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d o i i i h r r :

h.latricula :

Unidad : ,/División : / L i c e n c i a t u r a :

Teléfono :

Trimestre lectivo :

Horas a la semana :

&ulo del proyecto :

92330 148 iztapalapa.

Ciencias Biológicas y de la Salud. Ingeniería d e tos alimentos.

Ol(791) 2-27-68

96-0

20.

“Obtención de aislados proteínicos de l a semilla de amaranto. por digestión enzimática del almidón y solubilización en álcali”.

’

/Nombre de los asesores Dr. Jorge Soriano Santos. Prof. Titular C.

Jefe del Departamento. d e Biotecnologin.

M. en B. Marco Aurelio Córdoba Salgado Profesor Asociado

Laboratorio de Frutas y Hortalizas. puesto y adscripción :

Lugar donde se realiza el

servicio : ( S-156 ).

h e c h a : IO de Junio de I 9 9 9

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Clave :

Firma del alumno : Clave :

Firma del alumno :

Firma de los nsesorcs :

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Casaabierta al Iiernpo

DIVISION DE CIENCIAS BIOLOGICAS Y DE LA SALUD

Departamenlo de Biotecnologia DR. JORGE SORIANO SANTOS

JEFE

UNIVERSIDAD AUTONOMA METROPOLITANA

Junio 10, 1997.

DR. JOSE LUIS ARREDONDO FiGUEROA

Director, División C.B.S. P r e s e n t e

Por

este conducto me permito hacer de su conocimiento que el alumno de la Licenciatura

ingeniería en Alimentos

RUBEN

D i A Z G O D I N E Z con matrícuia 92330148, realizó su Servicio Social en el Departamento de Biotecnología de esta _División, con el trabajo titulado

"Obtención de aislados proteínicos de la semiíia de amaranto, por d$ptión entimófica

de/ almidón y solubilización en tflcali" cubriendo satisfactoriamente los objetivos

planteados. El trabajo fié asesorado por el M. en

B.

Marco Aureüo Córdoba Safgado y un Servidor.

Sin otro particular, le agradezco

la

atención brindada y aprovecho la ocasión para enviarle un cordial safudo.

A t e n t a m e n

UNIDAD IZTAPALAPA

Aw. Michoacán y La Purísima. Col. Vicentina. México. D.F. 09340. Tel.: (5j7234454. (5)7244711. Fax: (5j724-4712.

e-maii:ias@ xanum.uam.mr Internet: h n p : l l w w w . i i l a p a l a p a . u a m . m ~ ~ ~ a p a l a . ~ l d ~ v i s i o ~ . c b ~ i o l e ~ ~ o l ~ ~ n i c ~ o . h l m

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IXTRODUCCION:

La familia Anicirmiihcme comprende mas de 60 géneros y

aproximadamente 800 especies de plantas herbaceas o perennes A traves de la historia,

las hojas de amaranto se han consumido como vegetales y su semilla como cereal (Barba

de la Rosa y Paredes-López, 1989)

Existen tres especies del género Amarmihics (del griego que significa "inmortal")

que producen grandes vainas repletas de semillas comestibles: A. / i ~ ~ ~ i ~ / ~ u i t ~ r i u ~ i i . ~ y A.

cnieiiftis que son cultivadas en México y Guatemala, respectivamente, y A. C ~ I ~ I . / U / U S que

es cultivada en el Peni (Casillas-Quintero 1991).

En los últimos años el amaranto ha despertado un interés sobresaliente a nivel

internacional por el valor potencial nutritivo y económico que representa, principalmente

para los países del tercer mundo, pretendiendo introducirlo como mejorador en la calidad

de la dieta humana, por su alto contenido de proteina (Córdoba-Salgado 1995)

El cultivo de amaranto puede aportar beneficios económico-sociales a la población

rural mexicana, en cuanto que ofrece además de sus cualidades altamente nutrimentales,

una rentabilidad de tierra del 100 al 200%, además de una utilización integral de la planta

(Guzmán Maldonado 1994).

La

explotación agroindustrial del amaranto implica además

de su cultivo, la transformación en materias primas para la industria como harinas

inteyrales, concentrados y _{aislados proteicos, concentrados amilaceos. aceite refinado} y

subproductos, entre otros, y la elaboración de productos terminados (alimentos para

desayunos, pastas, bebidas proteinadas, extruidos. etc ) Los aislados proteicos de la

semilla de amaranto tendnan una amplia aplicacion en la industria alimentaria. tanto por su

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carácter nutrimental conlo por la explotacion de sus propiedades funcionales (Soriano-

Santos 1993).

