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8/17/2019 Extracci n y Caracterizaci n Del Almid n de Las Semillas de Enterolobium Cyclocarpum Extraction and Characteriza…

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Extracción y caracterización del almidón de lassemillas de Enterolobium cyclocarpum Extractionand characterization of starch from Enterolobiumcyclocarpum seeds

J. Jiménez-Hernández , F. Meneses-Esparza , J. Rosendo-Escobar , M. A. Vivar-Vera , L. A. Bello-Pérez & F. J. García-Suárez

To cite this article: J. Jiménez-Hernández , F. Meneses-Esparza , J. Rosendo-Escobar , M.

A. Vivar-Vera , L. A. Bello-Pérez & F. J. García-Suárez (2011) Extracción y caracterización delalmidón de las semillas de Enterolobium cyclocarpum Extraction and characterizationof starch from Enterolobium cyclocarpum seeds, CyTA - Journal of Food, 9:2, 89-95, DOI:

10.1080/19476331003743626

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ARTICLES

Extraccio ´ n y caracterizacio ´ n del almido ´ n de las semillas de Enterolobium cyclocarpum

Extraction and characterization of starch from Enterolobium cyclocarpum seeds

J. Jime ´ nez-Herna ´ ndeza*, F. Meneses-Esparzaa, J. Rosendo-Escobara, M.A. Vivar-Verab,

L.A. Bello-Pe ´ rezc and F.J. Garcı á-Sua ´ rezc

aUnidad Acadé mica de Ciencias Agropecuarias y Ambientales, Universidad Autó noma de Guerrero, Iguala de la Independencia, C. P.40010, Guerrero, Mé xico; bInstituto Tecnoló gico de Tuxtepec, Av. Dr. Vı´ ctor Bravo Ahuja S/N, Col. 5 de Mayo, Tuxtepec, Oaxaca,C. P. 68350, Mé xico; cCentro de Desarrollo de Productos Bió ticos, Instituto Polité cnico Nacional, Km 8.5, Carr.Yautepec-Jojutla, Col. San Isidro, Yautepec, Morelos, C. P. 62731, Mé xico

(Received 25 November 2009; final version received 23 February 2010 )

Starch was extracted from the seeds of parota tree (Enterolobium cyclocarpum), partially characterized and compared

with native corn starch. The starch yield obtained from decorticated seed was 750 g/kg, a medium purity (852 g/kg),a high content of proteins (35 g/kg), and amylopectin predominance (734 g/kg). The parota starch granules showed around-oval form with an average size of 25 mm, less solubility and swelling factor than corn starch. The pastingproperties of the starch suggest that the corn starch showed better characteristics in viscosity than the parota starch.The thermal parameters suggest the presence of crystalline zones in parota starch. The parota starch could be used toincrease the solid content and viscosity in food systems, which is being cooked at high temperature.

Keywords: parota seeds; starch; extraction; chemical composition; pasting properties; functional properties; thermalproperties

El almido ´ n de semillas de arboles de parota (Enterolobium cyclocarpum) fue extraı ´do, caracterizado parcialmente ycomparado con almidón nativo de maı́z. Se obtuvo un rendimiento de almidón de las semillas de parota sin testa de750 g/kg, una pureza media (852 g/kg), un alto contenido de proteı ńas (35 g/kg) y una predominancia deamilopectina (734 g/kg). Los gra ´ nulos del almido ´ n de parota mostraron una forma redonda-oval y un tamaño

promedio de 25 mm y, mostraron menor grado de hinchamiento y solubilidad que el almido ´ n de maı ´z. Laspropiedades de formacio ´ n de pasta sugieren que el almido ´ n de maı ´z posee mejores propiedades como agenteespesante que el almido ´ n de parota. Los para ´ metros te ´ rmicos del almido ´ n de parota sugieren una mayor cantidad dedobles he ´ lices. Se concluye que el almido ´ n de parota puede ser utilizado para incrementar el contenido de so ´ lidos y laviscosidad en sistemas alimentarios procesados mediante tratamiento te ´ rmico.

Palabras clave: semillas de parota; almido ´ n; extraccio ´ n; composicio ´ n quı ´mica; propiedades de formacio ´ n pasta;propiedades funcionales; propiedades térmicas

Introduccio ´ n

La parota (Enterolobium cyclocarpum (Jacq.) Griseb.

