1. Ing. Didí Juan Flores Cruz
UNIVERSIDAD NACIONAL MICAELA BASTIDAS DE APURIMAC
UNAMBA
Carrera Profesional de Ingeniería Agroindustrial
Curso:
PROCESAMIENTO DE PRODUCTOS AGROPECUARIOS ANDINOS
Unidad 2:
Procesamiento de cereales, granos y leguminosas andinos
Tema 1:
Procesamiento de maíz
2. MAIZ (Zea mays L.)
Maíz, son aquellas especies botánicas
pertenecientes a la familia Gramíneas o Poaceae,
genero Zea, denominándose Zea mays L.
El Maíz, es una planta anual originaria de
América y cultivada para su consumo
alimentario, tanto humano como animal.
Además, la mazorca
tierna suele recibir el
nombre de choclo,
elote o jojoto.
3.
4. El grano es el fruto del maíz
cariópside y comprende varias
estructuras:
EL GRANO Ó SEMILLA
5. Tipos de maíz
1. Maíz Tunicado (Zea mays tunica Sturt):
Es un tipo escaso de maíz, cuyos granos
están encerrados en una vaina.
La mazorca está cubierta por una envoltura
foliar como las de otros tipo de maíz.
Normalmente no se cultiva en forma
comercial.
2. Maíz Reventón (Zea mays everata Sturt):
Los granos son pequeños, redondeados,
amarillo intenso o anaranjado, o aguzados y
blanquecinos.
Este maíz es una forma extrema del maíz
duro, cuyo endosperma sólo contiene una
pequeña parte de almidón blando.
Se usa para Pop corn.
6. Tipos de maíz
3. Maíz Cristalino (Zea mays indurata Sturt).
Sus granos son córneos y duros, vítreos de
forma redondeada o puntiaguda.
El color del grano es amarillento o anaranjado y
su velocidad de secado comparativamente más
lenta.
4. Maíz Dentado (Zea mays indenata Sturt):
Es el tipo más extensamente cultivado.
Se caracteriza por una depresión en la corona
del grano.
El almidón corneo está acumulado en la
periferia del grano, mientras que el blanco o
harinoso llega hasta la corona, produciendo el
indentado a la madurez.
7. 5. Maíz Amiláceo (Zea mays amilacea Sturt):
Maíz harinoso o amiláceo, algo parecido al
maíz cristalino en las características de las
planta y de la mazorca.
Los granos están constituidos principalmente
por almidón blando y son escasamente o no
dentados.
Es uno de los tipos más antiguos de maíz .
Es usado en la fabricación de harinas porque
le confiere un color más blanco.
6. Maíz Dulce (Zea mays saccharata Sturt):
Granos con alto contenido de azúcar, de
aspecto transparente y consistencia cornea
cuando inmaduros.
Al madurar la superficie se arruga.
El maíz dulce difiere del dentado por un gen
que permite la conversión de parte del almidón
en azúcar.
Se consume fresco, congelado o enlatado.
Tipos de maíz
8. 7. Maíz Céreo o Ceroso (Zea mays
ceritina Kulesh):
Granos de aspecto ceroso.
El almidón está constituido
exclusivamente por
amilopectina, mientras que
en los otros tipos el almidón es
73% amilopectina, 27 %
amilosa.
Se cultiva para producir
almidón semejante a la
tapioca.
