Efecto de la temperatura en el valor de monocapa de tres tipos de almidón de arracacha (Arracacia xanthorrhiza) variedad amarilla, mediante la isoterma de GAB

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(1)CU AR IA. S. Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas y Comunicaciones. UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO. UNT. FACULTAD DE CIENCIAS AGROPECUARIAS. PE. ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA AGROINDUSTRIAL. AG. RO. TESIS PARA OPTAR EL TÍTULO PROFESIONAL DE INGENIERO AGROINDUSTRIAL Efecto de la temperatura en el valor de monocapa de tres tipos de almidón de. DE. arracacha (Arracacia xanthorrhiza) variedad amarilla, mediante la isoterma de GAB. Effect of temperature on the monocapa value of three type of arracacha starch. BL IO TE. CA. (Arracacia xanthorrhiza) yellow variety, through the GAB isotherm. Chacon Villalva, Roger. ASESOR:. Dr. Vegas Niño, Rodolfo Moisés. BI. AUTOR:. TRUJILLO – PERÚ 2019. Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-ca/2.5/pe/.

(2) Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas y Comunicaciones. CU AR IA. S. DEDICATORIA. A mis padres y hermanos mi profundo amor y gratitud, por el esfuerzo en apoyarme; que sin ellos no hubiese podido conseguir lo que hasta ahora soy y que a lo largo de mi vida han velado por. PE. mi bienestar y educación. A ellos este trabajo de investigación, que. BI. BL IO TE. CA. DE. AG. RO. sin ellos no hubiese podido concretar.. I Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-ca/2.5/pe/.

(3) Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas y Comunicaciones. Miembros del Jurado. S. Tesis aprobada en Sustentación Pública en la ciudad de Trujillo en las instalaciones de la. BI. BL IO TE. CA. DE. AG. RO. PE. miembros del jurado calificador los abajo firmantes:. CU AR IA. Facultad de Ciencias Agropecuarias de la Universidad Nacional de Trujillo, siendo los. II Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-ca/2.5/pe/.

(4) PE. AGRADECIMIENTOS. CU AR IA. S. Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas y Comunicaciones. A mi asesor Dr. Rodolfo Moisés Vegas Niño, por sus valiosos consejos y orientación. RO. profesional brindados para la realización de este trabajo de investigación.. AG. Al Ing. Luberto Marceliano Sanchez, por su colaboración para la ejecución de este trabajo experimental y a todas las personas que de alguna u otra forma colaboraron para. BI. BL IO TE. CA. DE. la realización de esta investigación.. III Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-ca/2.5/pe/.

(5) Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas y Comunicaciones. ÍNDICE GENERAL. 1.2. BI. 1.3 1.4 1.5 IV. V. VI.. S. VIII IX 1 1 2 3 4 6 7 10 11 11 11 11 11 12 12. CU AR IA. PE. RO. AG. DE. Determinación de las isotermas de sorción Ajuste de los valores experimentales al modelo de GAB Esquema experimental Diseño Experimental RESULTADOS Rendimiento de la obtención de almidón de arracacha (Arracacia xanthorrhiza) variedad amarilla. Caracterización fisicoquímica de los tres tipos de almidón (tipo A, B y C) de arracacha (Arracacia xanthorrhiza) variedad amarilla.. BL IO TE. 2.8 2.9 2.10 2.11 III. 1.1. CA. I. 1.1. 1.2. 1.3. 1.4. 1.5. 1.6. 1.7. II. 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7. Resumen Abstract INTRODUCCIÓN Almidón Almidón acetilado Almidón hidrolizado Arracacha (Arracacia xanthorrhiza) Isoterma de sorción Modelo de isoterma de GAB Efecto de la temperatura en la isoterma de adsorción MATERIALES Y MÉTODOS Materia prima Reactivos Materiales de laboratorio Equipos e instrumentos Material bibliográfico Metodología Caracterización fisicoquímica de los tres tipos (tipo A, B y C) de almidón de arracacha (Arracacia xanthorrhiza) variedad amarilla. Determinación de las isotermas de adsorción Determinación de los parámetros GAB Análisis estadístico DISCUSIÓN CONCLUSIONES REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS ANEXOS. 13 14 14 15 15 18 18 18 19 23 23 25 29 30 36. IV Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-ca/2.5/pe/.

(6) Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas y Comunicaciones. ÍNDICE DE FIGURAS. Figura 6: Figura 7:. 1 3 4 7. S. Estructura del almidón. Reacción química de la acetilación del almidón. Reacción química en la hidrólisis de almidón con α-amilasa. Tipos de isotermas de adsorción segun Brunauer. Esquema experimental para la determinación de las isotermas de adsorción de agua.. 15. CU AR IA. Figura 1: Figura 2: Figura 3: Figura 4: Figura 5:. Isotermas de adsorción de los almidones de arracacha experimentales y con el modelo GAB a 20 °C. Isotermas de adsorción de los almidones de arracacha experimentales y con el modelo GAB a 30°C. Isotermas de adsorción de los almidones de arracacha experimentales y con el modelo GAB a 40 °C.. Figura 9: Figura 10: Figura 11: Figura 12: Figura 13: Figura 14: Figura 15: Figura 16:. Ficha técnica de la enzima alfa amilasa. Esquema de la obtención de almidón tipo A. Esquema de la obtención de almidón tipo B. Esquema de la obtención de almidón tipo C. Arracacha (Arracacia xanthorriza) variedad amarilla. Almidón nativo de arracacha seco antes de la molienda. Almidón de arracacha triturado en mortero. Determinación del contenido de azúcares reductores por el método Lane-Eylon.. DE. AG. RO. PE. Figura 8:. 22 22 48 51 51 51 55 55 56 56. 57. BI. BL IO TE. CA. Figura 17: Recipientes con cierren hermético conteniendo las muestras de almidón de arracacha en soluciones de H2SO4 a diversas concentraciones.. 21. V Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-ca/2.5/pe/.

