laboratorio 8 quimica de alimentos

UNIVERSIDAD NACIONAL AGRARIA LA MOLINA

LABORATORIO N°8 DE QUIMICA DE ALIMENTOS

INTRODUCCIÓN

El almidón es un polisacárido vegetal formado por dos componentes: la

amilosa y la amilopectina. La primera se colorea de azul en presencia de yodo

debido no a una reacción química sino a la adsorción o fijación de yodo en la

superficie de la molécula de amilosa, lo cual sólo ocurre en frío. Como reactivo

se usa una solución denominada Lugol que contiene yodo y yoduro potásico.

Como los polisacáridos no tienen poder reductor, la reacción Fehling da

negativa.

La prueba del almidón es una prueba muy sencilla pero que todavía se utiliza

para determinar la presencia de almidón en algunos alimentos. La prueba se

basa en una reacción física y no química, en el cual el almidón reacciona con

el yodo para formar un complejo de color azul intenso.



I. OBJETIVO

Extraer el almidón presente en tubérculos y raíces y observar algunas de las

características de este polímero.

II. REVISIÓN DE LITERATURA

Almidón

Químicamente es una mezcla de dos polisacáridos muy similares, la

amilosa y la amilopectina; el primero es el producto de la condensación de

D-glucopiranosas α (1-4), que establece largas cadenas lineales con 200-

2500 unidades y pesos moleculaeres hasta de un millón; es decir, la

amilosa es una α-D- (1,4)-glucana, cuya unidad repetitiva es la α-maltosa.

Tiene facilidad de adquirir una conformación tridimensional helicoidal (Fig.

1), en la que cada vuelta de la hélice consta de seis moléculas de glucosa

(Badui, 1990)

Por su parte la molécula de amilopectina (Véjar, 2005), es mucho mayor de

tamaño y presenta ramificaciones. Su peso molecular varía de 50,000 a 1,

000,000. Son también polímeros formados exclusivamente de glucosas. Las

uniones para la parte linear de la molécula son también α (1-4), pero las

uniones para formar los puntos de ramificación son α (1-6). Se calcula que

las moléculas de amilopectina tienen un 5% de ramificaciones, osea que

hay una ramificación después de cada, más o menos, 20 moléculas de

glucosa, en forma linear.

Según Badui (1990), en términos generales, los almidones contienen

aproximadamente 17-27% de amilosa y el resto de amilopectina.



Figura 1. (a), enrollamiento helicoidal de la amilosa; (b), estructura química

de la amilopectina.

(a) (b)

Fuente: Badui (1990)



Cuadro 1. Características de algunos almidones usados en la Industria

Alimentaria

Fuente: Badui (1990

Complejo yodo-almidón

La amilosa y la amilopectina se comportan de manera diferente con

yodo; la fracción amilosa del almidón se combina con mucho más yodo y

produce un complejo azul intenso, profundo. El complejo amilosa-yodo

es un complejo de adsorción de almidón y yodo más que un compuesto

definido. Las moléculas de yodo están atrapadas dentro de la hélice no

ramificada de unidades de glucosa de la cadena de amilosa para formar

un compuesto de inclusión azul. Si esta red se desintegra, como ocurre

durante la hidrólisis del almidón, el color azul se pierde. El curso de la

hidrólisis del almidón en un tubo (o placa) de prueba puede ser seguido

por el uso del reactivo de yodo, ya que a medida que procede la

reacción el color producido por el yodo cambia gradualmente de un color

azul intenso a púrpura y luego a una falta de color si se está

produciendo la hidrólisis del almidón (Mac Faddin, 2003).



Figura 2. Hélice de las moléculas de yodo encerradas en la

amilosa (yodo: espacios sombreados de negro)

Fuente: Nussenbaum (1963)

Según Noller (1965), las cadenas altamente ramificadas de amilopectina

dan sólo un color rojizo con el yodo debido a que ellas no presentan un

enrollamiento eficaz. El color es castaño rojizo a incoloro con la dextrina,

lo que depende del tipo de dextrina y del contenido de almidón de la

preparación (hidrólisis parcial), como en el caso de muchas

preparaciones. Cuando se realiza esta prueba, la solución siempre debe

tener una reacción neutra o ácida.



Gelatinización del almidón

Según Fennema (2000). Los gránulos de almidón no dañados son

insolubles en agua fría, pero pueden embeber agua de manera

reversible, es decir, pueden hincharse ligeramente con el agua y volver

luego al tamaño original al secarse. Sin embargo, cuando se calientan

en agua, los gránulos de almidón sufren el proceso denominado

gelatinización. La gelatinización es la disrupción de la ordenación de las

moléculas en los gránulos. Evidencias de la pérdida de orden son: el

hinchamiento irreversible del gránulo, la pérdida de birrefringencia y la

pérdida de cristalinidad. La temperatura inicial aparente de gelatinización

y el intervalo dentro del cual tiene lugar dependen del método de medida

y de la relación almidón-agua, del tipo de gránulo, así como de las

heterogeneidades en la población de gránulos.

Para Véjar (2005), cuando el almidón se trata con agua hirviendo, el

almidón de unas partes del grano se solubiliza y se sale del grano,

quedando otra parte del almidón que permanece insoluble. Esta porción

insoluble de los granos, absorbe agua y se hincha para formar una

esfera elástica y toda la masa se convierte en una pasta de almidón. No

confundir almidón soluble con amilosa soluble, ni almidón insoluble con

amilopectina. Eso no es correcto. Ambos almidones, el soluble y el

insoluble son mezclas de amilosa y amilopectina.

En las condiciones normales de procesado de los alimentos (calor y

humedad; si bien es cierto que muchos sistemas alimenticios contienen

sólo una cantidad limitada de agua disponible para el almidón), los



gránulos de almidón se hinchan rápidamente más allá del punto de

irreversibilidad. Las moléculas de agua penetran entre las cadenas,

rompen los enlaces entre las misma y establecen capas de hidratación

alrededor de las moléculas así separadas. Esto plastifica las cadenas,

de manera que se separan totalmente y se solvatan. La entrada de

grandes cantidades de agua da lugar a que los gránulos se hinchen

hasta alcanzar un tamaño varias veces superior al original. Si una

suspensión de almidón al 5% se agita moderadamente y se calienta, los

gránulos embeben agua hasta que la mayor parte es absorbida por

ellos, forzándolos a hincharse, ya presionar unos contra otros hasta

llenar el recipiente que los contiene en forma de una pasta altamente

viscosa. Los gránulos así hinchados se rompen fácilmente y son

desintegrados por agitación, lo que resulta en una disminución de la

viscosidad. Al enfriar, algunas moléculas de almidón se reasocian

parcialmente para formar un precipitado o un gel. Este proceso se

denomina retrogradación.

Figura 3. Gelatinización del almidón.



Los granulos se hinchan y retienen un máximo de agua hasta

que se rompen y producen una dispersón de moléculas de

amilosa y amilopectina

Fuente: Badui (1990)

Extracción de almidón

Las principales fuentes de almidón comercial son el maíz, la

papa y la tapioca; sin embargo, existe un número importante de

especies que tienen un alto contenido de almidón y que podrían

ser fuentes potenciales para su extracción, dentro de las cuales

se encuentran las leguminosas de grano, los pseudocereales

como amaranto y quinua, y algunos frutos secos como piñón y

castaña (Fennema, 2000).



Los métodos tradicionales de extracción industrial de almidón no

se aplican de modo directo en todas las especies, esto se debe a

que en ellas el almidón se encuentra acompañado de otros

compuestos químicos como proteínas, lípidos y fibra. El almidón

tiene variadas y numerosas aplicaciones en diferentes industrias

entre las que se puede mencionar la del papel, la textil, la

farmacéutica, de adhesivos y de alimentos. Badui (1990) afirman

que uno de los métodos para obtener almidón de manera

comercial es mediante la llamada molienda húmeda que se hace

con maíz, que es la materia prima más utilizada como fuente de

almidón.

III. MATERIALES Y MÉTODOS

3.1. Extracción del almidón

3.1.1. Materiales

Materia prima: papa, camote, yuca, y otros. Alcohol 95° Agua destilada Embudo Buchner Bomba vacío Estufa Centrifuga Tubos centrifuga Kitasato



Licuadora y cuchillos Papel filtro rápido Tela filtrante (tocuyo) Vaso precipitado de 500 mL (2) Placa Petri (04)

3.1.2. Procedimiento

Lavar 200 g de muestra, pelar y

rallar o licuar.

Agregar 200 ml de agua a la muestra rallada y mezclar bien en vaso de 500 ml.

Filtrar a través de un papel filtro

previamente tarado y lavar el

almidón con alcohol.

Lavar las veces que sean

necesarias hasta que el agua salga

cristalina.

Esperar que el almidón sedimente, para

luego eliminar el sobrenadante, cuidando

no eliminar el almidón.