Tipos de maíz
11. RAZAS DE MAÍZ EN EL PERU
En el Perú, existen 55 grupos raciales:
Razas primitivas:
Sierra (confite morocho, confite puntiagudo,
confite puneño y kully)
Selva (enano)
Razas derivadas de las primeras:
Costa (mochero, alazán, pagaladroga, rabo de
zorro, chapareño, iqueño)
Sierra (chullpi, huayleño, paro, morocho,
huancavelicano, ancashino, shajatu,
piscorunto, cuzco cristalino amarillo, cuzco
blanco, granda, uchuquilla);
Selva (sabanero, piricinco)
Razas de segunda derivación:
Costa (huachano, chancayano)
Sierra (San gerónimo huamcavelicano, cuzco
gigante, arequipeño)
Selva (chimlos marañón)
Chullpy
Maíz morado (Kully)
Blanco Urubamba
12. RAZAS DE MAÍZ EN EL PERU
Razas introducidas:
Costa (pardo, arizona, colorado)
Selva (alemán, chuncho, cuban yellow)
Razas incipientes:
Costa (jora, coruca, chancayano amarillo,
tumbesino, morochillo)
Sierra (morado canteño, morocho
cajabambino, amarillo huancabamba,
allajara, huarmaca, blanco ayabaca,
huanuqueño)
Razas no definidas:
Sierra (sarco)
Selva (perlilla)
Piscorunto
Piricinco
Mochero
Rienda
13. CARACTERÍSTICAS DEL MAÍZ AMILÁCEO:
El maíz amiláceo blanco es una gramínea que se cultiva
mayoritariamente en la sierra.
Los granos, además son muy ricos en almidón, en algunos
minerales y vitaminas, aunque contienen un nivel moderado
de proteínas.
Se le utiliza en la alimentación humana
como grano sancochado (mote), harina
(humita) y en la preparación de bebidas
(chicha).
En la industria, se le emplea como
materia prima en la elaboración de
bocaditos para pastelería. Maíz Mote
MAÍZ BLANCO
14. CARACTERÍSTICAS FUNCIONALES DEL MAÍZ AMILÁCEO:
MAÍZ CHOCLO
Efectos diuréticos
Contenido de fibra
Energía
Antioxidantes
Grano en estado lechoso
15. CARACTERÍSTICAS DEL MAÍZ AMILÁCEO:
Tiene diversas coloraciones:
verde, púrpura y rojo.
Tiene la capacidad de acumular la
antocianina, en hojas,
inflorescencias y mazorcas.
Los granos son muy ricos en
almidón.
La antocianina extraída de las
mazorcas, se utiliza como
colorante de alimentos,
cosméticos, textiles y
pinturas.
MAIZ MORADO
16.
17. Rendimientos:
En la extracción de antocianina, se obtiene
aproximadamente las siguientes cantidades:
De 100 g de
coronta se obtiene
0.611 g de
antocianina.
De 100 g. de grano
molido se obtiene
0.158 g de
antocianina.
La coronta
representa
aproximadamente
el 17% del peso del
maíz.
Los granos
representan
aproximadam
ente el 83%
del peso del
maíz.
Los granos de maíz
poseen alta
concentración de
antocianinas en el
pericarpio y en la capa
de aleurona
18. Determinación de antocianinas totales:
Método de diferencia de pH*
El método consiste en diluir la muestra en las soluciones
buffer a pH 1.0 y 4.5.
Después de dejar reposar las muestras por 2 horas en un
ambiente oscuro y a temperatura ambiente, se determina la
absorbancia a 210 nm, utilizando agua destilada como
blanco.
* Reportado por Fuleki y Francis (1968).
19. Usos tradicionales
Huiro:
Es la caña
fresca,
dulce y
refrescante
Chala:
Es el follaje
seco
Parchuay:
Es la espiga de flores
masculinas
Panca:
Es la envoltura de la
mazorca.
20. Cuando está verde o inmaduro se comen los choclos
Los granos molidos sirven de masa para las humitas salada o dulce.
Los granos maduros molidos se preparan la Chufla.
De los granos maduros
cocidos y luego secados y
molidos se utilizan bajo la
denominación de chochoca
para preparar las sopas.
Los granos maduros y
descascarados por
cocimiento se comen como
mote sin cáscara
Se usa también para preparar
pataska.
Una vez descascarados se
secan y se muelen para la
elaboración de tamales.
De los granos remojados
algunos días y secados se
obtiene la “jora” (maíz
germinado)
Por fermentación se prepara
la chicha de jora.
Refresco
natural
“Chicha
morada”
Usos tradicionales
Las barbas, cabellos o pelos de la
mazorca se usan para el tratamiento
de diversas enfermedades, por
ejemplo del riñón.
Verde o inmaduro se comen como choclos
Los granos molidos sirven de masa para las humitas salada o dulce.
Los granos maduros molidos se preparan la Chufla.
