EVALUACIN DE PROPIEDADES FUNCIONALES Y CONTENIDO DE FENOLES

TOTALES EN HARINA DE CSCARA DE PLTANO Dominico Hartn.

Resumen

El pltano es uno de los frutos ms ampliamente consumidos a nivel mundial y

representa el 40% del comercio internacional de frutas. Cada hectrea de cultivo de

pltano genera cerca de 220 toneladas de desechos residuales, los cuales podran

convertirse en productos de valor agregado. Los alimentos y subproductos generados por

la industria alimentaria han ganado mucha atencin ltimamente como medio de gestin

sostenible, ya que estos podran aumentar el beneficio para las economas locales. Por

lo anterior, en este proyecto se plantea la elaboracin de harina de cscaras de pltano, y

la medicin de propiedades funcionales, como una posibilidad de aumentar el valor

agregado a este residuo agroindustrial, y se busca con este proyecto vincular a

estudiantes de qumica agroindustrial, como una estrategia metodolgica de la asignatura,

que les permita iniciarse en investigacin y resolver problemas reales de su entorno.

Palabras claves: Hidratacin, Liofilizacin, Viscosidad, Residuos agroindustriales,

Capacidad de retencin de agua y aceite, Emulsificacin

Objetivos generales

Introducir en los mtodos y procesos de investigacin, a un grupo de estudiantes de la

asignatura Qumica Agroindustrial, especficamente en el tema propiedades de

hidratacin de harina de pltano.

Objetivos especficos

Evaluar las propiedades funcionales de hidratacin, capacidad de retencin de agua

(CRA), capacidad de retencin de aceite (CRAC), viscosidad, contenido de fenoles

totales, formacin de espuma, actividad de agua (Aw), pH, materia seca, humedad, acidez

titulable, emulsificacin y determinacin de fibra diettica soluble (FDS), fibra diettica

insoluble (FDI), carbohidratos totales, fibra detergente neutra (FDN), fibra detergente

acida (FDA), protena y extracto etreo en harina obtenida de cscara de pltano.

Definicin del problema

El pltano es uno de los frutos ms ampliamente consumidos en el mundo y representa el

40% del comercio mundial de frutas. Cada hectrea de cultivo de pltano genera cerca de

220 toneladas de desechos residuales, los cuales se componen principalmente de

material lignocelulsico. Aunqu estos materiales pueden ser convertidos en biogs o

compost, los gastos de transporte de los residuos, hace que esta prctica sea

antieconmica. La mayor parte de la basura residual producida por los agricultores se

descarta cerca de los ros, lagos y carreteras, lo que provoca una preocupacin ambiental

grave (GV. Reddy et al., 2003). A su vez los desechos residuales del pltano representa

problemas en costos de tratamiento ya que la industria alimentaria no dispone de lugares

para su disposicin (Bernardino et al., 2006). Debido a lo anterior, Los alimentos y

subproductos generados por la industria alimentaria han ganado mucha atencin

ltimamente como medio de gestin sostenible, ya que puede aumentar de forma

concomitante el beneficio para las economas locales. Hasta ahora, la cscara y pulpa del

pltano constituye una fuente poco explorada para la recuperacin y produccin de

compuestos que posean propiedades funcionales (Eleni Naziri, 2014). Los subproductos

de esta industria alimentaria, a menudo contienen sustancias de alto valor agregado que

pueden ser directamente extrados o pueden representar un sustrato de bajo costo para

los procesos de fermentacin destinados a la produccin de biomolculas de inters

comercial (Petruccioli et al., 2014). El uso de estos desechos agrcolas en boprocesos

puede proporcionar un desarrollo econmico en las regiones locales y, adems, ayudar a

resolver los problemas ambientales, que son causados por la inadecuada disposicin

(GV. Reddy et al., 2003).

