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REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
UNIVERSIDAD DEL ZULIA FACULTAD DE INGENIERIA DIVISION DE POSGRADO
PROGRAMA DE POSGRADO EN CIENCIA Y TECNOLOGÍA DE ALIMENTOS
EVALUACION DEL EFECTO ALMIDÓN OBTENIDO A PARTIR DE MALANGA (Colocasia esculenta) EN LAS PROPIEDADES DE UN PRODUCTO CARNICO
Trabajo de Grado presentado ante la Ilustre Universidad del Zulia
para optar al Grado Académico de
MAGISTER SCIENTIARUM EN CIENCIA Y TECNOLOGÍA DE ALIMENTOS
Autor: Alberto Luis Torres Rapelo Tutor: Gisela Páez
Co-tutor: Jorge Ortega
Maracaibo, junio de 2012
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Torres Rapelo, Alberto Luis. Evaluación del efecto almidón obtenido a partir de malanga (colocasia esculenta) en las propiedades de un producto cárnico., (2012). Trabajo de grado. Universidad del Zulia. División de posgrado. Facultad de Ingeniería. Maracaibo, Venezuela. 80 p. Tutor: Prof. Gisela Páez.
RESUMEN Se estudiaron el comportamiento de las propiedades fisicoquímicas y la morfología del almidón de malanga (colocasia esculenta), de las variedades blanca y morada. Los tamaños promedio de los gránulos de almidón varió de 6.5 ± 0.2 µm a 6.6 ± 0.1 µm, las temperaturas de gelatinización fueron de 55±2ºC y 54±2ºC respectivamente. Los valores encontrados para el contenido de humedad, ceniza, proteína, amilosa/amilopectina, ISA, viscosidad y tamaño del granulo mostró diferencias significativas (p>0.05) en las dos variedades de malanga, mientras los contenido de fibra, índice de absorción de agua son iguales en ambas variedades. Con estos almidones, se realizaron siete (7) formulaciones de salchichas, sustituyendo harina de trigo en 50, 75 y 100% para cada variedad. Se determino las perdidas por cocción, encontrando diferencias significativas en ambas variedades y de acuerdo al nivel de sustitución de la harina de trigo. Así mismo la inclusión de almidón de malanga no causó ninguna alteración en la aceptabilidad de los consumidores de productos cárnicos, lo cual ratifica la factibilidad para ser utilizado ampliamente en la industria cárnica como sustancia de relleno y ligantes en productos cárnicos cocidos.
Palabras claves: Almidón, almidones nativos, almidones modificados, malanga, amilasa, amilopectina. Correo electrónico: albertoluistorresrapelo2@hotmail.com
2
Rapelo Torres, Luis Alberto. Evaluation of the effect obtained from starch malanga (colocasia esculenta) on the properties of a meat product., (2012). Trabajo de
Grado. Universidad del Zulia. Facultad de Ingeniería. División de Postgrado. Maracaibo, Venezuela. 80 p. Tutor: Prof. Gisela Páez.
ABSTRACT We studied the behavior of the physicochemical properties and morphology of starch from taro (Colocasia esculenta) of the white and purple. The average size of starch granules ranged from 6.5 ± 0.2 ± 0.1 microns to 6.6 microns, the gelatinization temperatures were 55 ± 2 ° C and 54 ± 2 ° C respectively. The values found for moisture content, ash, protein, amylose / amylopectin, ISA, viscosity and granule size showed significant differences (p> 0.05) in the two varieties of taro, while the fiber content, water absorption index are equal in both varieties. These starches were conducted seven (7) sausage formulations, replacing wheat flour at 50, 75 and 100% for each variety. Losses were determined by cooking, finding significant differences in both varieties and according to the level of substitution of wheat flour. Also the inclusion of taro starch caused no change in the consumer acceptability of meat products, which confirms the feasibility to be used widely in the meat industry as a filler and binder in cooked meat products. Keywords: starch, native starches, modified starches, malanga, amylase, amylopectin. E-mail del autor:albertoluistorresrapelo2@hotmail.com A Piedad Margarita, quien me brindó su amor, su cariño, su estímulo y su apoyo
constante.
A Luisa Fernanda, Luis Felipe y Laura Margarita, por el tiempo que les robe, a través
de su madre, quien fue un apoyo incondicional.
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DEDICATORIA
A mi Señor, Jesús, quien me dio la fe, la fortaleza, la salud y la esperanza para terminar
este trabajo.
A Piedad Margarita, quien me brindó su amor, su cariño, su estímulo y su apoyo
constante, te adoro mucho.
A mis adorados hijos Alberto Luis, Annie Katalina y Dayana Isabella, quienes me
prestaron el tiempo que les pertenecía para terminar y me motivaron siempre con su
tranquilidad y conformidad.
A Luisa Fernanda, Luis Felipe y Laura Margarita, por el tiempo que les robe, a través
de su madre, quien fue un apoyo incondicional.
A mis padres, Emérita y José Francisco, quienes me enseñaron desde pequeño a
luchar para alcanzar mis metas, su tenacidad y lucha insaciable han hecho de ellos el
gran ejemplo a seguir y destacar, no solo para mí, sino para mis hermanos y familia en
general. Mi triunfo es el de ustedes, ¡los amo!.
A Silvia, por sus palabras y oraciones que fueron importantes para alcanzar esta meta.
Alberto Luis Torres Rapelo
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AGRADECIMIENTOS
Cuando comencé a escribir los agradecimientos pensé que por descuido podía dejar a
alguien importante fuera de la mención, por eso desde ya pido las disculpas
correspondientes en caso de que suceda.
A Dios por darme las fuerzas necesarias en los momentos en que más las necesité y
bendecirme con la posibilidad de caminar a su lado durante toda mi vida.
A la Universidad Nacional Abierta y a Distancia UNAD en cabeza de su directora
Mardelia Padilla por el apoyo brindado.
A la Universidad del Zulia por la oportunidad de cualificación con excelencia
académica.
A la profesora Gisela Páez, Directora de este Proyecto, por el apoyo, contribuciones,
comprensión y tiempo dedicado para lograr con éxito los objetivos planteados.
Al profesor Jorge Ortega, co-tutor, por sus valiosos aportes y orientaciones para el
diseño experimental y análisis de los datos de esta investigación.
A Graciela Peña, por su amistad, amable atención, dedicación y apoyo efectivo.
A la Ingeniera Piedad Montero, por su invaluable apoyo, orientaciones y colaboración
profesional y personal.
A Roger Rabelo, por su colaboración como coordinador de los laboratorios de la
UNAD.
También quiero agradecer a todos mis compañeros (Rosmiro Peña, Robert Valera,
Carlos Vidal, Pedro Fragoso, Leydis Useche, Campo Elias, Edwin Flores, Saúl Vides),
por todos los momentos vividos y apoyo durante la maestría.
Finalmente quiero agradecerles a todas aquellas personas que de alguna manera
hicieron posible la terminación de este proyecto de maestría y que no las mencione,
gracias a todos.
5
INDICE DE CONTENIDO
Página
RESUMEN…………………………………………………………………………….. 4
ABSTRACT……………………………………………………………………………. 5
DEDICATORIA....….…………………………………………………………………. 6
AGRADECIMIENTOS………………………………………………………………... 7
INDICE DE CONTENIDO……………………………………………………………. 8
INDICE DE TABLAS………………………………………………………………..… 12
INDICE DE FIGURAS………………………………………………………………... 13
INTRODUCCIÓN……………………………………………………………………... 14
CAPÍTULO I…………………………………………………………………………… 16
FUNDAMENTOS TEORICOS.……………………………………………………… 16
1.1. La Malanga…………………………………………………………………….. 16
1.2. Almidones……………………………………………………………….……... 18
1.2.1. Propiedades fisicoquímicas del almidón…………………..…...…… 19
1.2.2. Propiedades funcionales del almidón………………..……………… 20
1.2.2.1. Gelatinización……………………………….…………..……. 20
1.2.2.2. Gelificación y retrogradación.………………….................... 22
1.2.3. Almidones nativos……….………………………………………..……. 23
1.2.4. Almidones modificados..…………..…………………………………… 24
1.2.5. Comportamiento de diferentes almidones ………………………..… 24
1.2.6. Usos del almidón……………………………………………………..… 26
1.2.6.1. Uso en productos alimentarios……………………..………. 26
6
1.2.6.2. Industria de edulcorantes…………….....…………..... 27
1.2.6.3. Utilización de los almidones en productos cárnicos... 28
1.3. Emulsiones Cárnicas…………………………………………………….. 29
1.3.1. Materias primas……………………………………….................. 30
1.3.1.1. Carne y grasa………………………………...……….… 30
1.3.1.2. Sal común……………………………………………..…. 32
1.3.1.3. Nitritos y nitratos……………………………..………….. 33
1.3.1.4. Agentes reductores…………………………………...... 34
1.3.1.5. Fosfato…………………………………………………… 35
1.3.1.6. Potenciador de sabor………………..……………….... 35
1.3.1.7. Colorantes……………………………………………….. 36
1.3.1.8. Otros…………………………..………………………….. 36
1.3.1.9. Tripas…………………….………………………………. 36
1.4. Factores que afectan la estabilidad de emulsiones cárnicas……….. 37
1.4.1. La calidad y la composición de las materias primas………….. 37
1.4.2. La temperatura………………..……………………………….….. 38
1.4.3. Tiempo………..…………………………………………….……… 38
1.4.4. Cantidad de sal…………………………………………………… 39
1.4.5. Formulación………………………………………………….….… 39
1.5. Antecedentes de la investigación……………………….……………… 40
CAPÍTULO II…………………………………………………………………... 43
MATERIALES Y METODOS.………………………………………….......... 43
2.1. Población…..…………………………………………………………….. 43
2.2. Diseño experimental…………………………………………………… 43
7
2.3. Definición de variable……………………..………………………..…… 45
2.4. Procedimiento……………………………………………………………. 45
2.4.1. Obtención del almidón de malanga (Colocasia esculenta)….. 45
2.4.2. Elaboración del Producto Cárnico (salchicha tipo Frankfurt).. 46
2.4.3. Formulaciones.……………….………………………………….. 47
2.5. Determinaciones analíticas del almidón de malanga (Colocasia - esculenta)………………………………………………………………….
49
2.5.1. Preparación de las Muestra…....…………………….…………. 49
2.5.2. Análisis de propiedades físico-químicas…………………….… 49
2.5.2.1. Determinación de humedad…………………………… 49
2.5.2.2. Determinación del contenido de fibra cruda……...… 49
2.5.2.3. Determinación del contenido de cenizas…...……...... 50
2.5.2.4. Cuantificación de nitrógeno total………………….….. 51
2.5.2.5. Determinación del índice de absorción de agua (IAA) y el índice de solubilidad en agua (ISA)………. 52
2.5.2.6. Determinación de la temperatura de gelatinización... 52
2.5.2.7. Determinación del contenido de amilo- sa/amilopectina……………………………………….…
53
2.5.2.8. Determinación de la viscosidad……………………….. 53
2.5.2.9. Determinación del rendimiento por cocción de la salchicha tipo Frankfurt, elaborada con almidón de malanga de las variedades blanca y morada………...
54
2.5.2.10. Evaluación de la aceptabilidad de la salchicha tipo Frankfurt, elaborada con almidón de malanga de
las variedades blanca y morada………….…………. 54
2.5.2.11. Apariencia microscópica………………….………….... 55
8
CAPÍTULO III………………………………………………………………………… 56
ANÁLISIS Y DISCUSIÓN DE LOS RESULTADOS……………………………... 56
3.1 Propiedades morfológicas y fisicoquímicas del almidón de malanga de las variedades blanca y morada………………………………………………
56
3.2 Propiedades funcionales y sensoriales de la salchicha tipo Frankfurt…… 63
3.3 Evaluación sensorial de la salchicha tipo Frankfurt con/sin inclusión del almidón de malanga de las variedades blanca y morada…………………..
64
CONCLUSIONES…………………………………………………………………… 69
RECOMENDACIONES……………………………………………………………... 70
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS………………………………………………. 71
9
LISTA DE TABLAS
Tabla
Página
1 Cultivo de Malanga en el Departamento del Cesar, Año 2006………. 17
2 Composición Química de la malanga (g/100 g de porción comestible)....................................................................................…….………
17
3 Comparación del contenido alimenticio de la Malanga (Cormo) Con tubérculos convencionales………………………………………………. 18
4 Definición de Variables…………………………………………………… 45
5 Formulaciones de salchicha tipo frankfurt con diferentes inclusiones de almidón de malanga (Colocasia Esculenta), de las variedades blanca y morada y harina de trigo………………………………............
47
6 Escala hedónica para evaluar la aceptabilidad del producto……….. 55
7 Análisis proximal en almidones nativos de malanga variedad blanca y morada. ………………………………………………………………….. 57
8
Valoración del tamaño del granulo, (%) de amilosa, IAA, ISA, temperatura de gelatinización y viscosidad de almidones nativos de malanga…………………………………………………………………..........
59
9
Valores promedios de las perdidas por cocción en la salchicha Frankfurt con/sin inclusión del almidón de malanga blanca y morada. …………………………………………………………………………..
63
10 Valores promedios de la aceptabilidad debido a los diferentes niveles de sustitución de harina de trigo por almidón de malanga de las variedades blanca y morada…………………………………………. 68
10
LISTA DE FIGURAS
Figura Página
1
Estructura del almidón…………………………………………………. 19
2
Diagrama de flujo del proceso de obtención del almidón de la malanga (Colocasia Esculenta)……………………………………….. 46
3
Diagrama de flujo del proceso productivo de la salchicha tipo Frankfurt…………………………………………………………………. 48
4
Microfotografías de los gránulos de almidón de malanga blanca y morada vistas en diferentes objetivos………………………….......... 62
5
Variabilidad de las calificaciones asignadas por los panelistas a la salchicha elaborada con almidón de malanga blanca……………… 65
6
Variabilidad de las calificaciones asignadas por los panelistas a las salchichas elaboradas con almidón de malanga morada…....... 66
7
Medias para intervalos HSD de Tukey para salchicha elaborada con almidón de malanga blanca………………………………………. 66
8
Medias para intervalos HSD de Tukey para salchichas elaboradas con Almidón de malanga morada…………………………………….. 67
9
Porcentaje de panelistas que calificaron la salchicha con puntajes igual o superior a tres…………………………………………………... 68
11
12
INTRODUCCION
El almidón, debido a su relativa abundancia en las plantas, ha sido la fuente
primaria de energía en la dieta humana y ha acompañado la alimentación del hombre
desde sus inicios. El uso de almidones en los alimentos floreció con el surgimiento de la
industria de alimentos procesados y la disponibilidad del almidón puro.