(7) Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas y Comunicaciones. ÍNDICE DE TABLAS. Tabla 7: Tabla 8:. Valores de actividad de agua de soluciones de H2SO4 (%p/p) a 20 °C. Registro del contenido de agua por materia seca a diferentes valores de actividad de agua y temperatura.. S 5. 6 14 16. Parámetros del modelo matemático obtenido a diferentes temperaturas para los distintos tipos de almidón de arracacha.. 16. Diferencia mínima significativa (LSD) para el valor de monocapa a temperatura de 20°C, 30°C y 40°C.. 17. Rendimiento de la obtención de almidón de arracacha (Arracacia xanthorrhiza) variedad amarilla.. 18. AG. Tabla 9:. 2 5. CU AR IA. Tabla 5: Tabla 6:. Valores aproximados de las principales vitaminas presentes en la arracacha (Arracacia xanthorrhiza).. PE. Tabla 4:. Valor nutricional de raíces y tubérculos/100g de porción comestible. Composición química de la arracacha (Arracacia xanthorrhiza). Composición de aminoácidos esenciales de las proteínas de arracacha (Arracacia xanthorrhiza) comparadas con las proteínas patrón de la FAO/OMS -1973.. RO. Tabla 1: Tabla 2: Tabla 3:. 18. Tabla 11: Determinación de la humedad de equilibrio experimental y con el modelo matemático de GAB (g H2O/g sólido) para los tres tipos de almidón de arracacha (Arracacia xanthorrhiza) variedad amarilla en función a la Aw y a 20 °C.. 19. CA. DE. Tabla 10: Composición fisicoquímica de los tres tipos de almidón de arracacha (Arracacia xanthorrhiza) variedad amarilla.. 20. Tabla 13: Determinación de la humedad de equilibrio experimental y con el modelo matemático de GAB (g H2O/g sólido) para los tres tipos de almidón de arracacha (Arracacia xanthorrhiza) variedad amarilla en función a la Aw y a 40 °C.. 20. Tabla 14: Parámetros del modelo GAB para los tres tipos almidón de arracacha (Arracacia xanthorrhiza) variedad amarilla a distintas temperaturas.. 23. Tabla 15: Análisis de varianza (ANVA) para el valor de monocapa (X0) en función a la temperatura para los tres tipos de almidón de arracacha (Arracacia xanthorrhiza) variedad amarilla.. 23. BI. BL IO TE. Tabla 12: Determinación de la humedad de equilibrio experimental y con el modelo matemático de GAB (g H2O/g sólido) para los tres tipos de almidón de arracacha (Arracacia xanthorrhiza) variedad amarilla en función a la Aw y a 30 °C.. VI Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-ca/2.5/pe/.

(8) Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas y Comunicaciones. 24. Tabla 17: Actividad de agua del medio en función a la concentración (p/p) y temperatura de H2SO4.. 52. 53. CU AR IA. Tabla 18: Error medio relativo absoluto de la humedad de equilibrio de los tres tipos de almidón de arracacha experimental y bajo el modelo de GAB a 20°C.. S. Tabla 16: Análisis LSD para el valor de monocapa (X0) en función a la temperatura para los tres tipos de almidón de arracacha (Arracacia xanthorrhiza) variedad amarilla.. 54. Tabla 20: Error medio relativo absoluto de la humedad de equilibrio de los tres tipos de almidón de arracacha experimental y bajo el modelo de GAB a 40°C.. 54. BI. BL IO TE. CA. DE. AG. RO. PE. Tabla 19: Error medio relativo absoluto de la humedad de equilibrio de los tres tipos de almidón de arracacha experimental y bajo el modelo de GAB a 30°C.. VII Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-ca/2.5/pe/.

(9) Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas y Comunicaciones. Resumen El objetivo de este trabajo fue evaluar el efecto de la temperatura en el valor de monocapa de tres tipos de almidón de arracacha (Arracacia xanthorrhiza) variedad amarilla mediante el modelo de GAB (Guggenheim, Anderson, de Boer).. S. Muestras de 1g de almidón, tipo A (almidón de arracacha nativo), tipo B (almidón de. CU AR IA. arracacha acetilado) y tipo C (almidón de arracacha hidrolizado enzimáticamente), por triplicado, se dispusieron en envases de vidrio (9 envases) bien cerrados, cada frasco contenía una solución de ácido sulfúrico (H2SO4) como agente controlador de actividad de agua, de 0.1 hasta 0.9. Se acondicionaron en una estufa con temperaturas de 20, 30 y 40°C por 7 días. Los valores experimentales de las isotermas de adsorción se ajustaron al modelo. PE. matemático de GAB. La calidad del ajuste se evaluó con el coeficiente de regresión (R2) y el porcentaje de error medio relativo (%EMR). El valor de monocapa GAB disminuye al. RO. aumentar la temperatura (desde 20 – 40°C), variando desde 0.0965 g/g hasta 0.0815 g/g para el almidón de arracacha tipo A; desde 0.0978 g/g hasta 0.0737 g/g para el almidón de. AG. arracacha tipo B y desde 0.1282 g/g hasta 0.0929 g/g para el almidón de arracacha tipo C. La influencia de temperatura sobre el valor de monocapa fue determinada mediante la prueba LSD, encontrando diferencias significativas para las tres temperaturas (20, 30 y. DE. 40°C) en los tres tipos de almidón. Finalmente el almidón de arracacha hidrolizado enzimáticamente por alfa-amilasa (tipo C) mostró un valor mayor de monocapa para una. CA. misma temperatura; y el almidón de arracacha acetilado (tipo B) presentó los valores de. BL IO TE. monocapa más bajos.. Palabras claves: Almidón de arracacha, isoterma de adsorción, valor monocapa, modelo. BI. de GAB.. VIII Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-ca/2.5/pe/.