JUSTIFICACIN

Debido a lo planteado anteriormente se busca realizar harina a partir de la cscara y

pulpa de pltano, donde se pretende evaluar propiedades funcionales. Estudios previos

han demostrado que la cscara y pulpa del pltano posee la capacidad de retener agua

debido a las protenas y polisacridos presentes en estas matrices, lo cual proporcionan

frescura a los alimentos y se emplean como aditivos en la industria alimentaria (Serna et

al., 2013). A dems la cscara y pulpa de pltano tiene importancia comercial debido a su

uso como fuente de fibra en productos de panadera. La fibra diettica se compone de

partes comestibles del fruto los cuales son carbohidratos anlogos que son resistentes a

la digestin y absorcin en el intestino delgado humano con la fermentacin completa o

parcial en el intestino grueso. Esta fibra diettica incluye polisacridos, oligosacridos,

lignina y sustancias vegetales asociadas, los cuales promueven beneficio en los procesos

fisiolgicos, incluyendo el efecto laxante, disminucin del colesterol en la sangre y la

atenuacin de glucosa en sangre (aacCL, 2001). A su vez se ha demostrado que los

extractos crudos de materiales biolgicos son ricos en compuestos fenlicos lo cual ha

generado un creciente inters en la industria de alimentos, ya que retardan la degradacin

oxidativa de los lpidos y de esta manera mejorar la calidad y el valor nutricional de los

alimentos, otro importante aspecto de los compuestos antioxidantes de origen biolgicos

es el cuidado de la salud, y en la proteccin contra las enfermedades coronarias y el

cncer. La tendencia del futuro se est moviendo hacia los alimentos funcionales con

efectos especficos en la salud (Kallay y Kerenyi, 1999).

Encontrar alternativas de valor agregado para la cscara y pulpa de pltano contribuira

en forma eficiente y contundente a solucionar problemas econmicos y ambiental que

generan el procesamiento industrial de esta materia prima de origen biolgico (Noor Aziah

y Abdul Aziz, 2011).

MARCO CONCEPTUAL

Hidratacin

Es la capacidad de absorcin de agua en una harina, que a menudo define su calidad y

su capacidad para formar una masa viscoeltica. La hidratacin de la harina es crucial en

la industria alimentaria, ya que afecta a sus propiedades funcionales y la calidad de los

productos de cocina (pan, galletas, etc.) (Benjamin y Berton, 2002).

CRA y CRAC

La capacidad de retencin de agua o aceite es una medida de la cantidad del lquido que

puede quedar atrapado en una red, sin que exista exudacin o sinresis. Generalmente

hace referencia a la cantidad de agua que una protena o un hidrato de carbono puede

retener sin que haya liberacin del lquido. Dicha capacidad depende de factores

intrnsecos como tipo de polmero, peso molecular, linealidad, etc; y de factores

extrnsecos como pH, fuerza inica, temperatura, presencia de ciertos cationes, etctera

(Badui, 2006).

Viscosidad

La viscosidad, se define como la resistencia de una solucin a fluir bajo una fuerza

aplicada o un esfuerzo de cizalla. Para el caso de una solucin ideal, el esfuerzo de

cizalla es directamente proporcional a la velocidad de corte. Es decir, que la fuerza por

unidad de rea, F/A, es directamente proporcional al gradiente de velocidad entre las

capas del lquido, dv/dr, expresada como:

=

La constante de proporcionalidad se conoce como el coeficiente de viscosidad. Los

fluidos que obedecen esta expresin son llamados fluidos Newtonianos (Badui, 2006).

Contenido de fenoles totales

Son compuestos qumicos que tienen un gran inters prctico ya que esta familia de

compuestos incluye un gran nmero de antioxidantes de origen natural y sinttico. La

importancia que tiene esta familia de compuestos fenlicos en la industria alimentaria es

que inhiben la degradacin oxidativa de los materiales orgnicos en un gran nmero de

productos comerciales (Margarida S y Miranda, 2014).

Espuma

Las espumas son dispersiones coloidales de un gas o mezcla de gases suspendidos en

un una fase dispersante formada por un lquido viscoso o un semislido. En la mayora de

las espumas alimenticias el gas es aire (Badui, 2006).