(Fabaceae)) es un a ´ rbol con una distribucio ´ n natural

desde Me ´ xico, Ame ´ rica Central y las Antillas hasta el

norte de Sudame ´ rica, alcanza hasta 30 m de altura y

desarrolla una copa muy extendida (en algunos casos,

ma ´ s de 20 m de ancho). Puede encontrarse en diversos

tipos de vegetacio ´ n, como el bosque tropical húmedo, el

bosque tropical seco y el bosque muy húmedo pre-

montano (Holdridge et al., 1997; Camacho, 1981;

Va ´ squez-Yanes y Pe ´ rez-Garcı á, 1977). En Me ´ xico, se

encuentra a lo largo de la vertiente del Golfo de Me ´ xico

desde el sur de Tamaulipas hasta la Penı ńsula de

Yucata ´ n y en la costa del Pacı ´fico desde Sinaloa hasta

Chiapas (Pennington y Sarukhan, 1993; Rzedowski,

1986). El fruto de este a ´ rbol es una vaina ancha,

aplanada, curva e indehiscente. Las semillas maduras

tienen una testa dura e impermeable, de modo que pocas

veces son atacadas por insectos. Dichas caracterı ´sticas se

deben a capas de esclereidas lignificadas (Duarte, 1978).

Se ha reportadouna produccio ´ n anual de fruto de parota

de 725 kg/a ´ rbol (A ´ lvarez-Morales et al., 2003), por lo

que representa un recurso atractivo para de utilizarse.

Las semillas son un alimento tı ´pico en los estados de

Morelos, Guadalajara, Guerrero y Michoaca ´ n, donde

las consumen tostadas, molidas o mezcladas con otros

alimentos (Gonza ´ lez, 1984; Go ´ mez, 1985). El valor

nutricional de las semillas enteras radica en su contenido

de proteı ńas (200–400 g/kg) (Va ´ squez-Yanes y Pe ´ rez-

Garcı á, 1977) y carbohidratos (631 g/kg Extracto libre

de nitro ´ geno, b.s.), encontra ´ ndose el almido ´ n en mayor

*Corresponding author. Email: [email protected]

CyTA – Journal of Food

Vol. 9, No. 2, August 2011, 89–95

ISSN 1947-6337 print/ISSN 1947-6345 online

2011 Taylor & Francis

DOI: 10.1080/19476331003743626

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concentracio ´ n (Olvera-Novoa et al., 1993; Serratos-

Are ´ valo et al., 2008).

El almido ´ n es el principal polisaca ´ rido de almacena-

miento en cereales, leguminosas, semillas, tube ´ rculos y

frutos verdes, en donde se encuentra organizado en

entidades pequen ˜ as llamadas gra ´ nulos. Los gra ´ nulos dealmido ´ n son extraı ´dos por medios fı ´sicos para su

utilizacio ´ n en diversas industrias, incluyendo la alimen-

taria. El almido ´ n de maı ´z ha sido considerado común-

mente como la fuente de almido ´ n comercial, siendo

utilizado ampliamente en la elaboracio ´ n de alimentos

debido sus caracterı ´sticas estructurales y fisicoquı ´micas

(BeMiller, 1993). Sin embargo, gradualmente se ha

puesto atencio ´ n en fuentes alternativas de almido ´ n, lo

cual puede proveer nuevos almidones con propiedades

especiales para usos especı ´ficos en la industria de

alimentos y quı ´mica (Guı ´zar-Miranda et al., 2008;

Henrı ´quez et al., 2008; Espinosa-Solis et al., 2009).

Existen trabajos sobre las propiedades nutricio-nales y toxicolo ´ gicas de la vaina y semilla de parota en

ganado (A ´ lvarez-Morales et al., 2003; Cecconello et al.,

2003; Serratos-Are ´ valo et al., 2008). Sin embargo, es

escasa la informacio ´ n referente al aprovechamiento de

las semillas como fuente potencial de almido ´ n y de sus

caracterı´sticas y propiedades. Por ello, el objetivo de

este estudio fue extraer almido ´ n a partir de las semillas

del a ´ rbol de parota y realizar su caracterizacio ´ n

quı ´mica, morfolo ´ gica, ası ´ como sus propiedades de

formacio ´ n de pasta, funcionales y te ´ rmicas.

Materiales y me ´ todos

Las semillas del a ´ rbol de parota (Enterolobium

cyclocarpum) (Figura adicional 1) fueron colectadas

en la localidad de Tuxpan (Iguala de la Independencia,

Guerrero, Me ´ xico). Almido ´ n nativo de maı ´z grado

reactivo (Sigma-Aldrich, Me ´ xico, Toluca, Estado de

Me ´ xico) fue utilizado como testigo.

Aná lisis de las caracterı́ sticas fı́ sicas y rendimiento

comestible de las semillas

Las caracterı ´sticas fı ´sicas determinadas fueron morfo-

logı á, taman ˜ o y peso. La morfologı á fue evaluada

describiendo la apariencia externa y color aparente. El

taman ˜ o (longitud y ancho) fue determinado utilizando

un vernier (Mitutoyo, Japo ´ n).

Para la determinacio ´ n del rendimiento de la

porcio ´ n comestible, la testa y el endospermo de las

semillas fueron separados y pesados en una balanza

granataria (OHAUS, Me ´ xico, DF). El rendimiento fue

calculado dividiendo el peso del endospermo entre el

peso de la semilla entera multiplicado por 1 kilogramo.

Extracció n del almidó n de semillas de parotaLa testa fue rota al hacer pasar las semillas de parota

por un molino para granos (Corona, Medellı ń,

Colombia) y retirada de forma manual. Posteriormente

la semillas libres de testa fueron pasadas nuevamente

por el molino hasta obtener una harina, la cual fue

utilizada para la extraccio ´ n de almido ´ n empleando la

te ´ cnica descrita por Jime ´ nez-Herna ´ ndez et al. (2007).

Esta te ´ cnica consistio ´ en mezclar un volumen de harinade endospermo con dos volúmenes de agua destilada y

licuar (licuadora Black & Decker, mod. BLM10600P,

China) por 1 min a la ma ´ xima velocidad. La suspen-

sio ´ n obtenida fue transferida a un vaso de precipitado

y mantenida en reposo por 20 min. Despue ´ s, la

suspensio ´ n fue decantada y el sobrenadante fue licuado

nuevamente con agua destilada y dejado en reposo

40 min. El sedimento con los almidones fue licuado

por 1 min a la ma ´ xima velocidad y dejado en reposo

por 30 min. Posteriormente fue filtrado a trave ´ s de un

tamiz (Montinox, Estado de Me ´ xico, Me ´ xico) de

250 mm de apertura de malla. Los so ´ lidos remanentes

en el tamiz (impurezas) fueron eliminados, mientrasque el filtrado (almido ´ n) fue lavado hasta que el agua

de lavado fue translúcida, lo cual indico ´ que el almido ´ n

habı á sido extraı ´do. Posteriormente, el producto fue

secado en una estufa (Boekel, mod. 132000, Pensilva-

nia, Estados Unidos) a 40 8C por 24 h y finalmente fue

molido usando un molino analı́tico (IKA, Deutsch-

land, Alemania) y tamizado a 250 mm. La muestra fue

almacenada en contenedores de pla ´ stico con tapa

herme ´ tica a temperatura ambiente (24–29 8C) para su

posterior ana ´ lisis. Se calculo ´ el rendimiento de la

extraccio ´ n de almido ´ n de acuerdo al me ´ todo de Pe ´ rez

et al. (1997), el cual considera la eficiencia deextraccio ´ n del almido ´ n puro a partir el contenido total

del mismo en el vegetal.

Composició n quı́ mica

La composicio ´ n quı ´mica proximal del almido ´ n

extraı ´do se determino ´ por triplicado de acuerdo a

los me ´ todos de la AOAC (1997) para humedad

(925,10), cenizas (923,03), proteı ńas (920,87) y grasas

(920,39). El contenido de fibra cruda se determino ´

por digestio ´ n a ´ cida-alcalina (Tejeda, 1992) y el de

carbohidratos totales se calculo ´ por diferencia. La

pureza del almido ´ n extraı ´do se determino ´ utilizando

el me ´ todo enzima ´ tico de Rose et al. (1991), el cual

consistio ´ en tratar 100 mg de muestra de almido ´ n

con 5 mL de mezcla de metanol-cloroformo-agua

(12:5:3 v/v/v) para eliminar azúcares y compuestos de

interferencia, seguido de un tratamiento con etanol

caliente para gelatinizar el almido ´ n y posteriormente

con 1 mL de una mezcla de digestio ´ n. Esta mezcla

contenı á 400 U/mL de a-amilasa de Aspergillus

oryzae y 2 U/mL de amiloglucosidasa de Aspergillus

niger (Sigma-Aldrich Quı ´mica, Me ´ xico, Toluca,

Estado de Me ´ xico) a una concentracio ´ n de 2 U/mL

en solucio ´ n amortiguadora de Acetato de Sodio0,05 M a pH 5,1. La glucosa obtenida fue cuantifi-

cada colorime ´ tricamente utilizando O-toluidina como

90 J. Jimé nez-Herná ndez et al.


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agente desarrollador de color a 635 nm. La concen-

tracio ´ n de azúcares reductores se calculo ´ a partir de

la ecuacio ´ n de la recta de una curva patro ´ n de

glucosa comprendida entre 150–900 g/mL.

