La exposición que presenté el 1 de diciembre del 2011 para la aprobación de mi protocolo.

1. UNIVERSIDAD AUTÓNOMA 1
DE YUCATÁN
POSGRADO INSTITUCIONAL EN CIENCIAS
QUÍMICAS Y BIOQUÍMICAS
“MALTODEXTRINAS ENZIMÁTICAMENTE R ESISTENTES
OBTENIDAS A PAR TIR DE ALMIDÓN DE YUCA
(Manihot esculenta)”
L.N. Rocío Toraya Avilés
Directores de Dr. David Betancur Ancona /Dra. Maira Segura
Tesis: Campos

2. INTRODUCCIÓN
2
 El almidón es quizás el polímero natural más importante
que existe.
 La Yuca (M niho t e s c ule nta ) = segunda fuente de
a
almidón en el mundo.
 Los almidones nativos pueden ser modificados a través
de métodos químicos, físicos y bioquímicos.
 Piroconversión e hidrólisis enzimática.

3. INTRODUCCIÓN
3
 Productos indigeribles o de baja digestibilidad con
propiedades fisiológicas similares a las de la fibra
dietética.
 Elaboración de varios productos alimenticios como
bebidas, productos lácteos, cereales, productos
panificados, etc.

4. ANTECEDENTES
4
Yuca (Manihot esculenta)
 Arbusto tropical que puede alcanzar de 2 a
3 metros de altura.
 Mandioca, cassava, guacamote, aipi, entre
otros.
 Las raíces son la parte de la planta que
hasta el momento ha tenido un mayor valor
económico.
(Ceballos & De la Cruz, 2002; Cartay, 2004)

5. Características Principales del
5
Cultivo
 Gran potencial para la producción de almidón, contiene más
almidón por peso seco que casi cualquier otro cultivo
alimentario.
 Su proceso de obtención es sencillo.
 Posee una gran flexibilidad en cuanto a las condiciones de
siembra y tiempo de cosecha.
 Tolerancia a la sequía y a suelos degradados.
(Alarcón & Dufour, 1998; Cock, 1989; FAO, 2006)

6. Usos de la raíz de yuca
6
 La yuca es el cuarto producto
básico más importante a nivel
mundial .
 Alimentación animal.
 Aplicaciones industriales.
 Alimentación humana.
 Actualmente, se encuentra en
transición hacia un mercado
orientado a productos y materias
primas para la industria de
procesamiento. (Cartay, 2004; Benavides, 2010; Aristizabal & col., 2007

7. Producción de la raíz de yuca
7
 En el 2010, la FAO estimó que la
producción mundial fue de 249 millones
de toneladas.
 Nigeria, Tailandia, Indonesia.
América Tabasco
Brasil 24, 404, 000 t Morelos
Michoacán
Colombi 2, 202, 210 t Guerrero
a Estado de México
México 18,432 t Yucatán
 Yucatán (ts`íim): Izamal, Tekax, Espita,
Tizimín, Valladolid y especialmente en
Calotmul.
(FAO, 2010; FAO, 2009; Benavides, 2010)

8. Almidón
8
 Formado básicamente por
polímeros de D-glucopiranosa
unidos a través de enlaces
glucosídicos α (1, 4) y α (1,6).
 Amilosa y amilopectina.
 Las diferencias estructurales
entre estos contribuyen a
diferencias significativas en
las propiedades del almidón y su & col., 2002; Peñaranda & col., 200
(Thomas & Atwell, 1999; Mathews

9. Almidón
9
 Se diferencia de todos los demás
carbohidratos debido a que en la
naturaleza se presenta en gránulos.
 Estos tiene una naturaleza
parcialmente cristalina.
 Estas estructuras cristalinas se
distinguen por su patrón de
difracción de rayos X que puede ser
alguno de estos tipos: A, B ó C.
(Betancur, 2001)

10. Clasificación de los almidones en
10
base a su digestibilidad
Clasificació Tipo Digestión Fuente
n en ID
Almidón Rá p id a d ig e s tibilid a d Completa Pan y Papa cocida.
Digerible
Ba ja Dig e s tibilid a d Lenta pero Cereales crudos.
completa
Almidón A :
R1 Fís ic a m e nte Lenta y Semillas y granos enteros o
Resistente ina c c e s ible parcial parcialmente molidos.
A :
R2 G rá nulo s Lenta y Almidón de maíz alto en amilosa, las
Re s is te nte s parcial papas crudas y los plátanos verdes.
A :
R3 A id ó n Parcial o Alimentos tratados con calor húmedo
lm
Re tro g ra d a d o Totalmente y enfriados. Ej. Pan, hojuelas de
resistente maíz y las papas cocidas frías.
A R4: A id ó n Parcial o Tratados
lm por piroconversión,
q uím ic a m e nte m o d ific a d o Totalmente entrecruzamiento, entre otros.
resistente Han sido utilizados en la elaboración
de panes, pasteles, etc.
(Gray, 2006; Sajilata & col., 2006; Nugent, 2005

