Identificación de almidón en tubérculos como camote (Ipomoea batatas), jícama (Pachyrhizus erosus), oca (Oxalis tuberosa), papa

(Solanum Tuberosum), yuca (Manihot esculenta) y zanahoria blanca (Arracacia xanthorrhiza); utilizando el método del yodo.

Sharon Guerra y Michelle Martínez

UTN, FICAYA (Facultad de Ciencias Agropecuarias y Ambientales), Carrera de Ingeniería en Biotecnología

Resumen

El almidón es un polisacárido vegetal que se almacena en las raíces, tubérculos y semillas de las plantas. Principalmente compuesto por amilosa y amilopectina, compone el principal patrimonio alimenticio en las plantas, pero ¿cómo determinar su concentración para, así diferenciar la cantidad de este almacenamiento en distintas especies?

La amilopectina es parcialmente soluble en agua caliente y en presencia de yodo produce un color rojizo violeta. El presente experimento tiene como objetivo determinar si la cantidad de almidón acumulada en plantas formadoras de tubérculos difiere de acuerdo a la especie, aprovechando esta peculiar característica de la amilopectina. Con este fin, se escogió 6 tipos de tubérculos, seleccionando ejemplares de cada especie buscando homogeneidad entre ellos en términos de masa y longitud. Los tubérculos seleccionados fueron: camote (Ipomoea batatas), jícama (Pachyrhizus erosus), oca (Oxalis tuberosa), papa (Solanum Tuberosum), yuca (Manihot esculenta) y zanahoria blanca (Arracacia xanthorrhiza). Se efectuó diez repeticiones experimentales por cada una de las especies enunciadas.

Procediendo con el método del yodo, a cada una de las especies de tubérculos involucradas en la práctica se las sometió al estímulo de la solución yodada para obtener la coloración esperada. Así se comprobó que los tubérculos con mayor cantidad de almidón fueron: camote, zanahoria blanca y yuca porque su coloración así evidenciaba la presencia superior de almidón. Por otro lado la papa y oca presentaron una tinción medianamente oscura lo cual arroja una presencia mediana de almidón dentro de los ejemplares.

Finalmente, en el caso de la jícama no se observó coloración alguna. Arrojando así una idea más clara de la cantidad de almidón que, efectivamente, contienen algunas especies de tubérculos conocidas. Con los resultados obtenidos, se comprobó que los tubérculos con mayor cantidad de almidón toman una coloración muy oscura, mientras que en aquellos que poseen menor cantidad de este, su coloración se torna cada vez más clara.

Introducción

Los tubérculos juegan un papel significativo en el sistema global de alimentación contribuyendo a los requerimientos energéticos de más de 2 millones de personas en los países en vías de desarrollo (FAOSTAT, 2001).

El almidón es un polisacárido vegetal que se almacena en las raíces, tubérculos y semillas de las plantas. Está compuesto por amilosa y amilopectina, son polímeros diferentes en su estructura. La amilosa posee estructura lineal, mientras que la amilopectina es ramificada. La amilopectina es parcialmente soluble en agua caliente y en presencia de yodo produce un color rojizo violeta. El almidón se puede hidrolizar a glucosa y proporcionar al hombre energía y la glucosa que son necesarias para que el cerebro y el sistema nervioso central funcionen (Thomas y Atwell, 1999); (Knutzon y Grove, 1994).

El presente proyecto tiene como propósito, determinar si la cantidad de almidón que acumulan las plantas formadoras de tubérculos difiere de acuerdo a la especie. Para la determinación de almidón en distintos tubérculos vamos a aprovechar la propiedad que tienen de reaccionar con el yodo. Es decir cuando el almidón entra en contacto con el yodo toma un color azul intenso, de modo que aplicar dicha disolución a un alimento es una prueba cualitativa para determinar si contiene almidón o no. A esta determinación se la denomina, habitualmente, prueba del yodo.

El método de la aplicación de yodo para determinar la presencia de este polisacárido se ha empleado desde la antigüedad con algunas diferencias.

A inicios del siglo XIX el nitrato potásico era de gran importancia por su utilización en la fabricación de pólvora durante las guerras napoleónicas. Por este motivo el 1811 Bernard Courtois quemaba algas para obtener nitrato, el cual se podía aislarlo de los otros residuos aplicando ácido sulfúrico. Pero, un día mientras realizaba este procedimiento para la obtención del nitrato, añadió accidentalmente más ácido de lo usual. Notó que al calentarlo se desprendía vapor violeta, este vapor violeta fue el yodo, así es como se dio su descubrimiento. Dos años más tarde Gay Lussac se enfocó en el estudio de estos vapores violáceos emanados que formaban una extraña sustancia con aspecto metálico, él fue quien le dio el nombre de "yodo" (del griego iróSsç (ioeidés), violeta, por el color de su vapor) (Martin et al, 2012).

