Almidones A limentarios

«En Todo asunto de sabiduría e inteligencia… los halló diez veces mejores» (Daniel 1:20)
XII Congreso Nacional de Ciencia y Tecnología de Alimentos
Universidad Peruana Unión - Juliaca
EP Ingeniería en Industrias Alimentarias
Augusto.pumacahua@upeu.pe
Prof. Dr. Augusto Pumacahua Ramos
Almidones alimentarios. Prof. Dr. Augusto Pumacahua

• Mostrar las diferentes aplicaciones del almidón de uso
alimentario.
• Presentar las diversas técnicas de determinación de
propiedades de los almidones de uso alimentario
• Incentivar a realizar estudios con los almidones de las
diferentes fuentes botánicas de nuestra región
Objetivo

• Polímeros más abundantes que la naturaleza nos ofrece.
• Compuestos de dos moléculas: Amilosa y amilopectina
Introducción

• Amplio uso en las industrias alimentarias, industria textil,
industria cosmética, industria farmacéutica, industria
papelera, industria química, etc.
• Posibilidad de ser modificados para usos especificos em
la industria alimentaria.
Introducción

Caracterización en sus propiedades físicas, fisicoquímicas,
reológicas, químicas y térmicas. Como: morfología,
rugosidades, distribución de tamaño de partículas,
cristalinidad, propiedades térmicas, comportamiento de
pasta, contenido de amilosa e amilopectina, entre otras
características.
(Charoenkul, Uttapap, Pathipanawat, & Takeda, 2011; Ibañez et al., 2007; JianYa Qian &
Manfred Kuhn, 1999; Kong, Bao, & Corke, 2009; Rocha, Demiate, & Franco, 2008; Tang et
al., 2002; Wani et al., 2012).
Introducción

Los almidones tienen propiedades que pueden ser
modificados para uso alimentario. Las modificaciones
pueden ser químicas, físicas y enzimáticas.
Modificaciones químicas: Oxidación, hidrolisis acida,
entrecruzamiento, esterificación.
Modificaciones físicas: pre gelatinización, sinéresis,
extrusión y secado.
Modificaciones enzimáticas
Modificación de almidones para
uso alimentario

Mayonesa, Cremas, Mostaza, Kétchup, Dulces en pasta,
Mezclas para sobremesa, Sopas, Galletas, Caramelos e
confitería, Panes, Alimentos congelados, Fideos,
Sobremesas lácteas, Yogures y bebidas lácteas, Quesos,
Alimentos infantiles, Embutidos.
Aplicación en la industria
alimentaria

• Microscopia Electrónica de Barredura
• Microscopia de Fuerza Atómica
• Analizador de distribución de tamaño de partículas
• Espectroscopia de Infrarrojo con Transformada de Fourier
• Espectroscopia de Rayos-X
• Termo gravimetría
• Calorimetría Diferencial Exploratoria
• Analizador Rápido de Viscosidad
• Reómetro de placas
Equipos instrumentales para
determinación de propiedades

Una cinta doble cara es colada en el suporte conductor de
electrones y el almidón es esparcido en la cinta. Los
almidones son revestidos con oro durante 60 s a 50 mA
usando un ion E 102 por pulverización catódica (Hitachi Ltd.,
Tokio, Japón).
Examinados bajo las siguientes condiciones: voltaje de 15.0
kV, corriente de emisión de 100 mA, alto vacuo (10,4 Pa),
distancia de trabajo de 18.9 – 19.9 mm e aumento de 200
hasta 50 mil veces.
Microscopia Electrónica de
Barrido (MEB)

Ejemplo: Almidones de quinua

Ejemplo: Almidón de Mirabilis jalapa

Ejemplo: Almidón de cañihua

Ejemplo: Almidón de Maca

Topografía o Rugosidades (R) de interés como; la media
aritmética de las alturas (Ra), la raíz cuadrática media de las
alturas (Rq) y el diámetro medio de las partículas.
Visualizaciones en 3D.
Se prepara una pastilla de 50 mg de almidón mediante
pastillador de presión o mediante secado de una suspensión
en una lámina.
(Oliveira, Albuquerque, & Cruz, 2012).
Microscopia de Fuerza
Atómica (MFA)

Ejemplo: Quinua

Ejemplo: Cañihua

Ejemplo: Mirabilis

El analisador de tamaño de partícula es por difração a laser
(Fonte de luz de He-Ne laser 633 nm, Máx 4 mW).
Muestras de 50 mg de almidon son suspendidas en 25 ml
de água destilada.
Para tener una dispersion completa de los grânulos, la
muestra es colocada en mezclador de ultrasonido durante 5
minutos a temperatura ambiente (20 a 25°C).
Analizador de distribución de
tamaño de partículas

Analizador de distribución de
tamaño de partículas
0
5
10
15
20
25
30
35
40
615.2 712.4 825 995.4 1106.4
Intensity/%
Diameter/ nm

Difractómetro de rayos-X
Las muestras son dispersas en una célula de
vidrio rectangular conteniendo un bajo relieve de
(20 x 20 mm, espesor de 0,15 centímetros). Los
parâmetros fueron: Tensão de aceleracion de 40
kV y corriente de 30 mA, digitalización del angulo
de difración (2 theta) de 3 e 80° con velocidad de
2°/min y paso de 0.02°, radiación de CuKa
(λ=1,5406 Å).

