RESUMEN/ABSTRACT CONTACTO Nydia E. Muñoz Rodríguez Programa de Ciencia y Tecnología de Alimentos...

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RESUMEN/ABSTRACT CONTACTO Nydia E. Muñoz Rodríguez Programa de Ciencia y Tecnología de Alimentos Universidad de Puerto Rico- Mayaguez Campus Phone: (787) 364-5900 INTRODUCCIÓN MATERIALES Y METODOS DISCUSSIÓN Y CONCLUSIÓN RESULTADOS BIBLIOGRAFÍA SELECTA En la Tabla 1, se puede observar que el tratamiento D desactivo las enzimas en los tubérculos evaluados a los dos minutos de exposición, el tratamiento C fue efectivo al mismo tiempo de exposición solo para yuca. Los resultados de los tratamientos A y B no fueron efectivos para ninguno de los tubérculos. Por lo tanto una solución de ácido cítrico al 1% con pH 2.54 sola o en combinación con concentraciones de bisulfito de sodio por debajo de 0.5% no desactivan las enzimas en 16 minutos. La Tabla 2, muestra la composición química de los almidones, estos componentes afectan su comportamiento en menor grado. El almidón de batata y ñame presentan más cantidad de cenizas en comparación con los almidones de yuca y yautía. Se esperaría que estos mostraran mayor capacidad de retener agua debido a la presencia de grupos fosfatos en su esqueleto molecular. La determinación de la temperatura de gelatinización se realizó usando Calorimetría diferencial de Barrido y de los termogramas obtenidos se observaron valores para el almidón de yuca, yautía, ñame y batata de 65, 78, 80 y 76°C respectivamente. En las Figuras 1,2 ,3 y 4 se observan las estructura granulares del almidón y el fenómeno de birrefringencia. El almidón de ñame fue el más grande (24μm) presentando forma elíptica y el más pequeño fue el de yautía (9μm) cuya forma fue esférica-poligonal. Estos resultados confirman que las propiedades químicas y físicas del almidón dependen de la fuente de su procedencia. Aproximadamente 60 % de los empaques que se producen son destinados al embalaje de bebidas y alimentos. El empaque contiene de manera temporal los productos y luego pasan a formar parte de los desperdicios sólidos generados en cualquier país. En Puerto Rico la disposición de tales desperdicios se ha convertido en el segundo mayor problema, después de las aguas contaminadas y es necesario buscar alternativas. Las láminas comestibles a base de almidón pueden ser una alternativa a dicho problema siempre que esta pueda actuar como barrera eficiente a la humedad, oxígeno y aromas. De esta manera la cantidad de empaque puede ser reducido y el reciclaje del empaque puede ser mejorado. El almidón es un biopolímero ampliamente usado en la elaboración de láminas comestibles por su bajo costo y abundancia en la naturaleza. En Puerto Rico hay actualmente cultivos de alimentos que sirven como fuente de almidón dentro de los cuales se puede mencionar los cultivos de plátano, guineo, ñame, yuca, malanga, batata, yautía y apio. En esta investigación se propone evaluar el uso de estas fuentes no convencionales de almidón en la formulación de láminas comestibles con la subsecuente incorporación de bacteriófagos en calidad de biosidas naturales. La aplicación de este concepto representa para Puerto Rico el fomento de la agricultura del país, a través del valor añadido que se le da a los farináceos después de ser procesados para la producción de almidón. Ya que el cultivo de farináceos con la excepción del plátano no satisface la demanda local y frecuentemente no puede competir en precios con el producto importado. Además de la posibilidad de reducir la generación de residuos sólidos en el sistema de embalaje así como la posibilidad de evaluar la aplicación de bacteriófagos como sustituto de preservativos. 1. Atterbury, R. J., Connerton, P. L., Dodd, C. E. R., Rees, C. E. D. & Connerton, I. F. (2003). Application of Host-Specific Bacteriophages to the Surface of Chicken Skin Leads to a Reduction in Recovery of Campylobacter jejuni. Applied and Enviromental Microbiology, 69: 6302-6306. 2. Bibiloni-Padin, C. M. (diciembre-enero 2008-2009). Desafío en el manejo de residuos sólidos. Dialogo digital.com. Universidad de puerto rico. 18 de enero de 2009. http://dialogodigital.com/ 3. Census of Agriculture (2007). Puerto Rico Island and Municipio Data. Volume 1, Geografic areas series, part 52. United States Department of Agriculture. National Agricultural Statistics Service. 