Extracción de almidón de plátano cuadrado (Musa balbisiana Colla)

Extracción de almidón de plátano cuadrado (Musa balbisiana Colla)
M. en C. Lázaro De la Torre Gutiérrez
Resumen
Para la extracción del almidón se utilizó y se modifico la metodología indicada por Bello-Pérez y
col, (1999). El experimento se realizó bajo un diseño factorial 23, con cinco réplicas al tratamiento
central, en donde los factores y sus niveles mínimo y máximo, a evaluar fueron: relación
harina/solvente (1:5 y 1:10 p/v), concentración de bisulfito de sodio (0.1 y 0.3%) y tiempo de
extracción (30 y 60 min). Los datos reportan una variación en la recuperación del almidón con
respecto a la materia prima de 52.4 al 69.6 %. El análisis de varianza de los resultados
obtenidos, indicó que con excepción de la interacción relación (soluto/solvente)-concentración,
todas los factores principales: relación (soluto/solvente), concentración de bisulfito (%) y tiempo
de extracción (min); presentaron influencia significativa (P<0.05) sobre la cantidad de almidón
recuperado. También se encontró que procesando la harina con una relación soluto/solvente
(1:5), concentración de bisulfito (0.1%) y el tiempo de extracción (60 min) se obtuvieron los
mayores rendimientos de la fracción almidonosa (69.6%); valor que fue estadísticamente
diferente (P<0.05) a los otros tratamientos.
Introducción
La fuente botánica de la que provienen los almidones determina las características moleculares
y funcionales de éstos, cuyo conocimiento resulta relevante desde el punto de vista científico y
tecnológico.
Existe un número importante de especies que tienen un alto contenido de almidón y que
podrían ser materia prima para su extracción y elaboración de alimentos. Dentro de estas se
encuentran algunas frutas como el plátano (Musa paradisiaca) y el mango (Mangifera indica L),
que en estado verde o inmaduro presentan cantidades importantes de este carbohidrato.
En México, este polisacárido funcional es obtenido fundamentalmente del maíz; sin embargo,
considerando que este cereal es básico para la alimentación de los mexicanos y aunado a la
necesidad del aprovechamiento integral de los recursos existentes en cada región; una
alternativa de fuente no convencional de almidón, es el plátano cuadrado (Musa balbisiana
Semana de Divulgación y Video Científico 2008
870
Colla). Esta fruta ha mostrado ser resistente a las condiciones variadas de temperatura
ambientales (15ºC y 35ºC) del estado de Tabasco; se caracteriza por su rápido crecimiento en
las zonas tropicales y por ser resistente a enfermedades y plagas. Su uso actual, es como
alimento para animales de traspatio (cerdos y guajolotes) y consumido muy poco por los
humano.
En la literatura se encuentran pocos informes relacionados con el aislamiento de almidón de
plátano. Investigaciones recientes han puesto de manifiesto la existencia de un 70 % de
almidón en el fruto de plátano (Bello-Pérez y col, 2000). Por lo anterior surge la posibilidad de
desarrollar y/o modificar métodos de extracción que permitan un mejor aprovechamiento de
esta fuente de almidón, para lo cual se pretende establecer las condiciones más adecuadas del
proceso de extracción del almidón de plátano cuadrado, lo cual llevaría a proponer sus usos
potenciales en la industria alimentaria.
Objetivos y Metas
Objetivo general. Evaluar condiciones de la extracción del almidón de plátano cuadrado (Musa
balbisina Colla).
Objetivos específicos
1. Evaluar el efecto de la concentración de bisulfito de sodio, relación harina-solvente y el
tiempo sobre rendimiento de extracción de almidón de plátano cuadrado.
2. Determinar el mejor tratamiento en relación al rendimiento del almidón de plátano cuadrado.
Meta: Identificar el factor (bisulfito de sodio, relación harina-solvente y el tiempo) que tuvo más
efecto en el rendimiento de almidón de plátano cuadrado.
Materiales y métodos
a) Obtención de la harina de plátano.
Se utilizaron frutos inmaduros de plátano cuadrado (Musa balbisiana Colla) obtenidos del
municipio de Tenosique, de la cosecha del mes de Junio de 2002, con grado de color uno, con
respecto a la cáscara (Inibap, 2001); posteriormente se pelaron y se cortaron en cubos de
aproximadamente 1cm, se secaron al sol durante 24 h, se molió en un molino manual, se tamizo
Semana de Divulgación y Video Científico 2008
871
en malla número 80 (0.177 mm de abertura de poro) y se almacenó en botes de plástico con
capacidad de 4 kg.
b) Extracción del almidón.
Para el aislamiento del almidón se utilizó una modificación de la metodología indicada por BelloPérez y col, (1999). El experimento se realizó de acuerdo con un diseño factorial 23, con cinco
réplicas al tratamiento central (Montgomery; 1991), en donde los factores y sus niveles mínimo y
máximo, a evaluar fueron: relación harina/solvente (1:5 y 1:10 p/v), concentración de bisulfito de
sodio (0.1 y 0.3%) y tiempo de extracción (30 y 60 min).