El almidón, por sus características nutricionales y sus múltiples aplicaciones en la
industria alimentaria es el carbohidrato más importante, además de su importancia
relevante en el comercio.
La malanga (Colocasia esculenta), es una planta de rápido desarrollo vegetativo,
aprovechable en su totalidad, difundida en todas las zonas de Colombia, de fácil
propagación y aceptable valor nutricional. Utilizando tecnologías sencillas es posible
aprovechar este recurso agrícola transformándolo en almidón de malanga que sirve
como materia prima para la elaboración de diversos productos alimenticios (National
Starch Food Innovation, 2008).
Debido a sus altas cantidades de almidón, la malanga puede ser utilizada para
remplazar materias primas convencionales como maíz, ñame, yuca y papa en la
industria alimentaria. La obtención de almidón de malanga, se convierte en un aspecto
de desarrollo para la agroindustria puesto que propone métodos que hacen viable la
transformación, producción y comercialización de productos de la agricultura aún
inexplorados.
Utilizando almidones de especies nativas no exploradas y de fácil consecución
como la malanga, aumentaría el margen de beneficios a quienes lo producen y lo
transforman; de esta manera se incentiva la investigación y producción de esta planta,
generando estabilización de los precios de venta tanto de los almidones como los
subproductos de estos.
La escasez de materias primas (tuberculos) en el mercado, y los altos precios de
compra de algunos productos retrasan el desarrollo de determinados reglones
económicos. Estos efectos negativos se notan en el aumento del costo de producción
del producto, la disminución de productos diversificados y el desmejoramiento de la
calidad de vida de las personas dedicadas a la actividad. Esta situación, crea la
13
necesidad de buscar nuevas alternativas de obtener almidones con características
apropiadas, que permitan remplazar a los que ofrece el mercado actual.
Debido a la alta demanda que tienen en este momento las materias destinadas a la
producción de almidón, como son la yuca, papa, ñame y el maíz, la malanga se
convierte en una alternativa de fuente de carbohidratos importante para la obtención de
almidones que puedan remplazar a los que hoy se comercializan. Esta situación hace
de la malanga y sus derivados un tubérculo de gran potencial, que requiere un estudio
más exhaustivo, con el fin de mejorar su producción y conocer sus ventajas
comparativas para promover su industrialización y consumo masivo.
En esta investigación el objetivo principal fue la obtención del almidón de malanga
para su utilización en la industria de alimentos. En ella se planteó un proceso mediante
el cual se obtuvo almidón de malanga con características similares a la de otros
almidones que se comercializan en el mercado actual, para lo cual se aplicó una
metodología previa para la obtención de otros almidones.
14
CAPITULO I
FUNDAMENTOS TEÓRICOS
1.1 La Malanga
La malanga (Colocasia esculenta), es un tubérculo alimenticio de clima tropical y
subtropical, que se cultiva en suelos con altos contenidos de humedad, sin embargo,
puede soportar también períodos de sequía. Cultivo común en zonas tropicales de
América Latina, con amplias posibilidades de expandir su cultivo y considerada como
una buena fuente para la obtención de almidones para uso industrial.
La malanga se remonta a la sociedad neolítica. Su nombre se originó en la Isla de
Trinidad y, paulatinamente, fue expandiéndose a través de los demás países.
Pertenece a la familia de las araceae, teniendo dos géneros por motivos geográficos:
Amarilla o lila, Género Colocasia, originario del sureste de Asia, llegando hasta las Islas
Canarias, para después introducirse en el continente americano; y Blanca, Género
Xanthosoma, cuyo origen es americano (Antillas) desde antes del descubrimiento. Es
una planta herbácea, sin tallos aéreos, con hojas grandes, proveniente de un cormo
subterráneo primario, el mismo que es relativamente vertical y del cual nacen cormos
laterales y horizontales comestibles (Centro de Agronegocios, 2006).
La producción mundial de malanga en la década de los años 1990 al 2000, mostró
un crecimiento en relación a la década anterior del 80%, debido principalmente al
aumento de la superficie de producción. El continente Africano es el mayor productor
de malanga en el mundo, seguido por Asia y en tercer lugar Oceanía. Los principales
países compradores son Estados Unidos y Puerto Rico, cultivándose principalmente en
Venezuela, las islas del Caribe y Centro América (Comisión veracruzana de
comercialización agropecuaria, 2005).
En Colombia, la malanga es la raíz étnica que más se exporta después de la yuca,
es un producto con alto potencial de crecimiento dado el incremento de los grupos
étnicos en Estados Unidos y Europa. (Centro de agronegocios, 2006). La malanga en
Colombia, se cultiva en la región Pacifica, en el Valle del Cauca y el Choco,
principalmente, con precipitaciones anuales sobre 7000 mm. En sitios anegadizos o en
15
faldas de los cerros, con suelos de pH entre 4,5 y 6,0 y temperaturas de 27 °C
(Montaldo, 1991).
A nivel regional, ha sido notorio el crecimiento de la producción de malanga en los
últimos años. Según datos suministrados por la Secretaria de Agricultura y Desarrollo
Empresarial del Departamento del Cesar, en el año 2006 se cultivaron 648 has de
malanga obteniendo una producción anual de 7.431 toneladas (Oficina Asesora de
Planeación, 2008).
Tabla 1. Cultivo de Malanga en el Departamento del Cesar, Año 2006. (Oficina Asesora de Planeación, 2008)
Valledupar Codazzi Becerril El Copey La Jagua Manaure total
400 ha 120 ha 18 ha 60 ha 35 ha 15 ha 648 ha
Dentro de los cultivos anuales, la malanga, participa con un menor porcentaje dentro
del total del área sembrada para el Departamento del Cesar, viéndose un incremento
debido a su relevante demanda por parte del consumidor cesarence, ya que es un
producto propio de la Región Caribe Colombiana.
La composición química de los cormos es alta en nutrientes, tal como en
carbohidratos y proteínas, además de ser altamente digestivo, por lo que se le
considera un excelente alimento. En la Tabla 2, se muestra la composición química de
la malanga.
Tabla 2.Composición Química (g/100g de Malanga) uso Humano.- Base Húmeda. (Instituto Nacional de Nutrición de Venezuela, 1983.)
Composición Cormelo crudo Cormelo cocinado
Humedad 71.9 72
Proteína 1.7 1.0 Grasa 0.8 0.2
Carbohidrato 23.8 25.7 Fibra 0.6 0.4
Ceniza 1.2 0.7 Calcio (mg) 22.0 26.0 Fosforo (mg) 72.0 32.0 Hierro (mg) 0.9 0.6 Vitamina A (Retinol) (mg) 3 Tiamina (mg) 0.12 0.08 Niacina (mg) 0.6 0.4
16
Energía (Kcal/Kg) 3808 3892
La malanga se abre como una alternativa en la producción de almidón, toda vez que
la demanda actual se ha incrementado y debido a su valor nutricional. En la Tabla 3 se
compara el contenido alimenticio de la malanga con otros tubérculos.
Tabla 3. Comparación del contenido alimenticio de la Malanga (Cormo) con tubérculos convencionales. (100g de porción comestible, base fresca). Disponible en: (http://www.sica.gov.ec/agronegocios/productos%20para%20invertir/raices/malanga/malanga.pdf)
Alimento Kcal Proteína (g) Calcio (mg)
Malanga 8.5 2.5 19.10 Papa 76 1.6 17.50 yuca 121 1.0 28.20
1.2 Almidones
El almidón es un componente con un amplio campo de aplicaciones que van desde
la impartición de textura y consistencia en alimentos hasta la manufactura de papel,
adhesivos y empaques biodegradables (Zhao y Whistler, 1994). Debido a que el
almidón es el polisacárido más utilizado como ingrediente funcional (espesante,
estabilizante y gelificante) en la industria alimentaria, es necesario buscar nuevas
fuentes de extracción, ya que con una producción mundial de 48,5 millones de ton/año
(Faostat, 2001), existe una demanda insatisfecha del mismo.
De las calorías consumidas por los humanos, cerca del 70 al 80% provienen del
almidón. Es la principal fuente de almacenamiento de energía en los vegetales, ya que
se encuentra en grandes cantidades en las diversas variedades de plantas, como, por
ejemplo, en los granos de cereales, los cuales contienen entre 60 y 75% de su peso
seco de almidón, así como también, puede encontrarse en tubérculos, semillas de
leguminosas y en algunas frutas, y su concentración varía con el estado de madurez de
los mismos (Thomas y Atwell, 1999).
Estructuralmente, el almidón consiste en dos polisacáridos químicamente
distinguibles: Amilosa y la amilopectina. La amilosa es un polímero lineal de unidades
de glucosa unidas por enlaces α (1-4), en el cual algunos enlaces α (1-6) pueden estar
17
presentes. Esta molécula no es soluble en agua, pero puede formar micelas hidratadas
por su capacidad para enlazar moléculas vecinas por puentes de hidrógeno y generar
una estructura helicoidal que es capaz de desarrollar un color azul por la formación de
un complejo con el yodo (Knutzon; Grove, 1994). Mientras que la amilopectina es un
polímero ramificado de unidades de glucosa unidas en un 94-96% por enlaces α (1-4) y
en un 4-6% con uniones α (1-6). Dichas ramificaciones se localizan aproximadamente a
cada 15-25 unidades de glucosa. La amilopectina es parcialmente soluble en agua
caliente y en presencia de yodo produce un color rojizo violeta (GUAN; HANNA, 2004).
Figura 1. Estructura del almidón. Guía técnica para producción y análisis de almidón de Yuca, FAO 2007. 1.2.1 Propiedades fisicoquímicas del almidón
Las propiedades fisicoquímicas son las que determinan el uso de los almidones.
Entre las propiedades fisicoquímicas más importantes encontramos la composición
proximal (contenido de proteína cruda, extracto etéreo, fibra cruda, cenizas y humedad),
las características del gránulo (tamaño, color y forma, naturaleza cristalina), el peso
molecular y el contenido de amilosa. La proteína residual afecta el sabor y olor de los
almidones de cereales y tienden a formar espuma (Guía técnica para producción y
análisis de almidón de Yuca, FAO 2007).
18
1.2.2 Propiedades funcionales del almidón
Las propiedades funcionales de los almidones dependen directamente de la relación
amilosa/amilopectina. En los distintos cultivos amiláceos esta relación es constante, si
bien cambia de una variedad a otra dentro de la especie y también entre plantas de la
misma variedad.
Las características funcionales de los almidones son: solubilidad, capacidad de
retención de agua, poder de hinchamiento, tendencia a retrogradar, propiedades de la
pasta (viscosidad, consistencia, estabilidad del gel, claridad y resistencia al corte,
formación de película), digestibilidad enzimática y capacidad de emulsificación. Durante
un tratamiento hidrotérmico, el almidón sufre una serie de modificaciones que van a
influir sobre su estructura, pasando por tres fases importantes: gelatinización,
gelificación y retrogradación, los cuales causan hinchamiento, hidratación, fusión y
ruptura de los gránulos de almidón (Guía técnica para producción y análisis de almidón
de Yuca, FAO 2007).
1.2.2.1 Gelatinización
En una primera fase el agua se difunde por las zonas amorfas del gránulo de
almidón, produciéndose un primer hinchamiento que es reversible. Durante esta etapa
de cocción, la amilosa se solubiliza y el almidón sufre una dispersión coloidal
constituida por una fase continua o disolvente que se enriquece en amilosa y una fase
dispersa de gránulos de almidón hinchados y enriquecidos en amilopectina. En esta
etapa, los gránulos conservan sus propiedades ópticas incluyendo la capacidad de
refractar la luz polarizada (birrefringencia), la cual esta asociada a la alineación de las
moléculas dentro del gránulo.
Si el calentamiento continúa, las moléculas de agua alrededor de los gránulos
rompen los enlaces de hidrógeno en el interior de los gránulos, estos absorben agua
lentamente y se hinchan. Este proceso es irreversible y ocurre después de que se
alcanza una temperatura crítica que depende de la humedad presente, definida como la
19
temperatura de transición vítrea Tg (Temperatura de gelatinización) la cual es
característica de cada almidón, pero también depende de la concentración de la
suspensión. Cuando la molécula de almidón está completamente hidratada empieza a
expandirse se abre la hélice de la cadena, primero hacia el extremo externo y la cadena
lineal más corta (amilosa) tiende a difundirse. Alcanzada esta temperatura se
incrementa el hinchamiento y la birrefringencia desaparece; este fenómeno endotérmico
se denomina gelatinización (Waniska y Gómez, 1992). La gelatinización ocurre en un
intervalo de temperatura muy limitado, produce el hinchamiento del gránulo y la
solubilización parcial de los polímeros, fenómenos que inducen la aparición de
propiedades viscoelásticas las cuales se generan en un amplio intervalo de
temperatura.
La absorción de agua y el aumento de volumen van acompañados de un fuerte
aumento de la viscosidad hasta llegar a un máximo llamado pico de viscosidad, en el
cual el gránulo se rompe y ocurre una difusión de amilosa y amilopectina, generándose
una mezcla de gránulos hinchados ricos en amilopectina, gránulos fundidos hidratados
y moléculas disueltas de amilosa (Howling, 1980). La máxima viscosidad es el resultado
del máximo hinchamiento, formándose una dispersión en medio acuoso, la cual es
llamada pasta o engrudo. Cuando la temperatura de una suspensión acuosa de almidón
es superior a la temperatura de gelatinización, los enlaces de hidrógeno se continúan
destruyendo, las moléculas de agua empiezan a anexarse a los hidroxilos liberados y
los gránulos se continúan hinchando. Como resultado directo del hinchamiento de los
gránulos hay un incremento de la solubilidad del almidón (Guía técnica para producción
y análisis de almidón de Yuca, FAO 2007).
Durante el proceso de gelatinización, el orden molecular dentro de los gránulos es
destruido gradual e irreversiblemente, por esto la temperatura de gelatinización es
característica para cada tipo de almidón y depende fundamentalmente de la transición
vítrea de la fracción amorfa del almidón (Eerlingen y Delcour, 1995). La pasta de
almidón obtenida después de la gelatinización no es estable, ya que durante el
almacenamiento se presentan transformaciones estructurales que, en conjunto, reciben
el nombre de retrogradación.
20
1.2.2.2 Gelificación y Retrogradación
Durante la etapa de enfriamiento se distinguen dos etapas, la gelificación y la
retrogradación. En la gelificación las moléculas de almidón se vuelven menos solubles y
tienden a agregarse. La retrogradación es la cristalización de las cadenas de los
polímeros que son agregados en el gel, cuando las pastas de los almidones son
enfriadas y ocurre en tres estados: a) dilatación de las cadenas debido al rompimiento
de los enlaces intermoleculares que mantienen la configuración helicoidal, b) pérdida
del límite de agua seguido de una reorientación de las moléculas y, finalmente c) una
formación de enlaces de hidrogeno entre moléculas adyacentes formando una
estructura cristalina (Mestres, 1996). Esta cristalización va a endurecer el gel y acarrear
el fenómeno de sinéresis, es decir, la expulsión de una parte del disolvente fuera del gel
que produce una caída de la viscosidad.
