EFECTO DE LA LINTNERIZACIÓN SOBRE LAS PROPIEDADES DE DIGESTIÓN Y FISICOQUIMICA DEL ALMIDÓN DE PLATANO

Transcripción

1 Clave: TAL321ALE EFECTO DE LA LINTNERIZACIÓN SOBRE LAS PROPIEDADES DE DIGESTIÓN Y FISICOQUIMICA DEL ALMIDÓN DE PLATANO Madeleine, Perucini-Avendaño a ; Mario, Valera-Zaragoza a ; Andrés, Aguirre-Cruz a ; Francisco, García-Suárez b ; Luis A, Bello-Pérez b ; Delia E. Páramo-Calderón a ; Alejandro, Aparicio-Saguilán a*. DIRECCIÓN DE LOS AUTORES a Universidad del Papaloapan. Instituto de Biotecnología. Circuito central # 200, colonia Parque Industrial, C.P , Tuxtepec, Oaxaca, México. b Centro de Desarrollo de Productos Bióticos del IPN, C. P , Yautepec, Morelos, México. CORREO ELECTRÓNICO * aaparicio@unpa.edu.mx

2 INTRODUCCIÓN El almidón ha sido clasificado de acuerdo a su digestibilidad como almidón rápidamente digerible (ARD), almidón lentamente digerible (ALD) y el almidón resistente (AR). El AR es una fracción del almidón que resiste el ataque enzimático en el intestino delgado, por lo que sigue su tránsito hasta el intestino grueso donde es fermentado por los microorganismos presentes en el colon, produciendo ácidos grasos de cadena corta (AGCC) como butírico, acético y propionico, a estos se les atribuyen efectos beneficiosos en la salud del individuo, previniendo cáncer de colon y enfermedades cardiovasculares. Debido a los beneficios fisiológicos del ALD y AR han llamado la atención en los últimos años. El ALD y el AR podrían ser obtenidos a partir de almidones nativos usando métodos de modificación física (Chung, Liu, y Hoover, 2009), enzimática (Ao, et al. 2007) y química (Woo y Seib, 2002). La lintnerización (modificación química) podría ser una alternativa para generar fracciones de almidón que sean resistente a la digestión enzimática, la cual consiste en una modificación por ácidos, que se produce haciendo reaccionar una suspensión al 40 % de almidón con HCl. El ácido hidroliza los enlaces glucosídicos -1,4 y -1,6, y esto ocurre preferentemente en las regiones amorfas de los gránulos, permaneciendo las cristalinas relativamente intactas. Durante la hidrólisis ácida se producen cadenas lineales, las cuales favorecen al fenómeno de retrogradación y este a su vez la formación de AR y ALD. OBJETIVOS Incrementar fracciones de ALD y AR en almidón de plátano de la variedad Roatán (APR), así como, llevar a cabo su caracterización de digestibilidad y fisicoquímica. MATERIALES Y MÉTODOS Métodos Para el aislamiento del almidón el plátano, este fue adquirido en la finca

3 Mundo Nuevo, Tuxtepec, Oaxaca en estado fisiológico inmaduro. Modificación química del almidón Lintnerización La lintnerización del almidón fue realizada usando el método propuesto por Shin et al. (2003). Se pesaron 0.5 kg de almidón de plátano y se le adicionaron 0.4 L de HCl 1 M a 35 ºC para diferentes tiempos de reacción (0, 3, 5, y 7 días) con agitación a 50 rpm. Después de este tiempo se adicionó 0.4 L de NaOH a 1 M a ph 6.0 para neutralizar la reacción. Los sólidos del almidón se lavaron 6 veces RESULTADOS Y DISCUSIÓN utilizando en cada ocasión 1.5 L de agua Digestibilidad del almidón nativo y destilada. Posteriormente se secó en una lintnerizado estufa Imperial (Lab-line, NJ) a 50 ºC por Las propiedades de digestión del almidón 24 h. nativo y lintnerizado se presentan en la Digestibilidad del almidón nativo y Tabla I. El almidón de plátano nativo de lintnerizado por el método de Englyst la variedad Roatán mostró un alto Las propiedades de digestión del almidón contenido de AR (65.8 %), este valor es nativo y lintnerizado fueron analizados mayor en comparación al encontrado para por el método de Englyst et al. (1992). almidón de plátano de la variedad macho Caracterización térmica (40 %) (Aparicio-Saguilán et al. 2005), Las temperaturas de gelatinización y de estas diferencias pueden ser debido al retrogradación de los almidones nativos y arreglo cristalino dentro de los gránulos lintnerizados fueron estudiadas por Calorimetría Diferencial de Barrido (CDB) de acuerdo al método propuesto por Paredes-López, et al. (1994). Patrón de difracción de rayos X Los análisis de difracción de rayos X fueron determinados por el procedimiento propuesto por Hickman, et al. (2009). El patrón de difracción de rayos X, es usado para diferenciar entre almidones de cereales y de tubérculos y para detectar cambios en la cristalinidad de la amilopectina, causados por tratamientos físicos y químicos de los gránulos de almidón.

