EXTRACCIÓN DE ALMIDÓN DE ARRACACHA

INTRODUCCIÓN

La arracacha es una fuente importante de energía debido a su  contenido de almidón. De estas raíces se extrae un almidón muy fino y uniforme acompañado de un aroma propio de las umbelíferas debido a la presencia de un aceite espeso y amarillento característico de la planta. El almidón se  extrae principalmente del xilema para fines industriales.

ARRACACHA

(Arracacia xanthorrhiza)

Familia   de  apiáceas, esta  planta tiene un tronco cilíndrico corto con brotes en la parte superior, de donde nacen las hojas. Sus raíces tuberosas, de color blanco o morado, tienen forma de zanahoria. Su inflorescencia presenta pequeñas flores de color púrpura.

Generalmente se distinguen  tres variedades: blanca, amarilla y morada.
La planta herbácea causalmente ramificada con  0.5 a 1.20 de altura, hojas ampliamente o de 10 a15 cm de largo y ancho ovaladas.

 Inflorescencias con umbelas compuestas, flores púrpuras o grisáceas, pétalos oblongos u ovados. Fruto lanceolado u oblongo.

Semillas vistas en forma transversal, el peso total de la raíz y sus ramas llega a veces hasta 4 Kg.

El tallo se compone de una cepa llamada “madre” de forma cilíndrica corta de 3 a 10 cm. de largo por 2 a 8 cm. de diámetro, y cubierta por numerosos surcos transversales que forman una superficie rugosa. De la cepa parten ramificaciones cortas o brotes una vez separadas de la cepa, emiten raíces en sus extremidades inferiores y forman una planta nueva, en estructura similar a la cepa.

Las diferentes formas hortícolas se reconocen por el color del follaje y el color externo e interno de la raíz, así tenemos:

• Amarilla: Esta arracacha produce raíces amarillas de muy buen sabor y el follaje es verde.

• Blanca: Produce raíces blancas y presenta follaje verde.

• Morada: El follaje es de color carmín y las raíces son amarillas.

Es propia de climas cálidos a templados, con precipitaciones por encima de 600 mm/año y no tolera las heladas. Prefiere suelos sueltos, bien drenados y se propaga por tallos basales. Produce a los 300 y 400 días, con producciones normales de 5 a 10 t/ha, pero se han alcanzado las 40 t/ha algunas veces.

Las raíces de la planta contienen almidón entre el 10 y el 25%, así como un alto índice de calcio.

COMPOSICIÓN DE RAÍCES TUBEROSAS DE ARRACACHA BLANCA

Composición	Cantidad  para 100g de producto Base húmeda
Humedad (%)	73.00
Proteína g	0.80
Grasa g	0.20
Carbohidratos g	24.90
Fibra g	0.60
Calcio (mg)	29.00
Fosforo (mg)	58.001.20
Hierro (mg)	1.20
Tiamina (mg)	0.06
Riboflavina (mg)	0.04
Niacina (mg)	3.40
Acido ascórbico(mg)	28.00

OBTENCIÓN DE ALMIDÓN DE ARRACACHA

Para la  extracción de almidón de arracacha se siguen una serie  de operaciones que con una secuencia establecida para mantener un rendimiento  constante.

·         Lavar de la raíz, Aquí la suciedad y la tierra adherida es eliminada.

·         Pelar la raíz

·         Moler las raíces para disminuir su   tamaño de partícula  este paso se realiza  con un molino de granos.

·         Añadir  una solución de bisulfito (1g/l)

·         Se Filtra la lechada

·         Sedimentar durante 2 horas a 40°C

·         Desechar el agua  con cuidado.

·         Dejar  secar el almidón en  un horno  a 40°C

·         Triturar y  tamizar el almidón 

Se lavan, pelan y muelen las raíces en un molino de granos (el mismo que se usa para moler granos de maíz). Luego se añade agua, se remueve, se cuela y se deja reposar para desechar el agua con cuidado. Este paso se debe repetir varias veces. Finalmente se extiende el almidónpara secarlo. De esta manera se obtiene el almidón puro de arracacha

EXTRACCIÓN DE ALMIDÓN DE YUCA

INTRODUCCIÓN

La  yuca es una raíz tropical  con alto contenido de almidón, esta planta se cultiva principalmente por  sus raíces que poseen un 35% en carbohidratos. El proceso tradicional de extracción del almidón de yuca es por vía húmeda, las aguas residuales  generadas por este proceso presentan una elevada carga orgánica,  presencia de compuestos  cianurados de alta toxicidad   ya que al estar disueltos con el agua se descomponen liberando acido cianhídrico, la extracción vía seca es una alternativa de solución para disminuir la  contaminación al  medio ambiente.