4. Yener, F. Y. G., Korel, F. & Yemenicioglu A. (2009). Antimicrobial activity of lactoperoxidase system incorporated into cross-linked alginate films. Journal of Food science, 74: 73-78.Click on the border once to highlight and select a different font or font size that suits you. This text is in Arial 24pt and is easily readable up to 4 feet away. Try to stay between 18pt – 28pt for best viewing. . TRABAJOS FUTUROS Tubérculo %Proteína %Grasa %Ceniza %Humedad %Fibra %CHO Yautía 0.00 0.54 0.06 13.68 0.65 86.37 Ňame 0.03 0.43 0.24 15.39 0.59 84.50 Yuca 0.11 0.11 0.06 10.32 0.75 90.15 Batata 0.02 0.27 0.17 15.02 0.65 85.17 Tubérculo T max (ᵒC) Forma Tamaño (µm) Yautía 78 esferica, poligonal 9 Ňame 80 elíptica 24 Yuca 65 esferica, truncada 14 Batata 76 esferica, truncada 10 Tiempo Yautía Ňame Yuca Batata C D C D C D C D 2 4 6 8 10 12 14 16 Estación Experimental Agrícola de Corozal Yuca, Yautía, Batata y Ňame Recepción de Materia prima Eliminar tubérculos en mal estado Agente desinfectante hipoclorito de sodio Lavado y Desinfección Manual Pelado y Trozado Ácido cítrico Bisulfito de sodio Molienda Humeda 40°C, Horno convencional 12-14% Humedad Secado Tamices de 40, 45, 60, 80 y 100 Molido y Tamizado Forma, Tamaño y Temperatura de gelatinización Caracterización de Almidón Figura 1- Almidón de Batata; a-birrenfringencia, b y c – forma y tamaño Figura 2- Almidón de Ňame; a-birrenfringencia, b y c – forma y tamaño Figura 3- Almidón de Yautia; a-birrenfringencia, b y c – forma y tamaño Figura 4- Almidón de Yuca; a-birrenfringencia, b y c – forma y tamaño Tabla 1- Resultados de la prueba de peroxidasa en la desactivación enzimática *Se emplearon soluciones de acido citrico y bisulfito de Sodio en las siguientes proporciones (A=1%:0%, B=1%:0.25%, C=1%:0.50% y D=1%:1%) respectivamente. Tabla 2- Composición química de gránulos de almidón de Tubérculos Tabla 3- Determinación de forma , tamaño y T max Determinación amilosa/amilopectina en los gránulos de almidón. Formulación de láminas comestibles y evaluación de sus propiedades. Incorporación de bacteriofagos en la matriz de las láminas comestibles. Roots crops in Puerto Rico do not satisfice the local demand and often can not compete with the imported product in terms of price. A novel way to add value to these tubers roots is their processing for starch production, which has many applications in the food industry such as stabilizer, in coating and edible film. The purpose of this research is the starch production for the elaboration of antimicrobial edible films. The starch extraction from yams, taro, cassava and sweet potato was achieved through wet milling using a chemical treatment for the enzyme deactivation in the tubers. Citric acid and potassium bisulfite solutions were used for enzyme deactivation in the following proportions (1%:0%, 1%:0.25%, 1%:0.50%, 1%:1%) respectively. The starch characterization was based on the size and shape of the granule, gelatinization temperature and proximal analysis. It was observed that the 1%:1% citric acid and sodium bisulfite combination was the most effective to inactivate enzymes in the tubers. The granule size was between 9-24μm in average and the granules showed different shape; spherical, polygonal and truncade, depending on their tuber source. Differential scanning calorimetry (DSC) studies showed an endothermic peak corresponding to gelatinization with a range of T max of 65-80 ° C. EXTRACCIÓN Y CARACTERIZACIÓN PARCIAL DE ALMIDÓN A PARTIR DE TUBÉRCULOS PARA ELABORACIÓN DE LÁMINAS COMESTIBLES Nydia Muñoz-Rodríguez 1 , Fernando Pérez- Muñoz 1 , Lynette Orellana- Feliciano 1 , Carlos Ríos- Velázquez 2 y María Aponte-Huertas 3 1 Programa de Ciencia y Tecnología de Alimentos, Universidad de Puerto Rico, P.O.Box 9000, Mayagüez, P.R. 00681, 2 Departamento de Biología Universidad de Puerto Rico, P.O.Box 9030, Mayagüez, P.R. 00681, 3 Departamento de Química, Universidad de Puerto Rico, P.O.Box 9030, Mayagüez, P.R. 00681. (a ) (b ) (c ) (a ) (b ) (b ) (a ) (c ) (c ) (a ) (b ) (c )

