cnca-2007-44

IX CONGRESO DE CIENCIA DE LOS ALIMENTOS y V FORO DE CIENCIA Y TECNOLOGA DE ALIMENTOS

XXV Aniversario de la Carrera de Ingeniera en Alimentos en el Instituto de Ciencias Agrcolas, Universidad de Guanajuato

307

Extraccin y Caracterizacin Qumica de Almidn de Pltano y Banano de las Variedades FHIA-01, 20, 21 y 23

Ana O. Cabrera M., M.C. Laura V. Madrigal A. y M.C. Joel Vzquez G. Facultad de Ciencias Qumicas, Universidad de Colima, Km. 9 Carretera Colima-Coquimatln, Coquimatln, Col., Mxico 28400. [email protected]

Resumen

El pltano y banano es una fuente alterna para la obtencin de almidn, en su estado verde

o inmaduro esta fruta contiene principalmente almidn, por lo que se puede diversificar su

uso como materia prima para el aislamiento de este polisacrido. El objetivo del trabajo fue

estudiar el rendimiento de la extraccin del almidn. Para la obtencin de almidn a partir de

pltanos de las variedades FHIA-20 y FHIA-21 y bananos FHIA-01 y FHIA-23, se sometieron

las variedades a una caracterizacin fsica y qumica, para determinar la calidad potscosecha

de los frutos, se siguieron los mtodos y procedimientos planteados por Dadzie, B.K. &

Orchard J.E. (1997), para su evaluacin fsica. Para la caracterizacin qumica se cont con

el equipo adecuado para cada determinacin, logrando el Anlisis Qumico Proximal

completo, como la composicin de Sodio y Potasio. Se usarn lotes de 500 g de pulpa de

fruto para evaluar las diferentes operaciones unitarias del proceso. El rendimiento del

almidn, en relacin a la cantidad inicial presente en la pulpa, estuvo entre 2.5 y 7.3 %, los

valores se encontraron en un intervalo que no pueden considerarse adecuado para este tipo

de procesos.

Palabras Clave: Banano FHIA-01& FHIA-23, Pltano FHIA-20 & FHIA-21, Almidn.

Introduccin

El almidn es uno de los polisacridos de mayor uso en diversas industrias, ya que se utiliza

como aditivo en alimentos para impartir consistencia, retener humedad o para encapsular

sabores; tambin se utiliza como materia prima para la produccin de jarabe de fructosa y

maltodextrinas. En el caso de la industria farmacutica es un vehculo para muchos

medicamentos, y en la industria papelera y de pegamentos es muy importante para impartir

la caracterstica a sus productos. Una aplicacin reciente, es en la elaboracin de pelculas

biodegradables, que en el mbito ecolgico est teniendo un impacto importante. Debido a la

gran demanda del almidn, es importante buscar fuentes alternativas para el aislamiento de

este polisacrido, que por un lado presente buenas o mejores propiedades, con la finalidad

del desarrollo de nuevos productos, y por otro lado se puedan obtener a bajo costo y con



308

buenos rendimientos. En la actualidad, se le ha prestado mucha atencin a los almidones de

las musceas especialmente del pltano verde, ya que son parcialmente resistentes a la

hidrlisis por parte de amilasas digestivas. Colima tiene una gran produccin agrcola de

pltano y banano por su clima optimo a este cultivo, el pltano y/o banano, puede ser una

fuente alternativa para el aislamiento del almidn y para los nuevos usos del polisacrido.

Para fines nutricionales, Englyst y Cummings (1992), clasificaron el almidn como digerible y

resistente. El primero es degradado hasta glucosa por enzimas en el tracto. El segundo se

escapa de la digestin en el intestino delgado, pero se fermenta en el colon. El objetivo fue

estudiar las modificaciones de almidn total, resistente y digerible. Se realiz el anlisis

proximal al almidn obtenido, al igual, se les determinar el almidn total y resistente.

En 1995, Goi et al., resaltaron los beneficios del almidn resistente en la salud:

Disminucin del contenido energtico en la dieta, descenso ligero de la saciedad, no

modificacin de los hbitos intestinales, disminucin de triglicridos y colesterol y su

papel preventivo del cncer de colon. Los resultados preliminares as como la

metodologa empleada en este trabajo sern discutidos, haciendo notar la importancia de

contribuir al estudio del almidn de pltano y banano, de las nuevas variedades generadas

por la Fundacin Hondurea de Investigacin Agrcola (FHIA).