(10) Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas y Comunicaciones. Abstract he objective of this work was to evaluate the effect of temperature on the monolayer value of three types of arracacha starch (Arracacia xanthorrhiza) yellow variety using the GAB model (Guggenheim, Anderson, de Boer).. S. Samples of 1g of starch, type A (native arracacha starch), type B (acetylated arracacha. CU AR IA. starch) and type C (enzymatically hydrolyzed arracacha starch), in triplicate, they were placed in tightly closed glass containers (9 containers), each bottle contained a solution of sulfuric acid (H2SO4) as a water activity controlling agent, from 0.1 to 0.9. They were. conditioned in an oven with temperatures of 20, 30 and 40 ° C for seven days. The experimental values of the adsorption isotherms were adjusted to the mathematical model of. PE. GAB. The quality of the adjustment was evaluated with the regression coefficient (R2) and the relative average error percentage (% EMR). The GAB monolayer value decreases with. RO. increasing temperature (from 20 - 40 ° C), varying from 0.0965 g/g to 0.0815 g/g for arracacha starch type A; from 0.0978 g/g to 0.0737 g/g for arracacha starch type B and from. AG. 0.1282 g/g to 0.0929 g/g for arracacha starch type C. The influence of temperature the monolayer value was determined by the test LSD, finding significant differences for the three temperatures (20, 30 and 40 ° C) in the three types of starch. Finally, arracacha starch. DE. enzymatically hydrolyzed by alpha-amylase (type C) showed a higher monolayer value for the same temperature; and acetylated arracacha starch (type B) had the lowest monolayer. BL IO TE. CA. values.. BI. Keywords: Arracacha starch, adsorption isotherm, monolayer value, GAB model.. IX Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-ca/2.5/pe/.

(11) Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas y Comunicaciones. I.. INTRODUCCIÓN. 1.1. Almidón El almidón es el principal polisacárido de reserva de la mayoría de los vegetales, y la. S. principal fuente de calorías, formado por la mezcla de dos polisacáridos, la amilosa y la. CU AR IA. amilopectina. Ambos están formados por unidades de glucosa, en el caso de la amilosa. unidas entre ellas por enlaces alfa 1-4 lo que da lugar a una cadena lineal. En el caso de la. CA. DE. AG. RO. PE. amilopectina, aparecen ramificaciones debidas a enlaces alfa 1-6, (Figura 1).. BL IO TE. Figura 1: Estructura del almidón (Méndez, 2012).. La amilosa constituye un 20% del almidón y la amilopectina un 80% restante. Las ramificaciones que tiene la amilopectina conforman entre un 5 y un 10 % (Méndez, 2012). Los cultivos de raíces y tubérculos contienen 15-30 % de carbohidratos, 1-2 % de proteína. BI. y menos del 0.5% de grasa. Al igual que los cereales, la mayor parte de los carbohidratos en los cultivos de raíces y tubérculos es almidón (70-75% del peso seco), pero también son una excelente fuente de polisacáridos no amiláceos y contienen azúcares simples constituyendo el 1-3% del peso seco (Woolfe, 1987). En la Tabla 1 se muestra el valor nutricional de raíces y tubérculos por cada 100g de porción. comestible.. Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-ca/2.5/pe/.

(12) Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas y Comunicaciones. Tabla 1: Valor nutricional de raíces y tubérculos/100g de porción comestible. Humedad % 79. Proteína g 2.1. Grasa g 0.2. 1.8. Almidón g 16.6. Azúcares g 0.6. Mandioca. 607. 64.5. 0.6. Boniato amarillo. 1.7. nd. 35.3. 1.5. 372. 73.7. Ñame. 21.3. 2.4. 3. 15.6. 5.7. 488. Taro. 451. 0.3. 28.2. 1.3. 3.3. 27.5. 0.2. 26.2. 2.4. 2.9. 25.1. 1.1. Arracacha. 350. 0.1. 16.1. 1.2. 0.85. 25.49. 1.66. CHO. NSP. FDT. 17.2. 1.3. 0.2. 36.8. 1.2. 0.3. 67.2. 3. 68.3. 1.4. 74. 0.96. S. Energía KJ 318. 0.7. CU AR IA. Raíces y tubérculos Patatas. *CHO=carbohidratos; NSP=polisacáridos no amiláceos; FDT=fibra dietética total ND=no disponible.. PE. Fuente: Woolfe (1987).. RO. 1.2. Almidón acetilado. Es considerado un espesante y agente de recubrimiento. Puede ser de origen natural obtenido de la fécula de tapioca, arroz o patatas o de origen sintético derivado de almidones del maíz. AG. transgénico. Se utiliza para dar mayor estabilidad en alimentos congelados que necesitan mantener la misma textura y apariencia cuando sean descongelados (Fernández, 2015). Los. DE. almidones acetilados tienen diferentes características a los nativos, presentan de 6-10°C menos en la temperatura de gelatinización y el pico de viscosidad máxima es mayor con. CA. respecto al nativo, permitiendo una mayor dispersión de los mismos. La acetilación también aumenta la claridad y la estabilidad de los geles y reduce la retrogradación. La reacción. BL IO TE. química que ocurre durante la acetilación se ilustra en la Figura 2. El la reacción principal, el almidón es acetilado con anhídrido acético y con una base como catalizador. Esta reacción es un ejemplo de una sustitución nucleófila en un carbono insaturado del anhídrido acético. BI. (Della, 2007).. 2 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-ca/2.5/pe/.