Actividad de agua

La actividad de agua de define como la fugacidad que posee un lquido a escapar de una

solucin. El agua contenida dentro de una matriz se presenta en agua libre y en agua

ligada; la primera sera la nica disponible para reacciones fsicas, qumicas, enzimticas

y microbiolgicas, y es la que intervenir en otras transformaciones, ya que la segunda

est unida a la superficie slida y no acta por estar inmvil o no disponible. Bajo este

sencillo esquema, slo una fraccin del agua, llamada Aw, es capaz de propiciar estos

cambios y es aquella que tiene movilidad o disponibilidad. Es con base en este valor

emprico que se puede predecir la estabilidad y la vida til de un producto (Badui, 2006).

pH

Puesto que las concentraciones de los iones H+ y OH en disoluciones acuosas con

frecuencia son nmeros muy pequeos y, por tanto, es difcil trabajar con ellos, Soren

Sorensen propuso, en 1909, una medida ms prctica denominada pH. El pH de una

disolucin se define como el logaritmo negativo de la concentracin del ion hidrgeno (en

mol/L) (Raymond Chag, Decima Edc):

= log[]+

Solidos solubles

Es el porcentaje en masa de sacarosa de una solucin acuosa de sacarosa que, en

determinadas condiciones, tiene el mismo ndice de refraccin que el producto analizado.

El contenido de solidos solubles del producto se expresan en gramos por 100 g. en el

ndice de refraccin del producto influye la presencia de otros materiales solubles, como

cidos orgnicos, minerales, aminocidos, etc. Debido al alto contenido de cidos de los

jugos y de los concentrados de ctricos, es necesaria una correccin del valor del grado

Brix (NTC 4624, 1999).

Materia seca y humedad

Todos los materiales biolgicos contienen agua en mayor o menor proporcin y materia

seca. La materia seca representa todos aquellos elementos constituyentes de un material

biolgico diferentes de agua como protenas, carbohidratos, lpidos, vitaminas, minerales

y fibra. El contenido de materia seca ms el contenido de agua conformarn el 100% del

material biolgico. En los productos biolgicos el agua existe en dos formas generales:

"agua libre" y "agua ligada". El agua libre o absorbida, es la forma predominante y se

elimina con facilidad utilizando varios mtodos. El contenido de humedad o contenido de

agua de un material biolgico, se define como la cantidad de agua libre presente en el

material. El contenido de humedad se expresa bien en fraccin decimal o bien en

porcentaje, en una de las dos formas siguientes:

1. Referido al producto hmedo, humedad en base hmeda (Hbh): El contenido de

humedad en base hmeda se define como la proporcin del peso del agua con

respecto al peso total del material biolgico (materia seca ms agua). Es el

mtodo ms comnmente usado en agricultura.

2. Referido al producto seco, humedad en base seca (Hbs): El contenido de

humedad se define como la proporcin del peso del agua con respecto al peso de

la materia seca. Este mtodo se utiliza normalmente en los trabajos de

laboratorios cientficos, en la formulacin de productos alimenticios y en la

determinacin de condiciones de procesamiento.

Acides titulable

Lo que habitualmente se denomina acidez involucra la acidez actual y la potencial. La

acidez actual representa a los grupos H+ libres, mientras que la acidez potencial incluye

todos aquellos componentes del producto que por medio de la titulacin liberan grupos H+

al medio. Para su determinacin se agrega a la leche el volumen necesario de una

solucin alcalina valorada hasta alcanzar el pH donde cambia el color de un indicador,

generalmente fenolftalena, que cambia de incoloro a rosado a pH 8,3 (Singh et al., 1997).

Capacidad emulsificante

Una emulsin es una dispersin coloidal de un lquido dentro de otro, en el cual es

normalmente inmiscible. La estabilidad de una emulsin slo se logra si se incorpora una

tercera sustancia que acta en la interface de los lquidos y que se denomina

emulsionante o emulsificante. Por lo tanto, toda emulsin estable debe estar formada por

tres sustancias, dos lquidos inmiscibles entre s y un agente emulsionante apropiado que

se adiciona a una de las fases antes de la formacin de la emulsin. Las emulsiones

estabilizadas por protenas se ven afectadas tanto por las propias caractersticas

moleculares de la protena como por factores intrnsecos, como el pH, la fuerza inica, la

temperatura, la presencia de surfactantes de bajo peso molecular, de azcares, el

volumen de la fase oleosa, el tipo de protena, el punto de fusin del aceite empleado, as

como los factores extrnsecos, como el tipo de equipo utilizado para formar la emulsin,

velocidad de incorporacin del aceite y el nivel de agitacin (Badui, 2006).