Roscoe y Schoerlemmer (1884) afirman que Stromeyer, por una parte, y J. J. Colin y H. Gaultier de Claubry (1814), por otra, comprobaron que el yodo produce una coloración azul con el almidón. En el volumen de “Archives des Découvertes des Inventions Nouvelles” de 1814 (Archives, 1814) se recoge que Colin y Gaultier de Glaubry estudiarían la acción del yodo sobre los cuerpos orgánicos, encontrando que producía una coloración azul muy intensa sobre el almidón, hallazgo que publicaron en 1814. En este trabajo dedican varias páginas a la acción del yodo sobre el almidón y, entre otras cosas, dicen que siempre se puede obtener un color azul más bello cuando se trata el almidón con un exceso de yodo disuelto en potasa (Martin et al, 2012).

En cuanto a las unidades experimentales, a continuación se presentan algunas características de las empleadas en este proyecto:

Camote (Ipomoea batatas), es una raíz reservante, abundante, azucarada y rica en almidón con un alto contenido en caroteno, vitamina C y proteínas. En el camote la materia seca constituye el 28%, donde se encuentra las vitaminas, los pigmentos y el almidón el 19% (Tapie, 2013).

Jícama (Pachyrhizus erosus), es una planta nativa de la región andina. Según FAO (1990), un aspecto interesante de esta especie, es que a diferencia de otras raíces y tubérculos que almacenan carbohidratos en forma de almidón, esta especie lo hace en forma de inulina. Esta propiedad ha convertido a la jícama en un recurso prometedor para la elaboración de productos dietéticos e ideal para personas diabéticas (FAO, 1990).

Oca (Oxalis tuberosum) es un tubérculo de maduración tardía. Presenta alta variabilidad en relación a su valor nutricional y la mayoría tiene incluso valores nutritivos tan buenos o mejores que la papa. Presentan intervalos de humedad de 70- 80 %, carbohidratos 11-22 %, usualmente ricos en azúcares de fácil digestión, y contenidos de grasa, fibra y cenizas de 1,0 % aproximadamente (Lost Crops of the Incas, s. f.).

Papa (Solanum tuberosum) es una herbácea anual que alcanza una altura de un metro y produce un tubérculo. Al crecer, las hojas compuestas de la planta de la papa producen almidón, el cual se desplaza hacia la parte final de los tallos subterráneos, también llamados estolones. Que contienen tan solo del 16% de almidón, agua del 72 al 75%, proteínas de 2 a 2,5%, fibra de

1 a 1,8% y ácidos grasos al 0,15% (Zarate et al., 2012); (Wheatley, Scott, Best, & Wiersema, 2002).

Yuca (Manihot esculenta), se siembra hoy en 92 países en donde se alimenta a más de 500 millones de personas. Siendo principal aporte en la dieta alimenticia, por la gran producción de carbohidrato y su alto porcentaje de almidón contenido en la materia seca. El almidón se encuentra almacenado en forma de gránulos en el tejido parenquimático de la yuca. El almidón representa la mayor parte con un 96% y es, por tanto, el principal componente de la materia seca de la raíz (Vargas & Hernández, 2012).

Zanahoria blanca (Arracacia xanthorrhiza) es considerada un cultivo prometedor de entre las nueve especies de tubérculos y raíces andinas. Es un alimento rico en almidón, por lo que su utilización está íntimamente relacionada con el alto contenido del mismo en un 81,85%. Su contenido de amilosa se encuentra entre el 18.5 % y el 82 % corresponde a amilopectina (INIAP, 2004).

Materiales y métodos

Se efectuaron diez repeticiones experimentales, con el método del yodo, a cada una de las especies de tubérculos involucradas en la práctica, con el afán de comprobar si la cantidad de almidón en cada tubérculo difiere de acuerdo a la especie.

Así, se seleccionaron los ejemplares de cada especie buscando homogeneidad entre ellas tanto en longitud como en peso.