(13) PE. CU AR IA. S. Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas y Comunicaciones. RO. Figura 2: Reacción química de la acetilación del almidón (Xu et al., 2004).. La acetilación es una modificación química por esterificación, en la cual se sustituyen sus. AG. grupos hidroxilos por grupos acetilos que le brindan mayor estabilidad, variando las propiedades fisicoquímicas y funcionales de los almidones. La acetilación se hace mediante. DE. agentes químicos como anhídrido acético y acetato de vinilo (Prieto et al., 2010).. CA. 1.3. Almidón hidrolizado. El jarabe de glucosa es un producto cristalino y viscoso que contiene alrededor de 20% de. BL IO TE. dextrosa en base seca, obtenida por hidrólisis de almidón (Whistler et al., 1984). Estos jarabes se utilizan en la elaboración de bebidas refrescantes, conservas de frutas, repostería, etc. en lugar del azúcar de caña o de remolacha. El jarabe de glucosa se obtiene de una solución de almidón de 35% - 40% de sólidos (20ºBe);. a la solución se la somete a un proceso de hidrólisis (rompe enlaces 1,4 y 1,6) por el método. BI. ácido- enzima o enzima- enzima. Una hidrólisis ácida a pH 2 y neutralizada con hidróxido de sodio para que la enzima actúe eficazmente (alfa o beta amilasa o glucoamilasa), produce la sacarificación debido al ataque de la enzima, la dextrina se transforma en azúcares, luego se inactiva la enzima con calor. A la solución obtenida se la concentra y se obtiene el jarabe. de glucosa que se usa en flanes y mermeladas. Los productos de degradación del almidón,. 3 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-ca/2.5/pe/.

(14) Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas y Comunicaciones. pueden ser de distintas conversiones, alta de 48 en adelante; media entre 40 y 48; baja entre 30 y 40 unidades de glucosa (Benavides, 1985; Flores, 2003). La forma de obtener estos jarabes, por hidrólisis del almidón con un ácido, ha sido desplazada por la hidrólisis enzimática, que permite obtener un jarabe de glucosa de mucha. S. mayor calidad y a un costo muy competitivo. De hecho, la Comunidad Europea ha limitado. CU AR IA. drasticamente la producción de estos jarabes para evitar una crisis económica en la industria azucarera. Las enzimas utilizadas son las alfa-amilasas y las amiloglucosidasas. La glucosa formada puede transformarse luego en fructosa, otro azúcar más dulce, utilizando el enzima. AG. RO. PE. glucosa-somerasa, usualmente inmovilizado en un soporte sólido (Pardo y Rivera, 2001).. DE. Figura 3: Reacción química en la hidrólisis de almidón con α-amilasa (Flores, 2003).. CA. 1.4. Arracacha (Arracacia xanthorrhiza) La Arracacha (Arracacia xanthorrhiza) es probablemente una de las plantas andinas más. BL IO TE. antiguas y más cultivadas en la etapa preinca, cuya domesticación precedió a la papa y al maíz. No existen vestigios que permitan identificar el área de origen, que pudo ser la zona septentrional de América del Sur, debido a la presencia de especies silvestres afines; sin embargo existen estudios que reportan a los Departamentos de Cajamarca, La Libertad y Cuzco como los centros de mayor diversificación de arracacha, en altitudes de 1,500 a 3,000. BI. msnm, con temperaturas que oscilan entre 15 y 20°C (Amaya, 2006). Generalmente se distinguen sólo tres variedades: blanca, amarilla y morada. Las raíces de la planta contienen almidón entre el 10 y el 25%, así como un alto contenido de calcio (Gionnoni, 2015). Esta raíz debe ser considerada como un alimento esencialmente energético pues en su composición (Tabla 2) se destacan los carbohidratos en relación a los demás nutrientes (almidón + azúcares totales) y considerables niveles de minerales como calcio, fósforo, 4. Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-ca/2.5/pe/.