LA YUCA (manihot esculenta crantz)

Pertenece a la familia Euphorbiaceae. Esta familia esta constituida por unas 7 200 especies que se caracterizan por el desarrollo de vasos laticíferos compuestos por células secretoras o galactocitos que producen una secreción lechosa.

 Su centro de origen genético se encuentra en la Cuenca Amazónica. Dentro de esta familia se encuentran tipos arbóreos como el caucho, Hevea brasiliensis; arbustos como el ricino o higuerilla, Ricinus communis y numerosas plantas ornamentales, medicinales y malezas además del genero Manihot.

El nombre científico de la yuca fue dado originalmente por Crantz en 1766.

Posteriormente, fue reclasificada por Pohl en 1827 y Pax en 1910 en dos especies diferentes: yuca amarga Manihot utilissima y yuca dulce M. aipi.

La yuca recibe diferentes nombres comunes: yuca en el norte de América del Sur,

América Central y las Antillas, mandioca en Argentina, Brasil y Paraguay, cassava en países anglo parlantes, guacamote en México, aipi y macacheira en Brasil y mhogo en swahili en los países de África oriental.

La planta de yuca crece en una variada gama de condiciones tropicales: en los trópicos húmedos y cálidos de tierras bajas; en los trópicos de altitud media y en los subtropicos con inviernos fríos y lluvias de verano.

ALMIDÓN DE YUCA

 La extracción de almidón de yuca vía seca, establece las condiciones de humedad de pre-molienda del 20 %, tiempo de molido de 30 minutos y velocidad de rotación del tamizado de 140 rpm, al obtenerse en estas condiciones, encontraremos un menor contenido de fibra.

Presenta los resultados de algunas propiedades fisicoquímicas del almidón de de yuca extraído por vía seca en comparación con el extraído por vía húmeda.

producto final PARAMETROS	PRODUCTO VIA SECA	ALMIDON VIA HUMEDA
Amilosa (%) Amilopectina (%) Solubilidad (%) Poder de Hinchamiento (%) Viscosidad Aparente (CP) Fibra (%) Azucares totales (%) Azucares reductores (%) Ácido Cianhídrico(mg) (ND = no detectable)	16,90 62,15 27,6 39,75 354,8 0,95 20 1,37 3,0	15,45 83,57 39,66 44,65 247,7 0,98 ND ND ND

La diferencia del contenido de Amilosa es mínima respecto al almidón obtenido por vía húmeda, siendo esta diferencia uno de los factores principales que afecta la funcionalidad del producto.

La viscosidad aparente revela que existe un comportamiento pseudoplástico.

Cabe resaltar que el producto obtenido presenta un porcentaje significativo de 20 % de azúcares totales. De manera global, el producto por vía seca  muestra diferencias mínimas respecto al almidón obtenido por vía húmeda.

El almidón  obtenido por este método puede ser considerado como un almidón parcialmente modificado, debido al elevado contenido de azúcares (20 %), por lo que se puede concluir que durante el proceso de extracción existe una hidrólisis parcial del almidón, que puede ser por efecto de los tratamientos mecánicos y térmicos al que es sometido el producto en las etapas de pre-deshidratado, pre-molienda y deshidratado final.

La técnica de extracción de almidón por vía seca puede ser una alternativa de gran impacto, principalmente ambiental, ya que no se generan aguas contaminadas de desecho como es el caso en la técnica tradicional (vía húmeda).

PROTOCOLO DE AISLAMIENTO DE ALMIDON DE YUCA

Los principios de la extracción del almidón de yuca se aplican en todas las tecnologías, aunque varían dependiendo de los equipos utilizados. Se encuentran procesos de manufactura artesanal, otros medianamente mecanizados y otras tecnologías modernas que mecanizan todas las etapas del proceso de manera eficiente.

1.    Recepción de la raíces: la  yuca una vez cosechada debe ser transportada  al lugar de procesamiento  en el transcurso  de las siguientes 24 a 48 horas donde  se realizara el aislamiento del almidón en el mas  corto  tiempo posible  para  evitar su deterioro fisiológico  y microbiano.

2.    Lavado y pelado de las raíces: en este paso  se elimina la  tierra y toda clase  de impurezas adheridas  alas raíces. La cascarilla de desprende con la fricción de unas raíces contra  otras durante  el proceso de lavado. la cascarilla de la yuca es también aprovechada  puesto  que también contiene almidón.

3.    Rallado y desintegración: en esta etapa  se liberan los gránulos de almidón contenidos  en las células de las  raíces de yuca. El rallado debe ser eficiente para lograr separar totalmente los gránulos de almidón de las fibras.

