RESPUESTAS A LAS PREGUNTAS DEL ANEXO
Figura A.1:
Figura A.1:
Campo claro, campo claro con Campo claro, campo claro con polarizadores cruzados y campo oscuro. Se obervanpolarizadores cruzados y campo oscuro. Se obervanesferulitas de diferentes tamaños y poros (se destacan el la micrografía con campo
esferulitas de diferentes tamaños y poros (se destacan el la micrografía con campo
oscuro) generados durante la formación de las esferulitas.
oscuro) generados durante la formación de las esferulitas.
Figura A.2:
Figura A.2:
Fase amorfa y estructura esferulítica semicristralina. Campo claro. Impurezas enFase amorfa y estructura esferulítica semicristralina. Campo claro. Impurezas enla fase amorfa; bordes de esferulitas rectos y grietas circunferenciales en las esfe-
la fase amorfa; bordes de esferulitas rectos y grietas circunferenciales en las esfe-
rulitas de mayor tamaño.
rulitas de mayor tamaño. | | G G
U U Í Í A A D D I I D D Á Á C C T T I I C C A A | | C C a a p p í í t t u u l l o o 9 9 | | P P O O L L Í Í M M E E R R O O S S 61 61
Figura A.1: Esta micrografías corresponden a la morfología de
Figura A.1: Esta micrografías corresponden a la morfología de una muestra de PHBVuna muestra de PHBV con tres modos de iluminación diferentes:
con tres modos de iluminación diferentes: ¿cuáles? ¿Qué estructuras puede individualizar?
¿cuáles? ¿Qué estructuras puede individualizar?
Figura A.2: Micrografía de una Figura A.2: Micrografía de una muestra de PHBV: muestra de PHBV: ¿Qué microconstituyentes se ¿Qué microconstituyentes se observan? observan?
¿Qué tipo de iluminación se
¿Qué tipo de iluminación se
empleó?
empleó?
¿Qué defectos se aprecian en
¿Qué defectos se aprecian en
las estructuras que se mues-
las estructuras que se mues-
tran en la figura?
tran en la figura?
Figura A.3: Micrografías de PHBV: Figura A.3: Micrografías de PHBV: ¿Qué iluminación se empleó?
¿Qué iluminación se empleó?
¿Qué estructuras se observan?
¿Qué estructuras se observan?
¿Cómo es su morfología?
¿Cómo es su morfología?
¿Por qué?
¿Por qué?
¿a qué atribuyen la diferencia de tamaños?
¿a qué atribuyen la diferencia de tamaños?
¿qué determina la diferencia entre las dos morfologías?
Figura A.3:
Figura A.3:
Campo claro con polarizadores cruzados. Esferulitas. Formas esféricas con estrucCampo claro con polarizadores cruzados. Esferulitas. Formas esféricas con estructuraturade bandas debido al crecimiento radial isótropo de las lamelas que van rotando en
de bandas debido al crecimiento radial isótropo de las lamelas que van rotando en
la dirección radial produciendo las bandas como se explica en la figura 5. La dife-
la dirección radial produciendo las bandas como se explica en la figura 5. La dife-
rencia de tamaños de las esferulitas de cada micrografía se debe al gradiente de
rencia de tamaños de las esferulitas de cada micrografía se debe al gradiente de
temperaturas presente en la muestra durante el enfriamiento. En el caso de las dos
temperaturas presente en la muestra durante el enfriamiento. En el caso de las dos
esferulitas aisladas se produjo un enfriamiento rápido que dejó zonas amorfas en
esferulitas aisladas se produjo un enfriamiento rápido que dejó zonas amorfas en
la muestra. En cambio un enfriamiento lento determinó el crecimiento de las esfe-
la muestra. En cambio un enfriamiento lento determinó el crecimiento de las esfe-
rulitas hasta que se encontraron con las adyacentes; se destaca la linealidad
rulitas hasta que se encontraron con las adyacentes; se destaca la linealidad de losde los
bordes entre esferulitas.
bordes entre esferulitas.
9.10. Gelificación de Almidón
9.10. Gelificación de Almidón
9.10.1. ¿QUÉ ES EL ALMIDÓN?
9.10.1. ¿QUÉ ES EL ALMIDÓN?