(15) Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas y Comunicaciones. fierro, niacina, vitamina A, piridoxina-B6, riboflavina-B2, ácido ascórbico, proteínas y fibras, características que le otorgan un potencial alimentario y económico (Amaya, 2006).. g/100g de materia fresca Promedio Variación 63.51 64.12 – 61.37 26.00 16.83 – 34.14 24.91 19.25 – 29.87 0.96 0.60 – 1.85 0.26 0.19 – 0.35 1.30 1.05 – 1.38 0.85 0.60 – 1.24 23.51 16.91 – 25.49 1.66 0.65 – 1.98 104 96 – 126. CU AR IA. Componentes. S. Tabla 2: Composición química de la arracacha (Arracacia xanthorrhiza).. Fuente: Palacios et al. (2010).. RO. PE. Humedad Sólidos totales Carbohidratos Proteínas Lípidos Cenizas Fibra Almidón Azúcares totales Calorías. AG. En la Tabla 3 se muestra la composición de aminoácidos esenciales de las proteínas de arracacha comparadas con las proteínas patrón de la FAO/OMS -1973.. DE. Tabla 3: Composición de aminoácidos esenciales de las proteínas de arracacha (Arracacia xanthorrhiza) comparadas con las proteínas patrón de la FAO/OMS -1973.. CA. Aminoácido. BI. BL IO TE. Isoleucina Leucina Lisina Metionina+ Lisina Fenilalanina Tirosina Treonina Triptófano Valanina. mg de aminoácidos/g de nitrógeno Proteína patrón de la Arracacha FAO/OMS 1973 83 250 237 440 203 340 179 220 386 380 186 250 144 60 191 310 33.2 100. Fuente: Palacios et al. (2010).. En la Tabla 4 se muestra los valores aproximados de las principales vitaminas presentes en la arracacha.. 5 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-ca/2.5/pe/.

(16) Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas y Comunicaciones. 100 g de material fresco 1.759 mg 0.08 mg 0.04 mg 4.5 mg 0.03 mg. Vitaminas Vitamina A Tiamina Riboflavina Niacina Piridoxina. CU AR IA. Fuente: Palacios et al. (2011).. S. Tabla 4: Valores aproximados de las principales vitaminas presentes en la arracacha (Arracacia xanthorrhiza).. Las raíces de arracacha son recomendadas en dietas para niños, personas convalecientes, principalmente por su contenido de calcio, fósforo y niacina. Otro factor determinante para ser utilizado en dietas especiales son las características de su almidón, pues contiene alrededor de 23% de gránulos redondos que varían de 5 a 27 μm, haciéndolo altamente. PE. digeribles (Amaya, 2006).. RO. 1.5. Isoterma de sorción. La isoterma de sorción se define como la relación entre la actividad de agua (o la humedad. AG. relativa de equilibrio de aire circundante) y el contenido de humedad de un material en equilibrio a temperatura constante, la cual se obtiene cuando el proceso de equilibrio parte. DE. de una muestra húmeda o seca, y a esta se le permite equilibrarse con la humedad del aire circundante perdiendo o ganando humedad, reflejando así, la forma como el agua se liga al. CA. sistema (Fuentes, 1996).. Su importancia para la ciencia de los alimentos se basa en la capacidad para predecir. BL IO TE. potenciales cambios en la estabilidad de los productos, a la vez de ser útiles para seleccionar empaques e ingredientes por predecir la humedad máxima a permitir durante el almacenamiento (Madigan et al., 2003). Otra característica de las isotermas es su variación con respecto a la temperatura. En la generalidad de los casos, aumentando la temperatura, se representa una disminución en el. BI. contenido de humedad cuando la Aw permanece constante, la higroscopicidad del producto. disminuye, es decir, el incremento en la temperatura repercute en un cambio descendente en la isoterma de sorción; lo que se puede apreciar como un acercamiento de la isoterma hacia el eje de abscisas (Aw) (Fennema, 2000). Existen diferentes tipos de isotermas de sorción en función del recubrimiento del adsorbente (capa monomolecular o multimolecular de adsorbato) dependiendo de la presencia de poros 6. Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-ca/2.5/pe/.

(17) Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas y Comunicaciones. o capilares, mostrando todas ellas un cierto grado de histéresis (Hermida, 2000). Con muy pocas excepciones las isotermas experimentales pueden clasificarse en cinco tipos de. CU AR IA. S. acuerdo con Brunauer como se muestra en la Figura 4 (Martinez et al., 1999):. Figura 4: Tipos de isotermas de adsorción según Brunauer.. Isoterma tipo I: Fenómeno de quimisorción, que ocurre en una sola capa en los puntos. PE. activos de la superficie. La cantidad de agua adsorbida por el alimento aumenta rápido con la Aw y luego mucho más lenta cuando la superficie se cubre con las moléculas de agua. Este. RO. tipo de isoterma es indicativo de un sólido poroso no hinchable, tal como los silicatos antiaglomerantes (“anticraking”) (Martinez et al., 1999).. AG. Isoterma tipo II y III: Frecuente en alimentos no porosos. La adsorción es multimolecular; es decir, se forma una capa de varias moléculas sobre la superficie del alimento. Shafiur (2003) establece que, si los alimentos presentan isotermas tipo IV y V, corresponde a. DE. isotermas de productos porosos, en el que las mesetas de las curvas está asociada a la saturación capilar. Además de la adsorción multimolecular, hay una condensación del agua. CA. en los poros y capilares del alimento (Martinez et al., 1999). Compuestos cristalinos hidrosolubles como azúcares o sales, la isoterma es cóncava del tipo III, la mayoría de los. BL IO TE. restantes alimentos tienen isotermas sigmoideas del tipo II, el punto de inflexión de la isoterma (tipo II) indica el cambio de la capacidad de ligar agua o a las cantidades relativas de agua unida y libre (Martinez et al., 1999).. 1.6. Modelo de isoterma de GAB. BI. El modelado de la isoterma de sorción constituye una herramienta eficaz para su empleo en cuatro grandes áreas del procesado de alimentos: secado, mezcla, envasado y almacenamiento (Gálvez et al., 2006; Djendoubi et al., 2012) y su utilidad más extensa se relaciona con la primera área mencionada (Fu et al., 2012). En este contexto, se han desarrollado modelos matemáticos con dos o más parámetros y más de 270 ecuaciones para describir las isotermas de sorción de alimentos (Labuza y Altunakar, 2007). 7. Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-ca/2.5/pe/.

