Propiedades químicas y funcionales del almidón modificado de plátano

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Luis Arturo Bello Pérez, Silvia Maribel Contreras Ramos, Rhebeca Romero Manilla, Javier Solorza Feria,

Antonio Jiménez Aparicio

Propiedades químicas y funcionales del almidón modificado de plátano Musa paradisiaca L. (Var. Macho)

Agrociencia, vol. 36, núm. 2, marzo-abril, 2002, pp. 169-180,

Colegio de Postgraduados

México

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169

PROPIEDADES QUÍMICAS Y FUNCIONALES DEL ALMIDÓN MODIFICADO DEPLÁTANO Musa paradisiaca L. (VAR. MACHO)

CHEMICAL AND FUNCTIONAL PROPERTIES OF MODIFIED STARCHFROM BANANA Musa paradisiaca L. (VAR. MACHO)

Luis Arturo Bello-Pérez1,2, Silvia Maribel Contreras-Ramos1, Rhebeca Romero-Manilla1,

Javier Solorza-Feria2 y Antonio Jiménez-Aparicio2

1Instituto Tecnológico de Acapulco. Av. Instituto Tecnológico s/n crucero Cayaco-Puerto Marqués,Acapulco, Guerrero. 39905. México. Tel.: 52 7468-1889. Fax: 52 7468-1887. ([email protected]).2Centro de Desarrollo de Productos Bióticos del IPN. Apartado Postal 24. Yautepec, Morelos. 62731,México. Tel.: 52 5729-6000 ext. 82521. Fax: 52 7394-1896. ([email protected])

RESUMEN

Se modificó almidón de plátano (Musa paradisiaca L., var. Ma-

cho) mediante acetilación con anhídrido acético y un tratamiento

alcohólico-alcalino con el objeto de evaluar su composición quí-

mica y algunas de sus propiedades funcionales utilizando almidón

de maíz como testigo con el fin sugerir su posible uso en la elabo-

ración de alimentos. Los resultados indicaron que los almidones

granulares solubles en agua fría (AGSAF) preparados a 25 oC y

40 y 60% de etanol tuvieron la menor solubilidad, hecho que se

debe a la importante función que tiene la temperatura en el proce-

so de modificación. Los almidones modificados tuvieron menor

tendencia a la retrogradación, medida como porcentaje de

transmitancia. La capacidad de absorción de agua (hinchamien-

to) y la solubilidad se incrementaron con las modificaciones; ade-

más, la estabilidad al congelamiento-deshielo fue mejorada con

estos tratamientos. Contrariamente, el almidón de maíz acetilado

mostró una pobre estabilidad al congelamiento-deshielo en com-

paración con la muestra sin modificar. La viscosidad aparente de

los almidones modificados fue mayor que la de sus almidones nati-

vos. Con base en estos resultados, los almidones modificados po-

drían tener una adecuada aplicación como aditivos para postres

congelados y espesantes para sopas.

Palabras clave: Musa paradisiaca, acetilación, almidón modificado,

propiedades funcionales.

INTRODUCCIÓN

El almidón constituye una excelente materia primapara modificar la textura y consistencia de los ali-mentos (French, 1984; Biliaderis, 1991). Su

funcionalidad depende del peso molecular promedio dela amilosa y la amilopectina, así como de la organizaciónmolecular de estos glucanos dentro del gránulo. Los al-midones nativos se utilizan porque regulan y estabilizanla textura y por sus propiedades espesantes y gelificantes

Recibido: Septiembre, 2000. Aprobado: Febrero, 2002.Publicado como ARTÍCULO en Agrociencia 36: 169-180. 2002.

ABSTRACT

Starch from banana (Musa paradisiaca L., var. Macho) was

modified by acetylation and an alcoholic-alkaline treatment in

order to evaluate its chemical composition and some of its

functional properties, using corn starch as a control, to suggest its

possible use in food preparation. The results showed that the

granular cold-water soluble (GCWS) starches prepared with 40%

and 60% of ethanol at 25 oC had the lowest solubility in cold water,

suggesting that the temperature has an important role in the

modification process. Modified starches had smaller tendency to

the retrogradation, measured as percentage of transmittance.

Water absorption capacity (swelling) and solubility increased with

the modifications; also, the stability to the freeze-thaw process

improved with these treatments. Conversely, starch from acetylated

corn showed a poorer stability to the freeze-thaw process compared

with non modified samples. The apparent viscosity of the modified

starches was bigger than that of its native starches. According to

these results, the modified starches could be used as additives in

frozen desserts and as thickeners in soups.

Key words: Musa paradisiaca, acetylation, modified starch, functional

properties.

INTRODUCTION

Starch constitutes an excellent raw material tomodify food texture and consistency (French, 1984;Biliaderis, 1991). Starch functionality depends on

the average molecular weight of amylose andamylopectin, as well as of their molecular organizationwithin the granule. Native starches are used in foodsbecause they regulate and stabilize the texture andbecause of their good thickening and gelling properties(Cousidine, 1982). However, the native structure of starchcan be less efficient because the process conditions (e.g.temperature, pH and pressure) reduce their use in otherindustrial applications, due to their low resistance to highshear rates, thermal decomposition, high retrogradationand syneresis.

AGROCIENCIA VOLUMEN 36, NÚMERO 2, MARZO-ABRIL 2002170

(Cousidine, 1982). Sin embargo, la estructura nativa delalmidón puede ser menos eficiente debido a que las con-diciones del proceso (e.g. temperatura, pH y presión) re-ducen su uso en otras aplicaciones industriales, debido ala baja resistencia a esfuerzos de corte, descomposicióntérmica, alto nivel de retrogradación y sinéresis.

Las limitaciones anteriores se pueden superar modi-ficando la estructura nativa por métodos químicos, físi-cos y enzimáticos (Fleche, 1985), dando como resultadoun almidón modificado; se incluye a los almidoneshidroxipropilados, de enlaces cruzados y acetilados (VanDer Bij, 1976). Estos almidones generalmente muestranmejor claridad de pasta y estabilidad, menor tendencia ala retrogradación y aumento en la estabilidad alcongelamiento-deshielo (Agboola et al., 1991). El almi-dón acetilado se obtiene por la esterificación de almidónnativo con anhídrido acético (Jarowenko, 1986) y el nú-mero de grupos acetilo incorporados en la molécula de-pende de la concentración del reactivo, tiempo de reac-ción, pH, y la presencia de catalizador (Betancur-Anconaet al., 1997). En aplicaciones para alimentos, la Admi-nistración de Drogas y Alimentos de los Estados Unidos(FDA) sólo permite almidones con bajo grado de substi-tución.