Para mejorar la baja funcionalidad que algunas proteinas presentan, pueden

emplearse diferentes métodos de modificaciones quimicas o enzimaticas. Entre las técnicas

de modificación más utilizadas se tiene la acilación con ácidos anhidndos, y estas han sido

muy estudiadas con proteinas de diversas fuentes (Sonano Santos y Córdoba Salgado

1995).

Aunque eventualmente las proteinas modificadas son funcionalmente supenores a las proteinas sin modificar, la adición de éstas a sistemas aliinentan'os deberán ser seguras

y tener una reglamentación (Paredes Lopez y Ordonca Falomir _1991).

Las proteinas modificadas quimicamente por succinilacion son de menor valor

nutritivo, por que los enlaces succinilados no son hidrolizados por las proteasas

pancreáticas y gastncas (Shukla, 1982) En contraste, las proteínas modificadas

enzimáticamente no se cuestiona su seguridad, y las modificaciones enzimáticas podrian

ser una alternativa viable de modificación química (Paredes López y Barba de la Rosa

1990).

Puski (1 975) investigó las propiedades funcionales de aislados proteicos de soya

(SPls) los cuales fueron hidrolizados con proteasas de Asperp1lu.s otyzue en vanas

concentraciones de enzima con sustrato Reportaron que se confiere o aumenta la

capacidad de eniulsificación, solubilidad y capacidad de espumado de los SPls después de

la hidrólisis con proteasas alcalinas y neutras (Kinsella, ₁₉₇₉₎

La semilla de amaranto contiene aproximadamente de I 3 a I7?6 de proteína cruda.

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amaranto. Los factores usados en l a conversion de nitrógeno a proteina cruda han sido dc

5.2 a 5.6 y de 6.25. Sin embargo, calculos basados en los análisis de aminoácidos

muestran que el factor de conversion correcto es de 5.S5 (Tenorio Vallejo 1995). La información sobre la solubilidad y tipo de fracciones de las proteínas de amaranto es

necesaria para la caracterización de estas macromoleculas. As¡ mismo, esta caractenzacion

es necesaria en estudios tendientes a determinar su _valor nutncional. _Un máximo de

recuperación (71 a 73.6 gíl0Oy de proteina), se alcanza cuando la proteína se solubiliza a

pH 1 I y se precipita entre pH de 4.5 a 5.5. Este comportamiento es válido tanto para la

harina entera como para la desgrasada (Paredes-Lopez y col 1991 )

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0B.JETIVO.S:

Objetivo general

Evaluar la influencia de la modificación enzimática con a-amilasa en harina integral de amaranto, sobre los rendimientos de proteina en la obtención de aislados proteicos a partir de la misma harina.

Objetivos particulares:

-

Obtener una harina de amaranto modificada con a-amilasa (CPAH-I), a partir de

harina integral de amaranto.

-

Obtener un concentrado proteico (CPAH-2) en solución alcalina a pH I I a partir

de CPAH-I.

-

Determinar porciento de nitrógeno contenido en HPAD-29, CPAH-I y CPAH-2

M

ETODOLOGIA:

En la figura 1 se muestra el plan de trabajo que se utilizó como base para la

realización del trabajo experimental en la obtendón de un aislado proteico de amaranto.

En

este estudio se propone un método para la obtención de un aislado proteico de

la semilla de amaranto, en la que se empleó inicialmente una hidrólisis enzimática de harina

integral de semilla de amaranto y posteriormente una solubilización de las proteinas con

álcali. Para la modificación enzimática se utilizó amilasa (Sjsma) (0.01% (v/v)) que se

aplicó a una suspensión a¡ 10% w/v de harina integral (que previamente se coaguló

sometiendose IO min. a baño Maria) incubándose a 70°C durante ₅ minutos a pH 8. Para

la separación de las proteinas, se centrifugó a 10,000 rpm durante 30 minutos a 4 'C; el

precipitado se secó a 40°C por 24 horas. Posteriormente se solubilizaron las proteinas con

una solución de NaOH a pH I I. por agitación constante. durante I h. Se centrifug0 a

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10.000 rpm durante 20 niin a 4 'C y del sobreiiadante, se precipitaron las proteinas con

acido tricloroacético al 10%. hasta p1-l de 4 a 4.5; se centnfugo nuevamente a 13 O00 rpm

durante 20 min a 4 "C. del precipitado se seco a las mismas condiciones que la harina

modificada enzimáticamente.

Se determinó el contenido de proteina cruda por el método de Kjeldahl, en la harina integral, en la harina tratada con la a-amilasa y en la solubilizacion alcalina.

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Harina integral

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Licuefacción con a-milasa _I

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Centnfugación 10,000 rpm. 30 min. 4OC

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Secado 4OoC, 24 h

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por Kjeldahl modificado

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enzimáticamente

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Solubilización en álcali pH I I

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Centnkgación a I O;OOO _rpm, 20min.