De los granos remojados
algunos días y secados se
obtiene la “jora” (maíz
germinado)
Por fermentación se prepara
la chicha de jora.
21. Alcohol (mezclado
con gasolina, se
emplea como
carburante)
•La harina de
maíz (Polenta)
•Harina pre-
cocida de maíz
Aceite de maíz
Frito (tostado con aceite)
Panes de maíz
Maicena
Tostado (sin aceite)
Productos extruido Cancha
Productos expandidos
Palomitas de maízConcentradodemaízmorado
Extractodemaízmorado
Jugodemaízmorado
Otros usos
22. Productos de la planta de maíz
RAQUIS CENTRAL DE LA PANOJA
Usos agrícolas: Cama para aves, material de
relleno en aplicación de insecticidas y
pesticidas
HOJAS Y BRACTEAS
Forraje: Relleno de
colchones, ensilaje.
Paja: Relleno para collares de caballo.
Envolturas de alimentos
TALLOS
• Película de fotografía
• Material absorvente para
nitroglicerina
• Paja.
• Lubricantes para aviones.
• Material plástico, alcohol de maíz,
papel y cartón.
• Forraje.
• Cartón para cielo raso
ZURO DE MAÍZ
Usos industriales: Elaboración de vinagre, limpieza de
pieles, pastas, papel, cartón.
MAZORCA GRANO
TUSA
Colorante natural (antocianina del maíz morado)
Compuestos para barrer, hidrólisis en azúcares para
alimentos del ganado, grasa – glicerina.
Alcoholes
Fermentos
Absorvente en la fabricación de dinamita
Relleno plástico
Objetos ligeros de cerámica.
Pieles para limpieza.
Tejas
Furfuralina
Bacterial (medio en la manufactura del vinagre)
Pipas (para fumar).
Sustituto del corcho.
Cama de paja para animales.
Relleno para embalaje, Lustrar metales, etc.
• Ensilaje.
• Tela de Rayón
• Tela de fibra rayón.
23. Productos del grano de maíz
ALMIDON
Jaleas
Confites
Fermento de cerveza
Productos farmacéuticos
Polvo de hornear
DEXTRINAS
Pegamento
Tintes
Piel artificial
Papel
Cortinas para
ventanas
Salsas para
alimentos
Hilo de acarreo
Fuego artificial
Neumático de
goma
Almidón Industrial
Almidón de lavandería
Cola para tejido.
Pastas.
Explosivos
Relleno para papel
Asbestos
Jabones.
Cosméticos
Productos químicos
ALIMENTO
Gluten
Alimento
para
ganado
ZEINA
Papel laminado.
Papel Revertido.
Productos
plásticos.
ALCOHOLES
Solventes
Bebidas
Lacas
Barnices
Pinturas
Tintas
Explosivos
Productos
farmacéuticos
Preservantes
ALIMENTOS
Maicena
Harina de maíz
M. picado
M. verde
M. tostada
M. congelado
M. seco
GRANO
MONDADO
M. machacado
Sémola
Gacha (masa muy
blanda que tira a
líquida)
Hojuelas
Tostadas
CASCARAS
Afrecho para
alimento de
ganado.
Aminoácidos
Tiroxina, Glutinato monosódico,
Leucina y Acido glutámico
ALMIDON GRUDO
GRANO COMPLETO ALBUMEN
EMBRION
AZUCAR
Y
JARABE
GLUTEN
24. EMBRION
Sorbitol
Acido Ascórbico
Jabón
Productos Plásticos
Agentes de humedad
Aceite soluble
Cola textil
Colorantes para
tejidos
Harina de costra de aceite
Alimento para ganado
GLICERINA
Jabones
Sistemas de
refrigeración
Cosméticos
Sistemas
hidráulicos
Solventes
Crema de afeitar
para usar sin
brochas
Anti-frigorífico
Celofán
Productos
farmaceúticos
Sustancias plásticas
Explosivos
Lubricantes
Preservantes
Tintas
Pargol
Sustituto de la goma.
Gomas de barras.
Esponjas plásticas.