Contenido de amilosa

El contenido de amilosa se cuantifico ´ utilizando el

me ´ todo de McGrance et al. (1998), el cual consistio ´ en

solubilizar el almido ´ n en dimetilsulfo ´ xido y poster-

iormente ten ˜ irlo con solucio ´ n de yodo. La suma de

amilosa y amilopectina corresponde al 100% de

almido ´ n, por lo que a partir del contenido de amilosa

se calculo ´ la relacio ´ n de amilosa/amilopectina.

Determinació n de pH

Se preparo ´ una dispersio ´ n al 1% (p/v) de almido ´ n a

temperatura ambiente (27 8C), a la cual se determino ´pH utilizando un potencio ´ metro porta ´ til (Hanna

Instruments, mod. H198108, Milano, Italia).

Morfologı́ a de los grá nulos de almidó n

La morfologı́a de gránulos de almidón de semilla de

parota y maı ´z fue estudiada utilizando un microscopio

electro ´ nico de barrido (SEM JSM-35C Jeol, Japo ´ n).

Los gra ´ nulos de almido ´ n de las muestras fueron

adheridos a cintas adhesivas de doble cara, las cuales

se fijaron a un soporte, y posteriormente introducidas

en el equipo de sombreado Desk-II (Denton Vacuum,E.U.A.) para recubrir los gra ´ nulos con una capa de oro

de 250 8A. Finalmente fueron examinados en el

microscopio electro ´ nico de barrido a un voltaje de

15 KV.

Propiedades de formació n de pasta

Las propiedades de formacio ´ n de pasta de los

almidones fueron medidas en un Rapid Visco

Analyzer (RVA-4 Newport Scientific Pty. Ltd.,

Warriewood, Australia). Las muestras de almido ´ n

fueron procesadas de acuerdo al me ´ todo de Ragaee

et al. (2006). Los para ´ metros determinados fueron:

temperatura de pasta (temperatura en donde se

presenta el primer incremento de viscosidad de al

menos de 25 mPa.s en un periodo de 20 s), tiempo

de pico (tiempo al cual el pico de viscosidad

aparece), pico de viscosidad (la ma ´ xima viscosidad),

propiedad de fuerza o viscosidad de caı ´da (la mı ńima

viscosidad de pasta caliente), viscosidad final (la

viscosidad al final de la prueba durante el enfria-

miento a 50 8C), rompimiento (pico de viscosidad –

propiedad de fuerza) y retraso (viscosidad final -

propiedad de fuerza). Todos esos para ´ metros fueron

calculados a partir de la curva de pasteo usando elsoftware Thermocline version 2.2 Newport Scientific

Pty. Ltd. (Warriewood, Australia).

Solubilidad y Factor de hinchamiento (FH)

Se preparo ´ una dispersio ´ n de almido ´ n (1 g/100 mL p/

p) en tubos de centrı ´fuga y se mantuvo en ban ˜ o de agua

a 50, 60, 70, 80 y 90 8C durante 30 min con agitacio ´ n

cada 5 min. Posteriormente, la dispersio ´ n fue centrifu-gada a 5100 rpm durante 15 min y el volumen del

sobrenadante medido, secado a 65 8C y posteriormente

pesado. El precipitado fue secado a 65 8C y pesado

(Crosbie, 1991). La solubilidad (g/kg) fue calculada

como el cociente del peso de los so ´ lidos solubles (g)

entre el peso de la muestra (g) multiplicado por 1000.

El factor de hinchamiento fue estimado como el peso

del gel (g) entre la diferencia de el peso de la muestra

(g) y el peso de so ´ lidos solubles (g). Las determina-

ciones fueron realizadas para cada temperatura en base

seca del almido ´ n.

Propiedades té rmicas

Las determinaciones fueron realizadas con un calor-

ı ´metro diferencial de barrido (TA Instruments, modelo

DSC 2010, New Castle). El equipo fue calibrado con

indio (I) y, 3 mg de muestra seca (8% humedad) y 9 mL

de agua desionizada fue colocados en una charola de

aluminio. Cada charola fue sellada y puesta a reposo

por 1 h a temperatura ambiente (21–24 8C) y poster-

iormente analizada entre 0 8C y 200 8C, con un rampa

de calentamiento de 10 8C/min. Una charola vacı á fue

utilizada como referencia durante las determinaciones.

