OBTENCIN DE ALMIDN MODIFICADO A PARTIR DE TRES

CULTIVARES DE MUSCEAS

Propuesta de Tesis Doctoral

Estudiante Doctorado en Ciencias Agrarias

ANDRS CHVEZ SALAZAR, M.Cs.

Director FRANCISCO JAVIER CASTELLANOS GALEANO, PhD

Co-Directora CRISTINA INES ALVAREZ BARRETO, PhD

Grupo de Investigacin en Alimentos y Agroindustria Departamento de Ingenieras, Facultad de Ingenieras

Universidad de Caldas

UNIVERSIDAD DE CALDAS FACULTAD DE CIENCIAS AGROPECUARIAS

DOCTORADO EN CIENCIAS AGRARIAS MANIZALES, 2015

RESUMEN

En Colombia el cultivo de pltano representa una alternativa socioeconmica importante, aunque su actividad agroindustrial es muy baja, aproximadamente un 95% de la produccin se consume en fresco en el mercado interno, desaprovechando la posible transformacin industrial de este fruto. En relacin con la cantidad de produccin entre los aos 2003 y 2013, se puede detallar que Colombia es el tercer pas a nivel mundial que ms produce pltano con un promedio aproximado de 3.090.700 toneladas (FAOSTAT, 2013). Conforme a lo expuesto anteriormente, el pltano es una matriz alimentaria poco transformada a nivel industrial, por lo que el almidn modificado proveniente de esta matriz e incluso en combinacin con una tecnologa especifica de secado como la aspersin, puede llegar a convertirse en una buena alternativa de consumo como materia prima para otros productos del sector de los alimentos. Con el objetivo de explorar la importancia y viabilidad del uso del almidn modificado de pltano, en esta investigacin se evaluaran tres etapas: la primera etapa consiste en el obtencin del almidn nativo de tres cultivares de musceas y su caracterizacin fsica, qumica, reolgica y de digestibilidad, seguida de dos modificaciones qumicas a cada uno de los almidones nativos, evaluar nuevamente sus caractersticas fsicas, qumicas, reolgicas y de digestibilidad con el fin de comparar y determinar el proceso ms adecuado y conveniente. En la segunda etapa, se pretende evaluar el efecto del secado por aspersin del almidn modificado seleccionado de la primera etapa y se evaluara una vez ms sus caractersticas fsicas, qumicas, reolgicas y de digestibilidad, as mismo se realizara una aplicacin tecnolgica con el fin de valorar el nivel de aceptacin y conveniencia de uso, brindando as una alternativa que genere mayor aprovechamiento del pltano en el sector industrial. Por ltimo, se realizara una evaluacin econmica del proceso de modificacin y secado por aspersion del almidn. Con respecto a los resultados e impactos esperados de este proyecto de investigacin, se pretende alcanzar la optimizacin de las condiciones de modificacin y secado por aspersin del almidn proveniente de musceas. Por otra parte, proponer una opcin diferente de transformacin de las musceas con el fin de ampliar el portafolio agroindustrial de esta cadena productora. Palabras Clave: Musceas, almidn modificado, secado por aspersin, optimizacin.

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA DE INVESTIGACION Y JUSTIFICACION

Formulacin del problema Los almidones modificados obtenidos a partir de musceas tendrn caractersticas fisicoqumicas, reolgicas, trmicas y de digestibilidad similares o mejores que los almidones nativos obtenidos de esta misma fuente? Descripcin del problema de investigacin En Colombia las musceas tienen poca transformacin agroindustrial, algunas de las formas procesadas que normalmente se encuentran en el mercado nacional e internacional son: congelados, deshidratados y harinas. Hay que sealar que del total de la produccin nacional, aproximadamente un 89% se comercializa y se consume en fresco. Por otra parte, el proceso de comercializacin de las musceas generalmente se da en estado de maduracin verde-inmaduro en los principales centros de acopio y mayoristas, aunque igualmente existen otros compradores que exigen caractersticas particulares de tamao, peso, forma y tejido sano en la cascara. A menudo los cultivadores sufren prdidas econmicas debido a los bajos e irregulares precios que se manejan al momento de las negociaciones, este fenmeno depende en gran medida de la demanda y oferta, tipo de variedad, calidad del fruto y competencia con los precios de frutos importados desde el Ecuador y Venezuela. (Superintendencia, 2005). Acerca de la poca transformacin agroindustrial, el almidn proveniente de musceas puede llegar a ser una alternativa a tener en cuenta. Hay que mencionar adems, que en Colombia el estudio sobre las propiedades, efectos de las modificaciones y tecnologas de secado de almidn de musceas es muy incipiente, al igual que la aplicacin o la utilizacin en la formulacin de otros alimentos procesados. Cabe recalcar que Colombia tiene un bajo nivel tecnolgico en las unidades productivas, debido principalmente a la baja transferencia de tecnologa por parte de los centros de investigacin nacional y a las barreras comerciales que se presentan en trminos de los canales de comercializacin; sin embargo, la cadena cuenta con entidades, instituciones, empresas y universidades que han venido realizando investigacin bsica y aplicada, contribuyendo lentamente a su desarrollo, as como al fortalecimiento de la asociatividad e integracin de los actores para la conformacin de unidades de desarrollo empresarial de la cadena del pltano. Justificacin Con el desarrollo de este trabajo de investigacin se pretende identificar una oportunidad de generar conocimiento, a travs de matrices autctonas de la regin caldense. Adems de proponer una alternativa de aprovechamiento agroindustrial de estas matrices, en este sentido conviene subrayar que la produccin de pltano a nivel mundial en el ao 2013, se estim en 37.877.804 toneladas, as mismo,