Materiales y Mtodos

Los pltanos FHIA-20 y 21 y bananos de las variedades FHIA-01 y 23, en estado de

madurez fisiolgica (con once semanas de desarrollo) cultivados en el Campo Agrcola

Experimental (INIFAP), ubicado en Tecomn, Colima, se transportaron al Laboratorio de

Alimentos de la Facultad de Ciencias Qumicas en Coquimatln, Col., se recibieron en lotes

de 3 racimos para cada variedad, sin envoltura alguna o empleando una cubierta de plstico

o peridico.

CARACTERSTICAS DEL RACIMO Y DE LA FRUTA DURANTE LA POSTCOSECHA

Se evaluaron el peso del racimo y las caractersticas de la fruta, como su peso, longitud y

circunferencia, que representan importantes criterios para la seleccin postcosecha(1).

CALIDAD POSTCOSECHA

Color de la cscara y de la pulpa (Colormetro HunterLab)

Las mediciones de color se registraron utilizando la escala L*, a* y b* de Hunter (4).



309

Medicin del color de la cscara: Se coloc la cabeza de medicin sobre la superficie de la

fruta (superficie de la cscara), se tomaron 3 lecturas (en cada superficie de la fruta) y se

calculo el promedio.

Medicin del color de la pulpa: Se cort la fruta transversalmente en el punto medio y se

coloco la cabeza de medicin en el centro por triplicado.

Slidos solubles totales, el pH y la Acidez Titulable (AACC, 1983)

Preparacin de la muestra: se licuaron en un mezclador de cocina 60 g del tejido de la pulpa

(de la seccin transversal de la fruta) en 180 ml de agua destilada, por 2 min. y luego se filtr

la mezcla (a travs de un papel de filtracin). Y se procedi con la determinaciones.

Para determinar el contenido de Slidos Solubles Totales se coloc una gota del filtrado en

el prisma del refractmetro ABBE, dirigiendo el refractmetro hacia una fuente de luz y se

ley el porcentaje de slidos solubles totales. El valor registrado se multiplic por tres

(debido a que la muestra inicial de la pulpa ha sido diluida tres veces con agua destilada).

Para el pH se lav el electrodo del medidor del potencimetro HANNA con agua destilada y

se coloc en el filtrado, permitiendo unos minutos para que el medidor se estabilice para

realizar la lectura. Se registr el valor del pH del filtrado.

En la Acidez Titulable Total de los bananos, bananos de coccin y pltanos se

transfirieron 25 ml de filtrado a un matraz Erlenmeyer de 125 ml, se aadieron 25 ml de agua

destilada y 3 gotas del indicador de fenolftalena. Se llen la bureta de 50 ml de capacidad

con 0.1 N de Hidrxido de Sodio valorado (NaOH) y se ajust la marca despus de eliminar

las burbujas. Se titul con 0.1 N de NaOH hasta que el indicador cambi su color a

rosado/rojo. Se registr el volumen titulado del NaOH aadido. Los resultados se

expresaron, como miliequivalentes por 100 g de muestra en trminos del cido mlico

presente.(1)

COMPOSICIN QUMICA DE LA PULPA

Anlisis Qumico Proximal

El contenido de humedad, cenizas, protenas, fibra cruda, grasas y extracto libre de

nitrgeno de las cuatro variedades de pltanos y bananos FHIA, se evaluarn de acuerdo

con los mtodos de la AOAC (1990). La muestra de este anlisis consisti en el producto

obtenido de la deshidratacin y molienda (harina) del pltano y/o banano verde.

Contenido de minerales (AACC, 1983)



310

La composicin de Sodio y Potasio se realiz con el equipo de Espectrofotometra de

Absorcin Atmica de Flama marca Varian, con la muestra digerida en el horno de

microondas QLab 6000.

AISLAMIENTO DE ALMIDN

Para aislar el almidn de pltano y/o banano es necesario trabajar con la fruta en estado

verde que es cuando posee la mxima cantidad de este (de 20 a 25%), ya que conforme

madura, el almidn se convierte en azcar, hasta llegar a valores de apenas 1% (5),(6).

Fig.1. Patrn de almidn correspondiente al color de la cscara durante su maduracin

en Pltano FHIA-01(1).

El transporte de pltanos FHIA-20 y 21 y bananos de las variedades FHIA-01 y 23, fue

manos, sin envoltura alguna. La seleccin se hizo de acuerdo al tamao y peso adecuado.