4 de almidón. Por otro lado, el contenido de AR disminuyó significativamente al incrementar el tiempo de hidrólisis hasta los 5 días (32.3 %). Estos resultados concuerdan con los patrones de difracción de rayos X obtenidos para los diferentes tiempos de reacción ya que se observó que el patrón cambió de un tipo B a un tipo A. sin embargo a los 7 días de hidrólisis el contenido de AR incrementó ligeramente hasta un 36.3 %, este incremento podría ser debido a la retrogradación de las cadenas lineales generadas durante la hidrólisis ácida. El contenido de ALD aumentó significativamente (28.2 %) a los 3 días de hidrólisis, sin embargo, a los 5 días disminuyó hasta un 25 %, y por último el contenido de ALD aumentó a los 7 días de hidrólisis. Este comportamiento fue similar al que se observó al contenido de AR. Caracterización térmica La temperatura y entalpía de gelatinización del almidón nativo y lintnerizado se muestran en la tabla II. La temperatura de gelatinización aumentó a los 3 días de hidrólisis. Jacobs et al. (1998) propuso que el desacoplamiento de las zonas amorfas y cristalinas causan un incremento en la temperatura de gelatinización en los almidones lintnerizados. Sin embargo, al incrementar el tiempo de hidrólisis hasta los 7 días, la temperatura de gelatinización disminuyó significativamente. Esta disminución podría ser debido a que algunos fragmentos amorfos dentro del granulo de almidón no han sido removidos, provocando un disminución en la temperatura de gelatinización (Espinosa- Solís, et al. 2011). Tabla I: Propiedades de digestibilidad del almidón plátano nativo y lintnerizado a diferentes tiempos. Muestra TH ARD ADL AR 0 3.2±0.22 a 13.2±0.4 a 65.8±0.4 a APR 3 5.8±0.34 b 28.2±0.3 b 57.3±1.1 c ±0.30 c 25.0±0.07 c 32.3±0.6 d ±0.56 d 29.7±0.4 b 36.3±0.6 e Media de tres repeticiones ± error estándar. Valores seguidos por la misma letra en la misma columna no son significativamente diferentes (p < 0.05) TH = Tiempo de Hidrólisis.

5 Temperatura y entalpía de retrogradación La temperatura de retrogradación aumentó al incrementar el tiempo de hidrólisis (tabla 3). Este aumento podría ser debido a la generación de cadenas cortas, las cuales son capaces de formar dobles hélices dando como resultado un aumento en la temperatura y entalpía de retrogradación (Espinosa-Solís, et al. 2011). Tabla II: Temperatura y entalpia de Gelatinización del almidón de plátano nativo y lintnerizado a diferentes tiempos Muestra APR T T o T p T f ΔH H ( C) ( C) ( C) (J/g) 0 73±0.6 a 77±0.1 a 87±0.3 a 11±0.8 a 3 75±0.4 b 80±0.1 b 96±0.1 b 13±0.6 b 5 71±0.4 c 80±0.0 b 100±0.5 b 14±0.4 b 7 66±0.1 d 76±0.1 a 111±2.5 c 15±0.1 c Media de tres repeticiones ± error estándar. Valores seguidos por la misma letra en la misma columna no son significativamente diferentes (p < 0.05) TH = Tiempo de Hidrólisis. Mues tra APR Tabla III: Temperatura y entalpia de Retrogradación del almidón de plátano nativo y lintnerizado a diferentes tiempos. TH Media de tres repeticiones ± error estándar. Valores seguidos por la misma letra en la misma columna no son significativamente diferentes (p < 0.05) TH = Tiempo de Hidrólisis. Patrones de difracción de rayos X El almidón de plátano nativo mostró picos a un ángulo 2 de 5, 15, 17 y 23, los cuales son típicos para un patrón de difracción tipo B (figura 1). Durante la lintnerización del almidón a diferentes tiempos de reacción el patrón de difracción del almidón nativo cambio de un patrón tipo B a un tipo A. Este cambio de patrón indica que en la primera etapa de la hidrólisis ácida fueron removidas las zonas amorfas y en la segunda las zonas cristalinas de la molécula de amilopectina. T o ( C) RETROGRADACION T p ( C) T f ( C) ΔH (J/g) ±0.6 a 51.0±0.5 a 70.4±0.9 a 10.1±0.2 a ±0.4 b 53.5±0.6 b 73.4±0.9 b 10.4±0.03 a ±0.4 c 58.7±0.7 c 80.0±0.5 c 12.1±0.06 b ±0.7 c 58±0.04 d 84.2±0.9 d 15.0±0.37 c

6 Figura 1. Patrones de difracción de rayos X del almidón de plátano nativo y lintnerizado a diferentes tiempos: (A) almidón nativo; (B) hidrólisis ácida durante 3 días; (C) hidrólisis ácida durante 5 días; (D) hidrólisis ácida durante 7 días. CONCLUSIONES El tiempo de hidrólisis incrementó el contenido de ALD pero disminuyó los niveles de AR. La modificación química (lintnerización) afectó significativamente el patrón de difracción del almidón nativo, así como, su temperatura y entalpía de gelatinización. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS 1. Chung, H. J., Liu,Q., Hoover, R.,(2009): Impact of anneling and heatmoisture treatment on rapidly digestible, slowly digestible and resistant starch levels in native and gelatinized corn, pea and lentil starches. Carbohydr. Polym. 2009, 75, Ao, Z., Simsek, S., Zhang, G., Venkatachalam, M. et al., (2007)Starch with slow digestion propertiy produced by altering its chain length, branch density, and crystalline structure. J. Agric. Food Chem.,55, Woo, K. S., Seib, P. A., (2002) Crosslinked resistant starch: Preparation and properties. Cereal Chem., 79, Espinoza-Solís, V., Sanchez- Ambriz1, S. L., Hamaker, B. R. and Bello-Pérez, L. A. (2011). Fine structural characteristics related to digestión properties of acid-treated fruit starches. Starch/Starke, 63, Paredes-López, O., Bello-Pérez, L.A(1994). Amylopectin: Structural, Gelatinisation and Retrogradation Studies. Food Chemistry. 50: