estudio de las propiedades físicas y funcionales de un hidrolizado de chocho

Estudio de las propiedades fsicas y funcionales de un hidrolizadoenzimatico de protena de chocho a escala piloto y su aplicacion

como fertilizante

Oswaldo Acuna y Carla Simbana

Departamento de Ciencias de los Alimentos y Biotecnologa (DECAB)

[email protected]

Resumen

El objetivo del presente trabajo fue caracterizar un hidrolizado enzimatico de protena de chocho integral (lu-pinus mutabilis) obtenido por va enzimatica. La hidrolisis fue catalizada por una mezcla secuencial de enzimascomercial grado Papana y Flavourzima. El rendimiento en hidrolizado proteico alcanzado es del 73% en base alaislado.

La hidrolisis proteoltica concentra la cantidad de protena 83% partiendo del aislado 71,3%. En la hidrolisisenzimatica se eliminan carbohidratos solubles y acidos grasos El grado de hidrolisis alcanzado es moderado (8%).Los resultados de los analisis de las propiedades funcionales: solubilidad, absorcion de agua, absorcion de aceite,viscosidad, son afectados por la presencia de carbohidratos, acidos grasos y alcaloides, situacion que resulta alcomparar con los resultados obtenidos cuando se utiliza harina de lupinus desengrasada y desamargada.

Los resultados del analisis foliar indican 90% de materia organica con un nitrogeno total del 8.9%, fosforo(0,7%), potasio (0.8%), ademas de micro elementos destacando calcio y magnesio, composicion que posibilita suuso como fertilizante. Los resultados del ensayo experimenta como fertilizante aplicado en plantulas de brocolirevelan un incremento del 18.6% del permetro foliar no existe diferencia signicativa al 0.05% en la altura deltallo, frente a un testigo que no fue aplicado el hidrolizado.

Palabras claves: Hidrolizado, Propiedades Funcionales, Fertilizante.

Abstract

The aim of this study was to characterize a protein hydrolyzate integral chocho (Lupinus mutabilis) obtainedenzymatically. The hydrolysis was catalyzed by a mixture sequential enzyme papain and Flavourzima commercialgrade. The hydrolyzed protein yield achieved is 73% based on isolation.

Proteolytic hydrolysis the amount of protein concentrates 83% starting from 71.3% isolated. In the enzymatichydrolysis removes soluble carbohydrates and fatty acids reached the degree of hydrolysis is moderate (8%). Theresults of the analysis of functional properties: solubility, water absorption, oil absorption, viscosity, are affected bythe presence of carbohydrates, fatty acids and alkaloids, a situation that results when comparing with the resultsobtained when using lupine our degreased and debittered.

Foliar analysis results indicate 90% of organic matter with a 8.9% total nitrogen, phosphorus (0.7%), potassium(0.8%), plus trace elements calcium and magnesium highlighting, composition enabling its use as fertilizer. The testresults experienced as fertilizer applied to broccoli seedlings show an increase of 18.6% of the leaf perimeter nosignicant difference at 0.05% at the height of the stem, against a witness who was not applied to the hydrolyzate.

Keywords: Hydrolyzed, Functional Properties, Fertilizer.

1 Introduccion

Los aminoacidos son algunos elementos basicos para lavida de todo ser vivo, ya que contienen C, H, O, S yNenlazados de forma que su union forma estructurasbasicas en la celula de un ser vivo, las protenas [3].

Los aminoacidos libres son sustancias nutritivas defacil absorcion y asimilacion tanto por va foliar como ra-dicular, transportandose rapidamente a los organos del

vegetal en los que existe una mayor demanda debidoa su actividad. Los aminoacidos tienen una importanteactividad biocatalizadora de reacciones enzimaticas, ac-tivando la sntesis de tohormonas, as como un impor-tante papel como nutriente directo de facil asimilacionque no es necesario metabolizar [3].

Las transformaciones de aminoacidos en nuevos

78

Estudio de las propiedades fsicas y funcionales de un hidrolizado enzimatico de protena de chocho a escala piloto . . .

aminoacidos as como otras reacciones bioqumicas sonreguladas por hormonas y principalmente por las enzi-mas que juega el papel de catalizadores biologicos. Loshidrolizados de protena parece ser que afectan de algunmodo positivo a estos mecanismos [3].

Los aminoacidos libres y los hidrolizados de protenano solo constituyen un nutriente, sino que son un factorregulador del crecimiento debido a su:

- Rapida absorcion y traslacion de los aminoacidospor las pares aereas de la planta.

- Facil metabolizacion.

- Funcion alimenticia y poder catalizador y regula-dor del crecimiento actuando en los mecanismosenzimaticos fundamentales.

- Mejora la polinizacion de los frutos.

- Resistencia a estres hdrico, heladas y sequias delas plantas.

- Transportadores de los microelementos [5].

Las propiedades fsico-qumicas de los fertilizantesdeterminan tanto su comportamiento en el suelo, comosu manipulacion y conservacion. Destacan las siguien-tes:

a) Grado. Principal indicador de calidad qumica yagronomica de un fertilizante. Es el porcentaje del ode los elementos primarios en el fertilizante, basicopara la seleccion de las fuentes de nutrientes.

b) Solubilidad. La solubilidad en agua es determinan-te sobre el contenido de cada elemento nutritivo enun fertilizante concreto.

c) Absorcion de agua. Esta absorcion puede provocarque una parte de las partculas se disuelvan, con loque se deshace la estructura fsica del fertilizante.

d) Granulometra. Importante en el manipuleo y laaplicacion del producto, como as tambien en con-feccion de mezclas fsicas secas (Torres 2007).

e) Capacidad emulsionante y Estabilidad de la emul-sion. Permite la elaboracion de mezclas de fertilizan-tes con productos que no se mezclen con agua.

f) Capacidad y Estabilidad de Espuma. Permite la for-macion de mezclas sin espuma facilita la carga de losdepositos de aspersion [1].

Frente a la necesidad de disminuir la dependenciade productos qumicos en los distintos cultivos, se bus-ca alternativas ables y sostenibles, como la elaboracionde hidrolizados enzimaticos proteicos que promuevan eldesarrollo de la agricultura organica, reduciendo los im-pactos medioambientales que tiene la agricultura con in-sumos agroqumicos [2].

2 Materiales

- Harina de chocho (LupinusMutabilis) provenientede la molienda de semillas adquiridas en el merca-do Mayorista de la ciudad de Quito.

- Aislado de protena de chocho (Lupinus mutabi-lis), obtenido bajo las condiciones experimentalesa nivel semi-piloto.

- Enzimas comerciales: endopeptidasa vegetal pa-pana y la exopeptidasa bacteriana avourzyma.

- Acido Clorhdrico 6 N

- Hidroxido del Sodio 5 N

- Aceite Comestible La Favorita

- Cloruro de Sodio

3 Metodos

3.1 Elaboracion de harina cruda integral dechocho

Limpieza, clasicacion, seleccion, molienda. Las se-millas fueron sometidas a limpieza clasicacion y selec-cion, el material sano fue sometido a molienda por im-pacto utilizando un molino Alpine preinstalado con adi-tamento de clavos.

Caracterizacion fsica de la harina cruda. Se deter-mino el tamano de partcula de la harina cruda por ta-mizado utilizando una serie de tamices U.S.A. StandardTesting Sieve Nos. 4, 10, 20 y 40 con un tiempo de agita-cion de 30min.

3.2 Obtencion del aislado proteico

La obtencion se realizo a nivel semipiloto, empleando1, 5kg por batch de harina integral, que contiene toda lagrasa, cascara y alcaloides, mediante los siguientes pro-cesos:

Extraccion basica. Se realizo una suspension harina-agua con una relacion solido/lquido 1:11 (p/v), se ho-mogenizo la suspension y se llevo a pH 10, 5 con NaOH5N, se agito la mezcla durante 30min, al termino del cualse centrifugo a 12000rpm en la centrfuga Westfalia ti-po LWA 205. El sobrenadante fue almacenado y el pre-cipitado fue sometido a una segunda extraccion, se re-suspendio con agua en una relacion solido lquido 1:5(p/v), se agito y centrifugo a las mismas condiciones dela primera extraccion, y se recolecto el sobrenadante.

Revista Politecnica, 2010, Vol. 29(1): 7885 79


Precipitacion acida. Los sobrenadantes de la primeray segunda extraccion basica se mezclaron y se ajusto apH 4.5, punto isoelectrico de las principales protenas deleguminosas, con HCl 6N, precipitando la protena, secentrifugo a 12000rpm en la centrfuga Westfalia y obte-niendose el aislado proteico que fue neutralizado, seca-do por liolizacion y almacenado en recipiente hermeti-co hasta su uso.

3.3 Obtencion del hidrolizado enzimaticode protena de chocho

Para la obtencion de hidrolizados a escala semi piloto serealizo la reaccion proteoltica secuencial de endo y exo-pectidasas a las siguientes condiciones:

Hidrolisis enzimatica del aislado proteico. Se llevo acabo en una marmita de doble fondo con capacidad de20 litros, calentada con vapor y termostatizado a 50C,con un agitador mecanico de helice Fisher Scientic.Se disolvio el aislado en agua destilada a una relacion1 : 6.25 (p:v). Se llevo a pH a 7.0 con NaOH 6N, y latemperatura a 50 C, se incorporo la papana a una rela-cion enzima/sustrato de 0.32 UA/g de sustrato (34,7mg)el tiempo de reaccion fue de 15min. Regulado el pH a7.0, se incorporo la avourzyma, en una relacion enzi-ma/sustrato de 43, 41 mL de avourzyma que equiva-le a 178 UPAL/L de aislado (1 UPAL equivale a 1 gra-mo de avourzyma), el tiempo de la reaccion proteolti-ca fue de 60 min. La detencion de la reaccion enzimati-ca se realizo inactivando las enzimas a temperatura deebullicion durante 10 min. El hidrolizado fue congelado-liolizado y almacenados en recipientes hermeticos.

Grado de hidrolisis. El grado de hidrolisis se deter-mino mediante el metodo descrito por Kim et al., (1990),midiendo la protena soluble de las muestras tratadascon acido tricloroacetico (TCA) al 10%. La hidrolisis aci-da de la protena total se realizo mediante el metodo des-crito por Wilchek y Miron, 2003. Tanto la protena solu-ble en el sobrenadante como la protena total fueron de-terminadas espectrofotometricamente a 280nm. El gradode hidrolisis esta dada, como: Grado de hidrolisis (%) =100 (Protena soluble en TCA (10%) / Protena total.

3.4 Caracterizacion qumica de losmateriales

La protena total, humedad, cenizas, bra, extractoetereo se determino en la harina integral, aislado protei-co e hidrolizado aplicando las tecnicas analticas descri-tas en los metodos ociales de la A.O.A.C., 2005.

3.5 Determinacion de las propiedades fsi-cas y funcionales del hidrolizado

Las propiedades funcionales, denidas como aquellascaractersticas que proporcionan informacion del com-

portamiento de las protenas, en la preparacion, proce-samiento, almacenamiento y consumo de los alimentos(Chol y col. 1981).

Granulometra. El perl granulometrico se deter-mino en un set de tamices U.S.A. Standard Testing SieveNos. 20, 40, 50, 80, 100, 140, en un tamizador PortableSieve Shaker Model RX- 24 con un tiempo de agitacionde 10min.

Densidad. La densidad del hidrolizado enzimatico sedetermino pesando una muestra colocada en un volu-men determinado.

Solubilidad. El perl de solubilidad, se deter-mino segun el metodo 46-23 de la A.A.C.C. (1984), sepreparo una suspension al 2%(P/V) en 25mL de aguadestilada, ajustando el pH, a valores de 3.0, 3.5, 4.0, 4.5,5.0, 5.5, 6.0, 6.5, usando NaOH 1N o HCl 1N segun elcaso, se agito durante 30min, se centrifugo a 4000rpmdurante 15min. Se determino el contenido de protenapor el metodo Kjeldahl en los sobrenadantes, metododescrito por Sathe, et al. 1982.

Absorcion de agua. La absorcion de agua se deter-mino por el metodo Naezk (1985). Consiste en prepararuna suspension de 2g demuestra en 16mL de agua desti-lada, se homogeniza agitando por 5min, se ajusta el pH a2, 4, 6, 8 y 10 por adicion de NaOH 1N y HCl 1N, segunel caso, se agita por 30min y se centrifuga a 3000rpm por10min. Se desecho cuidadosamente el sobrenadante, y eltubo es invertido por 10min. La capacidad de retencionde agua se obtiene aplicando la siguiente relacion:

Capacidad de retencion de agua =Peso del pellet hidratado Peso de muestra (base seca)

Peso de muestra (base seca).

Absorcion de aceite. Se preparo 6 suspensiones de 2gde muestra y 12mL de aceite comestible, se agito en unaplanchamagnetica por tiempos de 5, 10, 15, 20, 25, 30minal termino de los cuales se centrifugaron a 3000rpm por15min. El aceite retenido se determino a partir de la si-guiente relacion:

Capacidad de retencion de aceite =Peso de l pellet hidratado Peso de muestra (base seca)

Peso de muestra (base seca).

Capacidad de formacion y estabilidad de espuma. Sesiguio el metodo sugerido por Chau et al, 1977. Se deter-minaron los efectos de la concentracion, el pH y la fuerzaionica sobre la capacidad de formacion de espuma y seevaluo el tiempo de estabilidad en todos los casos.

80 Revista Politecnica, 2010, Vol. 29(1): 7885


El efecto de concentracion se determino preparandosuspensiones de protena de 2, 4, 6, 8 y 10% (p/v), ajus-tadas a pH 6.0. El efecto de pH se evaluo preparandosuspensiones de protena al 2% y ajustando el pH a va-lores de 2, 4, 6, 8 y 10 con NaOH 1N y HCl 1N, segunsea el caso.

La fuerza ionica se determino mediante la adicion deNaCl (sal), a concentraciones de 0.2, 0.4, 0.6, 0.8, 1.0, 1.5y 2% (p/v), en suspensiones de protena al 2% y ajusta-das a pH 6.0.

Se preparo suspensiones de protena para cada ca-so (50mL), se homogenizo en una licuadora Osterizer a2000rpm durante 5min, el contenido nal se trasvaso auna probeta graduada y se midio el volumen de espumadespues de 30s. El resultado se expreso como el incre-mento de volumen en porcentaje, y se calculo mediantela siguiente formula:

IV % =V f Vo

Vo 100.

La estabilidad de espuma se evaluo para cada caso, yse determino como la disminucion de volumen de espu-ma y lquido drenado, para tiempos de 0.5, 1.0, 1.5, 2.0,3.0, 4.0, 14 y 24h.

Se preparo una suspension de protena al 1,5% deprotena y homogenizar por 5min en una licuadora Os-ter. Se registra el volumen de espuma luego de 30s. Ex-presar el resultado como el incremento de espuma, des-pues de 30s. Determinar la estabilidad de la espuma co-mo el incremento del volumen de espuma despues de 5,30 y 120min.

Capacidad de formacion de emulsion. Se deter-mino por el procedimiento descrito por Chau, et al, 1997a pH 2.0, 4.0, 6.0, 8.0, 10.0. Se preparo una suspensionde protena al 2% (p/v), se ajusta el pH. Se emulsico lamuestra a 2000rpm por 2min en una licuadora Oster. Seanade 100mL de aceite vegetal y se homogeniza por unminuto mas. Se centrifuga graduados a 1200g por 5miny se determina el volumen de emulsion. La actividademulsicante fue calculada con la siguiente formula:

AE% = 100 Volumen de capa emulsicadaVolumen de toda la capa

.

Estabilidad de la emulsion (EE). Fue determinadopreparando 100mL de una suspension de protena al2% (p/v), se ajusta el pH, se homogeniza a 2000rpmpor 2min a la cual se le adiciona gota a gota, 100mLde aceite manteniendo la agitacion. Se calienta a 80Cpor 30min y se enfra a temperatura ambiente, centri-fugandose la muestra en tubos graduados a 1200rpmpor 5min, midiendose el volumen de la emulsion. La es-tabilidad emulsicante se calculo aplicando la siguienterelacion:

EE% = 100 Volumen de capa emulsicante remanenteVolumen de emulsion original

.

Viscosidad. Se determino por el metodo INEN 1013-1983-4, utilizando un viscosmetro digital de BrookeldEngineering MA 02072 USA, con el eje small UL adap-ter. Se preparo suspensiones del 8,10, 12, 16, 18 y 20%(p/v), en las que permiten determinar la concentracionideal. Se determina el efecto de la temperatura (20, 30,40, 50C) y del pH en el rango de 2, 4, 6, 8, 10 sobre laviscosidad.

3.6 Aplicacion del hidrolizado enzimaticode protena de chocho como fertilizante

La aplicacion del hidrolizado obtenido por reaccion en-zimatica secuencial se aplico en plantulas de brocoli va-riedad Brassica oleracea de 14 das de germinacion ba-jo condiciones de invernadero (HR 70% y Temperatura25C) en la empresa Pilvicsa. El ensayo se realizo bajo eldiseno experimental de bloques a lazar manteniendo untestigo previsto para este ensayo consta de:

- El primer grupo, se adiciono el hidrolizado de pro-tena de chocho a la fertilizacion regular.

- El segundo grupo fue el testigo y se aplico la ferti-lizacion regular.

El ensayo tuvo una duracion de tres semanas la do-sis aplicada fue de 2g/L. Los controles de la aplicacionfueron la medicion de la altura y diametro del follaje encada semana de aplicacion. El analisis de datos fue reali-zado en el programa estadstico Statgraphics.

4 Resultados y discusion

4.1 Obtencion del aislado de protena dechocho

Tabla 1. Analisis proximal del aislado enzimatico de protenade chocho

Determinacion Contenido en 100gHumedad 5,83

Protena (Nx6.25) 71,31Extracto Etereo 10,90

Cenizas 3,35Fibra Cruda 1,65

Carbohidratos 12,79

En la tabla 1 se presenta el analisis proximal del ais-lado de protena de chocho. El contenido de protena delaislado fue 71.31%. El contenido de extracto etereo semantiene en niveles cercanos al contenido en harina in-tegral (16,56%). Hay una disminucion del 34% duran-te la centrifugacion, separandose una fraccion de lpidosque son retirados.

El valor de protena se incrementa en el 53,05% enrelacion al contenido de la harina; en tanto que los car-bohidratos disminuyen en un 49,06% en referencia a la



materia prima harina integral y ademas por no haber-se realizados lavados durante su elaboracion evitandoas la perdida de alcaloides.

El porcentaje de recuperacion de protena es del24,49% con respecto a la harina integral.

4.2 Obtencion del hidrolizado enzimaticode protena de chocho

El hidrolizado enzimatico de protena de chocho al-canzo un grado de hidrolisis (GH) del orden de 8%, va-lor que indica que el hidrolizado posee propiedades fun-cionales apropiadas [4].

Tabla 2. Analisis proximal del hidrolizado enzimatico de pro-tena de chocho

Determinacion Contenido en 100gHumedad 2,84

Protena(Nx6.25) 83,00Extracto Etereo 8,30

Cenizas 5,82Fibra Cruda 1,83

Carbohidratos 1,05

Tabla 3. Contenido de aminoacidos en 100 gramos de hidroli-zado de protena de chocho

Aminoacidos C1 C2 C3Acido aspartico 6.25 12 NdTreonina 2.04 3, 9 3, 00Serina 3.28 5, 8 NdAcido glutamico 15.5 23.4 NdProlina 2.17 3, 9 NdGlicina 2.64 4, 2 NdAlanina 2.07 3, 3 NdCistina 0.77 0.3 NdValina 2.37 3, 2 3, 90Metionina 0.25 0, 5 0.50Isoleucina 2.78 5, 1 NdLeucina 4.03 8, 5 14.20Tirosina 2.34 4.3 NdFenilalanina 2.47 3, 3 3, 90Histidina 1.77 2.8 NdLisina 3.56 5, 3 4, 90Arginina 1.91 11 9, 90Triptofano 0.41 0, 7 0, 80C1: Hidrolizado Enzimatico en harina integralC2: Hidrolizado Enzimatico en harina desengrasaday desamargada [8]C3: Hidrolizado acido de lupino (Acuna, P., 2001).

En analisis proximal de la tabla 2, se observa que lascenizas se incrementa en un 73,73% respecto al aislado,debido a la formacion de sales cloruros, siendo necesa-rio realizar lavados al aislados o realizar una dialisis an-tes del proceso proteoltico. Con relacion al contenido deprotena esta se incrementa en un 16,39% con respecto alaislado.

El perl de aminoacidos del hidrolizado enzimaticode protena de chocho en la tabla 3. Ademas se presen-tan los resultados del analisis aminoacdicos del hidroli-zado enzimatico de harina integral, harina desengrasaday desamargada y el hidrolizado acido de chocho. Obser-vando los datos alcanzados en que las concentracionesson menores a las referencias debido a que en el hidroli-zado enzimatico se realizo a partir de harina integral quecontienen alcaloides grasa

Se destaca la concentracion cistina y metionina quesupera a las referencias en el 22%, contribuyendo alaporte de azufre.

4.3 Determinacion de las propiedades fsicoqumicas

Granulometra. Mediante el analisis de granulometradel hidrolizado de protena de chocho se determino eltamano de partcula +malla astm 80 y -malla astm 140como se muestran en la gura 1.

0102030405060708090

100

0 500

% P

asan

te a

cum

ulad

o

Tamao de aguero (um)

Figura 1. Tamano de partcula del hidrolizado de protena dechocho

Densidad. El hidrolizado enzimatico de protena dechocho es un polvo muy no que tiene una densidadaparente de 0.27g/cm3 todos los valores de densidadson menores a la densidad del agua.

Solubilidad. El perl de solubilidad mejoro en los di-ferentes rangos de pH, no se formaron agregados vo-luminosos en el punto isoelectrico de la protena, al-canzo un maximo de 89.0%. El aumento en la solubi-lidad esta relacionado con el balance de elementos hi-drofobicos e hidroflicos presentes; poseen mas residuosde aminoacidos polares que incrementan la hidrolici-dad al favorecer la formacion de puentes de hidrogenocon el agua (Sathivel et al., 2005).

En la gura 2 se presentan los datos de solubilidad,expresados como el porcentaje de protena soluble, pa-ra el hidrolizado y aislado de protena de chocho en elintervalo de pH de 3.0 a 7.0.

La solubilidad de un fertilizante es la cantidad maxi-ma del fertilizante que puede ser completamente disuel-to en una cantidad determinada de agua destilada enuna temperatura dada [1].



y = -0,9629x4 + 19,441x3 - 140,43x2 + 427,6x - 392,64

R = 0,991

0,00

10,00

20,0030,0040,0050,00

60,00

70,00

80,00

3 3,5 4 4,5 5 5,5 6 6,5 7

% P

rote

na

Solu

ble

pH Figura 2. Perl de solubilidad del hidrolizado enzimatico deprotena de chocho

Absorcion de agua. En la gura 3, se presenta los va-lores de absorcion de agua registrados en el hidrolizado.Se observa que la absorcion maxima de agua se incre-menta en un 50,6% a pH 5 debido a que existe un equi-librio de cargas en el pHs cercanos al punto isoelectrico.Presenta un valor mnimo a pH 7 de 46% con relacional registrado a pH 3,5 debido a la interaccion protena-lpidos (14,5%), exponiendo mas a los sitios polares parauna interaccion agua y los lpidos presentes en el hidro-lizado [10].

y = 0,1944x4 - 4,0552x3 + 30,781x2 - 100,73x + 121,74

R = 0,9684 0,500,700,901,101,301,501,701,902,102,302,50

3,5 4 4,5 5 5,5 6 6,5 7

g de

agu

a ab

sorb

ida/

g de

pr

ote

na

pH Figura 3. Capacidad de absorcion de agua a diferentes rangosde pH del hidrolizado

La maxima absorcion de agua que presenta el hidroliza-do a pH 5.0 es de 2,35g de agua absorbida/g de protenamientras pH 7.0 es de 0,83g de agua absorbida/g de pro-tena esto puede provocar que una parte de las partcu-las se disuelvan, con lo que se deshace la estructura fsicadel fertilizante (Torres, 2007).