Los para ´ metros te ´ rmicos obtenidos del termogramafueron: temperatura de inicio (To), pico de temper-

atura (Tp), temperatura de conclusio ´ n (Tc) y entalpı á

de gelatinizacio ´ n (Hgel). Los para ´ metros fueron deter-

minados usando el software Thermal Analyst Con-

troller Differences 9900. La temperatura de

gelatinizacio ´ n (R) fue calculada como To - Tc.

Aná lisis estadı́ stico

Los resultados obtenidos fueron un promedio de tres

mediciones. Se realizo ´ una prueba de ANOVA y una

prueba a posteriori (Tukey y Duncan) para determinar

diferencias estadı ´sticas significativas ( p 5 0,05) en las

muestras usando el paquete estadı ´stico SPSS versio ´ n

12,0 (SPSS Inc, Estados Unidos).

Resultados y discusio ´ n

Caracterı́ sticas fı́ sicas y rendimiento comestible de las

semillas

Las vainas del a ´ rbol de parota presentaron un peso

promedio unitario de 18,6 g y contenı án de 8–11

semillas, una forma de abanico y color cafe ´ . Por otro

lado, las semillas mostraron un peso promedio de 0,7 g

(Tabla adicional 1), un color de cafe ´ claro a cafe óscuro, con una forma ovalada (Figura adicional 1),

una testa lisa y dura. El rendimiento comestible de las

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vainas de parota fue de 205 g/kg y de las semillas del

420 g/kg (Tabla adicional 1). Estos datos indican una

alta cantidad de material lignocelulo ´ sico en la vaina y

las semillas de parota, el cual puede ser aprovechado en

alguna aplicacio ´ n como la elaboracio ´ n de compostas.

Rendimiento de extracció n del almidó n de parota y

composició n quı́ mica

La semilla de parota sin testa presento ´ un rendimiento

de almido ´ n de 750 g/kg, el cual esta ´ en el intervalo

reportado para otras semillas con las de la leguminosa

Vigna radiate de 644 g/kg (semilla completa) y 755,5 g/

kg (semilla sin testa) (Abdel-Rahman et al., 2008).

Aguilar y Eckhoff (2007) reportaron valores de

rendimiento de extraccio ´ n (675,8 g/kg) inferiores para

maı ´z amarillo dentado y, Serratos-Are ´ valo et al. (2008)

reportaron de igual modo valores inferiores, 631 g/kg

de extracto libre de nitro ´ geno (ELN) para semillasenteras de parota y 546 g/kg en las almendras de la

semilla. El ELN esta ´ compuesto primordialmente de

carbohidratos, siendo el principal componente el

almido ´ n (Olvera-Novoa et al., 1993).

El ana ´ lisis quı ´mico proximal del almido ´ n de

semillas de parota se muestra en la Tabla adicional 2.

El contenido de humedad fue de 69 g/kg, el cual se

encuentra en el intervalo de humedad generalmente

aceptado para productos secos en polvo (5150 g/kg) y

es menor al valor sugerido (5200 g/kg) para otros

almidones de fuentes convencionales como la papa

(Wolfgang et al., 1999). Las proteı ńas y lı ´pidos soncomponentes que en general esta ´ n presentes en

cantidades mı ńimas en el almido ´ n. Las proteı ńas

pueden ser proteı ńas de reserva de la semilla o

proteı ńas que esta ´ n asociadas al gra ´ nulo de almido ´ n,

como son las enzimas de su biosintesis (Baldwin, 2001).

En el caso de lı ´pidos, e ´ stos pueden ser lı ´pidos internos

del gra ´ nulo, los cuales forman complejos con la

amilosa (Morrison, 1995). El almido ´ n de parota

presento ´ contenidos de proteı ńa y lı ´pidos (35 g/kg y

12 g/kg base seca, respectivamente) significativamente

mayores a los del almido ´ n de maı ´z. La fuente bota ´ nica

de donde se extrae el almido ´ n es importante en la

cantidad de estos componentes minoritarios que se

encuentran en el polisaca ´ rido, lo cual puede ser

importante en su aplicacio ´ n.

Las cenizas fueron los componentes que se encon-

traron en menor proporcio ´ n, siendo significativamente

menor en el almido ´ n de parota (1,5 g/kg). De acuerdo

Beynum y Roels (1985), las cenizas en los almidones

esta ´ n compuestas principalmente por fo ´ sforo, sodio,

potasio, magnesio y calcio. El calcio se encuentra en

forma de grupos fosfato, los cuales se unen a la

amilopectina y le confieren el cara ´ cter de

polielectro ´ lito.

Por otro lado, el almido ´ n de parota mostro ´ unapureza media (850 g almido ´ n puro/kg almido ´ n total).