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Secado 4OoC, 24 h

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Fuente de N %de"

Harina Integral 4.83 '0.06

CPAH- I 8.16 k0.05

CPAH-2 13.88 kO.05

.ACTIVIDADES REALIZADAS DURANTE El, SERVICIO SOCIAL

% de proteína

2 _respecto % de

_a

concentración _{la harina integral}

28.3 tr 1.3 I O0

47.78 k 2.8 168.83

81.23 k3.2 287.03

Se realizo una modificacion enzimatica con a-amilasa. sobre harina integral de

amaranto

Una solubilizacion alcalina a pH 1 1 , de proteínas de la harina modificada

enzimáticamente

Determinación del contenido de nitrógeno y de proteina de la harina integral.

modificada enzimáticamente y de la obtenida a partir de la solubilización en álcali.

OBJETIVOS

Y

M E T A S ALCANZADOS.

Se cubrieron el 100 % de los objetivos planteados al inicio de este trabajo de

investigación.

RESULTADOS Y CONCLUSIONES

En

la Tabla 2 donde se muestran los resultados obtenidos con respecto a los

diferentes métodos ensayados para la concentración de las proteinas de amaranto.

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Con respecto al gano de amaranto que contiene del 13 al 17 Yo de proteina cnida

(Soriano-Santos, 199;). podemos observar que en el material final obtenido (CPH-2)

presenta un mayor contenido de proteína cruda de aprosimadamente 5.5 veces. Córdoba

Salgado (1 995) encontró que para la solubilización alcalina a pH 1 I en harina proteica de

amaranto desengrasada (HPAD-29), el contenido de proteina por cada 100 gramos. de

concentrado es de 57.6 %;'que comparado con el método utilizado en este trabajo donde

contiene un paso de modificación enzimática, el contenido de proteina para el concentrado

proteico es de 81.23 Ya, que por lo tanto se aumentó en un 41 % con respecto a dicha

solubilización. Se observo que los rendimientos obtenidos de harina modificada con

respecto a la harina integral es del 63 YO con un 48 YO de proteina; y que para la solubilización en álcali de las proteinas, tenemos un rendimiento del 21.42 YO con un

contenido de proteina del 81.23%, con respecto a harina integral. Por lo que se puede

proponer este método como viable para la elaboración de materiales con un alto contenido

de proteina.

Se concluye que los objetivos particulares propuegos se estudiaron y asi se pudo

obtener la harina modificada emzirnáticamente, se obtuvo la solubilización alcalina de las

proteinas y como final se logró medir el porciento de proteina en cada una de las harinas

respectivas, teniendo un incremento en la concentración de la. proteina hasta en un 1.87

veces.en la solubilización de las proteinas con respecto a la harina integral; por lo que este

método puede ser empleado con fines industriales, para obtener concentrados que

se

pueden adicionar como fortificadores en alimehoc o bien realizar alimentos nuevos que

incluyan en su formulación este tipo de harina, previo análisis de la calidad nutrimental del

producto, pues la característica principal y más importante es el alto contenido de proteina

RECOMENDACIONES

Puedo recomendar que en base a los conocimientos previos a este trabajo, y con la

información que se presenta, utilizarlos para el desarrollo de nuevos productos alimenticios o bien como fortificadores, pues es un ingrediente rico en proteína, y en

especifico contiene aminoácidos esenciales que por

lo

regular no se encuentran en grandes

cantidades en otras semillas.

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BIBLIOGR.AFI;\.

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Cara abiarti dtiiinpo

UNIVERSIDAD AUTONOMA METROPOLITANA

DIVISION DE CIENCIAS BIOLOGICAS Y DE LA SALUD

M EN C ARTURO PRECIADO LOPEZ

SECRETARIO ACADEMIC0

A QUIEN CORRESPONDA:

Por medio de la presente se hace constar que el (la):

Del departamento de: Biotecnología

de la División de Ciencias Biológicas y de la Salud, asesor6 el siguiente Servicio Social:

TITULO:

Dr. Jorge Soriano Santos

Obtención de aislados protehicos de la semilla de amaranto por digestión dnzimática del almidón soluafizaclón en álcali.

ALUMNO: Ruben Díaz Godínez

MATRkULA: 92330148

LICENCIATURA: Ingeniería de los Alimentos

PERIODO: Noviembre 8, 1996 a Junio 12, 1997

Se extiende

la

presente para los fines que al interesado convengan, en la Ciudad de México, D.F. a tres de'Julio de mil novecientos noventa y siete.

A T E N T A M E N T E

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UNIDAD lZTAPALAPA

Av. Michoacán y La Purisima, Col. Vicentina, D.F. C.P. 09340,Tel: (5) 72446-79, Fax (5) 612-80-83

. . . .. /