Para extender la utilización del almidón en aplicacio-nes industriales, se están desarrollando almidonesgranulares solubles en agua fría (AGSAF). Éstos confie-ren propiedades funcionales importantes a muchos ali-mentos instantáneos, tales como una mayor viscosidad,textura suave y propiedades similares a las de los almi-dones pre y gelatinizados (Chen y Jane, 1994a). LosAGSAF se pueden producir por un tratamiento del almi-dón en una solución acuosa de alcohol, con alta tempera-tura y presión (Eastman y Moore, 1984), mediante unproceso de secado por aspersión en un sistema de dobleboquilla (Pitchon et al.,1981) y por un tratamiento alco-hólico-alcalino (Chen y Jane, 1994a), el cual es eficazcon una gran variedad de almidones, resultandoviscosidades más altas y una mejor estabilidad alcongelamiento-deshielo (Chen y Jane, 1994b).

El plátano (Musa paradisiaca L.) es una fuente al-terna para obtener almidón (Kayisu et al., 1981; Lii etal., 1982) que es el componente principal del fruto in-maduro. Bello-Pérez et al. (1999) aislaron el almidónde dos variedades de plátano y estudiaron la composi-ción química y algunas de sus propiedades físico-quí-micas y funcionales. Sin embargo, son pocos los estu-dios relacionados con la modificación química de estebiopolímero (Betancur-Ancona et al., 1997). Por tanto,el objetivo del presente estudio fue modificar el almi-dón del plátano usando acetilación y un tratamiento al-cohólico-alcalino, y evaluar algunas de sus propieda-des funcionales para sugerir su posible aplicación enalimentos.

These shortcomings can be overcome by modifying starchnative structure by chemical, physical and enzymaticmethods (Fleche, 1985), giving as a result a modifiedstarch; which may be hydroxipropilated, cross-linked andacetylated starches (Van Der Bij, 1976). Modified starchesusually show better paste clarity and stability, smallertendency to retrogradation and increased freeze-thawstability (Agboola et al., 1991). The acetylated starch isobtained by the esterification of native starch with aceticanhydride (Jarowenko, 1986) and the number of acetylgroups incorporated into the molecule depends upon theconcentration of the reagent, reaction time, pH, and thepresence of catalyst (Betancur-Ancona et al., 1997). Infood applications, the Food and Drug Administration ofthe United States (FDA), allows only starches with lowsubstitution degree.

To expand the use of starch in industrial applications,granular cold water soluble (GCWS) starches are beingdeveloped. Important functional properties to manyinstant foods, such as a higher viscosity, soft texture andsimilar properties to the pre and gelatinized starches areconferred by GCWS starches (Chen and Jane, 1994a),which can be produced by treatment of starch in anaqueous solution of alcohol at high temperature andpressure conditions (Eastman and Moore, 1984), bymeans of a spray-dryer fitted with a two fluid nozzlessystem (Pitchon et al., 1981) and by an alcoholic-alkalinetreatment (Chen and Jane, 1994a), which is effective witha great variety of starches, resulting in higher viscositiesand a better stability to freeze-thaw (Chen and Jane,1994b).

The banana (Musa paradisiaca L.) is an alternativesource for obtaining starch (Kayisu et al., 1981; Lii etal., 1982) which is the main component of the immaturefruit. Bello-Pérez et al. (1999), isolated starch of twobanana varieties and studied their chemical compositionand some of their physicochemical and functionalproperties. However, there are few studies related withthe chemical modification of this biopolymer (Betancur-Ancona et al., 1997). Hence, the objective of the presentstudy was to modify banana starch using acetylation andan alcoholic-alkaline treatment, and to evaluate some ofits functional properties to suggest its possible applicationin foods.

MATERIALS AND METHODS

Banana starch isolation

Unripened bananas from a variety named macho were collected.

The starch was isolated by the procedure of Kim et al. (1995). The

fruits were peeled and cut into 5-6 cm cubes and immediately rinsed

in sodium sulfate solution (1.22 g L-1) and then macerated at low speed

in a blender for 2 min. The homogenate was consecutively sieved

BELLO-PÉREZ et al.: PROPIEDADES QUÍMICAS Y FUNCIONALES DEL ALMIDÓN MODIFICADO DE PLÁTANO 171

MATERIALES Y MÉTODOS

Aislamiento del almidón de plátano

Se utilizaron frutos inmaduros de plátano de la variedad Macho. El

almidón fue aislado utilizando el procedimiento reportado por Kim et

al. (1995). Los frutos fueron pelados y cortados en cubos (5 a 6 cm), los

cuales se lavaron con una solución de sulfato de sodio (1.22 g L-1) y

maceraron en una licuadora por 2 min a baja velocidad. El

homogeneizado se pasó a través de mallas 50 y 100 hasta que el agua de

lavado estuviera completamente limpia; a continuación el macerado se

centrifugó a 10 800 x g por 30 min. El sedimento correspondiente al

almidón se secó en un horno de convección a 45 ºC por 48 h, para

posteriormente molerlo en un mortero hasta malla 100 y almacenarlo a

temperatura ambiente en un recipiente sellado.

Acetilación del almidón

Se pesaron 162 g (base seca) de almidón en su forma nativa, en un

matraz Griffin de 400 mL de capacidad, se adicionó 220 mL de agua

destilada a 25 oC y la mezcla se agitó hasta obtener una suspensión

uniforme del almidón. Se utilizó tanto el almidón de plátano obtenido

según lo ya descrito, como almidón de maíz (Zea mays L.) comercial

(Industrializadora de Maíz) el cual se usó como testigo. El pH se ajus-

tó a 8.0, adicionando algunas gotas de NaOH a 3%, manteniendo la

suspensión en agitación. A continuación se adicionaron simultánea-

mente el anhídrido acético y NaOH para mantener el pH de la suspen-

sión entre 8 y 8.4; después el pH se ajustó a 4.5 con HCl. La suspen-

sión se filtró, resuspendió en 150 mL de agua y posteriormente se

refiltró, proceso que se repitió una vez más. Finalmente la pasta de

acetato de almidón se secó con aire caliente hasta el contenido de

humedad en equilibrio.

Grado de sustitución (GS)

Una muestra pulverizada de 1 g del acetato de almidón se colocó

en un matraz de 250 mL y se adicionó 50 mL de una solución de

etanol-agua (75% v/v). La mezcla se agitó y se mantuvo a 50 oC du-

rante 0.5 h. A continuación se enfrió y se agregaron 40 mL de KOH

(0.5 N). Esta mezcla se mantuvo durante 72 h con agitación ocasional.

El exceso de álcali fue titulado por retroceso con una solución estándar

de HCl (0.5N) usando fenolftaleína como indicador. La solución se

dejó en reposo por 2 h y después se neutralizó el exceso de álcali que

aún pudiera tener la muestra. Simultáneamente se tituló una muestra

testigo utilizando una muestra original del almidón.