Fibra (FDS, FDI, FDN, FDA)

Con este nombre se designa un grupo muy amplio de polisacridos, que no son

aprovechados metablicamente por los organismos monogstricos, incluyendo al hombre,

pero que cumplen una funcin muy importante en el bienestar del individuo. La fibra est

constituida por los componentes estructurales de las paredes celulares de los vegetales,

entre los que destacan la celulosa, la hemicelulosa y las pectinas, tambin se incluye

entre estos compuestos la lignina que, aun cuando no es un hidrato de carbono, sino ms

bien una cadena de compuestos fenlicos como la vanillina, el aldehdo sirngico y los

alcoholes coniferlico, sinaplico y cumarlico, siempre se encuentra asociada a ellos y es

un compuesto no digerible por el tracto digestivo del humano. Estos polmeros no se

encuentran de manera natural en los alimentos de origen animal, ya que son exclusivos

de los vegetales (Badui, 2006).

Extracto etreo o grasa total

Se defina como una sustancia insoluble en agua, pero soluble en disolventes orgnicos

como cloroformo, hexano y ter de petrleo. Las grasas o lpidos son grupos de

compuestos constituidos por carbono, hidrgeno y oxgeno que integran cadenas

hidrocarbonadas alifticas o aromticas, aunque tambin contienen fsforo y nitrgeno.

Desempean muchas funciones en los tejidos, adems de que son la fuente energtica

ms importante, porque en su estructura contienen ms tomos de carbono que las

protenas y los hidratos de carbono. Muchos lpidos cumplen una actividad biolgica,

unos son parte estructural de las membranas celulares y de los sistemas de transporte de

diversos nutrimentos, otros son cidos grasos indispensables, vitaminas y hormonas,

algunos son pigmentos, etc. Las grasas son los principales lpidos que se encuentran en

los alimentos, y contribuyen a la textura y, en general, a las propiedades sensoriales y de

nutricin (Badui, 2006).

Protena

Las protenas constituyen, junto con los cidos nucleicos, las molculas de informacin en

los seres vivos. La importancia de las protenas en los sistemas alimenticios son sus

propiedades nutricionales, y de sus componentes se obtienen molculas nitrogenadas

que permiten conservar la estructura y el crecimiento de quien las consume; asimismo,

pueden ser ingredientes de productos alimenticios y, por sus propiedades funcionales,

ayudan a establecer la estructura y propiedades finales del alimento. Para fines prcticos

es posible definir a las protenas alimentarias como las protenas que son fcilmente

digeribles, no txicas, nutricionalmente adecuadas, tiles en los alimentos y disponibles

en abundancia (Badui, 2006).

MATERIALES Y METODOS

El pltano variedad Dominico Hartn. Se adquirir en el mercado local en un estado de

madurez 1 segn la NTC 1190. Los frutos se lavarn y desinfectarn con hipoclorito a 100

ppm durante 10 min (Djioua et al., 2009). Con ayuda de un cuchillo de acero inoxidable se

realizar la separacin de la pulpa y cscara para ser cortados en pequeas rebanadas y

conducirlo al proceso de secado por medio de liofilizacin. La cscara y pulpa de pltano

se congelarn a -78C por 24 h, en un ultracongelador (New Bronswick, USA) y

posteriormente se liofilizarn utilizando un liofilizador (Labconco, UK), a presin de vaco

de 0.120 mbar y una temperatura en el condensador de -50C. La cscara y pulpa seca

se molern (por separado) con un molino de cuchillas a 20.000 rpm (IKA Labortechnik

M20, CHINA). El material molido se pasar a travs de un tamiz de 250 m en un Rotap

(Tyler) durante 5 min. La harina se almacenar en bolsas plsticas resellables a 5 C para

posterior uso. La harina se caracterizar en cuanto a hidratacin, CRA, CRAC, viscosidad,

contenido de fenoles totales, formacin de espuma, Aw, pH, materia seca, humedad,

acidez titulable, emulsificacin y determinacin de FDS, FDI, carbohidratos totales, FDN,

FDA, protena y extracto etreo.

Propiedades de Hidratacin

Prueba de humectabilidad

Se utilizar la prueba de humectacin esttica, sugerida por Freudig et al., (1999) y

modificada por Ceballos et al. (2012), se utilizar un dispositivo cbico de 5 cm de

laterales internas mostrado en la figura 1. El dispositivo se realizar de material plstico.