4.    Pre-deshidratado:  este  se realiza a una temperatura de 45°C

5.    Pre- molienda: este paso consiste en someter el producto húmedo a una fuerza de compresión con la finalidad de facilitar la separación inicial de la fibra y los gránulos de almidón. Este paso se realizo en un molino de bolas durante diez minutos.

6.     Deshidratado final:  este se realiza a una temperatura de 60°C hasta una  humedad del 12%

7.    Molido final:  este paso se realiza a un tiempo de molido de 30 minutos

8.    Tamizado: este se realiza a tres diferentes revoluciones y las cribas utilizadas son de 100, 90,71 y 45 μm.

EXTRACCIÓN DE ALMIDÓN DE MANGO

OBJETIVOS

OBJETIVO GENERAL

Obtención de almidón por medio de mango (Manguifera indica L.); a partir de este se logrará extraer un polímero biodegradable con la intención de aportar de algún modo a la preservación del medio ambiente.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS.

·         Reconocer como  se puede  extraer la mayor cantidad de almidón  de mango con diferentes métodos experimentales.

·          Calcular las pérdidas, rendimientos,  propagación de errores y puntos críticos del método seleccionado.

 Marco teórico

Inicialmente para la extracción de almidón se documento sobre que es un almidón, su composición entre otras características. Según el libro introducción a la química de los polímeros  escrito por Raimond B. Seymour,Charles E. Carraher  se encontró que el almidón es el segundo polisacárido mas abundante, se encuentra ampliamente distribuido  en las plantas donde es almacenado  como reserva de hidratos de carbono  en las semillas, frutas, tubérculos, raíces y tallos . El almidón es un polímetro polidisperso  que se presenta como polímero lineal de alta ramificación en el caso de la amilodextrina. Los almidones se encuentran habitualmente en forma de gránulos o agregados de polímeros unidos intramolecularmente mediante enlaces de hidrogeno.

De acuerdo  a la información anterior se tomo como una fuente de extracción un fruto, en este caso el mango, donde se tomo de referencia  un estudio realizado   por estudiantes del instituto politécnico nacional,  el cual desarrollaron un proyecto para la obtención de almidón resistente de mango Mangifera indica L.

Posteriormente  se procede a documentar las características y composición del fruto, esta información fue extraída del libro El cultivo del mango por Víctor Galán Saúco como lo muestra la siguiente tabla.

COMPOSICION Y VALOR NUTRITIVO DEL MANGO

Composición por 100g de pulpa.	Morton.op.cit.(1)	Mango verde	Mango maduro
Calorías	62.1-63.7	39	50-60
Humedad	79.9-82.8g	90.0g	86.1g
Proteínas	0.36-0.40g	0.7g	0.6g
Grasas	0.30-0.53g	0.1g	0.1g
Hidratos de carbono	16.20-17.18g	8.8g	11.8g
Fibra	0.85-1.06g	-	1.1g
Ceniza	0.34-0.52g	-	-
Calcio	6.1-12.8mg	0.01g	0.01g
Fósforo	5.5-17.9mg	0.02g	0.02g
Hierro	0.20-0.63mg	450mg	30mg
Vitamina A	0.135-1.872mg	150 U.I	4800U.I
Tiamina	0.020-0.073mg	-	0.04mg
Riboflavina	0.025-0.068mg	0.03mg	0.05mg
Niacina	0.025-0.707mg	-	-
Acido ascórbico	7.8-172.0mg	3mg	13mg
Metionina	3-6mg	-	-
Triptófano	32-37mg	-	-
Lisina	-	-	-
Acido nicotínico	-	-	0.3mg

(1)  son valores extraídos de diversos análisis hechos en Cuba, America Central, África e India.

También  según la guía de frutas y verduras del mercado central de buenos aires, que al igual que en la mayoría de las frutas y hortalizas, los hidratos de carbono son los macronutrientes mayoritarios en el mango, predominando entre ellos los azúcares simples (glucosa, fructosa y sacarosa), aunque en los mangos inmaduros existe cierta cantidad de almidón, que va convirtiéndose en azucares simples a medida que madura el fruto.

DISEÑO  EXPERIMENTAL

Con la documentación anterior se procede a determinar diferentes métodos de extracción para determinar el más eficiente como lo muestra la siguiente tabla:

MASA	VOLUMEN	METODO	RESULTADOS
500g mango en cubos( sin cáscara) 200g mango en cubos( sin cáscara) 100g mango en cubos( sin cáscara) 500g mango en cubos( sin cáscara)  200g mango en cubos(sin cáscara) 100g mango en cubos(sin cáscara) 100g mango en cubos(sin cáscara) 500g mango licuado con cáscara	100ml agua destilada 70ml agua destilada 50ml agua destilada 200ml agua destilada 100ml agua destilada 80ml agua destilada 100ml agua destilada+3ml de NaOH        ph. 10 100ml agua destilada	Maceración Maceración Maceración Filtración haciendo vacío Filtración haciendo vacío Filtración haciendo vacío Variación de ph. Filtración y Centrifugación	No se obtuvo almidón No se obtuvo almidón No se obtuvo almidón No se obtuvo almidón No se obtuvo almidón No se obtuvo almidón No se obtuvo almidón Se obtuvo almidón