(18) Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas y Comunicaciones. Una de las ecuaciones más utilizadas en la predicción de la absorción de agua en un alimento deshidratado, es la ecuación de GAB (Guggenheim, Anderson y de Boer). 𝑋𝑚 =. 𝑋𝑜 𝐶𝐺 𝐾𝐺 𝐴𝑤 (1 − 𝐾𝐺 𝐴𝑊 )(1 − 𝐾𝐺 𝐴𝑊 + 𝐶𝐺 𝐾𝐺 𝐴𝑤 ). (1). S. Donde: Xm representa el contenido de humedad en equilibrio (% en base seca). A w, la. CU AR IA. actividad de agua. X0 es el contenido de humedad de la monocapa (% base seca). CG es la constante cinética relacionada a la sorción en la primera capa de agua. K G es la constante cinética relacionada a la sorción de las capas subsiguientes a la primera capa.. Esta ecuación permite determinar el valor de monocapa considerado como el punto de máxima estabilidad. Aunque ha sido útil el término de Aw, se debe considerar que sólo aplica. PE. a sistemas con un verdadero equilibrio termodinámico, lo cual es raro en alimentos con bajos contenidos de humedad y en aquellos de humedad intermedia. En este tipo de alimentos, el. RO. equilibrio entre las regiones de Aw puede ser tan lento que no se alcanza durante la vida útil del producto. Se dice entonces que se encuentran en un estado de metaestabilidad. AG. termodinámica (Kalichevsky-Dong, 2000).. Matos y Rajo (2010), evaluaron la capacidad de adsorción de humedad de la harina de haba. DE. (Vicia faba L.) hasta obtener el equilibrio másico (peso constante) a temperatura constante (25°C). Utilizaron diversos tamaños de partícula de acuerdo a los tamices de malla 12, 16, 20 y 32. Para el modelo G.A.B el valor de la capa monomolecular estuvo en el intervalo de. CA. 0.1582 y 0.1894 g H2O/100g de materia seca.. BL IO TE. Gabas et al. (2007) reportan buen ajuste del modelo de GAB para piña secada al vacío con y sin adición de maltodextrina. Telis et al. (2005) consideran asimismo el buen ajuste de GAB para pulpa y piel de níspero con maltodextrina y con goma arábiga y pulpa de mango. Ceballos et al. (2009) compararon las isotermas de adsorción a 20 ºC, 30 ºC, 40 ºC y 50 ºC de harina de guanábana (Annona muricata L.) adicionado con maltodextrina obtenidas por. BI. método gravimétrico estático de soluciones de sales saturadas, y se evaluó el ajuste de los datos experimentales al modelo de GAB. Se mostró la influencia de la temperatura en los resultados de los parámetros; los valores de humedad de la monocapa obtenidos con el modelo de GAB para la harina de guanábana, estuvieron entre 6.18% a 8.50% (kg de agua/kg sólido seco). Las isotermas presentaron forma sigmoidea características del tipo III y se identificó la existencia de puntos de inversión en las isotermas para todas las temperaturas entre 0.63 y 0.70 de Aw, aumentando ligeramente al aumentar la temperatura. Se concluyó 8. Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-ca/2.5/pe/.

(19) Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas y Comunicaciones. que el modelo que mejor se ajusta para la harina de guanábana con maltodextrinas es el de GAB. La importancia de estudiar las isotermas de adsorción utilizando el modelo matemático de GAB es su destacada base teórica que porta el significado físico de los parámetros del. S. modelo. Labuza y Altunakar (2007), hacen mención que el modelo de GAB tiene tres. CU AR IA. parámetros (valor de monocapa, X0), constante cinética relacionada al calor de sorción en la primera capa de agua (C) y la constante cinética relacionada a la sorción de las capas subsiguientes a la primera capa (K) y representa adecuadamente los datos experimentales en un intervalo de Aw de 0 a 0,9 para la mayoría de los alimentos, de interés práctico. Con la incorporación del parámetro K, este modelo asume que las moléculas en multicapas, tienen interacciones con el adsorbente en valores energéticos similares a los que tienen las. PE. moléculas de la monocapa. Siendo esta la principal diferencia frente al modelo de BET (Brunauer – Emmet – Teller) que está basado en los mismos principios de la monocapa y. RO. asume que la adsorción física se localiza en las multicapas sin interacciones laterales, además ajusta las isotermas dentro de un intervalo limitado de valores de Aw, de 0 a 0,55. Estas. AG. características hacen que el modelo de GAB basado en un modelo cinético sea reconocido como el más versátil y ampliamente utilizado con resultados satisfactorios para un gran. DE. número de productos alimentarios.. La ecuación de GAB surge como una modificación a la ecuación de BET multiplicando esta. CA. última a la actividad de agua por una constante K (<1) que toma en cuenta la diferencia entre el calor de adsorción de las multicapas y el calor de licuefacción (Dural y Hines, 1993).. BL IO TE. Peleg (1993) establece que esta expresión responde a un modelo cinético y que sus tres parámetros tienen significado físico. Se ha considerado la ecuación de GAB como la isoterma teórica más satisfactoria (Shatadal y Jayas, 1990). Los valores de los parámetros del modelo GAB permiten interpretar el comportamiento de la adsorción. Cuando el valor de C>1 y k<1 significa que existen moléculas estructuradas en. BI. la monocapa y en multicapa y que su comportamiento difiere al de las moléculas de la fracción líquida; si k=1, las moléculas de agua que se encuentran unidas a la monocapa no están estructuradas en una multicapa y su comportamiento es similar a las moléculas de la fracción líquida, cuando C=1 no hay diferencia entre las moléculas de la monocapa y las de la multicapa. De otro lado cuanto mayor es el valor de C, mayor es la fuerza de enlace del agua en la monocapa (agua fuertemente ligada) y mayor será la diferencia de entalpía entre. 9 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-ca/2.5/pe/.