Se preparó 150 g de harina de plátano con una solución de bisulfito de sodio en una relación
peso/volumen de acuerdo a lo indicado por el modelo estadístico y se dejó hidratando con
agitación constante a 400 rpm durante 30, 45 y 60 min, según el tratamiento. Pasado este tiempo,
la suspensión se tamizó en mallas 80 y 100, para separar el sólido que contiene fibra, del líquido
que contiene al almidón. La suspensión se dejó reposar hasta la completa sedimentación del
almidón, y por sifoneo se separaron los componentes solubilizados en el sobrenadante. El almidón
se lavó tres veces con 300 ml de agua destilada y se centrifugó a 2500 rpm durante 10 min, para
recuperarlo. El almidón se seco a 60°C en una estufa de convección durante 12 h, se peso y
molio en un molino manual hasta obtener harina. El rendimiento de extracción se utilizó como
variable de respuesta para calificar el experimento y se calculó mediante la siguiente relación.
peso del almidón (b.s.)
% de almidón recuperado =
X 100
peso de la materia prima (b.s.)
Resultados
Los porcentajes de extracción de la fracción almidonosa del plátano cuadrado se muestran en el
cuadro 1. Los datos reportan una variación en la recuperación del almidón con respecto a la
materia prima de 52.4 al 69.6 %.
El análisis de varianza de los resultados obtenidos, indicó que con excepción de la interacción
relación
(soluto/solvente)-concentración,
todas
los
factores
principales:
relación
(soluto/solvente), concentración de bisulfito (%) y tiempo de extracción (min); presentaron
Semana de Divulgación y Video Científico 2008
872
influencia significativa (P<0.05) sobre la cantidad de almidón recuperado. También se encontró
que procesando la harina con una relación soluto/solvente (1:5), concentración de bisulfito
(0.1%) y el tiempo de extracción (60 min) se obtuvieron los mayores rendimientos de la fracción
almidonosa (69.6%); valor que fue estadísticamente diferente (P<0.05) a los otros tratamientos
Cuadro 1. Rendimiento (%) de extracción de la fracción almidonosa de plátano cuadrado.
Trata
mient
o
Factor A:
relación
harina/ solvente
(p/v)
Factor B:
concentración
de bisulfito
(%)
Factor C:
tiempo de
tratamiento
(min)
Recuperación
(%)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
1:5
1:10
1:5
1:10
1:5
1:10
1:5
1:10
1:7.5
1:7.5
1:7.5
1:7.5
1:7.5
0.1
0.1
0.3
0.3
0.1
0.1
0.3
0.3
0.2
0.2
0.2
0.2
0.2
30
30
30
30
60
60
60
60
45
45
45
45
45
53.38h
54.52g
64.25cd
67.41f
69.60ª
60.06e
65.51b
65.24bc
64.09d
64.62bcd
64.68bcd
64.66bcd
64.19cd
Discusión
El análisis de regresión señaló que el rendimiento de extracción del almidón de plátano
cuadrado puede explicarse mediante un modelo lineal de primer orden, quedando el siguiente
modelo matemático:
Rendimiento = 62.46 – 1.8975 A + 1.8975 B + 4.065 C – O.555 AC – 1.625BC + 2.365 ABC
Donde:
A = Relación soluto / solvente.
B = Concentración de bisulfito.
C = Tiempo de extracción.
Con base a la ecuación, se puede indicar que la extracción de almidón se favoreció más con el
tiempo de extracción (C) mostrando con una tendencia positiva, es decir, se espera que el
Semana de Divulgación y Video Científico 2008
873
rendimiento de almidón aumente 4.065 veces con el incremento del tiempo, seguido por la
interacción de los tres factores (ABC), que también tuvo una tendencia positiva. Sin embargo,
la relación soluto/solvente tuvo una tendencia negativa, es decir, cuando se incrementa la
relación, el rendimiento disminuye.
Por otra parte, los rangos de extracción (53.4-69.6 %) resultaron mayores a los obtenidos por
Bello-Pérez y col, (2002) para plátano criollo con 11.8% y plátano macho con 43.8%. Estas
diferencias se pueden deber a las modificaciones realizadas a la metodología reportada por el
autor señalado anteriormente.
Conclusiones
1. La relación soluto/solvente, concentración de bisulfito de sodio y tiempo de extracción,
presentaron influencia significativa (P<0.05) sobre la cantidad de almidón recuperado.
2. El tratamiento con una relación de 1:5 soluto/solvente, concentración de bisulfito de sodio
de 0.1% y un tiempo de extracción de 60min, es el que presento mayor rendimiento de
extracción (69.8%) de almidón de plátano cuadrado.
Referencias
Badui, S., 1993. Química de los alimentos. 3ª edición, Editorial Alhambra Mexicana,
México. pp 97,98.
Bello-Pérez, L. A. 1995. Amilopectina-Caracterización molecular y funcional. Tesis
Doctoral, Centro de Investigación y de Estudios Avanzados del Instituto Politécnico
Nacional, Unidad Irapuato, Guanajuato, México.
Bello, P. L. A.; Sáyago A. S. G.; Villagomez M. J. y Montiel S. L. I., 2000. Almidón de
plátano y calidad sensorial de dos tipos de galletas. Agrociencia. 34:553-560.
Montgomery, D.C. 1991. Diseño y análisis de experimentos. Grupo Editorial Iberoamérica,
México. pp: 241-285.
Semana de Divulgación y Video Científico 2008
874