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RESUMEN/ABSTRACT

CONTACTO

Nydia E. Muñoz RodríguezPrograma de Ciencia y Tecnología de AlimentosUniversidad de Puerto Rico-Mayaguez CampusPhone: (787) 364-5900

INTRODUCCIÓN

MATERIALES Y METODOS

DISCUSSIÓN Y CONCLUSIÓNRESULTADOS

BIBLIOGRAFÍA SELECTA

En la Tabla 1, se puede observar que el tratamiento D desactivo las enzimas en los tubérculos evaluados a los dos minutos de exposición, el tratamiento C fue efectivo al mismo tiempo de exposición solo para yuca. Los resultados de los tratamientos A y B no fueron efectivos para ninguno de los tubérculos. Por lo tanto una solución de ácido cítrico al 1% con pH 2.54 sola o en combinación con concentraciones de bisulfito de sodio por debajo de 0.5% no desactivan las enzimas en 16 minutos.

La Tabla 2, muestra la composición química de los almidones, estos componentes afectan su comportamiento en menor grado. El almidón de batata y ñame presentan más cantidad de cenizas en comparación con los almidones de yuca y yautía. Se esperaría que estos mostraran mayor capacidad de retener agua debido a la presencia de grupos fosfatos en su esqueleto molecular.

La determinación de la temperatura de gelatinización se realizó usando Calorimetría diferencial de Barrido y de los termogramas obtenidos se observaron valores para el almidón de yuca, yautía, ñame y batata de 65, 78, 80 y 76°C respectivamente. En las Figuras 1,2 ,3 y 4 se observan las estructura granulares del almidón y el fenómeno de birrefringencia. El almidón de ñame fue el más grande (24μm) presentando forma elíptica y el más pequeño fue el de yautía (9μm) cuya forma fue esférica-poligonal. Estos resultados confirman que las propiedades químicas y físicas del almidón dependen de la fuente de su procedencia.

Aproximadamente 60 % de los empaques que se producen son destinados al embalaje de bebidas y alimentos. El empaque contiene de manera temporal los productos y luego pasan a formar parte de los desperdicios sólidos generados en cualquier país. En Puerto Rico la disposición de tales desperdicios se ha convertido en el segundo mayor problema, después de las aguas contaminadas y es necesario buscar alternativas. Las láminas comestibles a base de almidón pueden ser una alternativa a dicho problema siempre que esta pueda actuar como barrera eficiente a la humedad, oxígeno y aromas. De esta manera la cantidad de empaque puede ser reducido y el reciclaje del empaque puede ser mejorado. El almidón es un biopolímero ampliamente usado en la elaboración de láminas comestibles por su bajo costo y abundancia en la naturaleza. En Puerto Rico hay actualmente cultivos de alimentos que sirven como fuente de almidón dentro de los cuales se puede mencionar los cultivos de plátano, guineo, ñame, yuca, malanga, batata, yautía y apio. En esta investigación se propone evaluar el uso de estas fuentes no convencionales de almidón en la formulación de láminas comestibles con la subsecuente incorporación de bacteriófagos en calidad de biosidas naturales.

La aplicación de este concepto representa para Puerto Rico el fomento de la agricultura del país, a través del valor añadido que se le da a los farináceos después de ser procesados para la producción de almidón. Ya que el cultivo de farináceos con la excepción del plátano no satisface la demanda local y frecuentemente no puede competir en precios con el producto importado. Además de la posibilidad de reducir la generación de residuos sólidos en el sistema de embalaje así como la posibilidad de evaluar la aplicación de bacteriófagos como sustituto de preservativos.

1. Atterbury, R. J., Connerton, P. L., Dodd, C. E. R., Rees, C. E. D. & Connerton, I. F. (2003). Application of Host-Specific Bacteriophages to the Surface of Chicken Skin Leads to a Reduction in Recovery of Campylobacter jejuni. Applied and Enviromental Microbiology, 69: 6302-6306.

2. Bibiloni-Padin, C. M. (diciembre-enero 2008-2009). Desafío en el manejo de residuos sólidos. Dialogo digital.com. Universidad de puerto rico. 18 de enero de 2009. http://dialogodigital.com/

3. Census of Agriculture (2007). Puerto Rico Island and Municipio Data. Volume 1, Geografic areas series, part 52. United States Department of Agriculture. National Agricultural Statistics Service.

4. Yener, F. Y. G., Korel, F. & Yemenicioglu A. (2009). Antimicrobial activity of lactoperoxidase system incorporated into cross-linked alginate films. Journal of Food science, 74: 73-78.Click on the border once to highlight and select a different font or font size that suits you. This text is in Arial 24pt and is easily readable up to 4 feet away. Try to stay between 18pt – 28pt for best viewing.