El
Elalmidónalmidónes un polisacárido de reserva alimenticia predominante en las plantas, y propor-es un polisacárido de reserva alimenticia predominante en las plantas, y propor-
ciona el 70-80% de las calorías consumidas por los humanos de todo el mundo. Tanto el al-
ciona el 70-80% de las calorías consumidas por los humanos de todo el mundo. Tanto el al-
midón como los productos de la hidrólisis del almidón constituyen la mayor parte de los
midón como los productos de la hidrólisis del almidón constituyen la mayor parte de los
carbohidrato
carbohidratos digestibles de s digestibles de la dieta la dieta habitual.habitual.
Los almidones comerciales se obtienen de las semillas de cereales, particularmente de maíz, trigo,
Los almidones comerciales se obtienen de las semillas de cereales, particularmente de maíz, trigo,
varios tipos de arroz, y de algunas raíces y tubérculos, particularmente de papa, batata y mandioca.
varios tipos de arroz, y de algunas raíces y tubérculos, particularmente de papa, batata y mandioca.
Tanto los almidones naturales como los modificados tienen un número enorme de posibles aplica-
Tanto los almidones naturales como los modificados tienen un número enorme de posibles aplica-
ciones en los alimentos, que incluyen las siguientes: adhesivo, ligante, enturbiante, formador de
ciones en los alimentos, que incluyen las siguientes: adhesivo, ligante, enturbiante, formador de
películas, estabiliz
películas, estabilizante de ante de espumas, agente anti-envejecimienespumas, agente anti-envejecimiento de to de pan, gelificante, glaseante, hu-pan, gelificante, glaseante, hu-
mectante, estabilizante, texturizante y espesante. Por ejemplo, para espesar una salsa se emplean
mectante, estabilizante, texturizante y espesante. Por ejemplo, para espesar una salsa se emplean
50 g de fécula
50 g de fécula3636de maíz por litro. También se los emplea en la de maíz por litro. También se los emplea en la industria farmacéutica porque carecenindustria farmacéutica porque carecen
de sabor dulce, pero se
de sabor dulce, pero se degradan parciadegradan parcialmente (hidrólisis enzimáticlmente (hidrólisis enzimática) en dextrinas que a) en dextrinas que se encuen-se encuen-
tran en la miel y las frutas; además son insolubles en agua fría pero en agua caliente forman pastas
tran en la miel y las frutas; además son insolubles en agua fría pero en agua caliente forman pastas
y geles cuyas características varían con el tipo de almidón utilizado.
y geles cuyas características varían con el tipo de almidón utilizado.
El almidón se di
El almidón se diferencia de todos los demás carbohidratos en que, en la ferencia de todos los demás carbohidratos en que, en la naturaleza se presentanaturaleza se presenta
como complejas partículas discreta
como complejas partículas discretas (gránulos). Los gránulos de s (gránulos). Los gránulos de almidón son almidón son relativamenterelativamente
densos, insolubles y se hidratan muy mal en agua fría. Pueden ser dispersados en agua, dando
densos, insolubles y se hidratan muy mal en agua fría. Pueden ser dispersados en agua, dando
lugar a la formación de suspensiones de baja viscosidad que pueden ser fácilmente mezcladas
lugar a la formación de suspensiones de baja viscosidad que pueden ser fácilmente mezcladas
y bombeadas, incluso a concentraciones mayores del 35%.
y bombeadas, incluso a concentraciones mayores del 35%.
Químicamente un almidón es una mezcla de dos polisacáridos muy similares: la amilosa y laamilo-
Químicamente un almidón es una mezcla de dos polisacáridos muy similares: la amilosa y laamilo-
pectina. Contienen regiones cristalinas (debidas al ordenamiento de las cadenas de amilopectina)
pectina. Contienen regiones cristalinas (debidas al ordenamiento de las cadenas de amilopectina)
y no cristalinas en capas alternadas. Si se observa en un microscopio entre dos polarizadores cru-
y no cristalinas en capas alternadas. Si se observa en un microscopio entre dos polarizadores cru-
zados un gránulo de almidón, que fue sometido a un tratamiento de hidrólisis ácida y enzimática,
zados un gránulo de almidón, que fue sometido a un tratamiento de hidrólisis ácida y enzimática,
se obtiene la cruz de Malta. Esta figura se debe a la disposición radial y ordenada de las moléculas
se obtiene la cruz de Malta. Esta figura se debe a la disposición radial y ordenada de las moléculas
de almidón. El
de almidón. El centro de la cruz corresponde con el hilum, el centro de la cruz corresponde con el hilum, el centro de crecimiento del gránulo.centro de crecimiento del gránulo.