Una cantidad constante de harina (1 g) se colocar en un portaobjetos que cubre el

depsito de agua. Al tirar de la corredera de distancia, la capa de harina se pondr en

contacto con agua. El tiempo de humectacin, corresponder al tiempo necesario para la

inmersin completa de una muestra de 1 g de harina depositada suavemente sobre 100

ml de agua sin perturbaciones (20 C).

Figura 1. Dispositivo para prueba de humectacin esttica

Solubilidad

Se determinar de acuerdo a lo reportado por Cano et al., (2005), con algunas

modificaciones que se describen a continuacin: a 50 ml de agua destilada contenida en

un tubo falcn se le adicionarn 0,5 g de harina de cscara y pulpa, se llevar a una

plancha de agitacin (Corning PC 420, USA), a 1150 rpm durante 5 min.

Posteriormente, la solucin se colocar en un tubo falcn y se centrifugar a 3000 rpm

durante 5 min. Una alcuota de 12,5 ml del sobrenadante se transferir a una placa de

Petri previamente pesada, las placas se secarn inmediatamente en estufa a 105 C

durante 5 h. El porcentaje de solubilidad se calcular por diferencia de peso segn la

ecuacin 1.

Solubilidad en agua (%)=100 (peso slidos en el sobrenadante4

peso de la muestra) (1)

Hinchazn

Se realizar de acuerdo con el mtodo descrito por Robertson et al., (2000). La hinchazn

se calcular como ml por g de harina de cscara y pulpa, utilizando la ecuacin 2.

Hinchazn (ml

g) =

volumen ocupado por la muestra

Peso de la muestra

(2)

Capacidad de retencin de agua (CRA) y Capacidad de retencin de aceite (CRAC)

En tubos de 50 ml se adicionarn 250 mg de cscara en polvo, seguido se adicionar

agua destilada o aceite de oliva (25 ml) dependiendo de la medicin a realizar CRA o

CRAC. La mezcla se agitar y se dejar a 28C durante 1 h, se centrifugar (Eppendorf

centrifuge 5804R, Germany) a 1500 rpm durante 10 min, y posteriormente el sediment

se pesar. CRA y CRAC se determinarn como g de agua o de aceite retenido por g de

harina de semilla, de acuerdo con el mtodo descrito por Hassan et al., (2011)( Ecuacin

3).

CRA/CRAC (g

g)=

peso sedimento-peso muestra seca

peso muestra seca

(3)

Viscosidad

La viscosidad se determinar como se describe por Fagbemi (1999). Una concentracin

de harina al 8% (peso/volumen) se dispersara en agua con ayuda de un agitador

magntico a 1000 rpm se calentara de 30 a 95 C en un bao de agua con agitacin

(Memmert, Gmbh-Alemania) y se mantendr a 95 C durante 20 min. La suspensin

obtenida se agitara constantemente y se enfriara a temperatura ambiente. La viscosidad

se mide usando un viscosmetro Vibro (SV-10, A&D Japn)

Contenido de fenoles totales

Los fenoles totales se determinarn de acuerdo con el mtodo descrito por C M Ajila et

al., (2008). Una alcuota de 1 ml de muestra se llevar a un baln de 25 ml, se adicionar

9 ml de agua destilada, despus 1 mg de reactivo Folin-Ciocalteu y se agitar, luego de 5

minutos de reposo se adicionarn 10 ml de Na2CO3 al 7% y se completar a 25 ml con

agua destilada, la reaccin se agitar y se dejar reposar por 90 min a 23C (oscuridad),

despus se leer su absorbancia a 725 nm utilizando un espectrofotmetro (Thermo-

Genesis 10 uv). Los resultados se expresarn como equivalentes de cido glico (GAE)

en mg / g de muestra seca.

Formacin de espuma

La propiedad espumante de la harinas se determinarn de acuerdo con el mtodo dado

por Lin et al. (1974). Las muestras se homogenizarn (1,5 g en 50 ml de agua destilado),

usando un homogeneizador (Yorco, India) a alta velocidad por 2-3 min. La mezcla se

transferir inmediatamente dentro de una probeta y la copa del homogeneizador se

enjuagar con 10 ml de agua destilada, que luego se aadirn a la probeta, se registrar

el volumen antes y despus del batido. La formacin de espuma se calcular de la

siguiente manera:

FC = Incremento en el volumen despues de la hogenizacin volumen inicial

Volumen inicial (4)