Jime ´ nez-Herna ´ ndez et al. (2007) reportaron una pureza

de 984 g/kg para almido ´ n de tube ´ rculos de chayote

extraı ´do con la misma te ´ cnica. Esto indica que la

pureza y composicio ´ n del almido ´ n de parota extraı ´do

en este trabajo depende principalmente de la fuente

bota ´ nica. Agama-Acevedo, et al. (2005), reportaron un

intervalo de pureza menor (662 a 792 g/kg) para elalmido ´ n aislado de variedades de maı ćes pigmentados

(Zea mays L.).

En la Tabla adicional 2 se observa que el contenido

de amilosa fue significativamente menor en almido ´ n de

parota y el contenido de amilopectina mayor en

almido ´ n de maı ´z; sin embargo, ambos almidones

contienen valores similares a los reportados para

cereales (Beynum y Roels, 1985). La relacio ´ n de estos

dos componentes del almido ´ n es importante en las

propiedades funcionales que imparten, ya que la

amilosa es la responsable de la formacio ´ n y estabilidad

de los geles y la amilopectina de impartir viscosidad

(Biliaderis, 1991).Diferentes autores (Vanna et al., 2002; Abdel-

Rahman et al., 2008; Antonio-Estrada et al., 2009)

reportan valores similares para almidones provenientes

de semillas de cereales, leguminosas, tube ´ rculos y

frutos. Asimismo, el valor de la relacio ´ n amilosa/

amilopectina del almidón de parota fue similar al del

almido ´ n de maı ´z, la cual fue 51, indicando una

predominancia de amilopectina. Los almidones con un

alto contenido de amilopectina pueden formar geles

con una baja tendencia a la retrogradacio ´ n (BeMiller,

1993).

Dispersiones del almido ´ n de parota mostraron unvalor de pH neutro (6,9), mientras que en el almido ´ n de

maı ´z fue a ´ cido (5,06). Pe ´ rez et al. (1997) reportan que

pH altos favorecen el grado de ionizacio ´ n en las

cadenas de amilosa y amilopectina, por lo cual se

infiere que ambos almidones presentan un bajo grado

de ionizacio ´ n. El grado de ionizacio ´ n afecta el

comportamiento de hidratacio ´ n de los almidones, ya

que permite la interaccio ´ n entre mole ´ culas de agua y

las cadenas de amilosa y amilopectina.

Morfologı́ a de los grá nulos de almidó n

Las micrografı ás de los gra ´ nulos de almido ´ n de parota

y maı ´z se muestran en la Figura adicional 2. La forma

que presentan los gra ´ nulos del almido ´ n de parota es

redonda y oval, mientras que los del almido ´ n de maı ´z

tienen forma poligonal. Ambos almidones muestran

gra ´ nulos con poros en su superficie. El taman ˜ o

promedio de los gra ´ nulos del almido ´ n de parota fue

mayor (25 mm) que en almido ´ n de maı ´z (15 mm). El

taman ˜ o y forma del gra ´ nulo de almido ´ n son herra-

mientas taxono ´ micas importantes para identificar la

fuente bota ´ nica de procedencia. Asimismo, el taman ˜ o

del gra ´ nulo tambie ´ n se utiliza para indicar posibles

aplicaciones, por ejemplo aquellos con taman ˜ ospequen ˜ os (560 mm) pueden ser utilizados en la

industria cosme ´ tica debido a su alta capacidad de



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absorcio ´ n de agua o en sistemas alimentarios en

donde se requiera incrementar el contenido de so ´ lidos.

Ası ´ tambie ´ n pueden ser utilizados como agentes

encapsulantes para sabores, colorantes y esencias

(Paredes-Lo ´ pez et al., 1989). Por lo tanto, debido a

su taman ˜ o de gra ´ nulo (20–90 mm), el almido ´ n deparota puede ser considerado como un biopolı ´mero

útil para dichas aplicaciones.

Propiedades de formació n de pasta

Las curvas de pasta de los almidones estudiados

(Figura adicional 3) fueron similares, destaca ´ ndose el

almido ´ n de maı ´z por un mayor pico de viscosidad

(Tabla adicional 3). Los valores de temperatura de

pasta (Tp) y el tiempo de pico (TP) fueron estadı ´sti-

camente similares en ambas muestras de almido ´ n

(parota y maı ´z), lo que indica que ambos almidones

requieren de temperatura y tiempos similares paraalcanzar la ma ´ xima viscosidad. Sin embargo, el