Posteriormente revisando los resultados el más indicado  y efectivo es el licuado, filtrado y centrifugado

A continuación se explicara el proceso seleccionado más detalladamente:

MATERIALES

·         Licuadora

·         Centrifuga

·         Cuchillo

·         Malla 100

·         Balanza analítica

PROTOCOLO

• Se utilizo la variedad de mango Tommy, el cual se recolecto en estado verde.
• Se lava y se corta en  cubos 500 g de mango, retirando la semilla.
• Se licua la pulpa junto con la cáscara del mango en 100 ml de agua.
• Ya licuado se filtra por una malla 100.
• La suspensión fue centrifugada a 4000 rpm por 10 minutos.
• El precipitado se seco en una estufa ha 40 º C por 24 horas.

RESULTADOS

DATOS INICIALES

MANGO	500±0.01
AGUA DESTILADA	100±0.1

SEMILLA	109.89 ± 0.01	22%
FIBRA	179.82±0.01	36%
AGUAS RESIDUALES DE LA CENTRIFUGACIÓN	192.74±0.1	39%

PERDIDAS

·         la perdida total  fue de un de un 98.09 % el 1.09 no registrado se pudo haber perdido en el momento de retirar el extracto de los tubos de centrifuga.

CANTIDAD DE ALMIDÓN

ALMIDON

9.55±0.01

1.91%

Como las perdidas de este método fueron de un 98.09 % se procede a investigar un nuevo método de extracción que nos pueda generar un mayor rendimiento. Se tomo como nuevo protocolo  un articulo sobre aislamiento y caracterización parcial de mango (Manguifera indica L.) Almidón: los estudios morfológicos, físico-químicas y funcionales  realizado por L.A. BELLO-PEREZ, A. APARICIO-SAGUILAN,G. MENDEZ-MONTEALVO, J. SOLORZA-FERIA  & E. FLORES-HUICOCHEA. El cual propone el siguiente método de extracción.

REACTIVOS

·      Bisulfito de sodio (se lleva a un pH neutro)

·      Hidróxido de sodio

·      Acido clorhídrico

MATERIALES

·      Licuadora

·      Balanza

·      Cuchillo

·      Malla 100

·       jarras de residuos

·      vasos de precipitados (250 ml)

·      Agitador de vidrio

·       balones aforados de 500ml

·      Vidrio de reloj

·      Vaso lavador

·      Espátula

·      Tubos de centrifuga

·      Agua destilada

·      Centrifuga

·      micro espátula

PROCEDIMIENTO

·         retirar la cáscara del mango en su totalidad.

·         cortar el mango en cubos de 4 a 6 cm aproximadamente.

·         Tomar 500g de mango picado y lavarlo en 500ml de una solución de bisulfito de sodio a pH neutro (1.22g de bisulfito de sodio en 1000 ml de agua destilada).

·         Licuar por 2 minutos a una velocidad constante con 500ml de la solución de bisulfito de sodio.

·         Filtrar con  malla 100 o con una media velada.

·         Realizar lavados a la pulpa con agua destilada hasta notar un color translucido.

·         Centrifugar el sobrenadante a 4000 rpm durante 30 min.

·         Secar el extracto obtenido al momento de centrifugar en la estufa a 40ºC durante 48 horas.

Peso inicial

Pulpa de mango

500g±0.01

100%

Perdidas

Cáscara	129.57g±0.01	26%
Pepa	110.00g±0.01	22%
Fibra	123.24g±0.01	24.6%

Debido a factores de tiempo, o microbiológicos no se ha podido cuantificar el rendimiento de este nuevo método.

Análisis de resultados

·         En el primer protocolo de extracción realizado se obtuvo efectivamente un extracto pero el rendimiento no es el esperado debido a que tenemos una perdida del 98%.

·         En el segundo método no se ha hecho posible la cuantificación debido a los factores mencionados anteriormente como es el tiempo ya que al momento de centrifugar se requiere 30 minutos, este tiempo no se puede disminuir debido a que si esto sucede la separación del extracto y las impurezas no se efectúa totalmente por lo cual nunca se ha llegado ha centrifugar todo el liquido obtenido al momento de la filtración. Otro factor que interviene es la fermentación acida del extracto.

·         Debido a que no se tiene los datos suficientes en ninguno de los procesos no es posible determinar la propagación del error.