Exprimir la muestra rallada a través

de una tela filtrante (tocuyo) y recibir

el filtrado en otro vaso de 500 ml.

Dejar secar a 30 °C en una estufa

durante 1 hora y pesar.



3.2. Hidrólisis y reacción del almidón con el yodo

3.2.1. Materiales

Almidón: papa, camote, maíz, yuca, etc.

Acido clorhídrico concentrado

Solución de almidón al 2%

Solución de yodo 1%

Tubos de ensayo (7)

Pipeta de 2 mL (2)

Pipeta 5 mL (1)

Fiola 100 mL (1)



Vaso 50 mL (1)

Cocina

Olla

Gradilla

Cronometro


Preparar 100 mL de solución de almidón al 2 %

Agregar 2 gotas de solución de yodo a todos los tubos (7) y observar el tono o intensidad de color.

Enfriar bajo corriente de agua

Tomar 7 tubos de ensayo y agregarle a cada uno 5 ml de solución de almidón al 2 %.

Agregar a 6 de ellos 2 ml de HCl concentrado (en campana extractora) y al séptimo 1 ml de agua.

Colocar 5 de los tubos que contienen HCl cc y el que contiene solamente almidón y agua en un baño María hirviente y retirar los tubos que contienen HCL cc a intervalos de 0.5 minutos; el que no contiene HCLcc retirarlo al final.



3.3. Determinación de la gelatinización del almidón

3.3.1. Materiales

Almidón: papa, camote, maíz, yuca, etc.

Baño maría

Beaker de 50 mL (9)

Embudo de vidrio

Papel Whatman N°1

Pipeta de 10 mL

Solución de almidón al 1%

Solución de yodo 1%

Termómetro

Tubo de ensayo (9)

Gradilla




Preparar una suspensión al 1% de almidón vegetal en agua.

A los filtrados obtenidos y enfriados hasta temperatura ambiente agregar una gota de solución de yodo, agitar, observar y registrar el color obtenido.

Preparar 9 tubos de ensayo y añadirle 10 ml de la suspensión.

Poner los tubos en baño maría a 45°C durante 5 minutos y extraer un tubo, filtrar a través de papel Whatman N°1 sobre un beaker pequeño; deja enfriar.

Repetir la operación anterior elevando la temperatura del baño de 5 en 5°C hasta llegar a 85°C.



IV. RESULTADOS Y DISCUCIONES

4.1 Hidrólisis y reacción del almidón con el yodo

tubo Observaciones

1=HCl+sol.almidon+0.5 min de

Trat.Termic+lugol

Color negro-morado oscuro

2=HCl+sol.almidon+1 min de

Trat.Termic+lugol

Color marron (inicios de la hidrólisis del

almidon)

3=HCl+sol.almidon+1 min 30 seg de

Trat.Termic+lugol

Color lila (+ hidrólisis del almidon)

4=HCl+sol.almidon+2 min de

Trat.Termic+lugol

Color parduzco (++ hidrólisis del almidon)

5=HCl+sol.almidon+2 min 30 seg de

Trat.Termic+lugol

Color amarillo-mostaza(hidrólisis en

totalidad del almidon)

6=HCl+ sol.almidon+ SIN Trat.Termic +

lugol

Color azul-lila y precipitado blanco

7=agua+sol.almidon+2 min 30 seg de Color negro-morado y precipitado blanco



Trat.Termic+lugol

Resultados 1

Resultados 2

tubo Observaciones

1. Almidón + HCl (0.5 min) Color negro-violeta oscuro

2. Almidón + HCl (1 min) Color violeta oscuro (no hay inicios de

la hidrólisis del almidón)

3. Almidón + HCl (1.5 min) Color lila oscuro ( no hay hidrólisis del

almidón)

4. Almidón + HCl (2 min) Color lila oscuro (comienzo de

hidrólisis del almidón)

5. Almidón + HCl (2.5 min) Color morado (hidrólisis parcial del

almidón)

6. Almidón + Agua (3 min) Color morado claro ( hidrólisis de

almidón)



7. Almidón + HCl (sin trat. Térmico) Color negro-violeta intenso (hidrólisis

total del almidón)

4.2. Determinación de la gelatinización del almidón

Resultados

Vaso de precipitado Observación

Tratamiento a 45°C + 1 gota de yodo Color marrón oscuro

Tratamiento a 50°C + 1 gota de yodo Color morado

Tratamiento a 55°C + 1 gota de yodo Color lila intenso

Tratamiento a 60°C + 1 gota de yodo Color lila

Tratamiento a 65°C + 1 gota de yodo Color lila claro

Tratamiento a 70°C + 1 gota de yodo Color transparente

Tratamiento a 75°C + 1 gota de yodo Color azul marino ( + degradación de

amilosa)