El grado de retrogradación es afectado por la concentración de amilosa y
amilopectina, tamaño molecular, temperatura, pH y los componentes diferentes al
almidón presentes en el medio. Es favorecido por bajos pH, aunque a valores de pH <3
la cantidad de material precipitado disminuye debido a la hidrólisis del almidón.
La estructura de amilosa permite la formación de muchos sitios de enlace entre
moléculas adjuntas por lo cual la retrogradación es asociada en gran parte con la
fracción de amilosa, adicionado a su alto peso molecular. Altas concentraciones de
amilosa implican formación de geles fuertes, opacos y que sufren sinéresis. Bajas
proporciones de amilosa generan dispersiones claras y viscosas que no gelifican (Guía
técnica para producción y análisis de almidón de Yuca (FAO, 2007).
Los almidones se clasifican en dos grandes grupos: nativos y modificados. Los
almidones nativos se obtienen de las semillas de cereales, particularmente de maíz,
trigo, varios tipos de arroz, y de algunas raíces y tubérculos, particularmente de papa y
yuca, mientras que los modificados se obtienen por vía física y/o química (Desmond y
col., 1998). El almidón, a diferencia de todos los demás carbohidratos, se presenta en
la naturaleza como complejas partículas discretas (gránulos). Está compuesto
fundamentalmente por glucosa, aunque puede contener una serie de constituyentes en
21
cantidades mínimas, estos aparecen a niveles tan bajos, que es discutible si son
oligoconstituyentes o contaminantes no eliminados completamente en el proceso de
extracción (Lagares y col., 1991). El tamaño y la forma de los granos de almidón, varía
de un cereal a otro; en el trigo, centeno, cebada, maíz y sorgo, los granos son sencillos,
mientras que los de arroz son compuestos.
1.2.3 Almidones nativos
Los almidones nativos de las diferentes especies de vegetales tienen como
característica fundamental que sus propiedades fisicoquímicas y funcionales estarán
influenciadas por sus estructuras granular y molecular (Wang y White, 1994a). Las
propiedades más importantes a considerar para determinar la utilización del almidón en
la elaboración de alimentos y otras aplicaciones industriales incluyen las fisicoquímicas:
gelatinización y retrogradación; y las funcionales: solubilidad, hinchamiento, absorción
de agua, sinéresis y comportamiento reológico de sus pastas y geles (Wang y White,
1994b).El tamaño y forma del grano nos aporta los datos necesarios para poder
identificar la base de un almidón en su observación a través del microscopio. El
contenido en amilosa/amilopectina nos da las orientaciones precisas de cuál va a ser su
comportamiento según el predominio de uno u otro componente, lo cual está ligado a
las características de las pastas, como claridad, textura y viscosidad (Mitolo, J. X
Seminario Latinoamericano y del Caribe de Ciencia y Tecnología de los Alimentos.
Buenos aires, Argentina, 1994).
Los gránulos de almidón son insolubles en agua fría, pero 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, que es la disrupción de la ordenación de las moléculas en los gránulos.
La gelatinización total se produce normalmente dentro de un intervalo más o menos
amplio de temperatura, siendo los gránulos más grandes los que primero gelatinizan
(Mitolo, J. 1994).
La retrogradación se define como la insolubilización y la precipitación espontánea,
principalmente de las moléculas de amilosa, debido a que sus cadenas lineales se
22
orientan paralelamente y accionan entre sí por puentes de hidrógeno a través de sus
múltiples hidroxilos; se puede efectuar por diversas rutas que dependen de la
concentración y de la temperatura del sistema. Si se calienta una solución concentrada
de amilosa y se enfría rápidamente hasta alcanzar la temperatura ambiente, se forma
un gel rígido y reversible; pero si las soluciones son diluidas, se vuelven opacas y
precipitan cuando se dejan reposar y enfriar lentamente (Mitolo, J. 1994).
Los almidones tienen la característica de que gelatinizan a temperaturas entre 65 y
75 ºC. Dependiendo de su origen: el almidón de papa gelatiniza entre 57 y 67 ºC, el de
maíz entre 62 y 72 ºC y el de sorgo y arroz entre 68 y 78 ºC. Después de la
gelatinización inicial, los gránulos de almidón continúan hinchándose a medida que se
eleva la temperatura y comienzan a absorber agua libre hasta tomar consistencia de
pasta de almidón, y solo la cocción hasta 120 y 150 ºC puede disolver verdaderamente
los granos hinchados. Esta solubilización por alta temperatura provoca cambios en la
viscosidad de la pasta que está en función también del origen del almidón (Mitolo, J.
1994). Dentro de los almidones nativos los más utilizados son: de papa, de yuca
(mandioca), de achira, de trigo y de maíz (Pomoranz, Y. 1991).
1.2.4 Almidones modificados
Los almidones se modifican por vía física (los pregelatinizados) o por vía química
(los oxidados, esterificados y eterificados: combinación de alcoholes) con varias
finalidades: modificar las características de gelatinización y de cocción de los
almidones nativos, modificar la tendencia a la retrogradación y formación de geles de
los almidones que contienen amilosa, aumentar la capacidad de retención de agua a
bajas temperaturas de las dispersiones de almidón y disminuir la tendencia a la
sinéresis e impartir propiedades hidrofóbicas como también la de introducir
componentes iónicos, entre otras (Mitolo, J. 1994).
1.2.5 Comportamiento de diferentes almidones
23
El almidón de los tubérculos y las raíces presenta una mayor viscosidad durante el
cocimiento, que el de los cereales. Los gránulos de almidón de papa, yuca y maíz
ceroso presentan picos de viscosidad más altos que los de maíz y trigo. Esto es debido
a que los primeros tienen mayor capacidad de absorción de agua, mayor velocidad de
hidratación y se desintegran más rápidamente.
El almidón de maíz muestra un rápido incremento de la viscosidad después de la
gelatinización, hasta llegar a un punto máximo. La viscosidad disminuirá gradualmente
durante el periodo de mantenimiento de la temperatura y posteriormente tendrá un
incremento muy fuerte mientras la pasta se enfría y retrograda.
El almidón de maíz ceroso prácticamente no tiene moléculas lineales de amilosa, es
altamente estable y resistente a la retrogradación; al contrario, los almidones con alto
contenido de amilosa tienen una retrogradación muy rápida. Su pasta permanecerá
fluida y clara e incrementará su viscosidad más rápidamente que el maíz regular, su
viscosidad máxima será mayor y se obtendrá más rápidamente produciendo pastas con
poco cuerpo y muy cohesivas. El rompimiento será más rápido y acentuado. En el
enfriamiento se presenta un ligero aumento en la viscosidad ya que no gelifica ni
presenta sinéresis.
El almidón de papa absorbe más agua mostrando un máximo inicial mayor. Su
temperatura de gelatinización es menor, debido a que los grupos éster-fosfato
presentes en el gránulo de papa tienden a debilitar los enlaces provocando un
espesamiento más rápido al calentarse. El máximo pico de viscosidad cae rápidamente
durante el mantenimiento de la temperatura. La solución muestra poca tendencia a
retrogradarse durante el enfriamiento (Waniska; Gomez, 1992).
El almidón de yuca gelatiniza a la misma temperatura del almidón de maíz y del
almidón de maíz ceroso, a temperaturas relativamente bajas (62-73ºC); el pico máximo
es alcanzado rápidamente, lo que implica que es un almidón fácil de cocinar y requiere
menor consumo de energía durante su cocción. Además, tiene una tendencia baja a la
retrogradación y produce un gel de mayor claridad y estabilidad en comparación con el
de otros almidones nativos (Whistler y col., 1984).
Si un almidón muestra un alto poder de hinchamiento y alta solubilidad esto refleja la
baja fuerza de asociación en los gránulos. El poder de hinchamiento de los almidones
de cereales es más limitado que el que se observa para los almidones de tubérculos.
24
La capacidad de absorción de agua depende directamente del tipo de almidón, lo que
es mayor en almidones de tubérculos que con almidones de cereales, pero también
depende de factores como el contenido de amilopectina, el tamaño y la forma de los
gránulos. La solubilidad del almidón de yuca es alta, similar al del almidón de papa
mientras que en los almidones de cereales se reduce debido a la presencia de lípidos
(FAO, 2007).
1.2.6 Usos del almidón
El almidón y los productos de almidón son usados en variedad de formas tanto en la
industria de alimentos como en la no alimentaria. En la alimentación, se usa como
ingrediente de diferentes preparado y en la industria no alimentaria como materia prima
básica o producto auxiliar para la elaboración de una amplia gama de productos.
El consumo de almidón se destina aproximadamente un 25 por ciento al sector de
alimentos y un 75 por ciento al sector industrial, de donde cerca del 80 por ciento se
destina a la fabricación de papel y cartón, seguido de textiles, adhesivos y otras
industrias (IFAD y FAO, 2004).
1.2.6.1 Uso en productos alimentarios
En la industria de alimentos el almidón, tanto nativo como modificado, tiene un papel
importante en la textura de varios preparados al aportar palatabilidad y aceptabilidad.
Como medio de moldeo, para caramelos de frutas, rodajas de naranja y gomas
de mascar.
Como dador de cuerpo, imparte textura y estabilidad a caramelos y masmelos.
Como agente para espolvorear, combinado con azúcar pulverizada en gomas,
caramelos y gomas de mascar.
Como protector contra la humedad, de diversos productos en polvo como
azúcares- pues los almidones absorben humedad sin apelmazarse.
Como espesante, da cuerpo y textura al alimento preparado; para sopas,
alimentos para infantes, salsas, gelatinas sintéticas.
25
Como agente coloidal, imparte textura, sabor y apariencia. La cocción del
almidón produce una solución coloidal estable, compatible con otros
ingredientes en productos alimenticios.
Como aglutinante, para el ligamento de componentes. En la preparación de
salchichas y embutidos cocidos.
Como emulsificante, produce una emulsión estable en la preparación de
mayonesas y salsas similares.
Como estabilizador, por su elevada capacidad de retención de agua es usado en
productos mantecados-helados.
En la mezcla con harinas para bajar el contenido de proteínas y la fuerza del
gluten en panaderías. En la fabricación de galletas para aumentar su propiedad
de extenderse y crujir, además de ablandar la textura, aumentar el sabor y evitar
que se pegue.
En la preparación de bocadillos extruidos y expandidos.
1.2.6.2 Industria de edulcorantes
Dado que el almidón es un polímero formado por miles de unidades de glucosa su
rotura produce glucosa como producto final. Los hidrolizados comerciales de almidón
son clasificados de acuerdo al equivalente de dextrosa (DE) de los jarabes.
Las maltodextrinas tienen un equivalente de dextrosa menor de 20. Los jarabes que
tienen equivalentes de dextrosa entre 30-38 contienen principalmente dextrinas lineales
y ramificadas de alto peso molecular. Los jarabes de alta conversión contienen 75-85
por ciento de unidades de glucosa, maltosa y maltotriosa. Pueden obtenerse
maltodextrinas, jarabes de glucosa, dextrosa y fructosa cristalina y jarabes de alta
fructosa. Cada uno de estos jarabes tiene sus propias características y aplicaciones.
Las maltodextrinas son usadas en gran variedad de alimentos, incluyendo mezclas
secas para sopas y frutas saborizadas, bebidas lácteas, helados y mezclas para tortas.
Se usan como sustitutos de grasa y encapsulantes de aroma y sabor.
Los jarabes de glucosa son usados principalmente en confitería y también para
elaborar salsas enlatadas, jugos de tomate, dulces y encurtidos. Además son usados
26
en la industria de adhesivos y en fundición y son la materia prima para la manufactura
de alcohol, bebidas alcohólicas (cerveza, güisqui, vodka), ácido acético, acetona, jarabe
defructosa, glutamato monosódico; de ácidos carboxílicos tales como ácido cítrico,
láctico, butírico, succínico, glutámico, glucónico y propiónico, entre otros, y de
carbohidratos hidrogenados como sorbitol y manitol, el primero de ellos usado en la
producción de vitamina C y como base de alimentos para diabéticos y el segundo
usado como endulzante con bajo contenido de calorías.
La dextrosa es usada en la industria de alimentos panificados y sirve como azúcar
fermentable y también contribuye a realzar el sabor y aroma y a dar el color de la
corteza. En confitería, la dextrosa evita la cristalización de la sacarosa y disminuye la
higroscopicidad del producto terminado. En la industria láctea, es usada en postres
congelados para controlar la excesiva dulzura y mejorar el sabor. En la industria
farmacéutica, es usada en la producción de tabletas y en la formulación de líquidos
intravenosos.
Los jarabes de alta fructosa, han desplazado en su mayoría a los jarabes de glucosa
en la industria de bebidas no alcohólicas y son usados en la fabricación de bebidas
carbonatadas y no carbonatadas. Su función es producir dulzura a bajos niveles y
también balancear los sabores y ácidos para dar un producto aceptable. Son también
usados en la elaboración de frutas en conserva, mermeladas, gelatinas y en la industria
de panificación. Los jarabes sólidos obtenidos por evaporación de los jarabes de
hidrolizados de almidón, son ampliamente usados en alimentos dietéticos debido a sus
bajo valor calórico.
1.2.6.3 Utilización de los almidones en productos cárnicos
Los almidones se utilizan habitualmente en productos emulsificados como
salchichas y bolognas, en carnes masajeadas y curadas. También estos ingredientes
se han utilizado en la cobertura de productos restructurados, conformados, prefritos y
congelados.
Keeton en 1991, estudio el efecto de la fécula de papa y la harina de papa sobre
las propiedades químicas y sensoriales de las salchichas Frankfurt. Estos estudios
27
demostraron que la fécula de papa al1,5 % más la harina de papa al 1,5 % o 3 % de
fécula de papa, pueden utilizarse como extensores en la formulación de las salchichas
Frankfurt sin modificar las propiedades químicas y sensoriales del producto terminado.
Para todos los atributos de calidad sensorial analizados, los productos experimentales
fueron iguales o superiores a la muestra patrón (harina de trigo al 3 %).
Se ha comprobado que la adición de almidones, en sistemas de carnes de res
restructuradas mediante mecanismos de gelificación: con alginato de sodio y carbonato
de calcio (AS/CC), incrementan los rendimientos en cocción, sin afectar las
características ligantes de los productos (Patil y col., 1995).
Shand y col., 1993, encontraron que la adición de estos almidones permite
incorporar un mayor porcentaje de agua al sistema incrementando su rendimientos. Sin
embargo, la capacidad ligante de los productos disminuye.
