Ponente
Descripción
Palabras clave: residuos agroindustriales, almidón nativo, extracción, rendimiento.
RESUMEN
En la presente investigación se extrajeron almidones nativos como alternativa de aprovechamiento a partir de los residuos agroindustriales como semilla de mango, cáscara y bagazo de mandioca, burlanda de maíz, cáscara de papa y cáscara de batata, por el método de extracción húmeda, a partir de los cuales se escogieron los de mayor rendimiento de extracción (semilla de mango, 35,830 ± 1,038 y cáscara de mandioca, 31,471 ± 1,128) y se caracterizaron en cuanto a contenido de amilosa (semilla de mango, 15,32 ± 0,20 % y cáscara de mandioca, 13,28 ± 0,06 %), estructura cristalina, en donde ambos almidones presentaron patrón de difracción tipo A, morfología, tamaño de partículas, propiedades funcionales y temperatura de gelatinización (semilla de mango, 75,98 °C y cáscara de mandioca, 78,83 °C) con lo que se determinó la funcionalidad del almidón nativo obtenido del cotiledón de la semilla de mango criollo para su aplicación en películas biodegradables, mientras que se encontraron propiedades favorables en el almidón nativo extraído de cáscara de mandioca para su aplicación en la industria de alimentos como espesante y debido que presenta alta temperatura de gelatinización también en la industria de bioplásticos, minimizando de esta manera la generación de residuos.
Resultados
Se han obtenido rendimientos de extracción de almidón nativo como sigue, Cáscara de papa (11,720 ± 2,050 ᶜ ᵈ), Cáscara de mandioca (31,471 ± 1,128 ᵃ), Cáscara de batata (21,800 ± 2,340 ᵇ), Semilla de mango (35,830 ± 1,038 ᵃ), Bagazo de mandioca¹ (10,979 ± 1,560 ᵈ), Bagazo de mandioca² (3,966 ± 0,035 ᵉ), Burlanda de maíz (16,45 ± 2,510 ᶜ). Letras iguales indican que no existen diferencias estadísticamente significativas entre muestras, a un 95% de confianza, las materias primas con mayor rendimiento de extracción son la cáscara de mandioca y la semilla de mango, por ende, se procedió a la caracterización del almidón nativo extraído de estas 2 materias primas.
En cuanto a contenido de amilosa (semilla de mango, 15,32 ± 0,20 % y cáscara de mandioca, 13,28 ± 0,06 %), se determinó el porcentaje de cristalinidad para la cáscara de mandioca es 48,92 ± 0,89, mientras que el porcentaje de cristalinidad para la semilla de mango es 41,29 ± 2,02., en donde ambos almidones presentaron patrón de difracción tipo A.
También se obtuvo la morfología y tamaño de partículas de almidón, siendo para el almidón de cáscara de mandioca forma esférica truncada y el tamaño de los gránulos varía de 3,64 - 20,64 µm con un tamaño medio de 9,06 µm. Para los gránulos de almidón obtenidos a partir del cotiledón de semilla de mango, se observó una forma ovalada y se determinó que el tamaño de los gránulos varía de 6,01 - 38,29 µm con un tamaño medio de 16,64 µm.
Se determinó además la temperatura de gelatinización del almidón nativo obtenido de ambas materias primas definidas (semilla de mango, 75,98 °C y cáscara de mandioca, 78,83 °C).
Introducción
El incremento de la explotación agroindustrial genera miles de toneladas de desechos al año, según la FAO, el volumen mundial de desperdicio de alimentos se calcula en 1.600 millones de toneladas en el "equivalente de alimentos perecederos" (FAO, 2018).
Si se quiere indagar en el aprovechamiento industrial de los almidones, la caracterización es fundamental, pues existe una gran variabilidad en sus propiedades, relacionada con diversos factores, tales como la fuente biológica de procedencia, la calidad del suelo y las condiciones climáticas del área de cultivo. Tanto la utilidad del almidón en la elaboración de alimentos y otras aplicaciones industriales dependen de sus características funcionales como cristalinidad, temperatura de gelatinización e índices de absorción de agua, las cuales a su vez derivan de las propiedades estructurales básicas como el peso molecular, contenido de amilosa, tamaño y forma del gránulo que permiten dilucidar los usos más prometedores para cada almidón y descartar aquellos para los cuales sus características sean indeseables (Solarte Montúfar et al., 2019; Salcedo & Figueroa Flórez, 2017).
En la actualidad se conoce una gran variedad de residuos agroindustriales, que son los generados en las diferentes etapas de los procesos productivos agrícolas.
Conclusión
Los resultados obtenidos en el presente estudio en cuanto al rendimiento tanto para la cáscara de mandioca como para la semilla de mango, sugieren que el método aplicado es efectivo y comparativamente rentable para extraer almidón nativo de estas materias primas, específicamente en ausencia de reactivos de extracción o modificación.
El almidón extraído del residuo semilla de mango criollo, representa una fuente de bajo costo contribuyendo a la cuestión ambiental, pueden ser utilizados para la producción de películas plásticas debido a su bajo IAA, ISA y PS, mientras que el tamaño de los gránulos y el grado de cristalinidad del almidón muestra una relación con la proporción amilosa/amilopectina y su estructura permite la mejor incorporación de moléculas de plastificante y agua en la formación de películas biodegradables.
En cuanto al almidón nativo extraído de la cáscara de mandioca, el bajo contenido en amilosa que se presenta puede observarse en valores bajos de índice de solubilidad y valores intermedios de absorción de agua y poder de hinchamiento; en este sentido, se podrían aplicar a la industria de alimentos como espesantes, sin embargo, la elevada temperatura de gelatinización indica que podría emplearse para productos que requieran temperaturas altas.
Metodología
La primera etapa comprendió la preparación de la materia prima y la extracción por triplicado del almidón por el método húmedo con agua, luego se seleccionaron las materias primas con mayor rendimiento de extracción.
En la segunda etapa se realizó la caracterización para la identificación de las posibles aplicaciones, esta comprendió las determinaciones de contenido de amilosa y amilopectina, peso molecular viscoso, grado de cristalinidad, morfología y temperatura de gelatinización, además del tamaño de gránulos, índice de absorción de agua, solubilidad y poder de hinchamiento de los almidones seleccionados en la etapa I.
Objetivo
Emplear residuos de alimentos como materias primas alternativas para la obtención de almidones con potencial aplicación a nivel industrial.
| Area | Ingenierías, Matemáticas y Física |
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