Eliminando los frutos que presentan dao por hongos, insectos o dao mecnico. Se

remojaron en una solucin de 10 ppm de Cloro en agua, durante 5 minutos. Los frutos se

lavaron con abundante agua potable, para eliminar el Cloro y algunas impurezas. Las

muestras remojadas, se pelaron en forma manual, retirando la cubierta. Con una licuadora

Oster* de cocina, se licuaron los frutos en combinacin con agua en una proporcin 1:1

(fruto:agua), por 5 minutos, lo que origin una masa hmeda constituida por, fibra, protena y

almidn. Se incorpor 1 litro de agua con agitacin manual durante 5 minutos. El resultado

de la primera molienda se hizo pasar 3 veces a travs de un tamiz comercial de 20 mallas,

dejando pasar protenas, fibra fina y almidn. En esta operacin se incorporaron 2 litros de

agua, para arrastrar la mayor cantidad de almidn contenido en la masa hmeda, esta ultima

operacin se hace al final de cada tamizado. En forma paralela se volvi a licuar el material

que pas a travs del tamiz, para dividir an ms la matriz que contiene a los grnulos de

almidn. Posteriormente se hace pasar a travs de un tamiz Tayler de 50 mallas, reteniendo

la fibra gruesa, dejando pasar protenas, fibra fina y almidn. Se deja reposar en bao de

hielo durante 3 horas. Se elimina el lquido y se resuspendi el sedimento en 1 litro de agua,



311

con agitacin manual durante 5 minutos. Se realiza un nuevo tamizado en una Tayler de 100

mallas, para retener la fibra fina, y solo los grnulos de almidn y protenas pasan. Se dej

reposar el resultado del tamizado de 100 mallas durante 15 horas, de esta manera se

separaran el agua y los taninos solubles. Una vez, que se retiraron por medio de lavados los

taninos y protenas aun presente, se deja secar en horno de aire a 30-40 C. Se muele en

mortero el almidn seco, para su anlisis. La extraccin de almidn se efectu a una

temperatura de 20 C y siempre utilizando agua destilada.

Resultados y discusin.

Caractersticas del racimo y de la fruta

En las caractersticas del racimo y de la fruta, se pudo apreciar un mayor rendimiento de

racimo y fruta en la variedad FHIA-23, registrando los mayores pesos de racimo, fruta, mayor

nmero de manos y dedos, en la longitud de la fruta no se diferencia de la variedad FHIA-20

(22.4 y 22.75 cm, respectivamente), el permetro no es un parmetro muy diferencial entre

los clones a excepcin de FHIA-21 registrando el menor valor (11.6 cm).

Caractersticas de calidad postcosecha

El color de los bananos y pltanos es probablemente el nico factor por el cual el consumidor

evala la calidad de la fruta. A continuacin, se presenta los parmetros que se toman

cuando se evala el color (Tabla I).

Tabla II. Medicin de color de pulpa de pltanos y bananos

Presentando una claridad mayor el banano FHIA-01 (ms cercano al blanco) y menor por

poca diferencia la variedad FHIA-23 (ms cercano al gris dbil), ms cercano al amarillo se

tuvo al pltano FHIA-20. El color de la fruta es un ndice de madurez, en este trabajo el color

correspondi a una etapa de maduracin de 1-3 que concuerda con la prueba cualitativa de

almidn y el bajo contenido de azcares expresado como grados Brix.

Variedad L* a* b* *

FHIA-01 81.8 0.7 2.94 0.47 24.55 1.52 76.23

FHIA-20 76.31 0.27 8.5 0.44 33.64 0.76 82.17

FHIA-21 77.085 0.78 4.44 0.47 28.1 2.66 83.81

FHIA-23 73.5 9.95 1.44 1.08 20.18 2.74 85.45



312

Tabla III. Resultados de Slidos Solubles Totales, pH y mq/100 g de cido Mlico.

La cantidad de SST y porcentaje de cido Mlico obtenidos en la variedad de FHIA-21 es

menor con respecto a las dems variedades, observndose por lo contrario un aumento en

el pH. El porcentaje del contenido de slidos solubles totales de distintas variedades vara

dependiendo del estado de madurez, por ejemplo, en los bananos, bananos de coccin y

pltanos, el centro de la pulpa, o rea locular, usualmente tiene un mayor contenido de

azcares que el tejido cortical. Por lo tanto, para la obtencin de un porcentaje de SST

preciso, fue necesario tomar varias muestras de pulpa, tanto de la parte central (rea locular)

como del tejido cortical.

Composicin Qumica de la pulpa

Ms de la mitad del peso de la pulpa del pltano es agua (66-80% de humedad), con

contenidos de protena que van de 4.26 a 5.18%, el contenido de lpidos es muy bajo con

valores de (0.45 a 0.84%), el intervalo de 2.61 a 3.81% corresponde al contenido de cenizas,

la fibra cruda oscila en un rango de 1.16 a 1.54% para estas variedades de pltanos y

bananos de la FHIA.