Se evaluaron los efectos del almidón de maíz (2 y 4 %) y el almidón de papa (2 y 4
%) sobre las propiedades texturales y características sensoriales de los embutidos tipo
mortadela para personas celíacas. Estos autores demostraron que las dosis empleadas
de almidón de maíz, no aumentaron la textura de los productos, contrario al almidón de
papa, cuya dosis máxima de empleo (4 %), tuvo un efecto significativo sobre la textura
de estos, obteniéndose un producto de buena calidad.
1.3 Emulsiones Cárnicas
Según Sánchez, 1984, una emulsión es una mezcla de dos líquidos inmiscibles, uno
de los cuales se encuentran disperso en forma de glóbulos pequeños en el otro líquido.
La parte en forma de glóbulos pequeños se conoce como la raíz dispersa y el líquido
en el cual los glóbulos están dispersos se conoce como la fase continua. Este sistema
es inestable a menos que se incluya un agente modificador o estabilizante.
Las emulsiones cárnicas contienen los siguientes elementos:
Agua: Es la sustancia química presente en mayor cantidad (50-60%) en el producto
final. Puede agregarse de dos maneras: ligada a los ingredientes cárnicos y como
hielo o agua ligada dependiendo de la temperatura de la mezcla en el momento de
ser añadido.
28
Grasa: Constituye la fase discontinua de una emulsión y puede provenir de la carne
o ser también adicionada en forma de tocino en la emulsión. La grasa
principalmente contribuye a darle blandura y jugosidad a los embutidos, así como
sabor, olor y color al producto final.
Proteínas: la fracción proteica más importante de los ingredientes de una emulsión
cárnica es la proteína miofibrilar; está representada por la miosina, la troponina y
actina. Las proteínas miofibrilares son proteínas solubles en solución salina y esta
propiedad facilita su extracción y solubiliza en procesamiento de la carne por adición
de sal en porciones de 2 a 3%.las proteínas especialmente las miofibrilares, son las
que contribuyen a que una emulsión se estabilice, al actuar como agente
emulsificante.
Las proteínas son responsables de la capacidad de ligazón. Este término hace
relación al poder de adherencia que tienen las partículas de la carne en la emulsión a
su capacidad de retención de agua.
Sal: dentro de sus principales funciones encontramos:
Contribuir a la extracción de proteínas solubles de la carne
Aportar sabor
Actúa como conservante.
1.3.1 Materias primas
Se presentará a continuación una breve descripción de las materias primas usadas
comúnmente para la elaboración de los embutidos crudos.
1.3.1. 1 Carne y grasa
Parte muscular de los animales de abasto constituida por todos los tejidos blandos
que rodean el esqueleto incluyendo nervios, y aponeurosis, y que haya sido declarada
apta para el consumo humano antes y después de matanza o faenado por la inspección
veterinaria oficial. Además se considera carne al diafragma, no así, los músculos del
aparato hiodeo, corazón, esófago y lengua, (NTC 1325, 1996).
29
Ingrediente principal de los embutidos es la carne que suele ser de cerdo o vacuno,
aunque realmente se puede utilizar cualquier tipo de carne animal. También es bastante
frecuente la utilización carne de pollo. La grasa de la carne tiene un gran valor
nutricional por tener un aporte energético; el agua como regulador de la temperatura
corporal y medio de transporte de los nutrientes y el oxígeno; las sales minerales y
vitaminas son los reguladores de los diferentes procesos metabólicos.
Las características de la carne de vacuno son:
Grasa intramuscular: contribuye al buen sabor, jugosidad y aroma.
Color: El color de la carne varía de rosado pálido hasta rojo oscuro y el color de la
grasa varía de blanca a amarilla.
Firmeza: tiene cierta consistencia.
Textura: es la sensación que percibe el consumidor frente a la carne y que abarca
un conjunto de impresiones tanto visuales como táctiles. Esta relacionada con
parámetros como firmeza, terneza, CRA, jugosidad y color.
Terneza: es una cualidad física esencial de la carne, pues con ella se valora la
facilidad de trinchado y masticado de la misma. Se determina por la proporción de
colágeno en el tejido conjuntivo que rodea el músculo, estructura y estado de
contracción de las fibras musculares y de sus haces, edad del sacrificio, sexo, frío
en los fenómenos de congelación, el calcio, añejamiento de la carne.
Aroma: en la carne existen fracciones volátiles y no volátiles; la mayor parte de los
compuestos volátiles responsables del aroma son derivados de los lípidos,
(Carballo, B. 1991).
La carne de cerdo al igual que la carne de res posee características propias que
dependen de niveles de calidad:
Carne de cerdo con poca grasa y tendones: Musculatura esquelética de cerdo que
posee por su composición poca cantidad de grasa y de tendones y su contenido ha
sido reducido por la adecuada limpieza.
Carne de cerdo desprovista en partes de grasa: Carne con la proporción de grasa
correspondiente a una canal no excesivamente engrasada, desprovista en parte de
la grasa de aguja, de grasa dorsal y de panceta.
30
Carne de cerdo con abundante cantidad de grasa: Carne con una proporción de
grasa acorde con la grasa de la panceta, no extremadamente gruesa, (Wirth, F.,
1992).
Grasa: Es el tejido adiposo de los animales de abasto y sus funciones son dar
sabor, aroma, color y jugosidad a los productos cárnicos. La más utilizada es la
grasa de cerdo.
En los animales hay dos tipos de grasa que son la orgánica que encuentra en el
riñón, las viceras y el corazón; es una grasa blanda que sirve para obtener manteca.
La grasa de los tejidos como la dorsal, la de la pierna y la papada, es una grasa
resistente al corte o dura, se utiliza para la elaboración producto cárnico y la
obtención de la manteca. La calidad de la grasa para la industria cárnica se valora
de acuerdo con su blancura, dureza, resistencia a la fusión y al enranciamiento.
1.3.1.2 Sal común
El cloruro de sodio o sal común (NaCl) es el aditivo más antiguo empleado en las
carnes. Existen dos tipos principales de sal: la de mar y la de mina: La primera no es
recomendable para la elaboración de embutidos porque contiene un gran numero de
impurezas. Es conveniente, por tanto, utilizar solo sal de alta pureza, principalmente
libre de metales pesados. La composición media comercial de la sal es: humedad 0.6%,
sales de sodio 99 – 99.2 %, sales de magnesio 0.2 – 0.3 %, sales de calcio 0.3 % y en
algunos casos con yodo y flúor (ICTA, 1998).
Las funciones que realiza la sal en un embutido son:
Sabor. En niveles inferiores a 2.5%, la sal presenta un sabor aceptable para el
consumidor y brinda un gusto salado característico en los embutidos (ICTA,
1998).
Efecto bacteriostático. Especialmente contra coliformes debido a que con su
adición disminuye la actividad de agua del producto, aunque este efecto es solo
parcial debido al nivel de uso (menor al 2.5%). A concentraciones de 10% inhibe
el crecimiento de múltiples microrganismos, a concentraciones de 5% su acción
se siente frente a los anaerobios. Debido a la evolución del gusto de los
31
consumidores se ha disminuido la dosis a valores de 3 % o menos, por lo cual se
hace necesaria la utilización de otros procedimientos (ICTA, 1998).
Extracción de proteínas solubles en sal y retención de humedad, con lo que se
disminuye la actividad de agua. Solubilización de la actomiosina, con lo que se
aumenta la Capacidad de Retención de Agua. Este efecto alcanza un máximo a
una concentración aproximada del 4% (ICTA, 1998).
Efecto pro-oxidante si la sal tiene trazas de metales pesados, especialmente el
hierro, que actúan como catalizadores. Esto explica la necesidad de usar sal de
alta pureza (ICTA, 1998).
La sal es altamente higroscópica, por lo que es recomendable mantenerla en lugares
secos y en envases cerrados para facilitar el manejo y evitar errores en la dosificación.
En la mezcla se usa por lo general entre 2-3%. Contenidos mayores inhiben el
crecimiento de bacterias acidolácticas y pueden potenciar el crecimiento de
microorganismos halotolerantes patógenos como Staphylococcus aureus.
1.3.1.3 Nitritos y nitratos
Se usan en la industria cárnica como aditivos, principalmente con dos fines (Casas y
col., 1991):
Estabilizar el color rojo de la carne curada.
Desarrollar el aroma y el sabor típicos cuando está presente en bajas cantidades
Adicionalmente, los nitritos ejercen una acción bactericida, principalmente contra
esporas anaeróbicas (Clostridium botulinum,) y poseen un efecto antioxidante en las
grasas del embutido (Casas et al., 1991; ICTA, 1998). La acción del nitrito contra
diferentes microrganismos patógenos lo vuelve irremplazable a la fecha.
El uso de nitritos puros resulta sumamente riesgoso, por lo que se recomienda la
aplicación de sales de curación comerciales de alta calidad como el polvo praga o sal
curante en donde el nitrito se presenta en mezcla con sal a un porcentaje aproximado
de 6%. Es posible pedir a las casas comerciales mezclas con nitratos, sin embargo, en
la actualidad es más común el uso de sales con nitritos solamente, ya que los procesos
de producción son muy rápidos y no hay tiempo suficiente para el desdoblamiento del
32
nitrato. Este último, se reserva para la elaboración de productos madurados muy
tradicionales donde el tiempo de proceso es largo.
El nitrito también tiene actividad antioxidante. Aun cuando no se conoce totalmente
el mecanismo de esta propiedad, el efecto antioxidante es notable, al grado de que
muchos de los productos curados no requieren el uso de otros compuestos
antioxidantes específicos como BHA (hidroxian isolbutilado), BHT
(hidroxitoluenobutilado) o TBHQ (Butilhidroquinona terciaria).
Por otro lado, en un estudio realizado en 1995, se concluyó que el crecimiento de
bacterias acidolácticas adicionadas fue retardado, cuando la concentración del nitrato
era de 100 p.p.m. y la de nitrito de 125 p.p.m. Sin embargo, si el contenido de estas
sales se reducía a la mitad, esta concentración promovia el crecimiento de bacterias del
ácido láctico y el resultado se reflejó en un gran descenso del pH. En esta
investigación, se observo que los micrococcus no son afectados por las sales de curado
y que para lograr el color típico de madurado se necesitan únicamente 25 p.p.m. de
nitrito y 50 p.p.m. de nitrato (Zeuthen, 1995).
La NTC permite el uso de nitrato de sodio y de potasio en productos cárnicos
procesados, madurados únicamente en cantidades máximas hasta de 200 mg/Kg
residuales. En cuanto al nitrito de sodio y potasio, su uso se permite hasta 200 mg/Kg
residuales.
1.3.1.4 Agentes reductores
Permiten acelerar notablemente la velocidad de la reacción de curado y evitan que
se formen nitrosaminas cancerígenas por interacción inadecuada del nitrito y proteínas,
además de tener acción antioxidante aunque es mínima gracias a que desaparece
rápidamente. Estos agentes reductores generan las condiciones de oxido-reducción
(potencial redóx) necesarias para cumplir con su función. Los compuestos más
utilizados son el ácido ascórbico y eritórbico, así como sus sales de sodio: ascórbato y
eritórbato de sodio, las cuales son más estables que los ácidos correspondientes
siendo empleadas con mayor frecuencia.
33
Dos puntos importantes a considerar con relación al uso de agentes reductores son
los siguientes:
1. No pueden reducir el nitrato a nitrito. Esta acción sólo se lleva a cabo por medio
de enzimas bacterianas.
2. Nunca debe mezclarse, para el almacenamiento, el ascórbato y el eritórbato con
sales de curación.
En la práctica es más ventajoso el empleo del ascórbato sódico dada su capacidad
reductora suave, ya que una adición de ácido ascórbico, combinado con otras
sustancias reductoras como glucosa, ocasiona un descenso intenso del potencial redox,
que actúa de manera nociva sobre la estabilidad del color (Coretti, 1971) y provoca una
disminución excesiva del pH.
La norma técnica colombiana permite para ácido ascórbico, ascórbato de sodio y
eritórbato de sodio en cantidades máximas de 0.05 % m/m en productos en proceso,
siempre que se utilicen nitritos.
1.3.1.5 Fosfatos
Los fosfatos son las sales del ácido fosfórico (P2O5). Entre los más empleados en la
industria cárnica están los fosfatos simples (ortofosfatos), monofosfatos, difosfatos y
polifosfatos. Ejemplos de ellos son Fosfato monosódico y monopotásico, Fosfato
disódico y dipotásico, Pirofosfato ácido de sodio, Tripolifosfato de sodio y de potasio,
Pirofosfato tetrasódico y tetrapotásico, Hexametafosfato de sodio. Entre las funciones
que otorga a los productos cárnicos cocidos tenemos:
Aumentar la capacidad de retención de agua (CRA), que se potencia con el uso de
sal común. Los polifosfatos tienen la propiedad de modificar el pH del medio al que se
adicionan. En la carne, los polifosfatos utilizados aumentan el pH hasta en 0.5
unidades, lo que ocasiona que el pH se aleje de su punto isoeléctrico, aumentando su
CRA en el musculo. Los fosfatos atrapan iones del calcio, que son los que mantienen
las fibrillas musculares unidas unas a otras tan firmemente que no hay suficiente
espacio para que las moléculas de agua se fijen entre ellas. Conforme las fibrillas se
34
van separando se incrementa la CRA. En estos embutidos esta no es una propiedad
deseable, por lo que se usan polifosfatos ácidos que no elevan el pH.
1.3.1.6 Potenciadores de sabor
Son un grupo de aditivos que tienden a modificar la intensidad de percepción de un
sabor en especial, resaltándolo o reforzándolo, más que impartir un sabor característico
por sí mismos (ICTA, 1998). En la Norma Técnica Colombiana (NTC 1325), se
presentan como acentuadores de sabor. Entre los más usados están el glutamato
monosódico (GMS), hidrolizados de proteínas, hidrolizado de levaduras y nucleótidos.
El GMS es un resaltador de todos los sabores -no es específico-, por lo cual no se
recomienda su uso en la elaboración de productos cárnicos económicos –en los que se
realzaría el sabor de harinas y demás ingredientes usados para disminuir costos de
producción-. La Norma Técnica Colombiana no especifica la cantidad en la que han de
ser usados.
1.3.1.7 Colorantes
Deben ser preferiblemente de origen vegetal y su función es modificar el color de los
productos cárnicos a la totalidad deseada.
1.3.1.8 Otros
En algunos casos, para acelerar la fermentación se recurre al uso de la glucono - -
lactona –en especial para los embutidos con baja acidificación-, aunque como una de
sus desventajas se cuente el aroma ácido no muy agradable para el consumidor
(Vösgen, 1994).