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Amilosa
Amilosa y amilopectinay amilopectina
La amilosa es el producto de
La amilosa es el producto de la condensaciónla condensación
de D-glucopiranosas por medio de enlaces
de D-glucopiranosas por medio de enlaces
glucosídicos a(1,4), que establece largas ca-
glucosídicos a(1,4), que establece largas ca-
denas lineales con 200-2.500 unidades y pe-
denas lineales con 200-2.500 unidades y pe-
sos moleculares hasta de un millón; es decir,
sos moleculares hasta de un millón; es decir,
la amilosa es una a-D-(1,4)-glucana cuya uni-
la amilosa es una a-D-(1,4)-glucana cuya uni-
dad repetitiva es la amaltosa.
dad repetitiva es la amaltosa.
La mayoría de los
La mayoría de losalmidonesalmidonescontienen alrededor del 25% de amilosa. Los dos almidonescontienen alrededor del 25% de amilosa. Los dos almidones
de maíz comúnmente conocidos como ricos en amilosa que
de maíz comúnmente conocidos como ricos en amilosa que existen comercexisten comercialmente po-ialmente po-
seen contenidos aparentes de masa alrededor del 52% y del 70-75%.
seen contenidos aparentes de masa alrededor del 52% y del 70-75%.
La amilopectina se diferencia de la amilosa en
La amilopectina se diferencia de la amilosa en
que contiene ramificaciones que le dan una
que contiene ramificaciones que le dan una
forma molecular a la de un árbol; las ramas
forma molecular a la de un árbol; las ramas
están unidas al tronco central (semejante a la
están unidas al tronco central (semejante a la
amilosa) por enlaces a-D-(1,6), localizadas
amilosa) por enlaces a-D-(1,6), localizadas
cada 15-25 unidades lineales de glucosa. Su
cada 15-25 unidades lineales de glucosa. Su
peso molecular es muy alto ya que algunas
peso molecular es muy alto ya que algunas
fracciones llegan a alcanzar hasta 200 millo-
fracciones llegan a alcanzar hasta 200 millo-
nes de daltones. La amilopectina constituye
nes de daltones. La amilopectina constituye
alrededor del 75% de los
alrededor del 75% de losalmidonesalmidonesmás comunes. Algunos almidones están constituidos ex-más comunes. Algunos almidones están constituidos ex-
clusivamente por amilopectina y son conocidos como céreos. La amilopectina de papa es la
clusivamente por amilopectina y son conocidos como céreos. La amilopectina de papa es la
única que posee en
única que posee en su molécula grupos éster fosfsu molécula grupos éster fosfato, unidos más frecuentemente en una po-ato, unidos más frecuentemente en una po-
sición O-6, mientras que el tercio restante lo hace en
sición O-6, mientras que el tercio restante lo hace en posición O-3.posición O-3.
9.10.2. MODIFICACIÓN DE LA
9.10.2. MODIFICACIÓN DE LA ESTRUCTESTRUCTURA URA
9.10.2.1.
9.10.2.1. GelatinizacGelatinizaciónión
Los gránulos de almidón son insolubles en agua fría, pero pueden embeber agua
Los gránulos de almidón son insolubles en agua fría, pero pueden embeber agua de manerade manera
reversible; es decir, pueden hincharse ligeramente con el agua y volver luego al tamaño original
reversible; es decir, pueden hincharse ligeramente con el agua y volver luego al tamaño original
al secarse. Sin embargo cuando se calientan en agua, los gránulos de almidón sufren el pro-
al secarse. Sin embargo cuando se calientan en agua, los gránulos de almidón sufren el pro-
ceso denominado gelatinizac
ceso denominado gelatinización, durante el cual ión, durante el cual se hinchan los gránulos de almidón se hinchan los gránulos de almidón por ab-por ab-
sorción del agua, desaparece la estructura cristalina de la amilopectina y se produce la
sorción del agua, desaparece la estructura cristalina de la amilopectina y se produce la
lixiviación
lixiviación3737de la de la amilosa. Este proceso es una transición orden-desorden irreversibamilosa. Este proceso es una transición orden-desorden irreversible.le.