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TRABAJOS FUTUROS

Tubérculo %Proteína %Grasa %Ceniza %Humedad %Fibra %CHO

Yautía 0.00 0.54 0.06 13.68 0.65 86.37

Ňame 0.03 0.43 0.24 15.39 0.59 84.50

Yuca 0.11 0.11 0.06 10.32 0.75 90.15

Batata 0.02 0.27 0.17 15.02 0.65 85.17

Tubérculo T max (ᵒC) Forma Tamaño (µm)

Yautía 78 esferica, poligonal 9

Ňame 80 elíptica 24

Yuca 65 esferica, truncada 14

Batata 76 esferica, truncada 10

TiempoYautía Ňame Yuca Batata

C D C D C D C D2 ₋ ₋ ₊ ₋ ₊ ₋ ₊ ₋4 ₋ ₋ ₊ ₋ ₊ ₋ ₊ ₋6     ₊   ₊   ₊  8     ₊   ₊   ₊  

10     ₊   ₊   ₊  12     ₊   ₊   ₊  14     ₊   ₊   ₊  16     ₊   ₊   ₊  

• Estación Experimental Agrícola de Corozal

• Yuca, Yautía, Batata y Ňame

Recepción de Materia prima

• Eliminar tubérculos en mal estado• Agente desinfectante hipoclorito de

sodio

Lavado y Desinfección

• ManualPelado y Trozado

• Ácido cítrico• Bisulfito de sodioMolienda Humeda

• 40°C, Horno convencional• 12-14% HumedadSecado

• Tamices de 40, 45, 60, 80 y 100 Molido y Tamizado

• Forma, Tamaño y Temperatura de gelatinización

Caracterización de Almidón

Figura 1- Almidón de Batata; a-birrenfringencia, b y c – forma y tamaño

Figura 2- Almidón de Ňame; a-birrenfringencia, b y c – forma y tamaño

Figura 3- Almidón de Yautia; a-birrenfringencia, b y c – forma y tamaño

Figura 4- Almidón de Yuca; a-birrenfringencia, b y c – forma y tamaño

Tabla 1- Resultados de la prueba de peroxidasa en la desactivación enzimática

*Se emplearon soluciones de acido citrico y bisulfito de Sodio en las siguientes proporciones (A=1%:0%, B=1%:0.25%, C=1%:0.50% y D=1%:1%) respectivamente.

Tabla 2- Composición química de gránulos de almidón de Tubérculos

Tabla 3- Determinación de forma , tamaño y T max

Determinación amilosa/amilopectina en los

gránulos de almidón.

Formulación de láminas comestibles y

evaluación de sus propiedades.

Incorporación de bacteriofagos en la

matriz de las láminas

comestibles.

Roots crops in Puerto Rico do not satisfice the local demand and often can not compete with the imported product in terms of price. A novel way to add value to these tubers roots is their processing for starch production, which has many applications in the food industry such as stabilizer, in coating and edible film. The purpose of this research is the starch production for the elaboration of antimicrobial edible films. The starch extraction from yams, taro, cassava and sweet potato was achieved through wet milling using a chemical treatment for the enzyme deactivation in the tubers. Citric acid and potassium bisulfite solutions were used for enzyme deactivation in the following proportions (1%:0%, 1%:0.25%, 1%:0.50%, 1%:1%) respectively. The starch characterization was based on the size and shape of the granule, gelatinization temperature and proximal analysis. It was observed that the 1%:1% citric acid and sodium bisulfite combination was the most effective to inactivate enzymes in the tubers. The granule size was between 9-24μm in average and the granules showed different shape; spherical, polygonal and truncade, depending on their tuber source. Differential scanning calorimetry (DSC) studies showed an endothermic peak corresponding to gelatinization with a range of Tmax of 65-80 ° C.

EXTRACCIÓN Y CARACTERIZACIÓN PARCIAL DE ALMIDÓN A PARTIR DE TUBÉRCULOS PARA ELABORACIÓN DE LÁMINAS COMESTIBLESNydia Muñoz-Rodríguez1, Fernando Pérez- Muñoz1, Lynette Orellana- Feliciano1, Carlos Ríos- Velázquez2 y María Aponte-Huertas3

1Programa de Ciencia y Tecnología de Alimentos, Universidad de Puerto Rico, P.O.Box 9000, Mayagüez, P.R. 00681, 2 Departamento de Biología Universidad de Puerto Rico, P.O.Box 9030, Mayagüez, P.R. 00681, 3Departamento de Química, Universidad de Puerto Rico, P.O.Box 9030,

Mayagüez, P.R. 00681.

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