04 proc maíz
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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
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.
El grano es el fruto del maíz cariópside y comprende varias estructuras:
EL GRANO Ó SEMILLA
Tipos de maíz1. 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.
Tipos de maíz3. 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.
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
7. Maíz Céreo o Ceroso (Zea maysceritina 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
Clasificación del grano de maíz según su color
Maíz morado Maíz amarillo Maíz blanco
Diversidad de Razas del maíz en Latinoamérica
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, cuzcoblanco, 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
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
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
CARACTERÍSTICAS FUNCIONALES DEL MAÍZ AMILÁCEO:
MAÍZ CHOCLO
Efectos diuréticos
Contenido de fibra
Energía
Antioxidantes
Grano en estado lechoso
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
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
aproximadamente el 83% del peso del
maíz.
Los granos de maíz poseen alta
concentración de antocianinas en el
pericarpio y en la capa de aleurona
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).
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.
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 chochocapara 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.
Alcohol (mezclado con gasolina, se
emplea como carburante)
•La harina de maíz (Polenta)•Harina pre-cocida de maíz
Aceite de maízFrito (tostado con aceite)
Panes de maíz
MaicenaTostado (sin aceite)
Productos extruido Cancha
Productos expandidos Palomitas de maízC
on
cen
tra
do
de
ma
íz m
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do
Ex
tra
cto
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ma
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do
Jug
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mo
rad
o
Otros usos
Productos de la planta de maízRAQUIS 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
TUSAColorante 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.
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
EMBRION
Sorbitol
Acido Ascórbico
Jabón
Productos Plásticos
Agentes de humedad
Aceite solubleCola 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
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 DextrinaGluten y salvado
Residuos de maíz
Tallo
Cáscara
Tusas
Proceso Industrial de Molienda Húmeda
del Maíz
• Glucosa• Dextrosa• Fructosa
TOSTADO
DEXTRINA
PASTA DE GERMEN
Hidróxido de Na
Ácidos grasos libre y fosfátidos
Ac. Fosfórico o cítrico
Mucílagos, gomas y resinas
Sustancias volátiles y aldehídos condensados
Neutralización de acidez libre65 – 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
BetacarotenosAntioxidantes
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 forma 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 aumento deseado de volumen con forma atmosférica al material contenido gelatinizando emerge de la cámara presurizada a presión.
PROCESOS: Cocción, Texturización, Deshidratación, Esterilización y Gelatinización de cereales, semillas oleaginosas, leguminosas, tubérculos.
EXTRUSORA
Presentaciones de los bocaditos de maíz
Sabores:
Ahumado.
Valentina.
Queso.
Jalapeño.
Tipos de extruidos de maíz:
Extuido Avión.
Extruido Bastón.
Extruido Bola.
Extruido Torcido.
170-180°C
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.
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
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
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
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
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
Antocianina
Hasta < 10° GL (baño maría: 70°C)EVAPORACION
ADICION DE ENCAPSULANTE
ATOMIZACIONT° 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
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.
Extracción de antocianina del grano de maíz (Zea mayz L.)
* Yolanda Salinas Moreno1 , David Rubio Hernández2 y Antonio Díaz Velázquez2,
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-20 a)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
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 ALMIDONCalor
Con agitaciónAgua 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.
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. fosfóricoEXTRACCION I
EXTRACCION II
Extracto I
86°C / 15 min; pH 3.5MP: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.
ENVASADO
SELLADO
ESTERILIZADO
ENFRIADO
ALMACENADO
EXHAUSTING
ETIQUETADO
En caliente
Bebida nutraceútica
A
T°: 100°C/ 30 min.
Hasta T° de ebullición
pH: 3.5 – 3.6; Brix: 13-15
Jarabe de yacón o estevia.
Acido cítrico.
C.M.C.
Concentrado de cáscara de piña, membrillo, canela y clavo de olor
Frascos de vidrio, con tapa rosca de 300 ml
Bebida antioxidante,
dulce, con bajo nivel calórico.
Procesamiento de filtrantes de maíz morado
LAVADO-SANITIZADO
SECADO
MOLIENDA
FORMULACIÓN E IRRADIADO
TAMIZADO Y ENVASADO
SELECCIÓN-CLASIFICACION
Coronta de maíz
Filtrantes de maíz morado
EMPACADO
Merma
Empaque filtrante (tela no tejida)
Merma
Merma
60 °C, Agua: < 5%)
Agua
Suciedad
Sobre envoltura
Etiquetas colgantes
Cajas
Clavo y canela
Mesh 20
Máquina sacheteadora
20 – 25 unid./caja
Empresas prestadoras de servicios de producción/envasado
http://www.industriasrodi.com/#http://www.industriasrodi.com/EjemploDescargaVIDEO.html
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