El porcentaje de cristalinidad se calculada por la
siguiente ecuación (1) (Tattiyakul, Naksriarporn, &
Pradipasena, 2010):
%𝑪 = (𝑨 𝑪 𝑨 𝑻)𝟏𝟎𝟎 (1)
Donde %C é a porcentaje de cristalinidade, AC e AT son las áreas
cristalinas y total respectivamente.

Espectroscopia de infrarrojo
con transformada de Fourier
Según Smiths et al., (1998), se usa para determinar la
cristalinidad del almidón a nivel molecular. El cociente de
las longitudes de onda 1.045 cm -1 de la porción cristalina
y 1022 cm-1 de la región amorfa mayor que 1,0 se
relaciona con una mayor proporción de material
cristalino. Un espectro de infrarrojos con transformada de
Fourier (FTIR) IR SHIMADZU PRESTIGE 21 (Graseby
Specac-Ltd., UK) puede ser utilizados. Son realizados 32
barridos para cada muestra con una resolución de 4 cm -1
y 25 ° C.

Espectroscopia de infrarrojo con
transformada de Fourier

Espectroscopia de infrarrojo con
transformada de Fourier
Longitudes de onda Almidon de Mirabilis j. Almidon de cañihua
1047 1.09 0.62
1022 1.50 0.82
cristalinidade 1.38 1.33

Termogramimetria (TGA) y
termogravimetria diferencial (DTGA)
Las propiedades térmicas o resistencia a la temperatura
se determinan mediante termogravimetría utilizando un
TA Instruments modelo 2.960 SDT con atmósfera dinámica
en aire sintético con un flujo de 100 ml min-1, velocidad
de calentamiento 10 ° C min -1 a 600 ° C. La muestra
puede ser de aproximadamente 7 mg en un crisol de
alúmina (Al2O3) para la referencia y la muestra.

Termogravimetria (TGA) y
termogravimetria diferencial (DTGA)

Calorimetro diferencial exploratório (DSC)
La temperatura de gelatinización de los almidones se
determinan utilizando un DSC. Las muestras se calientan
de 25 a 90 ° C a una velocidad de calentamiento de 10 ° C
/ min flujo de aire y nitrógeno a 150 mL / min. La
calibración es con Indio al 99,99% de pureza, temperatura
de 156,6 ° C y ∆h de 28,56 J / g.

Calorimetro diferencial exploratório (DSC)

Analizador Rápido de Viscosidad (RVA)
En la determinación de propiedades de la pasta se utiliza
un Analizador Rápido de Viscosidad (serie 4, RVA-4
Newport Scientific Australia). Dispersiones de almidón
con 8% (w / v) de concentración se utiliza (2,25 g en 28 ml
de agua destilada). El calentamiento y enfriamiento dura
23 minutos, y 1 min a 50 ° C, calefacción de 50 a 95 ° C a 6
° C / min, mantenido a 95 ° C durante 5 min y
enfriamiento a 95 a 50 ° C a 6 ° C / min y finalmente se
mantiene a 50 ° C durante 2 min.

Analizador Rápido de Viscosidad (RVA)

Reometro de placas
La funcionalidad del almidón después de gelificación o
modificaciones en los alimentos es estudiado por la
reologia. De determina los tipos de fluido, desde
Newtonianos y no Newtonianos. Generalmente se
prepara geles del almidón en 3 concentraciones (2, 6 y 10
%) y se somete a cizallamiento entre dos placas
concéntricas con calentamiento y enfriamiento. Se
determinan las viscosidades del gel y otros parámetros.

Reometro de placas
0
100
200
300
400
500
600
700
0 100 200 300 400 500
Tensióndecizalla
Tasa de deformación
Ida10%
Volta10%
Ida210%
Ida6%
Ida2%

Biodiversidad y
fuentes de almidones

Biodiversidad y fuentes de almidones
El Perú debe ser autosostenible en
investigaciones
Los gobiernos locales y regionales deben
preocuparse por los valores agregados a
nuestras materias primas.

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