VICTORIA ANCASI CONCHA
  10. 10. TECNOLOGIA DE ALIMENTOS IIProceso de Manufactura.Mientras que la producción comercial del JMAF es reciente, mucha de la tecnología empleadapara su obtención no es nueva. En el siglo pasado, ya era conocido que la dextrosa podía serisomerizada a fructosa tratándola con una catálisis alcalina a un pH alto. La producciónde;JMAF fue económicamente viable cuando se adapto una tecnología de enzimasinmovilizadasa un sistema continuo de producción.En los Estados Unidos, la producción de JMAF y molienda húmeda son un proceso integrado. Elproceso de molienda húmeda separa el grano de maíz en sus cuatro principales componentes:el germen, la cáscara, el gluten y el almidón. Los Jarabes de Maíz con un Alto contenido deFructosa, así como otros edulcorantes de maíz, utilizan la suspensión de almidón de maíz,producida por el proceso de molienda húmeda, como materia prima básica. El almidón de maízse pasa a través de un mezclador/calentador, y se obtiene un jarabe con una cantidad pequeñade dextrosa. El jarabe se filtra y decoloriza utilizando columnas de carbón granular. El jarabeclaro y rico en dextrosa se bombea después hacia tanques de deionización y a reactores deisomerización que contienen la enzima inmovilizada, glucosa isomerasa. Esta enzimarápidamente isomeriza la dextrosa fructosa, y el producto es nuevamente deionizado yfiltrado. Después de pasar por un evaporador, donde se concentra aproximadamente hasta un71% de solidos, el jarabe es bombeado a tanques de almacenamiento de 26 hasta 37°C.Los productos de la segunda generación se definen como aquellos jarabes en los cuales laFructosa comprende del 55 al 90% de los solidos totales, en comparación a los jarabes deprimera generación, en los cuales la Fructosa comprende el 42% de los solidos totales. Cuadro 4. Composición Típica de JMAF. PrimeraGeneración Segunda Generación JMAF 90% JMAF 42% JMAF 55% Fructosa (%) 42 55 90 Dextrosa (%) 52 40 7 Grandes sacáridos 6 5 3 (%) Solidos totales (%) 71 77 88 ING.VICTORIA ANCASI CONCHA
  11. 11. TECNOLOGIA DE ALIMENTOS II Figura N° 8. Manufactura de Jarabes de Fructosa CONCLUSIONES La dextrina limite se obtiene cuando se destruye todos los enlaces α 1-4 y solo que da un enlace α 1-6 Se puede observar en la curva de viscosidad entre un almidón nativo y un almidón modificado que la retrogradación es menor en un almidón modificado. En los almidones usados para manjar blanco se hace un proceso de hidrolisis acida en la que se usa acido sulfúrico, acido clorhídrico e hidróxido de sodio Las α amilasas industriales, de distintos orígenes, la fúngica es la menos estable al calor, mientras que la bacteriana es la más estable. La β amilasa son de origen vegetal (granos germinados) y de origen microbiano (Bacillus polymyxacereus) La glucoamilasa se obtienen a partir de Methanococcusjannaschii, Sulfolobussolfataricus, Arthrobacterglobiformis, Clostridiumthermoamylolyticum, Streptomyceshygroscopicus, Arxulaadeninivorans, Aspergillus awamori. La pululanasa se obtiene del Aerobacteraerogenes ING.VICTORIA ANCASI CONCHA
  12. 12. TECNOLOGIA DE ALIMENTOS II BIBLIOGRAFIA FENNEMA. O., R. (1993). Química de alimentos. Editorial Acribia, S.A. Zaragoza (España) Mestres C.,Mouquet C. (2002) principios fisicoquímicos de la viscosidad dela suspensión de almidones. Conferencia internacional. Quito. Ecuador. Rosales Papa, H.(2009) “Química de alimentos “Universidad Nacional Del Centro Del Perú. Facultad De Ingeniería En Industrias Alimentarias. Huancayo. Perú Toraya Avilés, R. (2010) “Almidones Modificados “Universidad autónoma de Yucatán. Posgrado institucional en ciencias químicas y bioquímicas. México. ING.VICTORIA ANCASI CONCHA

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