Para productos cárnicos en Colombia se permite el uso de sustancias antioxidantes
(como BHA y BHT), ablandadores de carnes, antiespumante, inhibidores del
crecimiento de mohos y levaduras, principalmente. Se pueden usar también sustancias
35
que inhiben el crecimiento de hongos en la superficie externa del embutido, tales como
sorbato de potasio (Campbell y Platt, 1995).
1.3.1.9 Tripas
Las tripas, además de protección dan forma y estabilidad al embutido. Pueden
ser naturales o artificiales. Las tripas naturales son las membranas naturales de los
animales de abasto (generalmente el intestino delgado de animales como el cerdo,
vaca y cordero) que se usan para contener los alimentos con exclusión de espacios
libres, previa adecuación (que incluye el vaciado de contenido intestinal y grasa,
volteado, lavado, salazón o secado y estandarización) (NTC). Su desventaja principal
radica en la estandarización de calibre, así como en la deficiencia de los procesos
anteriormente mencionados, que conducen a tripas altamente contaminadas.
Las tripas artificiales son materiales tubulares elaborados a partir de materias primas
grado alimenticio, sintéticas y/o naturales que pueden ser comestibles o no, que se
utilizan para contener los alimentos con exclusión de espacios libres. Estas tripas son
seguras microbiológicamente y están disponibles en variados calibres estandarizados.
Para estos productos se usan tripas naturales o artificiales comestibles elaboradas
de colágeno. Las tripas artificiales no se elaboran en el país pero son distribuidas por
Viscofan (en sus presentaciones Naturin; Colfan).
Una de las características primordiales para estas tripas es la permeabilidad: han de
permitir fácilmente la transferencia de agua desde la pasta hasta el aire de la cámara de
secado.
Muchas tripas son conservadas en sal naturales. Por ello, y para recuperar su
elasticidad y algunas propiedades mecánicas, se introducen en soluciones –por lo
general salmuera- adecuadas durante algunos minutos antes de su uso (Coretti 1971).
1.4 Factores que afectan la estabilidad de emulsiones cárnicas
Son varios los factores que influyen en la estabilidad de una emulsión cárnica, entre
ellos tenemos:
36
1.4.1 La calidad y la composición de las materias primas
El principal ingrediente es la carne fresca, con un gran contenido de proteína
miofibrilar. Cuando hay una alta proporción de tejido conectivo, especialmente de
colágeno, la grasa es cubierta por este tejido, pero durante la cocción el colágeno se
convierte en gelatina, resultando grasa sin emulsificar y partículas de gelatina en el
producto terminado lo que causa un defecto en la calidad. La grasa debe ser dura,
blanca y fresca, el agua y los demás ingredientes con las características propias.
1.4.2 La temperatura
En el proceso de emulsificación (Cuteado) hay una gran fricción de la carne con las
cuchillas y las proteínas pueden desnaturalizarse o quemarse. La temperatura máxima
y límite es 14 ºC según María Mercedes Rodríguez, lo que se puede controlar con la
adición de hielo en forma de escarcha y mantener las cuchillas del cutter bien afiladas.
Si la temperatura en el escaldado o tratamiento térmico supera los 75 – 80 ºC, la
proteína se desnaturaliza y se encoge demasiado, perdiendo su función protectora de la
emulsión, lo que hace que esta se separe o rompa. Es de vital importancia el manejo de
las temperaturas de almacenamiento de las materias primas, sobre todo la cadena de
frio de las carnes y grasa, para evitar contaminación de las mismas.
1.4.3 Tiempo
De fragmentación o emulsificado: si hay exceso de corte en el cutter, las partículas
de grasa serán cada vez más pequeñas de tal forma que se necesitara más proteína
para cubrir las superficies de las partículas grasas. La grasa que no alcanza a ser
cubierta formará emulsiones inestables, apareciendo grasa suelta en el producto,
37
que es un defecto crítico de calidad; el tiempo adecuado para una emulsión es de 45
min.
De cocción o escaldado: Dependiendo del tamaño y el diámetro del embutido,
tendrá un tiempo óptimo de escaldado. Si se excede de este tiempo hay pérdida de
agua, la proteína se reduce y hay inestabilidad de la emulsión. El tiempo de
exposición al calor depende de la temperatura interna del producto, finalizando al
alcanzar 68 ºC internamente, evitando sobre cocción y desnaturalización de
proteína.
1.4.4 Cantidad de sal
Puede afectar la solubilidad de la proteína. La extracción máxima de la proteína está
en salmueras al 10%, aunque esto no es posible por limitaciones de sabor; una
concentración adecuada puede ser del 2 – 2.8%.
1.4.5 Formulación
La proporción de los diferentes ingredientes es muy importante para lograr una
buena emulsión cárnica. En emulsiones con un contenido de grasa del 30%, el agua no
debe ser menor del 16% para emulsiones preparadas con carne fresca y del 21%
cuando se utilizan carnes congeladas.
Una parte de proteína puede emulsificar 2.5 partes de grasa y puede retener cuatro
partes de agua, por lo que debe tenerse en cuenta esta relación para realizar las
diversas formulaciones.
Cuando la proteína de la carne es insuficiente para garantizar la formación de la
emulsión, se puede utilizar otras proteínas de origen animal como el caseinato de sodio
y proteína vegetal de soya.
Los polifosfatos tiene una gran acción sobre el poder emulsificante de las proteínas,
por su acción disociativa del complejo actomiosina, que se forma durante la
maduración de la carne.
38
pH: el adecuado para emulsiones cárnicas debe estar entre 5.8 y 6.4; pH bajos
producen emulsiones de menor calidad y rendimiento.
El orden de adición de los ingredientes para elaborar una emulsión cárnica en el
cutter es:
1. Extracción de las proteínas: la carne molida puede estar presalada, curada o se le
adiciona la sal nitrada sobre la carne y el 34% de agua, en forma de hielo, formando
una solución salina para extraer la proteína, aunado al cuteado. Posteriormente se
agregan los fosfatos para terminar la extracción y solubilización de las proteínas, luego
los condimento y demás ingredientes.
2. Formación de la emulsión: Sé adición la grasa y 33% de hielo, hasta obtener una
pasta homogénea.
3. Adición de ligantes y rellenos: Como harina de trigo, quinua, almidones, etc. Como
está tiene una temperatura alta, es recomendable dejar un 5 –10% del hielo de la
formulación, para evitar el calentamiento y rompimiento de la emulsión.
4. Adición de granulados (proteína texturizada y/o hidratada): Los gránulos se adicionan
molidos, picados o triturados, hidratados y bien fríos y se debe mezclar perfectamente
para una distribución en la masa emulsificada.
1.5 Antecedentes de la investigación
Tischer y col. (2003), analizaron cómo se puede llegar a un estándar en el poder de
expansión deseado del almidón agrio de yuca, mezclando raíces de yuca o almidones
de diferentes calidades. Los resultados mostraron que al procesar raíces de variedades
con alto y bajo poder de expansión, se obtiene un almidón con una calidad intermedia.
Así mismo, al mezclar almidones agrios de diferentes calidades se obtuvo un producto
con un poder de expansión entre aquel de las componentes que entran en la mezcla.
Alvis y col. (2008), estudiaron las propiedades fisicoquímicas, morfología y los
viscoamilogramas de almidones nativos de ñame, yuca y papa. Previo a las
determinaciones, las muestras fueron secadas hasta peso constante; los resultados
mostraron que el contenido de cenizas, amilosa, la temperatura de gelatinización y la
viscosidad fue inferior en el almidón de yuca; la grasa mostró diferencias entre yuca y
39
papa. Se encontró diferencia significativa en el índice de absorción de agua en ñame,
papa y yuca. El índice de solubilidad en agua y la facilidad de cocción fueron similares
entre ambos almidones; mientras el incremento en la viscosidad de la pasta fue mayor
en ñame y papa. Igualmente, se observaron diferencias en la forma y tamaño del
gránulo. Estos cambios en las propiedades, la viscosidad y la morfología, pueden influir
en la fabricación y producción de productos alimentarios y no alimentarios derivados de
estos almidones. Esta investigación es de gran aporte para el presente proyecto, puesto
que sirve como parámetro de comparación de las características objeto de estudio entre
los diferentes tubérculos.
Hernández y col. (2007), evaluaron las propiedades fisicoquímicas y funcionales de
almidones de tubérculos: makal (Xanthosoma yucatanensis), camote (Ipomea batata),
yuca (Manihot esculenta Crantz) y sagú (Maranthaa rundinacea). Los resultados
arrojaron que los almidones de camote y yuca pueden ser incluidos en sistemas
alimenticios como espesantes, estabilizantes y gelificantes en alimentos refrigerados y
congelados.
La Corporación Colombiana de Investigación Agropecuaria – CORPOICA, con la
cofinanciación del Programa Nacional de Transferencia de Tecnología Agropecuaria –
PRONATTA (2003), desarrolló un modelo de agroindustria rural para la elaboración de
harina y almidón a partir de raíces y tubérculos promisorios, con énfasis en los casos de
achira (Cannaedulis), arracacha (Arracacia xanthorriza) y ñame (Dioscoreasp). Este
trabajo permitió brindar alternativas tecnológicas para la valorización de la producción
campesina mediante un sistema flexible e integrado de proceso para la producción de
harina y almidón a nivel de agroindustria rural.
Montañez y col. (2007), elaboraron y evaluaron la sustitución de harina de trigo por
harina de quinua desaponificada cien porciento (100%) (chenopodium quinoa, wild) en
una salchicha tipo Frankfurt, los resultados arrojaron que efectivamente la inclusión de
harina de quinua aumenta la cantidad de proteína del producto y no altera las
características sensoriales del mismo. En relación a los valores de pH estos oscilan
entre 6.6 – 6.8, lo cual aseguró la capacidad de fijación del agua en el producto,
cumpliendo con el mínimo exigido por la norma ICONTEC 1325, referente a los
requisitos fisicoquímicos para productos cárnicos procesados cocidos, lo cual reporta
que el valor mínimo aceptado es de 5.8.
40
Keeton (1991), estudió el efecto de la fécula de papa y la harina de papa sobre las
propiedades químicas y sensoriales de las salchichas Frankfurt. Estos estudios
demostraron que la fécula de papa al 1,5 % más la harina de papa al 1,5 % o 3 % de
fécula de papa pueden utilizarse como extensores en la formulación de las salchichas
Frankfurt sin modificar las propiedades químicas y sensoriales del producto terminado.
Para todos los atributos de calidad sensorial analizados, los productos experimentales
fueron iguales o superiores a la muestra patrón (harina de trigo al 3 %).
Guevara y col. (2008), Utilizó almidón de papa y gel de pectina en la preparación
de salchicha baja en grasa. La evaluación sensorial de las salchichas sustituidas con
almidón de papa resultó aceptable a diferencia del otro sustituto empleado.
Ferrer y col. (2000), evaluaron el uso del exudado gomoso de Cedrela odorata en
la preparación de productos cárnicos de baja concentración de grasa para mejorarles el
rendimiento y la estabilidad. El rendimiento del jamón se comparó usando goma,
almidón y harina de trigo. Los resultados indicaron que la harina de trigo y el almidón
mejoraron significativamente el rendimiento del jamón (P < 0,05), siendo mayor cuando
se utilizó el almidón.
41
CAPITULO II
MATERIALES Y METODOS
2.1 Población
Se empleó almidón obtenido a partir de la malanga (Colocasia esculenta); de las
variedades blanca y morada.
La carne de res y cerdo y la grasa dorsal del cerdo fueron obtenidas en el mercado
público de la ciudad de Valledupar – Cesar.
Los ingredientes y aditivos utilizados en el proceso de fabricación de la salchicha
Frankfurt, se obtuvieron en la distribuidora de insumos químicos tena.
La investigación se llevó a cabo en las plantas pilotos y laboratorios de Bromatología
de las Universidades UNAD y UPC del departamento del Cesar- Colombia.
2.2 Diseño experimental
La investigación fue experimental, se manipularon dos variables independientes y
se analizó el efecto sobre las variables dependientes conservando un control del
proceso por medio de la equivalencia de grupos (Rojo, 2006).
Inicialmente se evaluaron las características fisicoquímicas, morfológicas y
viscosidad del almidón extraído de la malanga (Colocasia esculenta) de las variedades
blanca y morada. Posteriormente se evalúo el efecto que tiene la sustitución de harina
de trigo por almidón de malanga en las características de una salchicha tipo Frankfurt.
Se evalúo el rendimiento por cocción y aceptabilidad de salchichas tipo Frankfurt
elaboradas con diferentes niveles de sustitución (50%, 75% y 100%) de harina de trigo
por almidón de malanga (Colocasia esculenta), de las variedades blanca y morada.
Las variables independientes o factores fueron dos (2), los agentes de relleno o
ligantes (dos niveles): almidón de malanga variedad blanca y almidón de malanga
42
variedad morada y los porcentajes de sustitución (tres niveles): 50%, 75% y 100% y un
control con 100% de harina de trigo. Se desarrolló un diseño factorial 2 x 3 con tres
repeticiones en un diseño experimental completamente al azar. Cada muestra se
analizó por triplicado. Se realizó un análisis de varianza para encontrar diferencias
significativas entre los tratamientos. Las variables respuesta fueron la aceptabilidad y el
rendimiento por cocción.
El modelo estadístico empleado fue:
Үijk = µ + ti +cj+ tcij+ξijk
Donde:
Үijk: Observación k-esima para el tratamiento donde el tipo de relleno está en el
nivel i y el nivel de sustitución está en el nivel j.
µ: Media General.
ti: Efecto principal del nivel i del tipo de relleno
cj: Efecto principal del nivel j del nivel de sustitución
tcij: Efecto de la interacción del nivel i del tipo de relleno con el nivel j del nivel
de sustitución.
ξij: Error experimental asociado al i-esimo tratamiento en la j-esima repetición.
Se definieron los siguientes tratamientos para la elaboración de la salchicha:
T1 = Mezcla 3,5% de almidón de malanga blanca– 3,5% harina de trigo (50% de
sustitución).
T2 = Mezcla 5,25% de almidón de malanga blanca– 1,75% harina de trigo (75% de
sustitución).
T3 = 7% almidón de malanga blanca (100% de sustitución).
T4 = Mezcla 3,5% de almidón de malanga morada – 3,5% harina de trigo (50% de
sustitución).
T5 = Mezcla 5,25% de almidón de malanga morada – 1,75% harina de trigo (75% de
sustitución).
T6 = 7% almidón de malanga morada (50% de sustitución).
T7= Patrón (7% harina de trigo)
Los datos obtenidos en este estudio fueron analizados usando el programa
43
computacional Statgraphics. Se aplicó un análisis de varianza (ANOVA) empleando el
SAS (2003) para detectar diferencia entre medias. Las medias por tratamiento fueron
comparadas utilizando las pruebas de diferencia mínima significativa. Se aceptaron
diferencias a un nivel de probabilidad del 5%.