Cálculos

El nivel de acetilación y el grado de sustitución del almidón se

calcularon como sigue:

% Acetilación =

mL testigo mL muestra

x normalidad del ácido x 0.043x100

peso de la muestra (g, base seca)

� � � ��

through screens number 50 and 100 U.S. mesh, until the washing water

was clean; then it was centrifuged at 10800 x g for 30 min. The white-

starch sediment was dried in a convection oven at 40 oC for 48 h,

ground with a mortar and pestle to pass a 100 U.S. mesh and stored at

room temperature in a sealed container.

Starch acetylation

162 g (dry basis) of starch in its native form was weighed in a

Griffin beaker of 400 mL of capacity, and 220 mL of distilled water at

25 oC were added. The mixture was stirred until a uniform slurry of

starch in water resulted. The slurry was then placed under moderate

mechanical agitation using a magnetic stirrer. The banana starch

obtained as described in the previous section, as well as commercial

corn starch (Zea mays L.) (Industrializadora de Maíz) marked as control,

were used. The pH was adjusted to 8.0, by adding dropwise to the

suspension 3% sodium hidroxide solution while keeping it under

agitation. Next, the acetic anhydride and NaOH were added

simultaneously to maintain the pH of the suspension between 8 and

8.4. When all the acetic anhydride was added, the pH was adjusted to

4.5 with HCl. The filter cake was reslurried in 150 mL of water and

refiltered. Last, the resulting filter cake was hot air-dried to equilibrium

moisture content.

Degree of substitution (DS)

A powdered starch acetate sample (1.0 g) was placed in a 250 mL

flask, and 50 mL of a 75 % ethanol in distilled water solution were

added. The mixture was agitated, warmed to 50 oC, held at that

temperature for 0.5 h, and cooled, then 40 mL of 0.5 N potassium

hydroxide were added. The mixture was then allowed to stand 72 h,

with occasional swirling. The excess alkali was back titrated with

standard 0.5 N hydrochloric acid using phenolphthalein as indicator.

The solution was allowed to stand 2 h, then any additional alkali which

might leach from the sample was titrated. A blank was titrated at the

same time, using an original sample of the starch.

Calculations

The acetylation level and the degree of substitution of the starch

were calculated as follows:

% Acetylation =

mL blanck mL sample

x normality of acid x 0.043x100

weight of the sample, g (dry basis)

� � � ��

Degree of substitution (GS) =162 x % acetylation

(42 x % acetylation)4300� (1)

Obtainment of GCWS starches

It was proceeded as described by Chen and Jane (1994a), using

ethanol and NaOH (3M) in different proportions (40 and 60%, v/v)


Grado de sustitución (GS) =162 x % acetilación

(42 x % acetilación)4300� (1)

Obtención de almidones granulares

solubles en agua fría (AGSAF)

Se procedió conforme a lo descrito por Chen y Jane (1994a), uti-

lizando etanol y NaOH (3 M) en diferentes proporciones (de 40 a

60%, v/v) y temperaturas de acuerdo con lo señalado en el Cuadro 1.

Para ello se suspendieron muestras del almidón (100 g, base seca) en

etanol-agua (40% v/v) en un matraz de 3 L. A esta mezcla se adicionó

NaOH (3 M) a una velocidad de 4 g min-1 y con agitación suave.

Después de 10 min la mezcla se dejó a temperatura ambiente hasta

que los gránulos de almidón comenzaran a sedimentar. Posteriormen-

te, el almidón se resuspendió en una solución acuosa de etanol neutra-

lizado con HCl (3M). Los gránulos se deshidrataron con etanol abso-

luto y posteriormente se secaron en un horno a 80 oC por 3 h. Final-

mente el almidón seco se molió (malla 100) y almacenó a temperatura

ambiente en frascos sellados.

Solubilidad en agua fría

Se determinó la solubilidad en agua fría de los AGSAF por el

método de Eastman y Moore (1984). A 100 mL de agua destilada se

les adicionó 1 g (base seca) del almidón, mezclándose a baja velo-

cidad en una licuadora. Después de agregar toda la muestra de al-

midón, el equipo se operó a alta velocidad por 2 min. La suspensión

de almidón fue vaciada en botellas de 259 mL, para centrifugar a

1220 x g durante 15 min. Una alícuota de 25 mL del sobrenadante

se transfirió a una caja de Petri previamente pesada y se secó en un

horno a 110 oC por 4 h. Por diferencia de peso se calculó la solubi-

lidad en agua fría (%).

Análisis químico

La humedad se determinó por pérdida de peso a 130�2 oC, por

3 h. El contenido de cenizas, proteína y grasa se evaluó de acuerdo

con los métodos 08-01, 46-13 y 30-25 de la AACC (1983).

Cuadro 1. Tratamiento alcohólico-alcalino para preparar AGSAF.Table 1. Alcoholic-alkaline treatment for preparing GCWS

starches.

Muestra Tratamiento Muestra†

Almidón de plátano 40% etanol y 25 °C AAlmidón de plátano 40% etanol y 35 °C BAlmidón de plátano 60% etanol y 25 °C CAlmidón de plátano 60% etanol y 35 °C DAlmidón de maíz 40% etanol y 25 °C EAlmidón nativo de plátano Sin FAlmidón nativo de maíz Sin G

† Estas mismas grafías se seguirán utilizando para identificar las dife-rentes muestras a lo largo del texto.

and different temperatures as shown in table 1. Starch samples were

suspended (100 g, dry basis) in ethanol solution (40% v/v) in a 3 L

beaker; NaOH (3 M) solution was added to this mixture at 4 g min-1

with gentle stirring. After 10 min the slurry was left at room temperature

until the starch granules settled on the bottom. Next, the starch was

re-suspended in aqueous ethanol solution neutralized with HCl (3M).

Then, the granules were dehydrated with absolute ethanol and dried

in an oven at 80 oC for 3 h. Finally, the dry starch was sieved with a

100 U.S. mesh and stored at room temperature in sealed flasks.

Cold-water solubility

Cold-water solubility of the GCWS starches was determined by

the method of Eastman and Moore (1984). 100 mL of distilled water

was transferred into a blender jar. A starch sample (1g, dry basis) was

carefully weighed and added into the blender operated at low speed.

Next, the blender was switched to a high speed for 2 min. The starch

suspension was then transferred into a 259 mL centrifuge bottle and

centrifuged at 1220 x g for 15 min. A 25 mL aliquot of the supernatant

was transferred to a pre-weighed petri dish and dried in an oven at

110 oC for 4 h. Then, the cold-water solubility (CWS, %) was calculated

by weight difference.

Chemical analysis

Moisture content was taken as weight loss after heating at

130±2 oC for 2h. Ash, protein and fat were obtained according to

AACC methods 08-01, 46-13, and 30-25 (1983).

Blue value (BV)

The blue value (absorbance at 680 nm) was obtained using Gilbert

and Spragg method (1964). The maximum absorbance wavelenght

(�max) between 750 and 400 nm of the starch-iodine complex was

determined using a Genesys 5 spectrophotometer (Spectronic

Instruments, Inc., Rochester, NY).