Tabla IV. Resultados de la Composicin Qumica de la pulpa.

Determinacin FHIA-01 FHIA-20 FHIA-21 FHIA-23

Humedad pulpa 73.73 1.22 70.14 0.90 66.63 0.40 80.64 0.54

Humedad harina 5.35 0.29 4.61 0.70 4.05 0.41 7.12 0.24

Extracto etreo 0.84 0.10 0.45 0 0.48 0.01 0.54 0.15

Protena Cruda 4.42 0.10 4.26 0.16 5.18 0.67 4.10 0.06

Fibra cruda 1.5 0.16 1.38 0.07 1.16 0.66 1.54 0.19

Cenizas 3.39 0.14 3.02 0.14 2.61 0.08 3.81 0.27

E.L.N. (Diferencia) 89.85 90.83 90.57 90.01

Variedad SST pH %cido Mlico

FHIA-01 1.25 0.09 5.43 0.03 0.0721 g/ml

FHIA-20 0.8 0 6.37 0.01 0.0736 g/ml

FHIA-21 3.83 0.49 5.75 0.04 0.0080 g/ml

FHIA-23 1.75 0.11 5.85 0.07 0.0728 g/ml



313

Sodio (ppm) 361.23 20.7 366.24 18.3 459.45 4.07 436.29 6.56

Potasio (ppm) 2593.15 247.63 2515.48 109.59 2682.55 152.17 2929.94 122.91

Aislamiento de almidn

Una vez realizada esta primera fase, se evalu cualitativamente el porcentaje de almidn con

intervalos de 2.75 a 3.5 %, se continu con la adecuacin del proceso para la extraccin de

almidn a partir del fruto de pltano y banano de las variedades FHIA.

Tabla 6. Resultados del rendimiento y pureza del almidn de pltano y banano.

Variedad % Rendimiento % Pureza

FHIA-01 6.8 96.44

FHIA-20 7.3 97.54

FHIA-21 2.5 97.23

FHIA-23 6.0 97.46

En cada malla el residuo se lav hasta que el lquido de salida no tuviera residuo aparente

de almidn. El anlisis de agua utilizada en el aislamiento de almidn fue de 10 litros por

extraccin, el residuo retenido en la malla 20 se limit solamente a semillas del propio fruto,

el residuo retenido en la malla 50 fue de aproximadamente 200 g, aproximadamente 50 g en

la malla 100.

El menor rendimiento lo presenta el pltano FHIA-21 con respecto a las dems variedades

que van arriba del 6%, procedimiento de extraccin es susceptible de optimizarse

modificando la etapa de molienda y/o tamizado. Por el momento se estn haciendo los

ajustes necesarios para poder alcanzar los porcentajes reportados en el proceso de

extraccin de almidn de pltano y banano, ya que los resultados reportados de las cuatro

variedades con la que se trabajan, nos afirma que el procedimiento seguido no es rentable

econmicamente, pues se requiere un alto suministro de calor, agua y tiempo largo de

exposicin para lograr el secado, debido al contenido de agua y a la presencia de pectina en

el fruto, esta ltima retiene el lquido intracelular el cual posee gran cantidad de almidn.

Al almidn obtenido se le determino un anlisis qumico proximal, que por diferencia se

calculo la pureza, sta representa mayor valor que las reportadas en bibliografa (94%).



314

Bibliografa

Dadzie, B.K. & Orchard J.E. 1997. Routine Post Harvest Screening of Banana/Plantain

Hybrids: Criteria and Methods. INIBAP Technical Guidelines 2. International Plant

Genetic Resources Institute, Rome, Italy; International Network for the Improvement of

Banana and Plantain, Montpellier, France; ACP-EU Technical Centre for Agricultural

and Rural Cooperation, Wageningen, The Netherlands.

Goi, I., Garca-Diz, L., Maas, E. & Saura-Calixto, F. 1995. Analysis of resistant starch: a

method for foods and food products. Food Chemistry. 56.445-449.

Englyst, H.N., Kingman, S.M. & Cummings, J.H. 1992. Classification and measurement of

nutritionally important starch fractions. Eur. J. Clin. Nutr., 46 (Suppl. 2) S33-S50.

Hunter, R. S. 1975. The measurement of appearance. Wiley, New York.

Abada, P. Produccin de almidn de banano por el mtodo enzimatico. Proyecto de

Graduacin. Lic. Ing. Qumica. San Jos, Costa Rica, Universidad. Facultad de

Ingeniera. 1979. 89 p.

Palmer, J. Banano Products. In tropical foods chemistry and nutrition. Inglaterra. V.2. 1979

pp 625-635.

cnca-2007-44

Documents