Este proceso se manifiesta normalmente dentro de un intervalo más
Este proceso se manifiesta normalmente dentro de un intervalo más o menos amplio de tem-o menos amplio de tem-
peratura, siendo los gránulos más grandes los que primero gelatinizan. El intervalo de
peratura, siendo los gránulos más grandes los que primero gelatinizan. El intervalo de tempe-tempe-
ratura de gelatinización se puede determinar utilizando un microscopio de polarización. Estos
ratura de gelatinización se puede determinar utilizando un microscopio de polarización. Estos
estados son: la temperatura de
estados son: la temperatura de iniciación (primera observación de la pérdida iniciación (primera observación de la pérdida de birrefringen-de birrefringen-
cia), la temperatura final de la pérdida de birrefringencia (temperatura a la cual el último grá-
cia), la temperatura final de la pérdida de birrefringencia (temperatura a la cual el último grá-
nulo en el campo de
nulo en el campo de observación pierde su birrefringencobservación pierde su birrefringencia).ia).
O O O O OH OH H H H H HO HO OHOH O O O O OH OH H H H H HO HO OHOH O O O O OH OH H H H H HO HO OHOH O O O O OH OH H H H H HO HO OHOH | | G G U U Í Í A A D D I I D D Á Á C C T T I I C C A A | | C C a a p p í í t t u u l l o o 9 9 | | P P O O L L Í Í M M E E R R O O S S 63 63 O O O O O O O O O O O O O O O O OH OH OH OH OH OH OH OH OH OH OH OH AMILOPECTINA AMILOPECTINA OH OH HO HO HO HO HO HO HO HO 37
37Proceso en el cual se extrae uno o varios solutos de un sólido, mediante la utilización de un disolvente liquido; enProceso en el cual se extrae uno o varios solutos de un sólido, mediante la utilización de un disolvente liquido; en
este caso se emplea agua para extraer la amilosa del gránulo
Al final de este fenómeno se
Al final de este fenómeno se genera una pasta en la que existen cadenas de amilosa de bajogenera una pasta en la que existen cadenas de amilosa de bajo
peso molecular altamente hidratadas que rodean a los agregados, también hidratados, de los
peso molecular altamente hidratadas que rodean a los agregados, también hidratados, de los
restos de los gránulos.
restos de los gránulos.
9.10.2.2. Gelificación
9.10.2.2. Gelificación
Si se sigue calentando la solución acuosa de almidón, llega un punto en el que los gránulos
Si se sigue calentando la solución acuosa de almidón, llega un punto en el que los gránulos
se fragmentan disminuyendo la viscosidad drásticamente Agitar la mezcla contribuye a la frag-
se fragmentan disminuyendo la viscosidad drásticamente Agitar la mezcla contribuye a la frag-
mentación de los gránulos. Finalmente se produce la gelificación, esto es, la formación de una
mentación de los gránulos. Finalmente se produce la gelificación, esto es, la formación de una
red tridimensional de moléculas de amilosa y amilopectina unidas mediante puentes hidró-
red tridimensional de moléculas de amilosa y amilopectina unidas mediante puentes hidró-
geno. En esta
geno. En esta red de red de moléculas ovilmoléculas ovilladas queda agua atrapada.ladas queda agua atrapada.
La presencia de solutos en la disolución de almidón disminuye la viscosidad del gel. Por ejem-
La presencia de solutos en la disolución de almidón disminuye la viscosidad del gel. Por ejem-
plo, la sacarosa interfiere en las interaccio
plo, la sacarosa interfiere en las interacciones con el agua ya que nes con el agua ya que tiene afinidad por ésta y tiene afinidad por ésta y lala
absorbe. También las grasas ejercen una acción plastificante debid
absorbe. También las grasas ejercen una acción plastificante debido a que provocan la rupo a que provocan la rupturatura
de la amilosa por lo que
de la amilosa por lo que las zonalas zonas de unión que s de unión que quedan son más reducidas.quedan son más reducidas.
9.10.2.3. Retrogradación
9.10.2.3. Retrogradación
Se trata del proceso mediante el cual el
Se trata del proceso mediante el cual el
almidón gelificado comienza a exudar
almidón gelificado comienza a exudar
agua (sinéresis). A nivel de la microstruc-
agua (sinéresis). A nivel de la microstruc-
tura, en reposo el almidón gelificado
tura, en reposo el almidón gelificado
busca un mínimo de energía libre que se
busca un mínimo de energía libre que se
alcanza cuando las cadenas lineales de
alcanza cuando las cadenas lineales de
amilosa se orientan paralelas entre sí.
amilosa se orientan paralelas entre sí.