Actividad de agua

Para determinar la Aw el sensor se calibrar inicialmente mediante dos soluciones

saturada estndar de nitrato de magnesio cuya Aw es conocida. La calibracin deber ser

efectuada a 20C asegurndose que todas las partes de la solucin se encuentren a esta

temperatura y que se mantenga constantes durante la calibracin. Seguido a la

calibracin se pondr la muestra en la bandeja del equipo y se asegurar que la

temperatura este entre 15 y 25 C se cerrar y se proceder a la medicin de la Aw de las

muestras.

pH

Se colocar una porcin de harina en un vaso de precipitado; se verter encima dos o tres

veces su masa en agua destilada y se calentar en un bao de agua durante 30 min,

removiendo de vez en cuando con una varilla. Seguido se utilizar como porcin de

ensayo un volumen de muestra preparada que sea suficiente para la inmersin del

electrodo. Se introduce el electrodo en la porcin de ensayo y se leer el pH (NTC 4592,

1999).

Solidos solubles

Se tomar una porcin de harina y se adicionar agua en una relacin de 1:2, se

mezclar en un beaker 25 ml la muestra. Se colocar una pequea cantidad de muestra

sobre el prisma inferior del refractmetro AR-200 digital hand-hond, EE.UU. Se

comprueba que la muestra cubra de manera uniforme la superficie de cristal. Se espera a

que la muestra alcance el equilibrio trmico (30 S aproximadamente) y se realizar la

lectura. Es importante que durante la medicin la temperatura permanezca constante

(NTC 4624, 1999).

Materia seca y Humedad

Para analizar una muestra hmeda se secar inicialmente a una temperatura de 60 C,

para impedir que la desecacin afecte su composicin qumica. Esta primera

determinacin se llamar Materia Seca Inicial o MS60 C y se realizar de la siguiente

manera:

1. Se tomarn muestra homognea y representativa del material biolgico a analizar

( 50 a 100 g), se colocar en un recipiente de aluminio (T = Tara).

2. Se pesar el recipiente con la muestra y se anotar el peso, aso como el del

recipiente de aluminio (T + Pf = Tara + Peso Fresco).

3. Colocar el recipiente con la muestra en la estufa a 60 C por 24 h (hasta alcanzar

peso constante).

4. Sacar el recipiente y dejar que se enfre al aire libre durante un par de horas.

5. Pesarlo (T + Ps = Tara + Peso Seco) y calcular su contenido de materia seca y

humedad utilizando las ecuaciones (5) y (6) respectivamente, moler

inmediatamente.

%MS60C=Ps

Pf100 (5)

% Humedad 60 C = 100 - %MS60C (6)

Dnde:

Pf (Peso producto fresco) = (T + Pf) T

Ps (Peso producto seco) = (T + Ps) T

% MS 60 C = Materia Seca Inicial

% Humedad 60 C = Humedad Inicial

Sin embargo, esta temperatura no permite una desecacin completa de la muestra. Una

vez la muestra se encuentre desecada y molida, se debe determinar nuevamente su

contenido de materia seca, esta segunda determinacin se llama Materia Seca Analtica

o MS105 C.

En el caso de muestras seca o con bajo contenido de humedad se determina nicamente

Materia Seca Analtica o MS105 C y se realiza de la siguiente manera:

1. Desecar un crisol a 105 C durante 30 minutos, posteriormente utilizando una

pinza colocarlo en un desecador durante 10 minutos, pesarlo en una balanza

analtica y anotar su peso (T = Tara).

2. Colocar pequea muestra del material en un crisol utilizando una esptula ( 3 a 5

g), la muestra no debe estar destinada a otros anlisis, tomar nota del peso (T + Pf

= Tara + Peso Fresco).

3. Colocar el crisol en el horno a 105 C durante 24 h o hasta alcanzar peso

constante.

4. Sacar el crisol con una pinza de la estufa y colocarlo en un desecador por 10

minutos.

5. Abrir el desecador, pesar rpidamente el crisol y anotar el peso (T + Ps = Tara +

Peso Seco).

6. Se calcular su contenido de materia seca y humedad con las ecuaciones (7) y (8)

respectivamente.