almido ´ n de maı ´z desarrollo ´ un pico de viscosidad

(PV) significativamente mayor que el almido ´ n de

parota. Este comportamiento es debido a que los

gra ´ nulos del almido ´ n de maı ´z se hinchan en mayor

proporción y más rápido que los del almidón de

parota, lo cual esta ´ relacionado a una mayor cantidad

de amilosa lixiviada a partir del gra ´ nulo, quedando

mayor espacio para la entrada del agua y por lo tanto

mayor hinchamiento. En el mismo sentido, la estruc-

tura de la amilopectina es importante ya que depen-

diendo de la longitud de sus cadenas puedeinteraccionar con mayor cantidad de agua y por lo

tanto producir mayor hinchamiento y consecuente-

mente mayor viscosidad de pico. Otros factores

importantes en las propiedades de pasta son la

distribucio ´ n de taman ˜ o del gra ´ nulo y el contenido de

proteı ńas. En almido ´ n de parota, los gra ´ nulos mos-

traron un taman ˜ o que oscila entre 10 a 30 mm,

mientras que en almido ´ n de maı ´z esta ´ entre 5 a

25 mm. Adema ´ s, el almido ´ n de parota presento ´ un

mayor contenido de proteı ńas. Esta ´ reportado que

diferencias en el contenido de proteı ńas pueden afectar

las propiedades de formacio ´ n de pasta (Ragaee et al.,

2006). Estas caracterı ´sticas explican parcialmente por

que ´ el almido ´ n de maı ´z se hincha primero y desarrolla

un pico de viscosidad mayor y ma ´ s ra ´ pido que el

almido ´ n de parota.

La viscosidad final (VF) y la viscosidad retrasada

(VRs) fueron mayores en el almido ´ n de parota. Esta

respuesta es debida a que durante el enfriamiento las

mole ´ culas de almido ´ n se reasocian, especialmente las

cadenas de amilosa, lo cual resulta en la formacio ´ n de

un gel y por lo tanto, un incremento en la viscosidad

final. Esta fase es descrita como viscosidad retrasada

(VRs), se relaciona con la retrogradacio ´ n, sine ´ resis

(Niba et al., 2001; Ragaee et al., 2006; Varavinit et al.,2003) y lixiviacio ´ n de la amilosa (Jayakody

et al., 2005). De acuerdo con algunos estudios (Ragaee

et al., 2006; Jime ´ nez-Herna ´ ndez et al., 2007), existe

relacio ´ n entre los valores de viscosidad de rompimiento

y viscosidad de pico, los cuales se relacionan tambie ´ n

con el grado de hinchamiento de los gra ´ nulos durante

el calentamiento del almido ´ n. Los resultados encon-

trados para el almido ´ n de maı ´z, con una mayorviscosidad de pico (4,84 Pa.s) y viscosidad de

rompimiento (1,55 Pa.s) que el almido ´ n de parota

refuerzan esta tesis. Estos resultados sugieren que el

almido ´ n de maı ´z posee mejores propiedades como

agente espesante que el almido ´ n de parota.

Solubilidad y Factor de hinchamiento (FH)

La solubilidad y FH son dos propiedades que indican la

cantidad de almido ´ n seco disuelto en agua y el grado de

hinchamiento de los gra ´ nulos individuales de almido ´ n,

respectivamente, en un proceso hidrote ´ rmico; es decir,

cuando los productos que contienen almido ´ n soncocinados (BeMiller, 1993; Abdel-Rahman et al.,

2008). En la Tabla adicional 4 se presenta el efecto

de la temperatura sobre la solubilidad y el FH de los

almidones estudiados. El almido ´ n de parota presento ´

menores valores de solubilidad. En cuanto al factor de

hinchamiento, ambas muestras de almidones mostrar-

on valores similares hasta 60 8C, posteriormente el

almido ´ n de maı ´z alcanzo ´ el ma ´ ximo del FH a los

70 8C, mientras que el almido ´ n de parota fue hasta

80 8C. Este comportamiento hidrote ´ rmico esta ´ relacio-

nado con algunos factores como la estabilidad el

gra ´ nulo de almido ´ n a la temperatura, distribucio ´ n detaman õ, contenido de lı ´pidos, contenido y longitud de

cadena de amilosa y amilopectina (Beynum y Roels

1985; Crosbie, 1991). El almido ´ n de maı ´z presento ´

menor contenido de lı ´pidos y amilopectina y, menor

taman õ de gra ´ nulo. Estas caracterı ´sticas permiten la

interaccio ´ n de los gra ´ nulos con las mole ´ culas de agua

con mayor libertad, en relacio ´ n con los gra ´ nulos de

almido ´ n de parota y explican parcialmente por que ´ los

gra ´ nulos de almido ´ n de maı ´z se hinchan ma ´ s ra ´ pido.