11. Almidón de Yuca
11
 Es la segunda fuente de almidón en el mundo, sus
raíces contienen más de 30 %.
 Menor proporción de amilosa (17%).
 Sus gránulos son redondos con terminales truncados,
su tamaño varía entre 5-35 μm. Características
funcionales
Composición Proximal
Gránulo de Almidón de Temperatura de
Yuca gelatinización
relativamente baja (62-73
Humedad 7.4 % °C)
Cenizas 0.35 % Alta viscosidad
Resistencia a congelar
Extracto etéreo 0.1 %
Tendencia baja a la
Proteína 0.15% retrogradación
Carbohidratos 92 % Gel de mayor claridad y
estabilidad
four & col., 1998; Aristizabal & col., 2007; FAO & IFAD, 2000; Ceballos & De la Cruz, 2002; Santacruz & Ruales, 199

12. Almidones Modificados
12
 Los almidones modificados son aditivos e ingredientes
funcionales, útiles y abundantes en los alimentos
procesados.
 Surgen debido a que los almidones nativos suelen
presentar ciertas limitaciones para su uso industrial.
 Los gránulos de almidón son tratados química, física y
bioquímicamente.
(FAO, 1998 ; Fennema, 2010)

13. Piroconversión o
13
Pirodextrinización
 Degradación de almidones en estado seco por la acción
de calor o combinación de calor con ácidos u otros
catalizadores.
 Enlaces glucosídicos como los β (1,2) y β (1,3) son
formados.
 Orozco y Betancur (2004) realizaron la pirodextrinización
de almidón nativo de Pha s e o lus luna tus .
(Wurzburg, 1986; Wang & col., 2001

14. Hidrólisis Enzimática
14
 Se realiza mediante un ataque rápido del almidón por la
enzima α-amilasa bajo condiciones específicas.
 Maltodextrinas
 Sus equivalentes de dextrosa
son menores a 20.
(Kulp, 1975; Thomas & Atwell, 1999)

15. Maltodextrinas Enzimáticamente
15
Resistentes
CARACTERÍSTICAS
Son compuestos de bajo peso  Zumárraga (2005)
molecular.
reportó un incremento
No endulzantes
de la cantidad de
Baja viscosidad y alta solubilidad
almidón resistente al
Soluciones muy claras y estables
elaborar MER.
Resisten altas temperaturas
Contienen uniones β (1,2), β (1,3) y
levoglucosonas.
 Livesey y Tagami (2009) las MER son capaces de
atenuar la respuesta glicémica a alimentos ricos en
carbohidratos.
(Prosky & Mc cleary, 2001).

16. Justificación de la investigación
 Piroconversión e hidrólisis enzimática = Maltodextrinas
enzimáticamente resistentes (MER).
 MER= Baja viscosidad , forman soluciones muy claras y
estables, resisten altas temperaturas, baja digestibilidad,
bajo aporte calórico y propiedades fisiológicas similares a
las de la fibra dietética.
 Fuente de fibra no convencional.

17. Justificación de la investigación
17
¿Por qué usar la Yuca como fuente de almidón?
 Excelente fuente de almidón.
 Proceso de obtención es más sencillo y
presentan mayor contenido de almidón
indigerible.
 Amplia disponibilidad en el mercado.
 Cultivo muy flexible.

18. Justificación de la investigación
18
 Modificaciones= permitirían aumentar las
aplicaciones del cultivo así como su
rentabilidad y demanda.
 Se da en la región de la Península de
Yucatán.
 Promover su reposicionamiento en el
estado y favorecer a los pequeños
productores.

19. Objetivo General
19
 Evaluar las propiedades fisicoquímicas y nutrimentales
de las pirodextrinas y maltodextrinas enzimáticamente
resistentes (MER) obtenidas por piroconversión e
hidrólisis enzimática de almidón de yuca (M niho t a
e s c ule nta ) e incorporación de las MER en la formulación
de pan blanco.

20. Objetivos Específicos
20
 Evaluar el efecto de los principales factores que inciden
en la reacción de pirodextrinización sobre el contenido
de almidón indigerible.
 Evaluar el efecto de la relación enzima-sustrato y
tiempo de hidrólisis enzimática del almidón nativo para
la obtención de maltodextrinas enzimáticamente
resistentes.

21. Objetivos Específicos
21
 Evaluar los cambios en las propiedades nutrimentales y
funcionales de las pirodextrinas y maltodextrinas
enzimáticamente resistentes.
 Determinar el índice glicémico in vivo de las maltodextrinas
enzimáticamente resistentes.
 Incorporar las maltodextrinas enzimáticamente resistentes
en la formulación de pan blanco y realizar su evaluación
sensorial.