Stability and clarity of starch pastes

Stability and clarity of starch pastes were determined both at room

temperature and at 4 oC. To that end, 0.2 g of starch sample were

suspended in 5 mL of water in screwcap tubes and placed in a boiling

water bath for 30 min. The tubes were thoroughly shaken every 5 min.

After cooling to room temperature (14 min), the % T at 650 nm was

determined against a water blank (control sample) in a Genesys 5

Spectrophotometer (Spectronic Instruments, Inc., Rochester, NY).

Three samples were stored both at room temperature and at 4 oC and

the % T was determined at 24,48 and 72 h.

Water retention capacity (WRC)

The WRC was determined according to the method reported by

Bryant and Hamaker (1997). Water was added to starch samples in

pre-weighed centrifuge tubes at room temperature and then heated at


Valor azul (VA)

El valor azul (absorbancia a 480 nm) se obtuvo utilizando el mé-

todo de Gilbert y Spragg (1964). La longitud de máxima absorción

(�máx) del complejo almidón-yodo se determinó entre 400 y 750 nm

usando un espectrofotómetro Génesis 5 (Spectronic Instruments, Inc.,

Rochester, NY).

Estabilidad y claridad de las pastas de almidón

Se midió la estabilidad y la claridad de las pastas de almidón a

temperatura ambiente y a 4 oC. Para ello se suspendieron 0.2 g de una

muestra de almidón en 5 mL de agua utilizando tubos de ensaye con

tapa, los cuales fueron colocados en un baño de agua a ebullición por

30 min. Los tubos se agitaron vigorosamente cada 5 min. Después de

enfriar a la temperatura ambiente, se determinó el porcentaje de

transmitancia (%T) a 650 nm en un espectrofotómetro Génesis 5

(Spectronic Instruments, Inc., Rochester, NY) utilizando agua como

testigo. Tres de las muestras se almacenaron a temperatura ambiente y a

4 oC, midiendo el % T a las 24, 48 y 72 h.

Capacidad de retención de agua (CRA)

La CRA se determinó de acuerdo con el método de Bryant y

Hamaker (1997). Se adicionó agua a temperatura ambiente a muestras

de almidón, las cuales se calentaron a 70, 80 y 90 oC por 30 min, con

agitación cada 5 min. Las suspensiones se centrifugaron a 5000 x g

durante 10 min. El sobrenadante se decantó y se midió el volumen; se

tomaron alícuotas para evaluar el contenido total de carbohidratos

(Dubois et al., 1956). El precipitado se usó para determinar el conte-

nido de humedad (2 h a 130 oC).

Estabilidad al congelamiento- deshielo

Se sometieron suspensiones de almidón de plátano a 5% (p/v) a

un ciclo de congelamiento (�20 oC, 18 h) y posterior deshielo (tempe-

ratura ambiente, 6 h). Al término, las muestras fueron centrifugadas a

3000 x g durante 10 min. Se midió el porcentaje de agua separada

después de someter al almidón a este ciclo.

Viscosidad aparente

Se prepararon pastas de almidón a 5% (p/v) en agua, colocando

éstas en un baño con agua hirviendo durante 15 min y posteriormente

enfriándolas a temperatura ambiente. La viscosidad aparente de las

pastas frías se midió a 25 oC en un viscosímetro Brookfield (model

RVF, Stoughton, MA) a cuatro velocidades de deformación (2, 4, 10 y

20 min-1) utilizando la aguja No. 3. Finalmente se observó la estabili-

dad de la pasta a una velocidad de 20 min-1 en los minutos 1, 2, 3, 4, 5,

10, 15, 20 y 30.

Análisis estadístico

Los resultados obtenidos se sometieron a un análisis de varianza

con un criterio de clasificación.

70, 80 and 90 oC for 15 min, shaking every 5 min. The tubes were then

centrifuged for 10 min at 5000 x g. The supernatant was decanted, and

the drained volume was measured, aliquots were taken to evaluate the

total carbohydrates content (Dubois et al., 1956). The precipitate was

used to determine the moisture content (2 h at 130 oC).

Freeze-thaw stability

5 mL of 5 % (p/v) banana starch pastes were subjected to a one

cycle freeze-thaw process of 18 h storage in a �20 oC freezer, followed

by 6 h storage at room temperature. These samples were then

centrifuged at 3000 x g for 10 min. The percentage of water separated

after the freeze-thaw cycle was measured.

Apparent viscosity

Apparent viscosity of starches was determined using a Brookfield

viscometer (model RVF, Stoughton, MA). A starch slurry (5 % w/v,

dry basis) was cooked in a boiling water bath for 15 min and then

cooled to 25 oC. Paste viscosity was measured using a spindle No. 3

at 25 oC, and four shear rates: 2, 4, 10 and 20 min-1. The stability of

the pastes at 20 min-1 was observed at 1, 2, 3, 4, 5, 10, 15, 20 and

30 min.

Statistical analysis

Results were analyzed by means of a one way analysis of variance.

RESULTS AND DISCUSSION

Degree of substitution

The yield of starch extraction from banana using theprocess described previously was 43.8%; the yield ofacetylated starch obtained from the native starch was87.6%. The percentage of acetyl groups and thesubstitution degree were of 1.1±0.2 and 0.04±0.03 forbanana starch, and for corn starch were 1.2±0.4 and0.04±0.02, respectively. Similar values have been reportedby Betancur-Ancona et al. (1997), with contents of acetylgroups between 0.94 and 2.48% for acetylated starchesof Canavalia ensiformis using different treatments.

GCWS starch cold-water solubility

Cold-water solubility of the GCWS starches preparedat different ethanol concentration and temperatures (Table1) were different. Results showed (Table 2) that temperatureplays an important role in the cold-water solubility. Thesamples prepared at 25 oC with the two ethanolconcentrations presented lower solubility values than thesamples prepared at 35 oC, but the sample prepared with60 % ethanol had the lowest value. Chen and Jane (1994a)reported that cold-water solubility of the GCWS starchvaried with the concentration of ethanol in the reaction


RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Grado de sustitución

El rendimiento de extracción de almidón del fruto uti-lizando el proceso descrito fue 43.8%; el rendimiento dealmidón acetilado a partir del almidón nativo fue 87.6%.El porcentaje de los grupos acetilos y el grado de sustitu-ción fueron 1.1�0.2 y 0.04�0.03 para el almidón de plá-tano, y para el de maíz fueron 1.2�0.4 y 0.04�0.02, res-pectivamente. Valores similares han sido reportados porBetancur-Ancona et al. (1997), con contenidos de gru-pos acetilos entre 0.94 y 2.48% para almidones acetiladosde Canavalia ensiformis usando diferentes tratamientos.

Solubilidad en agua fría de AGSAF

La solubilidad en agua fría de los almidonesgranulares solubles en agua fría (AGSAF) preparados condiferentes concentraciones de etanol y temperaturas (Cua-dro 1) fueron diferentes. Los resultados (Cuadro 2) mos-traron que la temperatura tiene una función importanteen la solubilidad en agua fría.