Propiedades té rmicas

Los para ´ metros te ´ rmicos de los almidones estudiados

son mostrados en la Tabla adicional 5. El almido ´ n de

parota presento ´ un pico endote ´ rmico (To a Tc), un

intervalo de gelatinizacio ´ n (R) y una entalpı á de

gelatinizacio ´ n (Hgel) significativamente mayor que el

del almido ´ n de maı ´z. Estas diferencias se atribuyen

parcialmente a la distribucio ´ n de las cadenas de la

amilopectina (Yuan et al., 1993). De acuerdo con

Espinosa-Solis et al., (2009), altas temperaturas y

entalpı ás de gelatinizacio ´ n son debidas a la presencia

de cadenas largas en la mole ´ cula de amilopectina,

indicando un mayor arreglo de las dobles he ´ lices. Por

lo cual se infiere que el almido ´ n de parota presentacadenas de amilopectina de mayor taman ˜ o que el

almido ´ n de maı ´z.



7/8

Los resultados de retrogradacio ´ n se muestran en la

Tabla adicional 5. La retrogradacio ´ n incremento ´ con el

tiempo de almacenamiento, mostrando la misma ten-

dencia ambos almidones a los dos tiempos evaluados, ya

que los valores de entalpı á fueron similares. Un valor

similar de entalpı á (5.4 J/g) se determino ´ en almido ´ n demango almacenado durante siete dı ás (Espinosa-Solis

et al., 2009). Sin embargo, el almido ´ n de cebada nativo

almacenado por siete dı ás presento ´ una menor tendencia

a la retrogradacio ´ n (2.5 J/g) (Chavez-Murillo et al.,

2008). Los valores de temperatura y entalpı á de retro-

gradacio ´ n de los almido ´ nes de parota y maı ´z permiten

inferir que los cristales formados durante el almacena-

miento tienen estabilidad te ´ rmica, y que probablemente

los formados en el almido ´ n de parota al inicio del estudio

fueron ma ´ s pequen ˜ os o imperfectos ya que el intervalo

de temperatura para desorganizarlos fue mayor que en el

almido ´ n de maı ´z (Go ´ mez-Aldapa et al., 2009; Paredes-

Lo ´ pez et al., 1994).

Conclusiones

Las semillas de parota representan una fuente nove-

dosa de almido ´ n y atractiva al tener un rendimiento de

extracción (750 g/kg) similar al reportado para semillas

de leguminosas. El almido ´ n extraı ´do presento ´ una

pureza media (850 g/kg), alto contenido de amilopec-

tina (734 g/kg), un bajo grado de ionizacio ´ n (pH

6,9) y gra ´ nulos con forma redonda a oval y un taman ˜ o

promedio (25 mm). Adema ´ s, las propiedades de for-

macio ´ n de pasta, la solubilidad y capacidad dehinchamiento del almido ´ n de parota fueron inferiores

a las del almido ´ n de maı ´z. Estas caracterı ´sticas sugieren

que puede ser utilizado en la formacio ´ n de geles con

baja tendencia a la retrogradacio ´ n, o bien, como

ingrediente de productos cosme ´ ticos debido a su

taman ˜ o de gra ´ nulo. Las propiedades te ´ rmicas mostra-

das por el almido ´ n de parota permiten inferir que posee

cadenas ma ´ s largas de la mole ´ cula de amilopectina y un

mayor arreglo de las dobles he ´ lices que almido ´ n de

maı ´z, lo cual indica un mayor grado de estructuracio ´ n

de sus mole ´ culas y por tanto requiere de mayor energı á

para iniciar la fusio ´ n. Dicha estructuracio ´ n disminuyo ´

en 40–50% despue ´ s de siete dı ás de almacenamiento en

refrigeracio ´ n para ambos almidones, lo cual refleja un

incremento de zonas amorfas y una disminucio ´ n de

zonas cristalinas. Con base en estos resultados,

almido ´ n de parota puede ser utilizado para incremen-

tar el contenido de so ´ lidos y la viscosidad en sistemas

alimentarios procesados mediante tratamientos te ´ rmi-

cos. Sin embargo, hacen falta mayores estudios que

demuestren la viabilidad de sus aplicaciones.

Material complementario

El material complementario para este artı ćulo esta ´disponible en linea en http://dx.doi.org/10.1080/

19476331003743626.

Agradecimientos

Los autores agradecen el apoyo te ´ cnico de Glenda

Pacheco (CEPROBI-IPN), ası ´ como de Martı ńez-

Alonso, U. y Moreno-Gatica, M.A. de la UACAA-

UAGro,

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