Absorcion de Aceite (Aac). El hidrolizado proteicopresenta una capacidad maxima al alcanzar el equilibriode 1.72g aceite absorbido/g protena a los 20min de ex-posicion.

Capacidad de formacion y estabilidad de espuma.Las espumas formadas se determino que las espumasmas estables fueron a concentraciones del 8 y 10%, per-manecen estables hasta un tiempo superior a los 120minpero tiempo al que todas las espumas formadas a partir

de hidrolizados colapsan totalmente, y a que los pepti-dos no disminuyen la tension interfacial de las pelculasformadas por la protena adsorbida en la interface aire-agua son nas y la estabilidad es mnima.

La evolucion del incremento de volumen de la espu-ma en funcion de la concentracion del hidrolizado se in-dica en la gura 4.

Capacidad de formacion emulsion En la gura 5 sepresenta el efecto del pH sobre la estabilidad de la emul-sion del hidrolizado expresados en mL de aceite separa-do por gramo de protena, obteniendo un valor de 49,4%de estabilidad de emulsion a pH 6.0, siendo este el maxi-mo valor y a partir de este se mantienen relativamenteconstante, debido a la facultad de reducir las tensionesinterfasiales entre componentes hidrofobicos e hidrofli-cos.

0,0

5,0

10,0

15,0

20,0

25,0

30,0

35,0

-30 20 70 120

Incr

emen

to V

olum

en

Espu

ma

(%)

Tiempo (min)

2% 4% 6% 8% 10%

Figura 4. Efecto de la concentracion sobre la estabilidad de laespuma del hidrolizado

y = -0,4824x2 + 7,7127x + 18,367 R = 0,9427

30

35

40

45

50

55

2 4 6 8 10

% E

E (m

lace

ite s

ep/g

pro

t.

pH Figura 5. Efecto del pH sobre la capacidad de formacion de laemulsion del hidrolizado proteico de chocho

Estabilidad de Emulsion. Esta propiedad esta ligada ala solubilidad de la protena con el agua. La estabilidada la concentracion proteica (optimo 2%) con valores del43,52%. Son frecuencias mnimas a pH acidos (Lindeny Lorient, 1996), presentando la mayor estabilidad a pH4.0 debido a la presencia de grupos hidrolicos e hidro-fobicos, como se observa en la gura 6.



y = 0,4591x3 - 9,6131x2 + 59,771x - 40,444

R = 0,9312 40,00

45,00

50,00

55,00

60,00

65,00

70,00

75,00

80,00

2 4 6 8 10

Esta

bilid

ad E

mul

sion

(%)

pH

Figura 6. Efecto del pH sobre la estabilidad de la emulsion delhidrolizado proteico de chocho

Viscosidad. En la gura 7 se muestra la tendencia ex-ponencial de la viscosidad en funcion de la concentra-cion del hidrolizado, tpica de esta propiedad debido aque el desdoblamiento de las moleculas proteicas porefecto de la hidrolisis, aumenta la exposicion de los gru-pos reactivos, en especial de los grupos hidrofobos delas protenas globulares. Nakai, (1983), ademas la masamolecular elevada a causa de las interacciones protena-protena y un fuerte porcentaje de aminoacidos hidrofo-bos favorecen la formacion de redes compactas, incre-mentando el coeciente de viscosidad de las dispersio-nes proteicas.

y = 1,9667e0,1724x R = 0,9832

010203040506070

8 10 12 14 16 18 20

Vis

cosi

dad

(ctp

)

Concentracin % (p/v)

Figura 7. Inuencia en la viscosidad de la concentracion delhidrolizado

Segun Harper y Hall (1976) indican que hay un incre-mento en la viscosidad, con el aumento de solidos comograsa y carbohidratos.