22. Obtención de la Materia Prima
Extracción del almidón nativo de Manihot esculenta
Pirodextrinización
Caracterización Nutrimental
22 Almidón Total Caracterización Física
Almidón Disponible Color
Almidón Indigerible
Elección del mejor tratamiento en base al mayor contenido de almidón indigerible
METODOLOGÍ
Propiedades Funcionales
Gelatinización
Solubilidad
Poder de Hinchamiento
A
Viscosidad
Absorción de agua
Hidrólisis enzimática para obtención de MER1
Determinación de Equivalentes de Dextrosa
Elección del mejor tratamiento en base a los ED más bajos
Caracterización Nutrimental Propiedades Funcionales
Almidón Total Gelatinización
Almidón Disponible Solubilidad
Almidón Indigerible Poder de Hinchamiento
Viscosidad
Absorción de agua
Evaluación del Índice Glicémico in vivo
Incorporación de las MER1 en la formulación de pan blanco
Evaluación Sensorial del Producto

23. Obtención de la Materia Prima
23
 Se usarán ejemplares frescos de yuca (M niho t a
e s c ule nta ) para la extracción del almidón, estos
serán adquiridos en ejidos productores del estado
de Yucatán.

24. Extracción de almidón nativo de
24
Manihot esculenta
Pelado y cortado de las
raíces
Remojo en solución de bisulfito de
sodio
Molienda
Solución de bisulfito de
sodio
Filtrado
Sedimentación y
Sifoneo
Lavado y
centrifugado
Secado y
Molienda
Almacenamiento

25. Pirodextrinización o
25
Piroconversión
 La piroconversión del almidón se realizará de acuerdo a un
diseño factorial 23 con 4 réplicas del tratamiento central.
 Variable respuesta = Almidón indigerible.
Tratamient Relación Temperatura (°C) Tiempo(h)
o almidón/HCl
1 80:1 90 1
2 80:1 110 1
3 160:1 90 1
4 160:1 110 1
5 80:1 90 3
6 80:1 110 3
7 160:1 90 3
8 160:1 110 3
9 120:1 100 2
10 120:1 100 2
11 120:1 100 2
12 120:1 100 2

26. Pirodextrinización o
26
Piroconversión
 El experimento se realizará de acuerdo al
método Laurentin y col. (1996).
Pesado del almidón nativo seco
(15g)
Adición del HCl 2.2
M
Se deja reaccionar por
16 h
Secado en horno de convección (°C
y h)
Pirodextrinas

27. Hidrólisis Enzimática
27
 Se usará un diseño factorial 22 con 4 réplicas del
tratamiento central.
 Variable respuesta = ED.
Concentración de enzima α-
Tratamiento Tiempo de reacción
amilasa (v/v)
1 0.1 % 10 min
2 0.1 % 30 min
3 0.05 % 10 min
4 0.05 % 30 min
5 0.75 % 20 min
6 0.75 % 20 min
7 0.75 % 20 min
8 0.75 % 20 min

28. Hidrólisis Enzimática
28
 Se realizará de acuerdo a la patente N°5, 620, 873 de la
United Status Patent (1997), utilizando la enzima α-
amilasa.
Hidratación del almidón pirodextrinizado al 30 %
p/v
Acción enzimática a 95 °C (% y
min)
Inactivación de la enzima a 120 ° C por 15
min
Liofilización (48 h a -42°C)
MER
 Determinación de Equivalentes de Dextrosa : Se
realizará de acuerdo al método establecido por Miller

29. Caracterización Nutrimental
29

30. Caracterización Física
30

31. Propiedades Funcionales
31

32. Evaluación del Índice Glicémico in
vivo
32
10 individuos 10 individuos
sanos diabéticos tipo
2 (controlados)
Se le tomará una muestra de sangre
periférica = nivel de glucosa en ayunas
(t0).
50 g de MER
Después de 30 min de la ingestión se
tomará la segunda muestra de sangre
(t30) y se repetirá a los 45, 60, 90, 120
y 180 min.
Cuantificación de la glucosa plasmática
IG de las MER
IG de las MER

33. Incorporación de MER en la
33
elaboración de Pan Blanco
 El pan blanco será elaborado de acuerdo a la
receta de Palomo (2011).
Ingredientes Control Tratamiento 1 Tratamiento 2
(0% MER) (50 % MER) (100 % MER)
Masa madre 50 g 50 g 50 g
Harina 500 g 500 g 500 g
Sal 5g 5g 5g
Mejorante para pan 5g 5g 5g
Azúcar 50 g 25 g 0 g
MER 0g 25 g 50 g
Aceite 50 ml 50 ml 50 ml
Agua 300 ml 300 ml 300 ml
Levadura seca 7.5 g 7.5 g 7.5 g

34. Evaluación Sensorial
34
 Panel de 80 jueces no entrenados, los cuales señalarán
el nivel de agrado o desagrado.
 Escala hedónica estructurada de siete puntos
descriptores.

35. Análisis Estadístico
35
 Los datos obtenidos serán procesados mediante estadística
descriptiva.
 Resultados de los tratamientos de piroconversión, de
hidrólisis enzimática y la evaluación sensorial
Análisis de varianza a un nivel de significancia del 5%.
 Prueba de Duncan.
 Análisis de regresión (Statgraphics plus 5.1)

36. Cronograma de actividades
36

37. 37
GRACIAS…