Camote Jícama Oca

Peso (gr)

Longitud (cm) Peso (gr) Longitud

(cm)Peso (gr)

Longitud (cm)

134,72 8,60 141,22 9,10 69,85 10,00

165,89 12,80 152,90 10,00 66,45 9,00

140,53 9,30 132,04 8,10 71,00 10,30

155,00 11,40 133,16 8,40 83,24 13,00

131,12 7,20 145,39 11,30 70,06 10,60

186.32 15,20 132,66 6,20 72,28 11,00

136.67 8,90 185,11 13,80 75,17 11,50

140,06 9,10 122,13 6,50 80,06 12,40

164,11 12,30 131,02 7,10 67,44 9,50

133,43 7,70 130,11 7,30 73,69 11,30

Papa Yuca Zanahoria blanca

Peso (gr)

Longitud (cm) Peso (gr) Longitud

(cm)Peso (gr)

Longitud (cm)

34,93 5,00 299,82 17,90 139,71 13,00

34,13 4,90 210,56 18,20 124,52 11,50

36,02 5,80 285,43 21,80 131,25 13,90

29,97 3,90 270,52 19,30 122,67 11,70

31,66 4,80 300,58 18,80 142,01 11,90

35,01 5,10 245,14 19,00 110,58 11,70

35,12 5,10 297,12 21,70 128,23 14,00

34,90 5,00 295,73 17,60 136,64 12,70

33,97 4,80 296,15 23,70 131,78 12,60

34,88 5,00 205,30 16,60 128,96 11,70

Posteriormente, se preparó una jeringa con 10ml de reactivo para la detección del almidón, en nuestra experimentación se utilizó alcohol yodado. Aplicamos a cada una de las unidades experimentales, previamente lavadas, peladas y cortadas por la mitad, una cantidad suficiente del reactivo dependiendo del tamaño de la unidad experimental de 1 a 2 cm. Se esperó la absorción del yodo en cada tubérculo, aproximadamente unos cinco minutos, es decir se obtuvieron resultados inmediatos. Después de la absorción, cada tubérculo tomó su coloración.

Resultados

En todas las repeticiones de cada una de las especies únicamente hubo variación de coloración entre especies, mas no se presentó variación alguna dentro de los ejemplares de cada especie.

Rep.Tratamientos

Camote Jícama Oca Papa Yuca Zanahoria Blanca

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Las unidades experimentales del camote, la yuca y la zanahoria blanca presentaron una coloración similar, oscura intensa. Se debe rescatar que en el caso de la yuca la tinción se concentró únicamente en el centro de la misma. Posteriormente al aplicar el yodo en la papa y la oca, se observó en cada repetición la misma tonalidad, medianamente oscura. Finalmente en cuanto a los ejemplares de jícama no se evidenció tinción de ningún tipo, obteniendo el mismo resultado en cada repetición. Después del análisis realizado se muestra que no existe variación de coloración dentro de unidades de la misma especia, no siendo así entre unidades de diferente especie.

Discusión

Considerando los resultados obtenidos en el desarrollo de la práctica experimental de nuestro proyecto y haciendo comparaciones con experiencias similares consultadas previamente realizadas. Se comprobó que los tubérculos con mayor cantidad de almidón acogen una coloración muy oscura. Por otro lado en aquellos que poseen menor cantidad de este, su coloración será cada vez más clara. Sin embargo se presenta una excepción de lo anteriormente dicho, a razón que en una de las seis especies seleccionadas en la investigación no se evidenció ningún tipo de coloración, evidenciando la ausencia de almidón en su composición.

La coloración de cada una de las especies es dada por la composición del almidón. Dentro de su composición incluye amilosa y amilopectina. La amilopectina es la responsable de la tinción en los tubérculos ante el estímulo del yodo dado que en su presencia produce un color rojizo violeta (Thomas y Atwell, 1999); (Knutzon y Grove, 1994).

Dentro la afirmación planteada con anterioridad se observaron diferentes tipos de tinciones pero únicamente entre especies, mas no entre ejemplares de la misma. Observando el tipo de tinción después de la absorción del reactivo, y comparando con la información de fuentes bibliográficas fiables, se comprobó que los tubérculos con mayor cantidad de almidón fueron, el camote, la yuca y la zanahoria blanca.

Para fundamentar los resultados descritos se presentan los siguientes datos: En el camote el almidón se encuentra en un 19%. En la yuca, el almidón representa la mayor parte con un 96%. Y, en la zanahoria blanca existe el alto contenido del mismo en un 81,85% (Tapie, 2013); (Vargas & Hernández, 2012); (INIAP, 2004).