(20) Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas y Comunicaciones. las moléculas de la monocapa y las de la multicapa (capas posteriores a la monocapa) (Quirijns et al., 2005). 1.7. Efecto de la temperatura en la isoterma de adsorción Las isotermas de los alimentos usualmente muestran decrementos en la cantidad sorbida de. S. humedad con el incremento de la temperatura para un punto dado de actividad de agua. Esto. CU AR IA. significa que estos alimentos llegan a ser menos higroscópicos con el incremento de la temperatura (Bell y Labuza, 2000).. La adsorción puede dar origen al proceso de transición de fase que se caracteriza por variaciones de las funciones de estado, tales como la energía libre de Gibbs (G), la entalpia o calor (H) y la entropía (S), las cuales están relacionadas a temperatura constante por la. PE. ecuación:. (2). RO. ΔH = ΔG + T (ΔS). Como resultado del paso espontáneo de la molécula del estado gaseoso al estado adsorbido,. AG. la variación de la energía libre es negativa (-ΔG), la variación de la entropía es negativa (ΔS) y dicha transición conduce a la pérdida de libertad de las moléculas sorbidas (Aguilar, 2004). Por lo anterior el fenómeno de la adsorción es un proceso exotérmico (-ΔH), el cual. DE. es desfavorecido por el aumento de la temperatura (Aguilar, 2004). El objetivo general de esta investigación fue evaluar el efecto de la temperatura en el valor. CA. de monocapa de tres tipos de almidón de arracacha (Arracacia xanthorrhiza) variedad. BL IO TE. amarilla, mediante la isoterma de GAB.. Para ello se establecieron los siguientes objetivos específicos: •. Determinar el rendimiento de obtención de almidón de arracacha (Arracacia xanthorrhiza) variedad amarilla.. BI. •. Determinar las características fisicoquímicas de almidón de arracacha (Arracacia xanthorrhiza) variedad amarilla.. •. Determinar el valor de monocapa para los tres tipos de almidón de arracacha (Arracacia xanthorrhiza) variedad amarilla (nativo, acetilado e hidrolizado enzimáticamente) según la isoterma de GAB.. 10 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-ca/2.5/pe/.

(21) Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas y Comunicaciones. II.. MATERIALES Y MÉTODOS 2.1. Materia prima  Arracacha (Arracacia xanthorrhiza) variedad amarilla proveniente de la provincia. Reactivos. CU AR IA. 2.2. S. de Sánchez Carrión (La Libertad) en su estado de madurez comercial..  Ácido sulfúrico concentrado  Ácido clorhídrico concentrado  Ácido bórico  Anhídrido acético. PE.  Amoniaco  Sulfato de sodio. RO.  Hidróxido de sodio  Fenolftaleína  Azul y rojo de metileno Materiales de laboratorio. DE. 2.3. AG.  Fehling A y B.  Envases de vidrio con sello hermético. CA.  Buretas de 50 ml.  Desecadores de vidrio. BL IO TE.  Embudo de vidrio.  Matraz de Erlenmeyer 250 ml  Pipetas graduadas 10 ml  Vasos de precipitación de 1000 ml. BI.  Mortero de porcelana. 2.4. Equipos e instrumentos  Digestor micro Kjendahl. Marca Labconco.  Balanza analítica marca RADWAG (120 ± 0.0001)  Placa calefactora marca THERMO SCIENTIFIC (Temp. 20 – 450 °C)  Destilador de agua BRAND (4L/hora) 11. Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-ca/2.5/pe/.

(22) Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas y Comunicaciones.  Incubadora agitadora Thermo scientific MAXQ 4450.  Equipo de extracción Soxhlet (cuerpo del Soxhlet, refrigerador y balón de extracción) de 250 ml  Estufa ECOCELL (hasta 250 ºC)  Termómetros de mercurio (0-100 ºC). 2.5. CU AR IA.  Cabina de extracción de gases corrosivos ESCO modelo EFD 4A. S.  Horno mufla tipo F6000 THERMOLYNE (14L, hasta 1200°C). Material bibliográfico. Para este trabajo se empleó como material bibliográfico, libros, tesis y artículos científicos. Metodología. PE. 2.6. En este trabajo se empleó tres tipos de almidón de arracacha (Arracacia xanthorrhiza). RO. variedad amarilla: almidón de arracacha nativo (tipo A); almidón de arracacha acetilado (tipo B) y almidón de arracacha hidrolizado enzimáticamente (tipo C).. AG. Para la obtención de almidón tipo A (almidón nativo), se seleccionó las raíces de arracacha (Arracacia xanthorrhiza) variedad amarilla, libres de podredumbres y/o picaduras para. DE. luego ser lavadas con agua clorada a 50 ppm; después se pelaron, para retirar la cáscara de la arracacha, para luego ser rallado y posteriormente ser tamizado en un filtro con agua de. CA. la red pública. Posteriormente se dejó decantar y al sedimento se le realizaron tres lavados con agua destilada, y al final se suspendió en etanol absoluto. Se secó en bandejas de acero. BL IO TE. inoxidable a una temperatura de 45ºC por 48 horas, después se procedió a la transformación en polvo de la pasta seca con la ayuda de un mortero y luego tamizado con una malla número 20 en la escala ASTM (diámetro promedio de 0,850 mm). Finalmente fue envasado en. frascos de vidrio hermético y almacenado a temperatura y humedad ambiente para su posterior uso.. BI. Para la obtención del almidón tipo B (almidón acetilado), se obtuvo a partir de almidón de arracacha (Arracacia xanthorrhiza) variedad amarilla, tipo A. Para ello se preparó una solución de almidón en agua destilada en una proporción 1:10. Seguidamente se ajustó el pH entre 8.0 - 8.5 con unas gotas de NaOH 3% p/p. Se añadió gota a gota el anhidro acético, manteniendo el pH entre 8.0 - 8.5 con NaOH al 3% (Anexo 2). El volumen añadido de anhídrido acético fue de 15 ml. Después de esto se dejó reaccionar por 10 minutos más. Se disminuyó el pH a 4.5 con HCL 0,5N y se procedió a lavar el almidón 3 veces. Se secó en 12. Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-ca/2.5/pe/.