Aceite
refinada
Aceite para
ensalada
Aceite para cocina
AZÙCAR
Sirope
Dietéticos
Comida para niños
Caramelos
Salsa
Rayón (tela)
Bebidas Suaves
Colorante de
azúcar
Sustancias para
curtir
vinagre
Acido láctico
Fermentos
Azúcar para
hornear pan
JARABES
Jaleas
Jugo de fruta
Productos farmacéuticos
Polvo de hornear
Tabaco
Helado
Frutas en conservas
Productos para carnes
Alimentos para niños
Jarabe de mesa
Confituras
Salsas para comidas
Mayonesa
Fermentos
Lustre para zapatos
Bebidas carbonadas
Acido láctico
Manitol
Agente de humedad
Detonador a prueba de
fricción
Productos plásticos
Costras de aceite
Alimento de ganado
AZUCAR
Y
JARABE
ACEITE GRUDO
25. Usos industriales del maíz
Molinería
Harinas
Otros sub-
productos
Preparación en otras
formas
Destilería
fermentación
Licores de maltas y
vinagres
Fabricación de
piensos
Preparación de
mezclas
Piensos para
animales
Industrias
consumidoras
Adherentes
Panaderías
Levaduras
Cervecerías
Confiterías
Cosméticos
Empacar
Pinturas y
barnices
Papel
Textiles
Industrias
consumidoras
Aceite de cocina
Panaderías y
reposterías
Margarina
Salsas
Mayonesa
Manteca
Pinturas y
barnices
Cuero artificial
Biodiésel
Industrias
consumidoras
Adherentes
Reposterías
Cervecerías
Bebidas
refrescantes
Alimentos
preservados
Confiterías
Helados
Curtiembres
Cremas de
calzado
Industrias
consumidoras
Adherentes
Fuegos
artificiales
Pólvoras
Curtiembres
Pinturas y
barnices
Papel y cartón
Textiles
Colorante
natural
Antisépticos
Carbón
Perfume
Plásticos
Material de
construcción
Industrias
consumidoras
Piensos de
ganado y aves
Alimentos de
desayuno
Tostado de hojuelas Licores y chichas
Industrias
consumidoras
Adherentes
Reposterías
Bebidas
refrescantes
Cervecerías
Alimentos
Preservados
Confiterías
Curtiembres
Empaquetar
Pinturas y
barnices
Farmacias
Vinagres
Sémola
Botones
Celulosa
Cartón
Aislantes
Papel
Plásticos
Esteras
Alfombras
Sombreros
Refinería
Almidón Azúcar Aceite Jarabe Dextrina
Gluten y
salvado
Residuos
de maíz
T
a
ll
o
C
á
s
c
a
r
a
T
u
s
a
s
26. Proceso Industrial de Molienda Húmeda
del Maíz
• Glucosa
• Dextrosa
• Fructosa
TOSTADO
DEXTRINA
PASTA DE
GERMEN
27. Hidróxido de Na
Ácidos grasos libre y fosfátidos
Ac. Fosfórico o cítrico
Mucílagos, gomas y resinas
Sustancias volátiles y aldehídos
condensados
Neutralización de acidez libre
65 – 85 °C.
Ceras
Agua u otro agente
Destilación con vapor a
alta temperatura y a baja
presión:
Ácidos grasos libres, sustancias
insaponificables y otros
volátiles
Presión: 400-700 Pa.
Temperatura: 220-270 ºC
Tiempo: 30-60 minutos.
( Tocoferoles, gomas, otros antioxidantes naturales, ácidos
grasos libres, aldehídos, alquenos, butenos y pentenos)
Derivados de guayatecol
Proceso de obtención de aceite de
maíz
Betacarotenos
Antioxidantes
28. Tipos de bocaditos del
maíz
Bocaditos extruidos.- Son aquellos que se obtienen de mezclas
de materias previamente tratadas y que luego son sometidos a
un proceso de extrusión.
Bocaditos fritos. Son aquellos
que se obtienen luego de una fritura directa de la materia prima
con el agregado posterior de sal o azúcar, saborizantes u otros.
Bocaditos horneados. Son aquellos productos fermentados por
la producción de dióxido de carbono o bicarbonato de sodio
y procesado térmicamente a presión ambiental.