Colombia fue considerado el mayor productor en el continente Americano y el cuarto pas a nivel mundial, dicho de otra manera Colombia aport el 8.7% de esta produccin. Cabe sealar, que la produccin promedio de pltano en Colombia entre los aos 2003 y 2013 fue aproximadamente 3.090.700 toneladas. (FAOSTAT, 2013). Para el ao 2013 la produccin de pltano en el eje cafetero colombiano (departamentos del Quindo, Caldas y Risaralda) fue de 613.086 toneladas lo que representa un 19.6% de la produccin nacional, en Caldas la produccin se estim en 212.196 toneladas lo que significa un 6,68% de la produccin nacional y un 0.56% de la produccin mundial, con un rea cosechada de 20.510 Hectreas y un rendimiento de 10,3 toneladas/hectrea. Caldas es considerado el sexto departamento en Colombia que ms pltano produce, por debajo de Arauca, Antioquia, Meta, Quindo y Valle del Cauca. (Agronet, 2013). En relacin a las variedades de pltano que se cultivan en Colombia, se destacan el Dominico Hartn, el Dominico, el Hartn, el Pelipita y el Cachaco o Popocho; siendo el Dominico Hartn la variedad ms comercial debido a sus caractersticas de calidad. En cuanto al banano, la variedad Cavendish Valery, sobresale tradicionalmente a nivel nacional. (Ruiz y Urea, 2009). Con base en lo anterior, se considera importante valorar una variedad promisoria y proveniente de la zona de influencia de la investigacin de programas de mejoramiento gentico entre las musas acuminata (pltanos) y las musas balbisiana (bananos). Con respecto a la produccin de pltano a nivel nacional, hay que mencionar que el 89% es consumido en fresco internamente, el 4% se destina a la exportacin y solo un 7% se aprovecha para consumo agroindustrial.(FEDEPLATANO, 2014). Considerando los valores anteriormente mencionados, con esta investigacin se pretende contribuir a una forma de transformacin de las musceas diferente a las ya existentes, como lo es la obtencin y utilizacin de almidn proveniente de una fuente no convencional como posible materia prima en la produccin de otros alimentos procesados. Cabe resaltar que los almidones utilizados actualmente en la industria por lo general son procedentes de fuentes tradicionales como el maz, la papa, el camote y la yuca. (Rivas y Bello, 2012), refieren que los almidones son utilizados en la industria como agentes de relleno, floculantes, adhesivos y como excipientes en tabletas, a su vez, resaltan que los almidones modificados presentan cambios en sus propiedades fsicas, qumica y reolgicas, debido al tipo de modificacin y tipo de secado. As mismo afirman que los almidones modificados son ms utilizados en la industria que los nativos, gracias a que sus propiedades funcionales los hace ms especficos en su aplicacin. De esta manera, el almidn proveniente de musceas brinda una oportunidad de ampliar el portafolio de consumo con nuevas opciones de comercializacin. (Casarrubias et al., 2010), afirman que la funcin energtica de los almidones est determinada por la cantidad de glucosa liberada y por la velocidad de hidrlisis durante el proceso de digestin, tambin mencionan tres fracciones de almidn: almidn de digestin rpida (ADR), almidn de digestin lenta (ADL) y almidn resistente (AR), a su vez, subraya que el ADL tiene efectos benficos sobre la salud humana, ya que permite que el incremento de glucosa en el organismo sea lentamente y se d una respuesta glucmica moderada, la cual est relacionada

directamente con la disminucin del riesgo de padecer enfermedades como, obesidad, diabetes y enfermedades cardiovasculares. Tambin conviene subrayar que el Acuerdo Nacional de Competitividad de la Cadena firmado en el ao 2010, y actualizado 2011-2020 defini su misin y visin basada en indicadores de productividad. Para el ao 2015 la cadena productiva de pltano en Colombia comenzar transformaciones sustantivas en materia de productividad y competitividad, llevando su rendimiento de 7.3 a 10.0 toneladas por hectrea, los costos de produccin reducidos en un 5%, el rea de produccin alcanzar las 600.000 hectreas con una produccin de 6.024.000 toneladas y con un incremento del 4% al 10% de la produccin destinadas al comercio intern