Las muestras preparadas a 25 oC con las dos concen-traciones de etanol presentaron menor solubilidad que lasmuestras preparadas a 35 oC, la muestra con 60% de etanoltuvo el valor más bajo. Chen y Jane (1994a) reportaronque la solubilidad en agua fría de los AGSAF varía con laconcentración de etanol en la mezcla de reacción; altasconcentraciones de etanol disminuyen el hinchamiento delgránulo y retardan la disociación de la estructura nativaque se encuentra en doble hélice, y consecuentemente lasolubilidad en agua fría disminuye. Sin embargo, las mues-tras a 35 oC con las dos concentraciones de etanol no fue-ron diferentes (p�0.05). Por el contrario, altas temperatu-ras incrementan el hinchamiento del gránulo y el efecto dela concentración de etanol no es significativo. El valor parael almidón de maíz normal (19.7�0.6) no fue diferente(p�0.05) al almidón de plátano (22.3�2.9), ni tampoco alvalor reportado por Chen y Jane (1994a) para un maíznormal (22.5�3.5) preparado en las mismas condiciones.Estos valores de solubilidad se pueden atribuir a que estosalmidones tienen una cantidad de amilosa similar (Bello-Pérez et al., 1998a; 1999), dado que el AGSAF preparadoa partir de almidón de maíz con alto contenido de amilosapresentaba una mayor solubilidad en agua fría que el al-midón de maíz normal (Chen y Jane, 1994a), y este com-portamiento estuvo relacionado con el tipo de estructura Ay B de los almidones (Imberty y Pérez, 1988).

Composición química

La composición química de los almidones modifica-dos se muestra en el Cuadro 3. La reacción de acetilación

Cuadro 2. Solubilidad† de AGSAF preparados a diferentes condi-ciones.

Table 2. Solubility of GCWS starch prepared under differentconditions†.

Muestra§ Solubilidad en agua fría (%)

A 22.3 � 2.9B 54.3 � 1.5C 15.2 � 0.9D 52.5 � 1.2E 19.7 � 0.6

† Promedio de tres repeticiones � error estándar.§ Preparadas de acuerdo con lo especificado en el Cuadro 1.

mixture; high ethanol concentrations restricted granuleswelling and retarded dissociation of the native, double-helical structure, and consequently, the cold-water solubilitydecreased. However, samples at 35 oC with the two ethanolconcentrations were not different (p�0.05). Hightemperatures increased granule swelling and the effect ofethanol concentration was not significant. Normal cornstarch value (19.7±0.6) was neither different (p�0.05) tothat of banana starch (22.3±2.9), nor to the value reportedby Chen and Jane (1994a) for normal maize (22.5±3.5),prepared under the same conditions. This similar solubilityvalues could be attributed to the similar amylose contentin these starches (Bello-Pérez et al., 1998; 1999), becauseit has been found that GCWS starch prepared from high-amylose maize presented higher cold-water solubility thannormal maize starch (Chen and Jane, 1994a), and thisbehavior was related to the A- and B-type structure ofstarches (Imberty and Pérez, 1988).

Chemical composition

The chemical composition of the modified starchesis shown in Table 3. The acetylation reaction inducessome changes in the modified starches. Overall, theacetylation did not change the composition of the starchashes, but in the case of the GCWS starches, anincrement (p�0.05) was observed when compared withits native counterparts. Starches prepared at 25 oC hadhigher ash content than those prepared at 35 oC. Chenand Jane (1994b) reported from two to five times higherash content in the modified starches. The protein andfat content of the acetylated banana and corn starcheswere not statistically different to those of their nativecounterparts, but in the case of the GCWS starches, thecontent of these components decreased, and the effectwas bigger when the ethanol concentration used forpreparation increased (p�0.05). The acetylated starchespresented higher blue values and �max. values than thoseof the native ones (except for banana), but in the case ofthe GCWS starches, the values of �max. did not change.


Cuadro 3. Composición química y propiedades fisicoquímicas de almidones modificados†.Table 3. Chemical composition and physicochemical properties of modified starches†.

Muestra§ Humedad (%) Cenizas¶ (%) Proteína¶ (%) Grasa¶ (%) Valor azul �máx (nm)

A 9.20 � 0.03 0.67 � 0.06 0.70 � 0.10 0.02 � 0.01 3.50 � 0.3 598 � 7B 10.50 � 0.03 0.60 � 0.05 0.30 � 0.05 0.15 � 0.03 3.10 � 0.2 592 � 6C 4.50 � 0.10 0.73 � 0.07 0.40 � 0.10 0.01 � 0.01 2.50 � 0.1 586 � 5D 8.20 � 0.30 0.63 � 0.07 0.50 � 0.09 0.06 � 0.05 2.20 � 0.1 580 � 8E 9.20 � 0.04 0.49 � 0.09 0.20 � 0.09 0.20 � 0.01 2.10 � 0.2 595 � 6F 10.70 � 0.10 0.20 � 0.05 1.00 � 0.20 0.42 � 0.02 0.60 � 0.02 594 � 5G 10.60 � 0.10 0.10 � 0.06 0.40 � 0.10 0.20 � 0.03 0.30 � 0.05 594 � 5Acetilado de plátano 1.48 � 0.04 0.27 � 0.12 1.20 � 0.11 0.35 � 0.05 0.13 � 0.05 680 � 4Acetilado de maíz 5.28 � 0.03 0.15 � 0.04 0.61 � 0.12 0.23 � 0.04 0.57 � 0.1 607 � 4

† Promedio de tres repeticiones ± error estándar.§ Preparadas de acuerdo con lo especificado en el Cuadro 1.¶ El contenido de cenizas, proteína (N x 5.85) y grasa, expresadas en base seca.

produce algunos cambios en los almidones modificados.En general, la acetilación no cambió la composición delas cenizas de los almidones, pero en el caso de los AGSAFse incrementó (p�0.05) la ceniza al compararlos con losnativos; los AGSAF preparados a 25 oC tuvieron mayorcontenido de cenizas que los preparados a 35 oC. Chen yJane (1994b) reportaron de dos a cinco veces más ceni-zas en sus almidones modificados solubles en agua fría.El contenido de proteína y grasa en los almidones de plá-tano y de maíz acetilados no fue estadísticamente dife-rentes que el de sus almidones nativos, pero en los AGSAFel contenido de estos componentes disminuyó y el efectofue mayor cuando la concentración de etanol utilizadapara la preparación de estos almidones se incrementó(p�0.05). En el caso del valor azul y � máx., los almido-nes acetilados presentaron valores mayores que los nati-vos (excepto para el de plátano), pero en los AGSAF losvalores de � máx no cambiaron.