Tratamiento a 80°C + 1 gota de yodo Color azul claro (++ degradación de

amilosa)

Tratamiento a 85°C + 1 gota de yodo Color azul (+++ degradación de

amilosa)



V. DISCUSIONES

Según Folquer (1978), el contenido de almidón en el camote es de 29.2%

del peso fresco. En la experiencia s obtuvo un valor de rendimiento del almidón de

4.99%, el cual, comparado con el teórico, resulta siendo muy deficiente, con un

error relativo del 24.3%, que es bastante alto. Esto pudo ser por que se

desperdició parte del almidón en el sobrenadante que se eliminó.

En cuanto a la hidrólisis del almidón, se presentaron algunas fallas al momento de

adicionar el yodo, lo que ocasionó que la coloración sea más intensa.

La amilopectina se colorea de rojo púrpura con el yodo. Debido a que las ramas

de amilopectina son demasiado cortas para la formación de largas cadenas

poliyodadas. Una tonalidad parecida se evidencia en el tubo 5 expuesto 2.5’ al

calor, el almidón ha sido hidrolizado casi por completo y por ello el yodo ya no tiñe

azul con la amilosa.

Se observa que al aumentar el tiempo de exposición al calor la coloración purpura

tiende a ser más intensa u oscura .que demuestra la ausencia de la estructura de

la amilosa.



Según Charley (1991), el ácido reduce el grosor de la pasta de almidón caliente y

la firmeza de la pasta fría. Con el ácido, la disminución de espesura y rigidez se ha

atribuido en parte a la fragmentación de los gránulos hinchados.

Los gránulos de almidón son insolubles en agua fría, sin embargo, cuando se

somete a un calentamiento se inicia un proceso lento de absorción de agua en las

zonas intermicelares amorfas (amilopectina) que son las menos organizadas y las

más accesibles. Una vez que estas últimas se hidrataron completamente, la fase

cristalina (amilosa) inicia el proceso de manera semejante, requiriendo para ello

mayor energía.

Según Braverman (1980), la temperatura óptima de gelatinización del almidón es

de 60ºC. En la práctica, fueron varias muestras en las que se apreció tonalidad

clara que evidencia la gelatinización del almidón. En el vaso 4 (60ºC), ya se

muestra un color claro, pero también en los vasos 8 y 9 (80 y85ºC). Esto se puede

deber a la adición inadecuada de yodo.

VI. CONCLUSIONES

La degradación del color se debe a la fragmentación del almidón.

En la hidrólisis ácida se produce un rompimiento total de los enlaces que

mantienen unido a los monómeros del almidón y se forma glucosa, maltosa,

iso- maltosa.

En los primeros tubos, aún queda algo de almidón, ya que el tiempo de

reacción es menor, por ello existe coloración al reaccionar con el yodo. En

los últimos tubos, la degradación ha aumentando debido al tiempo, por ello

la coloración tiende a desaparecer.

Si calentamos almidón con agua, no se va a producir fragmentación alguna.

Esto lo confirma el intenso color azul que tiene el respectivo tubo al

agregarle yodo.



VII. BIBLIOGRAFIA

Folquer, Fausto, 1978, La batata (camote): estudio de la planta y su

producción comercial (serie Libros y materiales Nº32), editorial Hemisferio

sur, Buenos aires, Argentina.

BRAVERMAN, J. 1980. Introducción a la Bioquímica de los alimentos.

Editorial Omega. Barcelona – España.

CHARLEY, H. 1991. Tecnología de Alimentos. Editorial Limusa. México.

NOLLER, C. R. 1965. Chemistry of Organic Compounds, ed 3. Philadelphia:

WB Saunders. Pág. 396.

NUSSENBAUM, S. 1963. Organic Chemistry. Boston: Allyn & Bacon. Pág.

50

MAC FADDIN, J. F. 2003. Pruebas bioquímicas para la identificación de bacterias de importancia clínica. Editorial Médica Panamericana. 850 páginas.

VÉJAR, R. E. 2005. Prácticas de bioquímica descriptiva. Editorial Uson. Sonora, México.

BADUI, D. S. 1990. Química de los Alimentos. Segunda Edición. Editorial Alhambra Mexicana S. A. México D. F.

FENNEMA, R. O. 2000. Química de los alimentos. Segunda Edición. Editorial Acribia S.A. España. 1258 páginas.

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