2.3 Definición de variables
La definición de estas variables se establece en el tabla 4. Tabla 4. Definición de Variables
Independientes
tipos de relleno o ligante y el nivel de sustitución de la harina de trigo
Dependientes Pérdidas por cocción y la aceptabilidad del producto.
2.4 Procedimiento
2.4.1 Obtención del almidón de malanga (Colocasia esculenta)
El almidón se obtuvo siguiendo la metodología propuestas por Medina y col. (2007).
Se utilizaron rizomas frescos de malanga blanca y morada por separado, los cuales se
pelaron y se cortaron en cubos de aproximadamente 3 cm por cada lado, luego se
molieron en un procesador de alimentos (Moulinex), durante 2 minutos, para reducir el
tamaño de partícula. La lechada de almidón fue filtrada en coladores de tela plástica
(malla 80), para eliminar la fibra y otras partículas, el filtrado se dejo sedimentar durante
4 horas a temperaturas de 4 °C. Transcurrido este tiempo, la mayor parte del líquido
sobrenadante se decantó y la lechada de almidón se lavo tres veces con agua
destilada, centrifugando en el último lavado, con la finalidad de recuperar el almidón
sobrenadante. Posteriormente, se seco en una estufa de convección a 55 °C, durante
44
24 horas. Luego se procedió a almacenar el almidón en frascos plástico con cierre de
tapa hermética para su posterior uso.
Figura 2. Diagrama de flujo del proceso de obtención del almidón de la malanga (Colocasia esculenta).
2.4.2 Elaboración del Producto Cárnico (salchicha tipo Frankfurt)
La manufactura de las salchichas se llevo a cabo en las plantas pilotos de carne de
la Universidad Popular del Cesar, siguiendo la metodología desarrollada por Aguinaga y
col., (1997).
EXTRACCIÓN
CORTADO Y MOLIENDA
RECEPCIÓN DE LA MATERIA PRIMA
LAVADO Y PELADO
SEDIMENTACION A 4ºC
ACONDICIONAMIENTO
SECADO (12 – 13% HUMEDAD)
PESADO Y CLASIFICACIÓN
CASCARA, IMPUREZAS Y AGUA
FILTRADO
AGUA
AGUA
45
2.4.3 Formulaciones
Para la realización del siguiente estudio se elaboraron 35 Kg. de salchicha tipo
Frankfurt, proveniente de siete diferentes formulaciones, variando en un 50, 75, 100%
los niveles de almidón de malanga de las variedades blanca y morada como remplazo
de la harina de trigo. En la tabla 5, se especifican los diferentes tratamientos con la
correspondiente inclusión o combinación en el caso de los dos extensores (harina de
trigo y almidón de malanga). El porcentaje de aditivos se mantuvo igual en todos los
tratamientos.
Tabla 5. Formulaciones de salchicha tipo frankfurt con diferentes inclusiones de almidón de malanga (Colocasia esculenta), y harina de trigo
Materias primas T1
T2
T3
T4
T5
T6
T7
Carne magra de res
25% 25% 25% 25% 25% 25% 25%
Carne magra de cerdo
25% 25% 25% 25% 25% 25% 25%
Grasa de cerdo 15% 15% 15% 15% 15% 15% 15%
Hielo en escarcha 28% 28% 28% 28% 28% 28% 28%
H.T 3.5% 1.75% 0% 3.5% 1.75% 0% 7%
A.M.B 3.5% 5.25% 7% 0% 0% 0% 0%
A.M.M 0% 0% 0% 3.5 5.25% 7% 0%
TOTAL 100% 100% 100% 100% 100% 100% 100%
Sal nitrada (sobre el peso de la carne y la grasa)
2.5-2.6%.
2.5-2.6%.
2.5-2.6%.
2.5-2.6%.
2.5-2.6%.
2.5-2.6%.
2.5-2.6%.
Condimento unipack para salchicha tipo Frankfurt
1-1,2%
1-1,2% 1-1,2% 1-1,2% 1-1,2% 1-1,2% 1-1,2%
Fosfato para embutido (gramos por Kg de pastas)
0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2
Eritorbato (gramos por kg de pasta.)
0.03% 0.03% 0.03% 0.03% 0.03% 0.03% 0.03%
A.M.B = Almidón de malanga blanca. A.M.M = Almidón de malanga morada. H.T = Harina de trigo
46
Sal nitrada al 2.5 ó 2.6% sobre el peso de la carne y grasa. Refrigerar a 4°C por 18-24 horas
Con disco de 5 ó 10 mm de diámetro en el siguiente orden:
1. grasa para emulsión 2. carne granulada 3. carnes para emulsión, disco de 10 mm..
RECEPCIÓN DE LA MATERIA PRIMA
ADECUACIÓN
PRESALADO-CURADO
FORMULACIÓN
MOLIDO
FORMACIÓN DE LA EMULSIÓN
MEZCLADO
EMBUTIDO AMARRADO
SECADO
ESCALDADO
CHOQUE TÉRMICO ENFRIADO
REPOSO-MADURADO
PORCIONADO
EMPAQUE
CONTROL DE CALIDAD
Evaluación organoléptica= color, olor, textura, cantidad de grasa, pH y peso.
Limpieza externa, limpieza interna, troceado. Cubos de 5-10 cm
Pesado de ingredientes.
Carne presalada + hielo + fosfato + condimentos+ hielo+ grasa + eritorbato + hielo + ligantes (harina de trigo y/o almidón de malanga)
Pasta cárnica + carne granulada o molida.
En celofán calibre 28-20, salchicha de 12 cm de longitud.
En horno a 60-65°C por 20-30 minutos
El agua caliente a una temperatura de 70-75°C; tiempo de 25-30 minutos. Temperatura interna de 70°C.
En agua con hielo, por 5 minutos
En refrigeración 10°C por 12 horas
Bolsas preformadas al vacío de 250 y 500 g.
Separar cada salchicha con un cuchillo, sin dañar el empaque
Sellado al vacío de las bolsas, empaque
47
Figura 3. Diagrama de flujo del proceso productivo de la salchicha tipo Frankfurt. 2.5 Determinaciones analíticas del almidón de malanga (colocasia escuelanta) 2.5.1 Preparación de las Muestras
Previo a la determinación del análisis proximal, las muestras son secadas en una estufa
de vacío (VWR Scientific) a 55 ºC durante 16 horas hasta peso constante.
2.5.2 Análisis de propiedades físico-químicas
Para el análisis de las propiedades fisicoquímicas del almidón de malanga obtenido
se utilizaron las técnicas descritas a continuación:
2.5.2.1 Determinación de humedad
La determinación de humedad se realizó con el Analizador Halógeno de Humedad
HR83. Se configuró el analizador halógeno a una temperatura de 115°C, durante 60
minutos. Se taro el plato de aluminio, se peso 5.005 gramos de almidón de malanga
blanca y 5,142 gramos de almidón de malanga lila, cada una por separado, y se
distribuyeron uniformemente por el plato. El porcentaje de humedad se obtuvo por
diferencia de peso.
2.5.2.2 Determinación del contenido de fibra cruda
Se determinó el contenido de fibra cruda de acuerdo la técnica AOAC 962 (962.09,
1990). El volumen del sedimento medido depende, en cierto modo, de la finura de la
fibra. La presencia de cualquier indicio de fibra, pulpa u otra impureza son determinadas
por medio de una hidrólisis ácida moderada del residuo de la muestra.
48
Se pesaron por triplicado aproximadamente 3 gramos (g) de almidón de malanga de
las variedades blanca y morada sometiéndolo a digestión con acido sulfúrico al 1,25%
por 30 minutos. Luego se filtro la muestra y se lavo con hidróxido de sodio 1,25%,
calentando durante 30 minutos adicionales. Se filtró y se lavó con agua caliente,
finalmente se realizó un lavado con alcohol y luego con éter. El residuo se secó en
estufa hasta peso constante y posteriormente se enfrió. Se realizaron los cálculos
teniendo en cuenta:
(Pf – Pi (g)
% de Fibra cruda= --------------------- x 100
Pm (g))
Donde:
Pf: peso en gramos del crisol calcinado
Pi: peso en gramos del crisol vacío
Pm: peso de la muestra
2.5.2.3 Determinación del contenido de cenizas
Se determinó el contenido de ceniza de acuerdo la técnica (AOAC, 2000). Este
método analítico proporciona una estimación del material mineral presente en la
muestra de almidón incluyendo metales, sales y trazas de elementos; se utiliza la
pérdida gravimétrica por calentamiento.
Se pesaron aproximadamente 3 g de almidón de malanga de cada variedad por
triplicado en un crisol de porcelana previamente lavado, secado en un horno y pesado.
El crisol se coloca con la muestra en la mufla y se incineró a 550 °C durante 3 ½ h. Se
dejó enfriar el crisol y las cenizas en un desecador hasta tener peso constante. El crisol
se pesó con las cenizas, se calculó la cantidad de cenizas y los resultados se expresan:
(Pf – Pi (g) x 100
% de Cenizas = --------------------------------- Peso muestra (g) Cenizas (%) = Pf - Pi (g) × 100/Peso de muestra (g)
Donde:
49
Pf: peso en gramos del crisol calcinado
Pi: peso en gramos del crisol vacío
Pm: peso de la muestra
2.5.2.4 Cuantificación de nitrógeno total
Para la determinación del contenido de proteína se utilizó la técnica (AOAC, 2000).
El nitrógeno de las proteínas y otros compuestos se transforman a sulfato de amonio
por medio de la digestión con ácido sulfúrico en ebullición. El residuo se enfrió, se
diluyó con agua y se le agregó hidróxido de sodio. El amonio presente se desprendió,
se destiló y se recibió en una solución de ácido bórico, que luego es tituló con ácido
clorhídrico estandarizado.
Se tomaron 3 gramos de cada una de las muestras de almidón, se pusieron en los
tubos Kjeldahl se agregó 2 g de la mezcla catalizador y 4 ml de ácido sulfúrico
concentrado y se calentaron los tubos en el equipo Kjeldahl durante 30-45 minutos. Al
finalizar se agregó 50 ml de agua destilada a los tubos antes de que se solidifique el
residuo digerido. El destilado es recibido en frascos Erlenmeyer de 250 ml con 100 ml
dela solución de ácido bórico 4% por ciento. Se agrega con cuidado 25 ml de hidróxido
de sodio 40% por ciento (p/v) a cada tubo. Se destila 2/3 partes del contenido del tubo
o hasta que se hayan recogido 100 ml del destilado. El amonio recogido se titula con
ácido clorhídrico estandarizado, hasta obtener un color morado o que desaparezca del
todo el color. Los cálculos se realizan teniendo en cuenta:
ml ácido gastado × 1,4 × NHCl Nitrógeno total (%) = --------------------------------------------- Peso muestra (g)
NHCl = Normalidad del ácido clorhídrico
Proteína cruda (%) = nitrógeno total (%) × 5,70
50
2.5.2.5 Determinación del índice de absorción de agua (IAA) y el índice de
solubilidad en agua (ISA)
Se utilizó el método establecido por Anderson y col., 1969. Cuando se calienta una
suspensión acuosa de almidón, los gránulos se hinchan por una absorción progresiva e
irreversible de agua aumentando su tamaño. La determinación de estos índices se mide
aprovechando la capacidad de absorción del agua del gránulo de almidón y la
exudación de fracciones de almidón a medida que se incrementa la temperatura de las
suspensiones de almidón.
Se pesaron los tubos de la centrifuga secos a 60 °C, en los tubos se pesaron 1,25
g de almidón (bs) y se agregaron exactamente 30 ml de agua destilada precalentada a
60 °C y se agitó cuidadosamente. Los tubos se colocaron en baño de agua a 60 °C
durante 30 minutos; se agitó la suspensión a los 10 minutos de haberse iniciado el
calentamiento. Luego se centrifugo a temperatura ambiente a 4 900 r.p.m. durante 30
minutos. Se decanto el sobrenadante inmediatamente después de centrifugar y se
midió el volumen.
Se tomo 10 ml del sobrenadante y coloco en un vaso de precipitados de 50 ml,
previamente pesado. El sobrenadante se coloco en un horno durante toda la noche a
70 °C. Luego del secado se peso el tubo de centrífuga con el gel y el vaso de
precipitados con los insolubles. Para los cálculos e interpretación de los resultados se
tuvo en cuenta:
Índice de absorción de agua (IAA) = Peso del gel (g)/Peso muestra (g) bs
Índice de solubilidad en agua (ISA) = Peso solubles (g) × V × 10/Peso muestra (g) bs
2.5.2.6 Determinación de la temperatura de gelatinización
Se utilizó el método establecido por Grace, 1977. Los gránulos de almidón son
insolubles en agua fría; cuando se calientan en solución a temperaturas altas alcanzan
una temperatura específica en la cual se inicia el hinchamiento de los gránulos. Esta
temperatura es llamada temperatura de gelatinización.
51
Se pesaron 10 g de almidón (bs), se disolvió en agua destilada hasta completar a
100 ml. Se calentó agua en un vaso de precipitado de 250 ml a 85 °C. De la solución de
almidón preparada se tomaron 50 ml de la suspensión en un vaso de precipitado de
100 ml. El vaso con la muestra se introdujo en el agua a 85 °C, se agitó con el
termómetro constantemente la solución de almidón hasta que se formó una pasta y la
temperatura permaneció estable por unos segundos.
2.5.2.7 Determinación del contenido de amilosa/amilopectina
Para la determinación del contenido de amilosa se utilizó la técnica (ISO, 1987).
Después de la dispersión, gelatinizar y reaccionar con yodo, los gránulos de almidón, se
midie colorimétricamente el complejo yodo-amilosa. La densidad óptica se leyó a una
longitud de onda de 620 nm.
2.5.2.8 Determinación de la viscosidad
La viscosidad se determinó utilizando un viscosímetro Brookfield y la técnica usada
fue ISI, 2002. La viscosidad de un gel de almidón preparado por calentamiento indirecto
es medida como una fuerza de torsión sobre una aguja rotante con temperatura y
velocidad constante. Para lo cual se pesaron 25,0 g de almidón en base seca, se
disolvió en agua destilada y se completó a 500 ml. La suspensión se coloco en un vaso
de precipitado de 1000 ml. y se calentó con agitación hasta ebullición
(aproximadamente 15 minutos). Luego el gel se enfrío hasta 25 °C, se tomo una
alícuota de 15 ml. Se midió la viscosidad a 25 °C, con una velocidad de 10 r.p.m. Los
resultados se reportaron sin decimales en centipoises (cP).