Whistler y Daniels (1990) reportaron que la presen-cia de grupos acetilos interferían con el reagrupamientode las cadenas de amilosa y amilopectina durante el en-friamiento de las moléculas del almidón después de queéstas fueron gelatinizadas. Las modificaciones producensegmentos más lineales que facilitan la absorción demayor cantidad de yodo, lo cual se reflejó en los valoresazules altos para los AGSAF.

Estabilidad y claridad de los geles de almidón

Se observaron diferencias en la transmitancia (% T)entre las muestras nativas almacenadas a temperatura am-biente y a 4 oC (Figura 1). En la mayoría de los casos losvalores de transmitancia fueron más bajos a 4 oC que atemperatura ambiente, excepto para el almidón de maízacetilado, ya que las bajas temperaturas incrementan laretrogradación. Miles et al. (1985a, 1985b) reportaron quela retrogradación consiste de dos procesos: gelificación delas moléculas de amilosa liberadas a partir de los gránulosdurante la gelatinización y recristalización de amilopectina.

Whistler and Daniels (1990), reported that thepresence of some acetyl groups interferes with theregrouping of amylose and amylopectin during thecooling of starch molecules that had been subjected togelatinization. This suggests that the generation of morelineal segments favors the absorption of a higher amountof iodine, reflected in the higher blue values for the GCWSstarches, which depends on the number of acetyl groupsincorporated.

Stability and clarity of starch pastes

Some differences in transmittance (% T) were observedbetween the native samples stored at room temperatureand at 4 oC (Figure 1). In most cases, the % T values werelower at 4 oC than at room temperature, except for the starchof acetylated corn. Low temperatures increased starchretrogradation. Miles et al. (1985a; 1985b) reported thatretrogradation consists of two separable processes: gelationof amylose molecules exuded from the granules duringgelatinization; and amylopectin recrystallization. Gidley(1987) postulated that amylose gelation proceeds viaformation of a double-helical chain segments, followedby helix-helix aggregation of the type B structure. In thisstudy, storage at 4 oC might cause the formation of lessperfect crystallites than storage at room temperature.Besides, aggregation of amylose chains could haveoccurred at higher rate at low temperature, thus loweringthe transmittance. The storage time is also responsible forthose low values of %T, probably due to the retrogradationof the sample. The %T values of the GCWS starches atroom temperature (Figure 1A) were higher than those ofthe acetylated and native starches (p� 0.05).

Among the GCWS banana starches, the sampletreated with 40% ethanol at 25 ºC showed a low tendencyto retrogradation (not significant transmittance; p>0.05),and the other samples presented a similar behavior.However, the GCWS corn starch at room temperaturehad a high tendency to retrogradation, because the %T


Gidley (1987) postuló que la gelificación de la amilosa selleva acabo mediante la formación de una doble hélice apartir de segmentos de cadenas, seguido por la agregaciónde estas hélices de la estructura tipo B. En este estudio, latemperatura de almacenamiento a 4 oC debe tener resulta-dos en la formación de cristales menos perfectos que losformados cuando se almacenan las muestras a temperatu-ra ambiente. Además, la agregación de las cadenas deamilosa puede ser llevada a mayor velocidad a bajas tem-peraturas, lo cual disminuye la transmitancia. También eltiempo de almacenamiento es responsable de esos valoresbajos del porcentaje de la transmitancia, probablementedebido a la retrogradación de la muestra. La transmitanciade los AGSAF a temperatura ambiente (Figura 1A) fuemayor que los almidones acetilados y los almidones nati-vos (p�0.05).

Entre los AGSAF de plátano, la muestra tratada con40% de etanol a 25 oC mostró una baja tendencia a laretrogradación, ya que la transmitancia no fue diferente(p>0.05) y las otras muestras presentaron un comporta-miento similar. Sin embargo, el AGSAF de maíz a tem-peratura ambiente tuvo una alta tendencia a la retrogra-dación, porque el porcentaje de la transmitancia dismi-nuyó cuando se incrementó el tiempo de almacenamien-to (p�0.05). La diferencia (p�0.05) entre los dos almi-dones nativos se puede deber a diferencias estructuralesen los componentes del almidón. La distribución de lalongitud de las cadenas podría tener una función muyimportante en este comportamiento. Cuando los almido-nes modificados fueron almacenados a 4 oC (Figura 1B)se encontraron ligeras diferencias no significativas(p>0.05) entre ellos, especialmente después de 24 h dealmacenamiento. Estas modificaciones del almidón notuvieron efecto en retrasar el fenómeno de retrogradación

Tiempo (h)

0 24 48 720

5

10

15

20

25Tr

ansm

itanc

ia (

%)

A

Figura 1. Claridad (% T a 650 nm) a temperatura ambiente (A) y 4 oC (B) de almidones modificados y nativos (�) A; (�) B; (�) E; (�) F;(�) G; (�) plátano acetilado; (�) maíz acetilado. (Las grafías corresponden a lo indicado en el Cuadro 1).

Figure 1. Clarity (% T at 650 nm) at room temperature (A) and 4 oC (B) of modified and native starches.

Tiempo (h)0 24 48 72

0

5

10

15

20

25

Tra

nsm

itanc

ia (

%)

B

values decreased when storage time increased (p�0.05).The difference (p�0.05) between the two native starchescould be due to structural differences in starchcomponents. Chains length distribution could play animportant role in this behavior. When the modifiedstarches were stored at 4 oC (Figure 1B) slight nonsignificative differences (p>0.05) were found amongthem, especially after 24 h of storage. These starchmodifications did not retard retrogradation when thegels were stored at refrigeration temperature.

Water retention capacity (WRC)

The WRC profiles (Table 4) increased with temperature(p�0.05). In general, WRC values of the modified bananastarches were smaller than those of their control sample.In the case of corn starches, these showed bigger WRCvalues than those of banana starches at all temperaturesstudied. This different behavior could be attributed to thedifference in amylose/amylopectin ratio, as well as to thedifference in chain length distribution as reported for otherstarches (Bello-Pérez et al., 1998). When starches weretreated at 70 and 80 oC, there was not significant difference(p�0.05) between the modified and the native starch,contrary to what happened at 90 oC. This situation may bedue to the presence of some acetyl groups that couldproduce a network of chains exuded from the starch granuleat high temperatures, increasing the WRC (Wooton andBamunuarachi, 1978).

Swelling and solubility

Solubility profiles of the modified starches at differenttemperatures are shown in Figure 2. Solubility values


Cuadro 4. Capacidad de retención de agua (CRA) de almidonesmodificados†.

Table 4. Water retention capacity (WRC) of modified starches†.