Podríamos considerar como el resultado más interesante aquel arrojado por la jícama. La jícama a pesar de ser un tubérculo, al someterla a la prueba del yodo, no presentó tinción alguna. Contrastando este resultado con datos rescatados se comprobó que esta no almacena el carbohidrato en forma de almidón como las demás especies de tubérculos, sino que lo hace en forma de inulina. Siendo esta la razón de no presentar tinción durante la experimentación. Esta propiedad ha convertido a la jícama en un recurso prometedor para la elaboración de productos dietéticos e ideal para personas diabéticas (FAO, 1990).

Haciendo referencia a los resultados obtenidos de la papa y la oca, se identificó una mediana coloración oscura, lo que indica una mediana presencia de almidón en comparación a con otras tres especies de tinción oscura.

Así mismo presentando datos sobre el porcentaje de almidón de estos tenemos: en la oca una presencia de este carbohidrato del 11%. Y, en la papa con un contenido tan solo del 16% de almidón (Lost Crops of the Incas, s. f.); (Zarate et al., 2012); (Wheatley, Scott, Best, & Wiersema, 2002).

Finalmente, y considerando que la papa es el tubérculo más estudiado, se hace una recomendación para que exista un mayor enfoque de estudios sobre otro tipo de especies de tubérculos. Los estudios deberían ser enfocados en especial en aquellos con un registro mayor en cuando a la cantidad de almidón por su alto contenido de materia energética, incluso mayor

que la papa. Así mismo, en tubérculos particulares como la jícama que posee un mecanismo diferente de almacenamiento de carbohidratos.

Reconocimientos

Citando al gran moralista francés Jean de la Bruyere (1956) “El único exceso permitido en el mundo, es el exceso de gratitud”, damos las gracias al Dr. Vinicio Armijos por sus valiosos comentarios y conocimientos impartidos sobre nosotros durante el desarrollo de este paper. A nuestras familias por permitirnos tener acceso a cada uno de los materiales para que esta experiencia sea posible. Finalmente, un profundo agradecimiento a todos aquellos que nos han brindado motivación en el transcurso de este período.

Referencias

1. Cotton & Wilkinson. Química Inorgánica Avanzada. Editorial Limusa Wiley S.A.2. FAO, (1990). Cultivos andinos subexplotados y su aporte a la alimentación. Organización

de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación. Segunda edición. pp.275.3. FAOSTAT, (2001). Food and Agriculture Organization of the United Nations. FAO

Database. Roma, Italy.4. INIAP. (2004). Raíces y Tubérculos Andinos: Alternativas para la conservación y uso

sostenible del Ecuador. Quito, Ecuador. pp.59.5. Knutzon, C. A., Grove, M. J. (1994) Rapid method for estimation of amylose in maize

starches. Cereal Chemistry, v. 71, n. 5, pp. 469.6. Lost Crops of the Incas: Little-Known Plants of the Andes with Promise for Worldwide

Cultivation. (s.f.). Recuperado 19 de junio de 2015, a partir de http://www.nap.edu/openbook.php?record_id=1398&page=46

7. Martin, M., Martin, M., & Pinto, G. (2012). Lugol reactive: History of Discovery and teaching applications. Educación Química, v. 24, pp. 2, 3, 4, 9.

8. TAPIE, Brenda. Introducción del camote (Ipomoea batata) en nuevas y diferentes presentaciones. Tesis (Tecnólogo en Gastronomía). Ibarra, Ecuador, Universidad Técnica del Norte, Facultad de Ciencias de la Salud. pp.22.

9. Thomas, H. D. and Atwell, W. A. 1999. Starches. Practical guides for the food industry. American Association of Cereal Chemist. Egan Press, St. Paul Minnesota, USA. pp. 187.

10. Vargas, P., & Hernández, D. (2012). Harinas y almidones de yuca, ñame, camotey ñampí: propiedades funcionales y posiblesaplicaciones en la industria alimentaria. Tecnología en Marcha, 26.

11. Wheatley, C., Scott, G., Best, R., & Wiersema, S. (2002). Métodos para Agregar Valor a Raíces y Tubérculos Alimenticios. Lima: CIAT. pp. 14.

12. Zarate, L., Otálora, N., Ramírez, L., Garnica, A., Prieto, L., Cerón, M., y otros. (2012). Estracción y caracterización de almidón nativo de clones promisorios de papa criolla (Solanum tuberosum Grupo phureja). XXV Congreso de la Asociación Latinoamericana de la Papa. pp. 1.

Anexos

1. Reactivo empleado

Alcohol yodado

2. Ejecución del experimento

3. Método aplicado en una fruta (manzana)

Aplicación del método

Aplicación de yodo en un fruto sin almidón (manzana). Al no poseer cantidades de almidón no presenta coloración alguna.