Esta configuración favorece la formación
Esta configuración favorece la formación
de puentes hidrógeno entre los múltiples
de puentes hidrógeno entre los múltiples
hidroxilos de las cadenas, generando una
hidroxilos de las cadenas, generando una
estructura cristalina de amilosa insoluble
estructura cristalina de amilosa insoluble
en agua, que
en agua, que precipitaprecipita..
El fenómeno de sinéresis puede observarse en la vida
El fenómeno de sinéresis puede observarse en la vida cotidiana en las cremas de pastelería,cotidiana en las cremas de pastelería,
yogures, salsas y purés
yogures, salsas y purés3838. Para evitar esta inestabilidad en los alimentos se . Para evitar esta inestabilidad en los alimentos se puede utilizar al-puede utilizar al-
midón el maíz, que no
midón el maíz, que no contiene amilosa.contiene amilosa.
| | G G U U Í Í A A D D I I D D Á Á C C T T I I C C A A | | C C a a p p í í t t u u l l o o 9 9 | | P P O O L L Í Í M M E E R R O O S S 64 64 gránulo gránulo Ordenamiento de cadenas Ordenamiento de cadenas
por puentes hidrógeno
por puentes hidrógeno
Cadenas de amilosa muy hidratadas
9.10.2.4 Actividad
9.10.2.4 Actividad propuestapropuesta
Materiales:
Materiales:
•
•
Probeta graduada de 100 mlProbeta graduada de 100 ml•
•
Balanza granatariaBalanza granataria•
•
Vaso de precipitado de Pirex (térmico).Vaso de precipitado de Pirex (térmico).•
•
Termómetro hasta 100 °CTermómetro hasta 100 °C•
•
AguaAgua•
•
GlicerinaGlicerina•
•
Almidón de maíz, papa, mandioca, trigo, etc. (se puede Almidón de maíz, papa, mandioca, trigo, etc. (se puede emplear uno o varios).emplear uno o varios).•
•
Recipientes de plástico o vidrio pequeños que se emplearán como moldes. Se recomiendaRecipientes de plástico o vidrio pequeños que se emplearán como moldes. Se recomiendaque algunos sean alargados y otros de
que algunos sean alargados y otros de base plana. Rotúlelos y péselos.base plana. Rotúlelos y péselos.
Los elementos a emplear no poseen efectos tóxicos ni se requieren medidas de seguridad es-
Los elementos a emplear no poseen efectos tóxicos ni se requieren medidas de seguridad es-
peciales para la manipulación de los geles. Se recomienza cuidado en la manipulación del
peciales para la manipulación de los geles. Se recomienza cuidado en la manipulación del
agua hirviendo, así como de los recipientes de
agua hirviendo, así como de los recipientes de pirex.pirex.
Procedimiento
Procedimiento
1.1.Coloque 20 g de almidón y 100 ml de Coloque 20 g de almidón y 100 ml de agua en el vaso de precipitado. Mezcle y observe siagua en el vaso de precipitado. Mezcle y observe si
se disuelve el almidón. Deje
se disuelve el almidón. Deje reposar y observe si se producen cambios en la solución.reposar y observe si se producen cambios en la solución. Nota:
Nota:Si el trabajo de laboratorio se realiza en equipos, cada grupo puede trabajar conSi el trabajo de laboratorio se realiza en equipos, cada grupo puede trabajar con
una concentrac
una concentración de almidón diferente (en ión de almidón diferente (en caso de poder formarse 8 grupos se puedencaso de poder formarse 8 grupos se pueden
duplicar las experiencias a cada concentració
duplicar las experiencias a cada concentración para verificar si el n para verificar si el experimento es repeti-experimento es repeti-
ble); otra posibilidad es trabajar con diferentes tipos de almidón
ble); otra posibilidad es trabajar con diferentes tipos de almidón para evaluar cómo cam-para evaluar cómo cam-
bia la temperatura de gelatinización según el almidón que se
bia la temperatura de gelatinización según el almidón que se emplee.emplee.
2.
2.Disponga el vasDisponga el vaso de precipitado en un recipiente con agua que o de precipitado en un recipiente con agua que pueda llevar a la flama ypueda llevar a la flama y | |