Temperatura (oC)Muestra§

70 80 90

A 23.8 � 0.90 24.6 � 0.30 30.9 � 0.10B 34.3 � 0.10 39.2 � 0.30 44.2 � 0.30C 21.0 � 0.08 25.1 � 0.10 33.4 � 0.10D 13.3 � 0.08 21.3 � 0.08 25.7 � 0.10E 37.7 � 0.06 43.0 � 0.30 46.1 � 0.02F 24.2 � 0.10 37.3 � 0.06 50.0 � 0.09G 34.5 � 0.03 44.2 � 0.02 73.2 � 0.10Acetilado de plátano 20.6 � 0.04 38.1 � 0.02 44.4 � 0.20Acetilado de maíz 34.4 � 0.03 47.1 � 0.07 87.1 � 0.10

† Promedio de tres repeticiones �� error estándar.§ Preparadas de acuerdo con lo especificado en el Cuadro 1.

cuando los geles se almacenaron a temperatura de refri-geración.

Capacidad de retención de agua (CRA)

Los valores de CRA (Cuadro 4) aumentaron con latemperatura (p�0.05). En general los valores de CRA delos almidones de plátano modificados fueron menores(p�0.05) que los de su muestra testigo. En el caso de losalmidones de maíz, éstos mostraron valores mayores(p�0.05) de CRA que los almidones de plátano a las di-ferentes temperaturas estudiadas.

Este comportamiento puede ser atribuido a la dife-rencia en la relación amilosa/amilopectina, así como tam-bién a la diferencia en la distribución en la longitud de lacadena como fue reportado en otros almidones (Bello-Pérez et al., 1998b). En el caso de los almidones acetiladosestudiados a 70 y 80 oC, no hubo diferencia (p�0.05)entre el almidón modificado y el almidón nativo, contra-rio a lo que sucede a 90 oC. Esta situación se puede debera la presencia de algunos grupos acetilo que pudieranoriginar una red o malla de las cadenas que se liberaron apartir del almidón a altas temperaturas, incrementando laCRA (Wooton y Bamunuarachi, 1978).

Hinchamiento y solubilidad

Los perfiles de solubilidad de los almidones modifi-cados a diferentes temperaturas se muestran en la Figura2. La solubilidad aumentó (p�0.05) para almidones mo-dificados en comparación con los nativos (Figura 2A) ytambién aumentó cuando se incrementó la temperatura(p�0.05). Los AGSAF de plátano preparados con 60%de etanol tuvieron mayor solubilidad (p�0.05) que losque se prepararon con 40% de etanol. El almidón de plá-tano acetilado a 80 y 90 oC presentó los valores más altosde solubilidad (p�0.05). Este incremento en la solubili-dad muestra una mejor dispersión del almidón en siste-mas acuosos debido a que los grupos acetilo evitan unaasociación en las cadenas del almidón.

En el caso del hinchamiento (Figura 2B) se encontróun comportamiento muy similar al que presentó la solu-bilidad, debido a que los almidones modificados tuvie-ron valores mayores (p�0.05) que sus almidones nati-vos; éstos aumentaron con el incremento de la tempera-tura. Los AGSAF de plátano, preparados con 60% deetanol a 25 oC, y con 40% de etanol a 35 oC, mostraronun mayor hinchamiento.

Los resultados anteriores pueden ser una combina-ción de efectos: la alta temperatura incrementa el hin-chamiento del gránulo y la concentración de etanol lodisminuye; en el caso de los almidones acetilados el in-cremento en el hinchamiento se puede explicar por laintroducción de grupos hidrofílicos, lo que permite la

were higher (p�0.05) for modified starches than for thenative ones (Figure 2A). These values increased whiththe temperature (p�0.05). The GCWS banana starchesprepared with 60% ethanol had higher solubility (p�0.05)that those prepared with 40% ethanol. Banana starchacetylated at 80 and 90 oC presented the highest values insolubility (p�0.05). This increment in solubility showsa better dispersion of the starch in aqueous systemsbecause the acetyl groups avoid any association in thestarch chains.

The swelling profile (Figure 2B) had a similarbehavior to that of the solubility, i.e., the modified starcheshad higher values (p�0.05), than their native counterparts;these values increased with the temperature. The GCWSbanana starches prepared with 60% ethanol at 25 oC, andwith 40% ethanol at 35 oC, showed bigger swelling.

The aforementioned results can be a combination ofeffects since high temperatures increase granule swelling,while high ethanol concentrations cause the oppositeeffect. For acetylated starches the increment in swellingcan be explained by the introduction of hydrophilicgroups, allowing water molecules retention because oftheir ability to form hydrogen bonds (Miles et al., 1985a).However, at high temperatures (80 and 90 oC) acetylatedand native banana starches had similar values; but adifferent behavior was found in corn starches, whereacetylated sample showed the highest swelling values.This behavior may be due to the important role playedby the granule size and the supramolecular organizationof starch components.

Freeze-thaw stability

Overall, the stability to the freeze-thaw of the nativestarches increased with the modification (Figure 3), exceptfor acetylated corn starch, which presented lower stability


retención de moléculas de agua por la facilidad de for-mar puentes de hidrógeno (Miles et al., 1985a). Sin em-bargo, a altas temperaturas (80 y 90 oC), los almidonesde plátano acetilado y nativo tuvieron valores simila-res. No obstante, se presentó un comportamiento dife-rente en los almidones de maíz, donde la muestraacetilada mostró los más altos valores de hinchamiento.Este comportamiento se puede deber a la importantefunción del tamaño de gránulo y la organizaciónsupramolecular de los componentes del almidón.

Estabilidad al congelamiento-deshielo

En general, la estabilidad al congelamiento-deshielode los almidones nativos se incrementó con la modifica-ción (Figura 3), excepto el almidón de maíz acetilado, elcual presentó más baja estabilidad (p�0.05) alcongelamiento-deshielo que su almidón nativo durantetodos los ciclos del estudio.

El almidón de plátano nativo presentó una pobre es-tabilidad al congelamiento debido a la gran cantidad deagua que eliminó durante el experimento. Los AGSAFde plátano tuvieron mayor estabilidad (p�0.05); los al-midones preparados con 40% de etanol y a las dos tem-peraturas eliminaron el nivel más bajo (p�0.05) de aguadurante el tercer y cuarto ciclo de congelamiento-deshie-lo. Para el almidón de plátano acetilado, en el primero ysegundo ciclos se eliminó aproximadamente 60% de agua.En el tercer y cuarto ciclos el porcentaje de agua separa-da fue muy bajo, lo que muestra una alta estabilidad enéstos. El almidón de plátano nativo no mostró cambiosimportantes durante los cuatro ciclos del experimento.Cuando se prepraron los AGSAF, posiblemente se gene-ró una despolimerización de las moléculas de amilosa y

(p�0.05) to the freeze-thaw than its native starch duringall the cycles involved.