%MS105C=Ps

Pf100 (7)

% Humedad 105 C = 100 - %MS105C (8)

Dnde:

Pf (Peso producto fresco) = (T + Pf) T

Ps (Peso producto seco) = (T + Ps) T

% MS 105 C = Materia Seca Analtica

% Humedad 105 C = Humedad Final

a. Con los valores obtenidos de % MS 60 C y %MS 105 C se calcular la Materia

Seca Total (MSt) o Materia Seca verdadera con la ecuacin (9) y el porcentaje de

humedad de la muestra (%Hbh) con la ecuacin (10):

%MStotal= (%MS60C)(%MS105C)

100 (9)

% Hbh = 100 - MSt (10)

Dnde:

MStotal = Materia Seca Total

% MS 60 C = Materia Seca Inicial

% MS 105 C = Materia Seca Analtica

% Hbh = Humedad en base hmeda

Los valores decimales pueden trasladarse de base hmeda a base seca y viceversa

mediante las Ecuaciones (11) y (12):

% Hbs=(Hbh

1-Hbh) 100 (11)

% Hbh = (Hbs

1+Hbs) 100 (12)

Dnde:

Hbh= Humedad en base hmeda

Hbs= Humedad en base seca

Determinacin de Cenizas

Una vez se haya realizado la Materia Seca a 105C, se proceder a realizar la

determinacin de cenizas, teniendo en cuenta que se deben desecar las muestras en

crisoles de porcelana antes de quemarla en la mufla.

Observacin: Si se trabajan con muestras mayores a 1 g se debe quemar la muestra en

una estufa y desecar antes de llevarla a la mufla.

1. Colocar los crisoles con la materia seca, es decir despus de la desecacin a

105C), en una mufla a 550-600C durante un mnimo de 6h.

2. Apagar la mufla, abrir la puerta y esperar 10 minutos.

3. Colocar los crisoles con una pinza en un desecador y dejar enfriar durante al

menos 1 hora.

4. Llevar los crisoles con las pinzas a la balanza y pesar los crisoles. Anotar el peso.

5. Se calcular el contenido de cenizas mediante las ecuaciones 13 y 14

%Cenizasbs=(T+C)-T

Ps100 (13)

%Cenizasbh=%Cenizasbh%MStotal

100 (14)

Acides titulable

Se pesarn 2 gramos de harina de pltano y se depositarn en un matraz cnico con 20

ml de agua destilada. Se mezclarn bien hasta obtener un lquido homogneo. Se tomar

mediante una pipeta 9 ml y se verter en un beaker de capacidad de 25 ml con un

agitador magntico. Se aadir 3 gotas de solucin de fenolftalena y se agitar, titulando

con la solucin de hidrxido de sodio al 0,1 mol hasta la obtencin de una coloracin

rosada persistente durante 30 segundos (NTC 4623, 1999).

% acidez = ml NaOH 0,1 Factor peso equivalente

ml muestra 100 (15)

Tabla 1. Diferentes factores de equivalencia para el cido que predomine. Tomado NTC

4623

Capacidad emulsificante

La propiedad de emulsificacin de harina se determinar de acuerdo con el mtodo dado

por Naczk, Dtosady y Rubin (1985). Una muestra de harina (3,5 g) se homogeneizar

durante 30 s en 50 ml de agua destilada en un homogeneizador (Yorco, India) a alta

velocidad. Se aadir aceite de oliva (25 ml) y la mezcla se homogenizar de nuevo

durante 30 s. luego se aadirn otros 25 ml de aceite de oliva y la mezcla se

homogenizar durante 90 s. la emulsin se dividir uniformemente en tubos falcn de 50

ml y se centrifugarn a 1100 rpm por 5 min. La capacidad emulsionante se calcular de la

siguiente forma:

E =Volumen de la capa emulsionate

Volumen de la emulsin antes de la centrifuga 100 (16)

Determinacin del contenido en fibra soluble e insoluble

El contenido en fibra soluble se determinar segn los mtodos enzimticos gravimtricos

de la AOAC, (1993) descritos por Espinal R., (2010). A un 1 gramo de muestra seca se le

adicionar 50 mL de buffer fosfatos 0,08 M pH 6,0 en un beaker de 400 ml y se calentar

a 92 C. Posterior a esto se adicionar 100 L de -amilasa termoestable y se incubar a

92 C, agitando cada 3 min durante 15 min.

Se dejar enfriar a temperatura ambiente y se ajustar el pH a 7,5 adicionando 10 mL de

NaOH 0,275 M despus se calentar a 60 C y se adicionar 100 L de una solucin de

proteasa (proveniente de Bacilluslicheniformis) 50 mg/mL preparada en buffer fosfatos

0,08 M pH 6,0 y se incubar a 60 C por 30 min agitando cada 5 min, se dejar enfriar a

temperatura ambiente.