52
2.5.2.9 Determinación del rendimiento por cocción de la salchicha tipo Frankfurt,
elaborada con almidón de malanga de las variedades blanca y morada
El rendimiento por cocción se determinó por diferencia de peso, antes y después del
cocimiento de los productos en el laboratorio de química y biología de la Universidad
Nacional abierta y a Distancia_ UNAD, Cead Valledupar (Márquez y col., 2006).
PP= PF - PI PP = Perdidas por cocción
PI = Peso antes de la cocción
PF = Peso después de la cocción
2.5.2.10 Evaluación de la aceptabilidad de la salchicha tipo Frankfurt, elaborada
con almidón de malanga de las variedades blanca y morada
Para evaluar la aceptabilidad de los productos se empleó un panel de degustación
no entrenado, constituido por 30 jóvenes universitarios de ambos sexos, en edades
comprendidas entre 20 a 30 años, los cuales fueron seleccionados en la Universidad de
Cartagena Colombia. Se utilizó una escala hedónica verbal de 5 puntos como se
presenta en la tabla 6, y se midió el grado de satisfacción que produce cada muestra al
ser degustada por los panelistas, determinando así, el grado de aceptabilidad de cada
formulación.
A cada panelista evaluador, se le presentaron muestras de 15 gramos a una
temperatura entre 30 y 40 °C. Los panelistas fueron orientados para que expresaran su
opinión acerca de la aceptabilidad de las salchichas. Se considero aceptable si la
respuesta fue Me gusta muncho, Me gusta ligeramente o Ni me gusta ni me disgusta,
Los resultados fueron expresados como porcentaje de aceptabilidad (Márquez y col.,
2006).
Los resultados de las evaluaciones se analizaron estadísticamente con el programa
computacional Statgraphics. Se determinó la significancia del efecto del tipo de almidón
53
y porcentaje de sustitución en la aceptabilidad del producto, y cuando se encontró
efecto significativo, se calculó la diferencia mínima entre los tratamientos (Anzaldua,
1994).
Tabla 6. Escala hedónica para evaluar la aceptabilidad del producto
Escala Verbal
Puntuación
Me gusta mucho
5
Me gusta ligeramente
4
Ni me gusta ni me disgusta
3
Me disgusta ligeramente
2
Me disgusta mucho
1
2.5.2.11 Apariencia microscópica
La forma y tamaño de los gránulos se determinó por el método de Mac Masters
(1964), mediante observación microscópica directa, utilizando microscopio óptico Leica.
Se reportaron los diámetros promedio, mayor y menor de los gránulos de almidón.
54
CAPÍTULO III
ANÁLISIS Y DISCUSIÓN DE LOS RESULTADOS
3.1 Propiedades morfológicas y fisicoquímicas del almidón de malanga de las
variedades blanca y morada
La Tabla 7, muestra los valores obtenidos del análisis físico-químico de los almidones
de malanga (Colocasia esculenta), de las variedades blanca y morada.
El contenido de humedad fue mayor ( P< 0,05) en el almidón nativo de malanga
blanca que para la variedad morada, los valores obtenidos fueron 14,49 % y 14,29%
respectivamente; ambos son superiores al reportado en la literatura para almidón de
malanga que fue de 62.5 g/Kg (Antonio y col., 2009). Sin embargo, se encuentra en el
intervalo de humedad generalmente aceptado para productos secos con una vida de
anaquel deseable y es menor al valor permitido (<200 g/kg) para otros almidones
convencionales (Wolfgang y col., 1999; Sriroth y col., 2000). De igual forma, los
resultados obtenidos para ambos almidones son superiores a los reportados en la
literatura para almidón nativo de ñame que varía entre 8,66 a 10,22 % (Alvis y col.,
2008) y 10,00 a 10,40 % (Jinsong y col., 2006); para almidón de yuca los cuales varían
entre 5,00 a 13,74 % (Alarcón y Dufour, 1998; Hoover, 2001; Sangeetha, 2006) y para
almidón nativo de papa entre 7,00 a 13,3 % (Hoover, 2001; Sangeetha, 2006).
La fibra cruda es considerada como una impureza y su presencia en el almidón está
relacionada con el proceso de extracción (Swinkels, 1985). En los almidones nativos de
malanga blanca y morada estudiados no se observa diferencia significativa en el
contenido de fibra (0,57± 0.003% y 0,67± 0.19% respectivamente); estos resultados son
superiores a los reportados por Pérez y col., (2005), quien encontró ausencia de este
componente en el almidón de malanga e inferiores a los reportados por Antonio y col.,
(2009) para almidón de malanga (Colocasia esculenta) en base húmeda (1,1 ± 0,9%).
55
Al comparar el contenido de fibra de los almidones de malanga con los contenidos
en almidones de otras especies se observa que son superiores a los de ñame criollo y
espinoso, en los cuales no se encontró este componente (Alvis y col., 2008; Rodríguez,
2000) y a los encontrados en almidones nativos de yuca y papa, cuyo contenido fue
de 0,05 % para ambos tubérculos (Alvis y col., 2008).
Tabla 7. Análisis proximal en almidones nativos de malanga variedad blanca y morada.
Variedad de almidón Humedad (%) Fibra (%) Ceniza (%) Proteína (%)
Malanga blanca 14.49a ± 0.04 0.57b ± 0.003 0.27 a ±0.01 1.5 a ±0.03
Malanga morada 14.29b ± 0.05 0.67 a ± 0.19 0.16 b ±0.01 0.57 b ± 0.07
Pruebas realizadas por triplicado (se reporta la media ± la DS). a,b
Medias en una misma columna con diferente superíndice difieren significativamente (p < 0,05)
Los resultados muestran diferencias significativas importantes en el contenido de
ceniza entre los almidones de malanga blanca y morada (0,27±0.01 y 0,16±0.01%,
respectivamente). El aumento en la cantidad de cenizas se relaciona posiblemente con
un aumento en el contenido de minerales en el almidón de malanga blanca. Estos
valores fueron inferiores a los reportados en la literatura para ñame (entre 0,36 y
0,69%) y papa (0,44%) y coinciden con los valores obtenidos en yuca que fueron más
bajos 0,11 y 0,16 % (Alvis y col., 2008). El contenido de cenizas del almidón de
malanga de las variedades blanca y morada caen en el intervalo encontrado en la
literatura para almidones comerciales (Pérez, 1996; Sriroth y col, 2000;Swinkels, 1985);
así mismo son similares a los reportados para Xanthosoma sagittifolium, Colocasia
esculenta y Manihot esculenta C. (comercial); 0.20±0.04, 0.31±0.01 y 0.12±0.02,
respectivamente, (Pérez, y col., 2004). Además, los valores obtenidos de ceniza para
almidón de malanga blanca y morada, fueron inferiores a los reportados por Aboubakar
y col., (2007), para almidón de seis variedades de Colocasia esculenta L. Schott.
56
La proteína es un componente que está presente en cantidades mínimas en el
almidón, aun después del proceso de extracción debido a que forma complejos con los
compuestos moleculares de los gránulos de almidón nativo (Be Miller, 1993).
La proteína presente en el almidón nativo de malanga blanca y morada, presentó
diferencias significativas (p<0.05), encontrándose contenidos de 1,5 y 0,57%,
respectivamente, ambos son superiores al reportado en la literatura para almidón de
malanga (0.33%) (Antonio y col., 2009); y superiores a los reportados para almidón
extraído de tubérculos de Colocasia esculenta (6,2 g/kg.) cosechados en Venezuela
(Perez et al., 2005), lo cual puede estar sujeto a diferencias de condiciones de suelo y
climáticas, de crecimiento de los tubérculos y al método de extracción. Así mismo, los
datos obtenidos en la presente investigación son similares a valores reportado por otros
autores para almidón de ñame, yuca y papa, los cuales oscilan entre 0,49 a 0,62%
(Alvis y col., 2008) y 0,5; 0,59 y 0,61 % para almidones de ñame, yuca y papa,
respectivamente (Rodríguez, 2000). Los resultados obtenidos muestran que el almidón
de malanga blanca posee mayores contenidos de proteína que otros almidones nativos
estudiados.
En la tabla 8, se presenta la valoración del tamaño del granulo, (%) de amilosa, IAA,
ISA, temperatura de gelatinización y viscosidad de almidones nativos de malanga de las
variedades blanca y morada. La relación amilosa/amilopectina, imparte características
definitivas en las propiedades funcionales de los almidones, dada la aplicación
específica que se puede dar de ésta en el desarrollo de un producto. La amilosa se
caracteriza porque favorece la retrogradación de sus pastas durante el enfriamiento,
ocasionando el indeseable fenómeno de sinéresis, mientras que la amilopectina
presenta pastas espesas que no se retrogradan fácilmente al enfriarse (Hoover, 2002).
El contenido de amilosa en almidón de malanga blanca fue significativamente mayor al
de malanga morada 20,5 y 18,32 %, respectivamente (Tabla 8). Este contenido fue
menor al de almidones de ñame y papa, cuyo valor varió entre 25,87 a 27,89 %, y 24,0
%, respectivamente (Alvis y col., 2008). A diferencia de los dos anteriores, los
almidones de malanga mostraron contenidos superiores a los de la yuca, que variaron
entre 14,23 a 14,67 % (Alvis y col., 2008). El almidón de malanga de las variedades
blanca y morada fue similar al almidón nativo de yuca con un contenido de amilosa que
vario entre 14 a 19 % (Hoover, 2002), e inferior al almidón de papa con valores entre el
57
22 a 26 % (Hoover, 2002) y en almidones de ñame entre el 27 a 29 % (Hoover, 2002).
Estas diferencias encontradas en el contenido de amilosa, se deben a la fuente
biológica de donde provienen los almidones. Sin embargo Osundahunsi y col. (2003)
encontraron altos contenidos de amilosa en almidones de camote de las variedades
blanco y rojo, con un 32,15 y 34,16%, respectivamente, muy superiores a los
encontrados en el almidón de malanga de las variedades blanca y morada. Charles y
col. (2005) reportaron que el contenido de amilosa en almidones de diferentes
variedades de yuca fue de 15,9 a 22,4%, similares a los encontrados en la presente
investigación para almidones de malanga.
En relación a la concentración de amilosa encontrada en los almidones de malanga
blanca y morada se ubica dentro de los valores 166,5 - 308,5 g/kg, reportados por
Aboubakar y col. (2007), para tubérculos de malanga cosechados en Camerún.
Tabla 8. Valoración del tamaño del granulo, (%) de amilosa, IAA, ISA, temperatura de gelatinización y viscosidad de almidones nativos de malanga de las variedades blanca y morada.
Variedad
de
almidón
Tamaño del
granulo
(µm)
Amilosa
(%)
IAA
(g gel/g
muestra
(BS))
ISA
(g gel/g
muestra
(BS))
Temperatura
de
gelatinización
°C
Viscosi
dad CP
Malanga
blanca
6.5a ± 0.2 20.5 a ±
0.2
1.79 a ±
0.1
12.8 b ± 0.3 55 a ± 2 1170a ±
2
Malanga
morada
6.6 a ± 0.1 18.32 b ±
0.01
1.88 a ±
0.02
23.07 a ±
0.21
54 a ± 2 975 b ±
3
Pruebas realizadas por triplicado (se reporta la media ± la DS). a,b
Medias en una misma columna con diferente superíndice difieren significativamente (p < 0,05)
En el IAA de los almidones de malanga variedad blanca y morada no presentaron
diferencias significativas, 1,79 ± 0.1 y 1,88 ± 0.02 respectivamente. Ambos resultados
fueron inferiores a los encontrados por Alvis y col., (2008) para cuatro variedades de
almidones de ñame. Este valor varió entre 2,32 a 2,39%; en almidón de papa fue de
5,83 y para almidones de yuca variaron entre 4,63 a 4,80. Estas diferencias en el IAA
58
de almidones nativos de malanga, ñame, papa y yuca, puede estar relacionada con la
fuente biológica, con el tamaño y la forma del gránulo (Lindeboom y col., 2004).
Otras investigaciones indican que el índice de absorción de agua en el almidón de
yuca varía entre 0,82 y 15,52 g gel/g muestra (BS) (FAO, 2007), encontramos un rango
muy amplio al compararla con el almidón de malanga de las variedades blanca y
morada (tabla 8).
El índice de solubilidad del almidón (ISA), la capacidad de reaccionar con agua y
disolverse en ella, igualmente indica el grado de asociación existente (enlace
intragranular) entre los polímeros del almidón amilosa/amilopectina (Araujo y col.,
2004). En el ISA, se aprecia una amplia diferencia significativa entre los almidones de
malanga de las variedades blanca y morada, 12,8± y 23,07±0.21, respectivamente.
Ambos resultados son superiores a los reportados para almidones de ñame que varió
entre 1,25 a 2,79 %, yuca entre 2,60 a 3,70 % y en papa fue del 2,97 % (Alvis y col.,
2008). Sin embargo, según otras fuentes, en el almidón de yuca el índice de solubilidad
en agua varía entre 0,27-12,32% (FAO, 2007). Este intervalo está más cercano al
reportado en la presente investigación para almidones de malanga de las variedades
blanca y morada (tabla 8). El menor ISA de los almidones nativos de ñame y papa con
respecto al ISA de los almidones de malanga de las variedades blanca y morada, es
posible que se deba al mayor contenido de amilopectina presente en los almidones de
las dos variedades de malanga. Investigadores plantearon la posibilidad de que las
ramificaciones laterales (amilopectina) de las moléculas del almidón y un menor tamaño
del gránulo, facilitan la entrada del agua a los espacios intermoleculares, aumentando la
solubilidad de los polímeros, siendo la amilopectina la de mayor proporción de
disolución. Esto desde luego, incide en el aumento de solubilidad de las moléculas en
el agua y en la estabilidad de la viscosidad (Hwang y Kokini, 1992).
La temperatura media de gelatinización de los almidones de malanga variedad
blanca y morada no mostraron diferencia significativa (p<0.05) (55°C± 2 y 54°C± 2,
respectivamente). Estos valores están muy cercanos a los rangos obtenidos para
almidón nativo de papa, encontrándose temperatura de gelatinización de 66 °C (Alvis y
col., 2008) y entre 56 y 67 °C (Lindeboom y col., 2004); De igual forma la temperatura
de gelatinización del almidón de malanga de las variedades blanca y morada, evaluada
en este estudio es inferior a los valores reportados para temperatura de gelatinización
59
de almidones de yuca la cual fue de 62°C (Alvis y col., 2008) y entre 58 y 65 °C
(Lindeboom y col., 2004) y a las variedades de ñame nativo entre 75 y 79 °C (Alvis y
col., 2008) y entre 75 y 86 °C para ñame criollo y espino (Rodríguez, 2000). Así mismo,
los valores obtenidos en la presente investigación fueron similares a los datos
reportados por Aboubakar y col., (2007), para seis variedades de almidón de Colocasia
esculenta L. Schott. Una mayor temperatura de gelatinización en almidones nativos,
refleja una mayor estabilidad interna del gránulo de almidón, normalmente asociada a
una mayor presencia de zonas semicristalinas y a un mayor contenido de amilosa
(Imberty y col., 1988); además, se reportó que la temperatura de gelatinización en
raíces y tubérculos es menor que en cereales porque el gránulo de almidón absorbe
rápidamente agua debido al debilitamiento entre las fuerzas de atracción de las
moléculas (amilosa/amilopectina), fenómeno asociado a una menor presencia de
amilosa y a una mayor presencia de regiones cristalinas dentro del gránulo que
requieren menos temperatura de calentamiento.