Native banana starch presented a poor stability tofreezing due to the high amount of water drained duringthe experiment. The GCWS banana starches had biggeststability (p�0.05); starches prepared with 40% ethanoland at the two temperatures eliminated the lowest level(p�0.05) of water during the third and quarter freeze-thaw cycle. In the first and second cycles approximately60% of water was eliminated by acetylated bananastarch, but in the third and fourth cycles the percentageof water separated was very low, which shows a highstability in these last cycles. Native banana starch didnot show important changes during the four cycles ofthe experiment. When the GCWS starches wereprepared, it was possibly generated a de-polymerizationof the amylose and amylopectin molecules producingmore lineal molecules. This suggests that a phenomenonof gradual aggregation of lineal chains has taken place,forming a network that decreased the amount of waterseparated.

Apparent viscosity

Apparent viscosity of the modified starches decreasedwhen shear rate increased (Figure 4). This patternindicates a shear-thinning behavior. The GCWS bananastarches showed higher viscosities (p�0.05) than thoseof their native counterparts at the different shear rates. Adefinite pattern was not found in the viscosity profiles ofthe modified banana starches at the different ethanolconcentrations and temperatures. The GCWS corn starchpresented the lowest viscosity values, but its nativecounterpart showed the highest (p�0.05) of all the

50 60 70 80 90

Temperatura ( C)o

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100So

lubi

lidad

(%

)

A

Figura 2. Perfiles de solubilidad (A) e hinchamiento de almidones modificados y nativos (B): (�) A; (�) C; (�) F; (�) G; (�) plátanoacetilado; (�) maíz acetilado. (Las grafías corresponden a lo señalado en el Cuadro 1).

Figure 2. Profiles of solubility (A) and swelling of modified and native starches (B).

50 60 70 80 90Temperatura ( C)o

0

20

40

60

80

100

120

Hin

cham

ient

o (g

HO

/ g

mue

stra

sec

a)2

B


Figura 3. Estabilidad al congelamiento-deshielo para almidonesmodificados y nativos: (�) B; (�) D; (�) F; (�) G; (�)plátano acetilado; (�) maíz acetilado. (Las grafías co-rresponden a lo indicado en el Cuadro 1).

Figure 3. Stability to the freeze-thaw for modified and nativestarches.

1 2 3 4

Ciclo congelamiento-deshielo

0

20

40

60

80A

gua

elim

inad

a (%

)

Figura 4. Viscosidad aparente para almidones modificados y na-tivos preparados a 5% (bs), utilizando el viscosímetroBrookfield con la aguja No. 3: (�) C; (�) E; (�) F; (�)G; (�) platano acetilado; (�) maíz acetilado. (Las grá-ficas corresponden a lo señalado en el Cuadro 1).

Figure 4. Apparent viscosity of modified and native starchesprepared with 5% (dry basis), using the BrookfieldViscometer with needle No. 3.

2 4 10 20

Velocidad de deformación (mi n-1

0

5

10

15

20

25

30

35

Vis

cosi

dad

apar

ente

(P a

s)

amilopectina produciendo moléculas más lineales. Portanto, es factible que se haya presentado un fenómeno deagregación gradual de las cadenas lineales formando unamalla que disminuyó la cantidad de agua separada.

Viscosidad aparente

La viscosidad aparente de los almidones modifica-dos disminuyó cuando la velocidad de corte se incrementó(Figura 4). Este patrón indica un comportamientopseudoplástico. Los AGSAF de plátano mostraronviscosidades mayores (p�0.05) a las del almidón nativo.No se encontró un patrón definido en la viscosidad de losalmidones de plátano modificados a las diferentes con-centraciones de etanol y temperatura. Los valores de vis-cosidad de los almidones de plátano acetilado fueron ma-yores (p�0.05) que los del almidón nativo a las diferen-tes velocidades de corte. El AGSAF del maíz presentólos valores más bajos de viscosidad, pero su almidónnativo mostró el valor más alto (p�0.05) de todos losalmidones estudiados. Sin embargo, es importante seña-lar que, en general, la modificación incrementó la visco-sidad de todas las muestras. Chen y Jane (1994b) repor-taron que los AGSAF de maíz ceroso y altos en amilosa(50 y 70% de amilosa) mostraron viscosidades mayoresque la de sus almidones nativos, pero la viscosidad delalmidón de maíz normal modificado fue más baja que lade su almidón nativo. Es evidente a partir de estos resul-tados que la estructura molecular de los almidones tieneuna función importante en este comportamiento.

Los perfiles de viscosidad (datos no mostrados) delos almidones modificados a una velocidad constante

starches studied. However, it is important to note that,overall, the modification increased the viscosity of allsamples. Chen and Jane (1994b) reported that GCWSwaxy and high amylose corn starches (50 and 70 %amylose) showed bigger viscosities that those of theirnative starches, but the starch viscosity of modifiednormal corn starch was lower than that of its native starch.It is evident from these results that the molecular structureof starches plays an important role in this behavior.

Viscosity profiles (data not shown) of the modifiedstarches at constant speed (20 rpm) and temperature(25 oC), showed that in general the apparent viscositywas similar during the 30 minutes shear rate test;indicating stability of starch pastes with time.

CONCLUSIONS

GCWS banana starches prepared by an alcoholic-alkaline treatment had higher ash content and lowerprotein and fat content than their native counterparts.Overall, the starch modifications did not affect theretardation of retrogradation when starches were storedat refrigeration temperature. The effect of temperatureon solubility was different depending on GCWS starchtype. Granules swelling increased at high temperature,minimizing the effect of ethanol concentration;acetylation increased both starch swelling and solubility.GCWS starches showed higher freeze-thaw stability thantheir native starches. The modifications of the starches


(20 rpm) y temperatura (25 oC) mostraron que en gene-ral la viscosidad aparente fue similar durante los 30minutos del experimento, lo que indica la estabilidadde las pastas en el tiempo.

CONCLUSIONES

Los AGSAF de plátano preparados por un tratamien-to alcohólico alcalino tuvieron mayor contenido de ceni-zas y menor contenido de proteína y grasa que el almi-dón nativo. En general, las modificaciones no retrasaronel fenómeno de retrogradación cuando los almidones fue-ron almacenados a temperatura de refrigeración. El efec-to de la temperatura sobre la solubilidad fue diferentedependiendo del tipo de AGSAF. El hinchamiento delgrano se incrementó a alta temperatura, minimizando elefecto de la concentración de etanol; la acetilaciónincrementó tanto el hinchamiento como la solubilidad delalmidón. Los AGSAF mostraron mayor estabilidad alcongelamiento-deshielo respecto a los almidones nativos,no así los acetilados en los cuales no se mejoró esta esta-bilidad funcional. Las modificaciones incrementaron laviscosidad de las pastas de almidones. Todos estos cam-bios, en conjunto, permiten sugerir que los almidonesmodificados pueden usarse en alimentos como espesantesen sopas o como aditivos para postres congelados dadasu elevada estabilidad.

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also increased the viscosity of starch pastes. All thesechanges suggest that modified starches could be usedas thickeners in soups or as additives for frozen dessertsdue to their high stability.

—End of the English version—

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Propiedades químicas y funcionales del almidón modificado de plátano

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