Se ajustar el pH a 4,5 adicionando 10 mL de HCl 0,325 M y se llevar a 60 C, se

adicionar 100 L de amiloglucosidasa (proveniente de Aspergillus niger) y se incubar

(60 C, 30 min) agitando cada 5 min. Se dejar enfriar y se decantar durante 12 horas.

Se filtrar y se secar a 70 C durante 12 h, posterior a esto se pesar el papel filtro para

determinar la fibra dietara insoluble.

Al sobrenadante se le adicionar 250 mL de etanol y se dejar precipitar durante 12

horas. Se filtrar y se secar a 70 C durante 12 h. Finalmente se pesar el papel filtro

para determinar la fibra dietara soluble, la fibra dietara total es la suma de la fibra dietara

soluble e insoluble.

Determinacin del contenido de fibra neutra y acida (celulosa, hemicelulosa y

lignina)

El contenido de celulosa, hemicelulosa y lignina se determinar segn lo descrito por

Hernandez P., (2010), para esto se calcular la fibra detergente neutra (FDN) y la fibra

detergente cida (FDA). Se realizarn pruebas de laboratorio por el mtodo de VAN

SOEST, modificado con la metodologa de ANKOM 200/220, la hemicelulosa, celulosa y

lignina se calcular de acuerdo a las ecuaciones 17,18 y 19 respectivamente.

(%) = (17)

(%) = (18)

(%) =

(%) 100 (19)

Determinacin del contenido de grasas

El contenido de grasa se determinar de acuerdo con el mtodo descrito por la (AOAC,

1990)

Aportes para el proceso de formacin para la investigacin, creacin o innovacin

de los estudiantes

Se busca sensibilizar a los estudiantes frente a una problemtica real como lo son los

desechos agroindustriales, orientndoles haca el desarrollo de productos de valor

agregado, cuya caractersticas pueden implementarse en la industria bajo su accin de

propiedades funcionales. Adems se busca estimular al estudiante para su iniciacin en

los procesos de investigacin, a travs del acompaamiento en experimentacin, toma de

datos, procesamiento de datos, y un acercamiento inicial a la escritura de artculos

cientficos.

A su vez se busca que los estudiantes pongan en prctica los conocimientos adquiridos

durante el curso de su programa acadmico, lo cual le permite generar nuevas ideas por

medio de la exploracin y abrir espacios donde se den procesos investigaros orientados

a una formacin integral, que d como resultado la generacin de conocimientos con los

cuales se puedan transformar nuestra realidad actual.

Estratgia pedaggica

Los estudiantes de la asignatura qumica agroindustrial sern inducidos mediante la

teora, en el conocimiento y el comportamiento de los grupos de nutrientes o molculas

alimentarias (agua, grasa, protena y carbohidratos) y su importancia a nivel nutricional e

industrial, a su vez se inducir al estudiante en los diferente mtodos para la evaluacin y

determinacin de biomolculas y propiedades funcionales por medio de la manipulacin

de los equipos e instrumentos de laboratorio.

Descripcin de las Actividades

Caracterizacon de la cscara de pltano (determinacin de humedad, actividad de

agua, cenizas, pH, acidez titulable, solido solubles).

Obtencin de la harina de cascar de pltano mediante liofilizacin.

Determinacin de propiedades funcionales en la harina de cascar de pltano.

Determinacin de fenoles totales en la harina de cascar de pltano.

Determinacin de la viscosidad como propiedad fsica de la harina de cascar de

pltano.

Realizacin de un artculo cientfico.

Realizacin de anlisis proximal Weende en harina de cascar de pltano.

Resultados

Se espera que los estudiantes vinculados a esta investigacin se apropien de la

metodologa de investigacin, y a su vez desarrollen habilidades y destrezas en el manejo

de equipos de laboratorio, y en la medicin de propiedades funcionales en productos en

polvo, obtenidos de residuos agroindustriales.

Productos esperados

Otros, relacionados con el proyecto de investigacin que considere vlidos para ser

evaluados.

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