Bocaditos inflados o expandidos.
Pueden prepararse comercialmente por dos métodos:
El primero de un pedazo intermedio de
material compuesto en gran parte de almidón gelatinizado se f
orma sin expansión significante y se mantiene a un nivel de
humedad de 12%
hasta que se infle por freído, horneado u otra aplicación a
temperaturas altas.
El segundo por
hinchamiento de expansión directa, en el cuál ocurre un aume
nto deseado de volumen con forma atmosférica al
material contenido
gelatinizando emerge de la cámara presurizada a presión.
29. PROCESOS: Cocción, Texturización, Deshidratación, Esterilización y
Gelatinización de cereales, semillas oleaginosas, leguminosas, tubérculos.
EXTRUSORA
30. Presentaciones de los bocaditos de maíz
Sabores:
Ahumado.
Valentina.
Queso.
Jalapeño.
Tipos de extruidos de
maíz:
Extuido Avión.
Extruido Bastón.
Extruido Bola.
Extruido Torcido.
32. NOTA:
M.P. PRINCIPAL
•Sémola para expandidos
- Snack grits.
•Granulometría entre
450 y 1200 micrones
(según especificación).
•Materia grasa menor de
0,9 %.
Snack “bocaditos” obtenidos por extrusión.
33. Las antocianinas, son pigmentos que
se encuentran disueltos en el
citoplasma de las células de diversos
órganos vegetales, y a los cuales
deben su color las corolas de todas
las flores azules y violadas y de la
mayoría de las rojas así como
también el epicarpio de muchos
frutos.
A pH ácido son de color rojo
A pH neutro o ligeramente alcalino son
de color azul-violáceo.
Las antocianinas se ven afectadas en
su estabilidad por el oxígeno, ácido
ascórbico, pH, metales, temperatura,
etc.
Extracción de antocianinas a partir de maíz
morado
El pigmento antocianina
es termolábil
34. Las antocianinas son pigmentos hidrosolubles.
Son glicósidos que por hidrólisis liberan una
aglicón (antocianidina) y una o más moléculas
de azúcar; las antocianidinas (liposolubles) se
pueden extraer en un solvente orgánico y los
azúcares (hidrosolubles) en agua.
Los compuestos liposolubles e hidrosolubles
que la componen le otorgan una polaridad
también intermedia para su extracción,
cumpliéndose el principio de química orgánica
que establece que “lo semejante extrae a lo
semejante”.
Cabe indicar que si se utiliza una mezcla
hidroalcohólica para su extracción el alcohol
tiene que ser removido casi en su totalidad.
Extracción de antocianinas de maíz morado
35. Post-Cosecha de maíz morado
Luego de la cosecha, el
producto se traslada a la era,
donde se extienden las
corontas al aire libre para
que logren el nivel de
humedad adecuado.
También puede
deshidratarse en secadores
solares o de cabina.
Una vez secado, se realiza el
desgranado, para obtener la
coronta o tusa o marlo que se
embolsa en sacos de
polipropileno.
Extracción de antocianinas de maíz morado
36. Para la extracción de antocianina, se
pueden utilizar los siguientes
solventes:
• Agua.
• Agua:ácido cítrico.
• Metanol:ácido clorhídrico.
• Solventes hidroalcohólicos.
Solventes hidroalcohólicos-ácidos.
Extracción de antocianinas de maíz morado
37. Extracción de antocianinas a partir de coronta de maíz
morado
SECADO EN TÚNEL
EXTRACION HIDROALCHOLICA-ACIDA I
MACERADO
MOLIENDA
Coronta de maíz morado (Var. Morado Canteño)
Extracto I
Merma
FILTRADO I
EXTRACCION HIDROALCHOLICA-ACIDA II
FILTRADO II
60 °GL
M.P.:Solvente=1:6, pH 3.5
Tamaño: ½ cm.
60°Cx3 hr.
Agua
Etanol
Ac. Acético
24 hr.
Agua
Etanol
Ac. Acético
Residuos de coronta
Tamaño de la mazorca=
Humedad=
Contenido de antocianina=
M.P.:Solvente=1:3, 30 min.