Los resultados reportados muestran una diferencia significativa (p<0.05) en la
viscosidad máxima de los almidones de malanga de las variedades blanca y morada,
con valores de 1170± 2 y 975± 3 respectivamente. Lo anterior se explica por la relación
entre el contenido de amilosa/amilopectina en los dos almidones y el tamaño del
gránulo. Con estos resultados se deduce que los gránulos de almidón de malanga de
ambas variedades, poseen viscosidad alta con un pico bien definido, que absorben
agua en forma rápida, lo que los hace resistentes al calor y a esfuerzos cortantes;
predominan enlaces fuertes que requieren altas temperaturas para su ruptura.
Los resultados muestran que el tamaño de los gránulos del almidón de malanga
variedad blanca y morada no fueron diferentes (p<0.05), con valores promedio de
diámetro de 6,5± 0.2 y 6,6± 0.1, respectivamente. Dichos valores fueron inferiores a los
encontrados por Hernández y col., (2008) en diferentes tubérculos, 12,40 μm para el
makal, 12,41 μm para el camote, 16,5 μm para la yuca y 10,64 μm para el sagú. Así
mismo, estos valores encontrados en los almidones en el presente estudio son
superiores a otros almidones como los de X. sagittifolium (2,8-50 μm), camote (2-72
μm) y yuca (3-43 μm) (Moorthy, 2002). De igual forma, estos resultados fueron
comparados con los reportados por Sefa-Dedeh, y col., (2004); para tres variedades
de malanga diferentes (Xanthosoma sagittifolium, Xanthosoma sagittifolium y Colocasia
60
esculenta) encontrándose valores de, 1.63, 1.50 y 0.25 respectivamente, muy inferiores
a los reportado en la presente investigación.
En la figura 4 se muestra la microfotografía de los gránulos de almidón de malanga
blanca y morada observada en diferentes objetivos.
a. b.
c.
d.
Figura 4. Microfotografías de los gránulos de almidón de malanga blanca y morada vistas en diferentes objetivos: a) almidón de malanga blanca 10x10; b) almidón de malanga morada
10x10; c) almidón de malanga blanca 40x10; y d) almidón de malanga morada 40x10
Se observa que no existe diferencia marcada entre ellos, ambos tienen diferentes
formas, algunos gránulos son esféricos (A) y otros tienen forma poligonal (B), esta
característica se resalta más en el almidón de malanga morada que en el de malanga
blanca. Estos resultados son muy similares a los reportados por Alvis y col., (2008) y
Hoover, (2002); para almidones de papa, yuca y ñame y a los encontrados para
A
B
B
A
61
almidones de camote, makal, yuca y jícama, por Hernandez y col., (2008). Así mismo
las microfotografías mostraron gran similitud en cuanto a la forma y distribución del
granulo con los almidones aislados de Xanthosoma sagittifolium (yautía) y Colocassia
esculenta (taro) reportados por (Pérez y col., 2005).
3.2 Propiedades funcionales de la salchicha tipo Frankfurt
La tabla 9 muestra los valores promedios de las perdidas por cocción de la salchicha
tipo Frankfurt, para cada uno de los tratamientos propuestos.
Tabla 9.Valores promedios de las perdidas por cocción en la salchicha Frankfurt con/sin inclusión del almidón de malanga blanca y morada.
Pruebas realizadas por triplicado (se reporta la media ± la DS). a,b,c,d
Medias con diferente superíndice difieren significativamente (p < 0,05). A.M. = Almidón de malanga; H.T. = Harina de trigo; A.M.B = Almidón malanga Blanca; A.M.M. = Almidón Malanga morada
Los resultados muestran que las pérdidas por cocción varían según la variedad de
malanga y el nivel de sustitución de la harina de trigo. Se observó una interacción
significativa entre los factores (variedad de malanga y porcentaje de sustitución de la
harina de trigo por almidón de malanga), lo que indica que el porcentaje de perdida por
cocción de la salchicha varía según la variedad de malanga y el porcentaje de
sustitución.
Al pasar de 3,5% a 5,25% de almidón de malanga, la perdida por cocción disminuye
significativamente (p<0.05), cuando se emplea almidón de malanga blanca; mientras
que aumenta de manera significativa al usar almidón de malanga morada. Al pasar de
5,25% al 7% de almidón de malanga blanca, esta tendencia se invierte, es decir
Variedad de
almidón
3,5% A.M. 3,5% H.T.
5,25 % H.M. 1,75 %H.T.
7% A.M. 7% (H.T.)
Almidón malanga
Blanca (A.M.B.)
11,65b ± 2,02 9,12b ±
0.04
15,97c ± 0.46 26,05d ± 0.32
Almidón Malanga
morada (A.M.M.)
5,63 a ± 0,09 16,46c ±
0,02
10,85b ± 0,16
62
incrementa la perdida por cocción mientras que disminuye al añadir almidón de
malanga morada.
Las mayores pérdidas por cocción al añadir almidón de malanga blanca en
comparación con el almidón de malanga morada pueden estar relacionadas con la
facilidad de lixiviación del mayor contenido de amilosa presente en la variedad blanca.
Resultados similares fueron reportados por Jeng-Yune y An-I (2003), al evaluar las
pérdidas por cocción en jamones elaborados con almidón de maíz rico en amilosa y
almidón de maíz, quienes encontraron mayores pérdidas por cocción en el producto
elaborado con almidón de maíz rico en amilosa.
Las menores perdidas por cocción se obtuvieron al adicionar 3,5% de harina de trigo
y 3,5% de malanga morada (5,63% ± 0,09) lo que indica que la adición de almidón de
malanga morada a esta proporción es útil en la retención de humedad en el producto.
En todos los tratamientos donde se añadió almidón de malanga, las salchichas
presentaron menores perdidas por cocción que la salchicha control elaborada con 7%
de harina de trigo. Jeng-Yune y An-I (2003), reportaron mayores pérdidas por
cocción al elaborar jamón con almidón de maíz que en jamones elaborados con
almidones de otras especies botánicas como frijol, tapiocoa y patata dulce.
Resultados similares fueron reportados para salchicha tipo Frankfurt utilizando almidón
de papa, en el cual los mayores rendimientos fueron obtenidos cuando se incluyó en la
fórmula 4.5% de almidón de papa (Marroquin, 2011). Estos resultados están de
acuerdo con la reducción de las perdidas por cocción en la salchicha elaborada con
almidón de tapioca (Lyons y col., 1999) y en salchichas elaboradas con fécula de
patata (Pietrasik, 1999).
De igual forma, Han-Sul y col. (2007), evaluaron las perdidas por cocción en salchichas
añadiendo harina de avena y encontraron que la harina de avena hidratada produjo una
menor perdida por cocción.
3.3 Evaluación sensorial de la salchicha tipo Frankfurt con/sin inclusión del
almidón de malanga de las variedades blanca y morada
La similitud en los valores de la desviación estándar, demuestran la homogeneidad
en los juicios emitidos por los panelistas, al evaluar los distintos tratamientos.
63
Del análisis de varianza ANOVA, se obtuvieron valores de desviación estándar del
conjunto de datos muy parecidos para las todas las salchichas (DS = 1,0 – 1,1) lo que
indica que la mayoría de los panelistas coincidieron en sus juicios ante los distintos
tratamientos.
Para conocer la variabilidad de los datos se emplearon graficas de caja y bigotes de
los valores arrojados por el programa Statgraphics para las salchichas elaboradas con
almidón de malanga blanca (figura 5) y las salchichas elaboradas con almidón de
malanga morada (figura 6).
Figura 5. Variabilidad de las calificaciones asignadas por los panelistas a la salchicha elaborada con almidón de malanga blanca
La figura 5 indica que todos los tratamientos muestran mayor similitud en de sus
datos a excepción de la salchicha elaborada con 5,25% de almidón de malanga blanca
y 1,75% de harina trigo (sustitución del 75% de la harina de trigo), donde las respuestas
entre los panelistas presentaron mayor variabilidad.
En contraste, la figura 6 muestra que todos los tratamientos elaborados con
almidón de malanga morada mostraron mayor variabilidad que cuando se utilizo
almidón de malanga blanca.
64
Figura 6. Variabilidad de las calificaciones asignadas por los panelistas a las salchichas elaboradas con almidón de malanga morada
Sin embargo, esto no indica cuál de los tratamientos es el mejor calificado, solo
revela una tendencia de los datos. Además se emplearon gráficos de medias para in-
tervalos HSD de Tukey para las salchichas elaboradas con almidón de malanga blanca
y morada (figura 7 y figura 8, respectivamente).
Figura 7. Medias para intervalos HSD de Tukey para salchicha elaborada con almidón de malanga blanca
De acuerdo a la figura 7, se observa que a pesar de que las medias de estos
tratamientos están cercanas a solaparse, el tratamiento con 5,25% de almidón de
65
malanga blanca mostro una media levemente más alta (3,76±1,0) superior al control
(7% harina de trigo).
En la figura 8, se observa que la muestras elaborada con 3,5% de almidón de
malanga morada y 3,5% de harina de trigo tuvo la menor aceptabilidad pues la media
está por debajo de 3. Además, las muestras elaboradas con 7% de almidón de malanga
poseen la media más alta 3,76.
Figura 8. Medias para intervalos HSD de Tukey para salchichas elaboradas con Almidón de malanga morada.
En la tabla 10, se presenta la media de la prueba de aceptabilidad de cada una de
las salchichas. Se observó una interacción significativa (p<0.05) entre los factores
(variedad de malanga y porcentaje de sustitución de la harina de trigo por almidón de
malanga), lo que indica que la aceptabilidad de la salchicha varía según la variedad de
malanga y el porcentaje de sustitución. De acuerdo a los resultados obtenidos se
encontró que no hubo diferencia significativa (P<0,05), en los juicios emitidos por los
panelistas para los siete (7) tratamientos evaluados.
66
Tabla 10: valores promedios de la aceptabilidad debido a los diferentes niveles de sustitución de harina de trigo por almidón de malanga de las variedades blanca y morada
Tipo de almidón 3,5% A.M 3,5% H.T
5,25% A.M 1,75% H.T.
7% A.M Salchicha control 7% H.T.
A.M.B
3,63ªb ± 1,0
3,76a±1,0
3,23ªb±1,1
3,66ab±1,0
A.M.M 2,9b ±1,1 3,6ab ±1,1 3,76a±1,1
5 = me gusta mucho; 4= me gusta; 3= ni me gusta ni me disgusta; 2= me disgusta; 1 me disgusta mucho a,b
Medias con diferentes superíndices entre columnas y filas difieren significativamente (p < 0,05). A.M. = Almidón de malanga; H.T. = Harina de trigo; A.M.B = Almidón malanga Blanca; A.M.M. = Almidón Malanga morada
Considerando como patrón de aceptabilidad una puntación igual o superior de tres,
las salchichas elaboradas con 3,5% de la harina de trigo y 3,5% de almidón de
malanga blanca y morada, fueron aceptadas por el 83,3% y 56,6% de panelistas
respectivamente. El control tuvo el mayor porcentaje de aceptabilidad (86,6%) al igual
que la salchicha elaborada con 5,25% de almidón de malanga blanca como se observa
en la figura en 9.
Figura 9. Porcentaje de panelistas que calificaron la salchicha con puntajes igual o superior a tres.
67
Montañez y col., (2007) no detectaron diferencias organolépticas sustanciales en
salchichas Frankfurt al sustituir con harina de quinua la harina de trigo, por lo que
concluyeron que la harina de quinua es perfectamente utilizable como sustituto de la
harina de trigo en las condiciones ensayadas. Por otra parte, Han-Sul Yang y col.,
(2007), reportaron que la mayor aceptabilidad en una salchicha baja en grasa se
alcanza cuando la harina de avena hidratada o tofu estaban en su nivel de adición del
15%, respectivamente.
Los resultados obtenidos en esta investigación señalan que es posible remplazar la
harina de trigo utilizada como sustancia de relleno y ligante en productos cárnicos
cocidos, por almidón de malanga (Colocasia Esculenta) de las variedades blanca y
morada.
68
CONCLUSIONES
La malanga (Colocasia esculenta) de las variedades blanca y morada, es una fuente
potencial de almidón, el cual puede ser extraído bajo un proceso de molienda húmeda
con alto rendimiento y pureza. Estos almidones mostraron diversas propiedades
fisicoquímicas y funcionales que los hacen factibles para su utilización en la fabricación
de salchichas.
Los valores de las propiedades fisicoquímicas y morfológicas evaluadas y reportadas
en la presente investigación para almidones de malanga (Colocasia esculenta), de las
variedades blanca y morada son similar en algunas de sus propiedades a los almidones
comerciales obtenidos de algunos tubérculos y cereales y de otras variedades de
malanga.
Las características de los almidones cambian de una variedad a otra, lo que ocasiona
que las propiedades físico-químicas, morfológicas y funcionales de cada materia prima
sean diferentes.
El almidón de malanga puede ser utilizado como ligante en la elaboración de
productos cárnicos emulsificados para minimizar las perdidas por cocción.
La sustitución de la harina de trigo por almidón de malanga, no causa ninguna
alteración en la aceptabilidad de las salchichas Frankfurt; lo cual corrobora la
factibilidad para ser utilizado ampliamente en la industria cárnica como sustancia de
relleno y ligante en productos cocidos.
69
RECOMENDACIONES Se recomienda realizar la evaluación bromatológica y microbiológica a las salchichas
Frankfurt elaboradas con almidón de malanga (Colocasia esculenta), de las variedades
blanca y morada y compararlas con los valores de las salchichas tipo Frankfurt
comerciales.
Elaborar otros tipos de alimentos donde se incluya dentro de su formulación el
almidón de malanga para evaluar su comportamiento.
Estudiar con mayor profundidad el comportamiento reológico del almidón obtenido
de la malanga (Colocasia esculenta), de las variedades blanca y morada.
Evaluar otras propiedades funcionales del almidón de malanga, y su aplicación en la
industria alimenticia.
70
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