Inuencia de la temperatura. Se puede observar enla gura 8 que los valores de la viscosidad del hidroliza-do son inversamente proporcionales al incremento de latemperatura a diferentes temperaturas, los valores deter-minados decrecen la viscosidad del 60,41% a 50C conrespecto a los 20C.

y = -0,463x + 45,88 R = 0,901

22

27

32

37

42

20 30 40 50

Vis

cosi

dad

(ctp

)

Temperatura C Figura 8. Inuencia de la temperatura en la viscosidad del hi-drolizado

Inuencia del pH. La gura 9 presenta la inuen-cia del pH en la viscosidad sobre el hidrolizado de cho-cho encontrandose el valor de 5,25ctp a pH 4.0 debido ala ausencia de fuerzas repulsivas conduce a la formacionde un gel menos expandido, con baja capacidad hidra-tante y por lo tanto menos consistente.

Kim et al, (1990). A valores inferiores y mayores a pH4.5 los valores se incrementan debido a la concentracionde acidos grasos, carbohidratos presentes en el hidroli-zado.

y = 2,2116x2 - 25,247x + 76,38 R = 0,9598

0

10

20

30

40

50

2 4 6 8 10

Vis

cosi

dad

(ctp

)

pH Figura 9. Inuencia de la temperatura en la viscosidad del hi-drolizado

Aplicacion del hidrolizado de protena de chocho co-mo fertilizante foliar. En la tabla 4 se presenta la chatecnica del hidrolizado enzimatico de protena de cho-cho.

Los resultados del analisis qumico foliar del hidro-lizado enzimatico se indican en la tabla 5, destacandoseel material organico (M.O) 90,49% con un nitrogeno to-tal del 8,88%, valores que indican el fraccionamiento dela protena en aminoacidos y peptidos y que contienenademas de nitrogeno, carbono, acidos grasos y alcaloi-des.

Es un fertilizante nutricionalmente completo contie-ne hasta calcio 0,33% y magnesio 0,07%, los nutrientesson facilmente absorbidos por las hojas. Esto se debe aque el nitrogeno proveniente de una protena vegetal.

Tabla 4. Ficha tecnica del hidrolizado enzimatico de la protenade chocho



Aspecto Granulado

Estado fsico Solido

Color Blanco-crema

Olor Caracterstico de los hi-drolizados

Punto de fusion No aplica

Punto de ebullicion No aplica

pH 7,0

Densidad 0.27 g/cm3

Solubilidad Totalmente soluble enagua

Propiedades explosivas No presenta propiedadesexplosivas

Propiedades oxidantes No presenta propiedadesoxidantes

Tabla 5. Analisis foliar del hidrolizado enzimatico de la pro-tena de chocho

ExpresionCenizas 0,10%M.O. 90.49%N.T. 8,88%P 0,69%K 0,80%Ca 0,33%Mg 0,07%Fe 135 ppmMn 20,5 ppmCu < 50 ppmZn 48, 5 ppm

La prueba de signicancia de Tukey al 0,05% indico queel tratamiento con hidrolizado de chocho provoca un au-mento en el permetro foliar frente al testigo 18,6% de in-cremento. Mientras en la altura no hubo diferencias sig-nicativas al 0,05% entre el tratamiento con hidrolizadoy el testigo.

5 Conclusiones

1. La conversion de harina integral a aislado es del 32%valor interesante dentro del ambito de las legumino-sas; mientras en el hidrolizado hay una conversiondel 73% en base al aislado.

2. Los fertilizantes constituidos por aminoacidos en elmercado es amplia pero la mayora provienen dehidrolisis acida y de protena de origen animal debi-do a este se procede a buscar una nueva alternativautilizando hidrolizado enzimatico de protena vege-tal (lupino).

3. La importancia del estudio de las propiedades fsi-cas, qumicas y funcionales que permiten determinarel valor agronomico del fertilizante variara segun eltipo de cultivo, la epoca de cultivo y la forma de apli-cacion.

4. Se hace necesario realizar un analisis de costos dela obtencion de hidrolizados para hacer comparadoscon los hidrolizados qumicos.

Referencias

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estudio de las propiedades físicas y funcionales de un hidrolizado de chocho

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