Residuos de coronta
Extracto II
38. Antocianina
Hasta < 10° GL (baño maría: 70°C)EVAPORACION
ADICION DE ENCAPSULANTE
ATOMIZACION
T° Entrada de Aire= 170-180 °C
T° Salida de Aire= 80-90 °C
C.M.C. = 3%
ENCAPSULADO
ALMACENADO
Cápsulas de colágeno
Extracto I
Extracto II
ENVASADOFrascos de plástico
39. Secado por atomización
Tamaño típico de partícula es de
30/40 micrones.
Temperaturas de entrada para
secado van de 170°C a 180°C
PROCESO: Diseñado para deshidratar una solución impulsada por una bomba y
expulsada por la fuerza centrifuga de un disco del cabezal en una corriente de aire
caliente en forma casi instantánea. Este proceso ocurre a alta temperatura y en corto
tiempo.
40. Extracción de antocianina del grano de maíz
(Zea mayz L.)
EXTRACCION
FILTRADO
CONCENTRADO
REDISOLUCION
PURIFICACION I
ESCARIFICADO
Grano de maíz
Extracto de antocianina
PURIFICACION II
Impurezas
Agua
Grano descascarado
60 °C, Agua: < 5%)
Partículas
Acido láctico al 3%
En rotavapor a 40°C
M.P.:Solvente= 1:20 / 4 extracciones
Fracción pericarpio-capa de aleurona
Perladora de cebada
Etanol: ácido acético: agua, 10:1:9 v/v
Impurezas
Columna de Amberlita XAD-7
a)Agua acidificada al 5 % con ácido acético,
para lavar la columna
b)Metanol acidificado al 5 % con ácido
acético, para liberar los pigmentos
retenidos en la columna.
Columna Sephadex LH-20a)MeOH/TFA/H2O (19.8:0.2:80.0 v/v) y
b)MeOH/TFA/H2O (59.4:0.6:40.0 v/v)
Hasta volumen aproximado de 10 ml
ENVASADO Envases ámbar
T° de congelación hasta su análisis
41. SOLUBILIZACION DE PROTEINAS
MOLIENDA Y TAMIZADO
Harina de maíz azul
Merma
ADICION DE PLASTIFICANTE
COLADA
Calor
Con agitación
Granulometría= 150
Etanol al 50%
Glicerol: 0.2 – 1.8% v/v
Películas
biopoliméricas de
coloración morada
Agua
OBTENCIÓN DE PELÍCULAS BIOPOLIMÉRICAS FLEXIBLES CON ACCIÓN
ANTIOXIDANTE A PARTIR DE HARINA DE MAÍZ AZUL (Zea mays amilacea)*
SOLUBILIZACION DE ALMIDON
Calor
Con agitación
Agua caliente
SECADO
En placas petri de 100x115 mm con
un volumen de 30-35 ml
En estufa
*Benito Tinoco Pérez, Cecilia Rojas de Gante. Departamento de Tecnología de Alimentos-Centro de Biotecnología. ITESM-Campus Monterrey
El carácter antioxidante de
los antocianinas en la
biopelícula le da un valor
agregado a la tecnología de
envasado, ya que evita que
los radicales libres afecten
a los alimentos y aumenten
su vida de anaquel.
42. SELECCIÓN-CLASIFICACION
LIMPIEZA - DESINFECCION
TRITURADO
EXTRACCION III
FILTRADO
RECEPCION
Coronta de maíz
morado
Biocitro
Productos dañados
Elaboración de bebida nutraceútica a base de marlo de maíz
morado y jarabe de jacón
A
Impurezas
% de antocianina=
MP:Agua trtada=1:10
Ac. fosfórico
EXTRACCION I
EXTRACCION II
Extracto I
86°C / 15 min; pH 3.5
MP:Agua tratada= 1:6
Ac. fosfórico
MP:Agua tratada=1:8
Ac. fosfórico
86°C / 10 min; pH 3.5
86°C /20 min; pH 3.5
Extracto II
Extracto III
Torta de filtrado
Tamaño: 2 mm.