(23) Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas y Comunicaciones. un horno de bandejas a 40°C por 48 horas, después se trituró en un mortero y luego tamizado con una malla número 20 en la escala ASTM (diámetro promedio de 0,850 mm) y finalmente fue envasado en frascos de vidrio hermético y almacenado a temperatura y humedad ambiente para su posterior uso.. S. Para la obtención del almidón tipo C, se obtuvo a partir de almidón de arracacha (Arracacia. CU AR IA. xanthorrhiza) variedad amarilla, tipo A. Para ello se preparó una solución de almidón en. agua destilada en una proporción 1:10. Se adicionó alfa amilasa de origen fúngico (Aspergillus oryzae) estandarizado a una actividad definida de 100,000 SKB (Sandstedt, Kneen & Blish) (Anexo 1). La concentración adicionada fue de 0.3 g de enzima / 50 kg de almidón a pH 5. Luego se llevó a 49 °C por un tiempo de 2 horas (ficha técnica de la enzima Anexo 10). Luego se realizó un secado en estufa convectiva a 40 °C por 48 horas.. PE. Posteriormente se procedió a la transformación en polvo de la pasta seca con la ayuda de un mortero para finalmente ser tamizado en un tamiz número 20 en la escala ASTM (diámetro. RO. promedio de 0,850 mm). Inmediatamente se envasó en frascos con cierre hermético para su posterior uso.. 2.7. DE. esquematizan en el Anexo 12.. AG. Los flujogramas de procesamiento para la obtención de los tres tipos de almidones se. Caracterización fisicoquímica de los tres tipos (tipo A, B y C) de almidón de. CA. arracacha (Arracacia xanthorrhiza) variedad amarilla Previamente a determinar las isotermas se dispuso del almidón en una campana desecadora. BL IO TE. conteniendo ácido sulfúrico concentrado con humedad relativa del 0%, con el propósito de extraer la máxima humedad posible, para posteriormente ser caracterizado, realizándose los siguientes análisis:.  Determinación de contenido de humedad y sólidos totales (Método ISO 638:2008) (Anexo 4). BI.  Determinación de azúcares reductores (Método Lane-Eynon-NMX-F-312-1978) (Anexo 5).  Determinación de contenido en cenizas (Método ISO 776:1982) (Anexo 6)  Determinación de contenido de proteínas (Método micro Kjeldahl: NTP 209262.2001) (Anexo 7)  Determinación de contenido de materia grasa (Metodo Soxhlet) (Anexo 8) 13 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-ca/2.5/pe/.

(24) Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas y Comunicaciones.  Determinación de granulometría (Patrick, 2011) (Anexo 9) 2.8. Determinación de las isotermas de sorción. Los valores experimentales de contenido de humedad de adsorción de las muestras de almidón fueron obtenidos por método gravimétrico. Se empleó soluciones de ácido sulfúrico. CU AR IA. S. (H2SO4) con actividades de agua (Aw) desde 0,1 a 0,9, según se detalla en la Tabla 5. Tabla 5: Valores de actividad de agua de soluciones de H2SO4 (%p/p) a 20 °C. Aw 0.1 0.2 0.3 0.4 70.92 58.17 53.22 48.27 % p/p Fuente: Chen y Mujumdar (2008). 0.5 43.32. 0.6 37.87. 0.7 31.42. 0.8 24.97. 0.9 18.52. Las muestras de almidón, de aproximadamente 1 gramo, se dispusieron en vasos. PE. descartables y estos dentro de vasos de vidrio bien secos para evitar la corrosión por parte del ácido; disponiéndose todo en frascos de mayor dimensión de cierre hermético.. RO. Finalmente se almacenaron por siete días corroborados como peso constante de la muestra a. 2.9. AG. 20, 30 y 40 °C.. Ajuste de los valores experimentales al modelo de GAB. DE. Se empleó el modelo matemático de GAB (Guggenheim, Anderson y de Boer) para determinar el mejor ajuste de los valores experimentales del contenido de humedad de. CA. equilibrio (CHE) de los tres tipos de almidón de arracacha. 𝑊𝑜 𝐶𝐺 𝐾𝐺 𝐴𝑤 (1 − 𝐾𝐺 𝐴𝑊 )(1 − 𝐾𝐺 𝐴𝑊 + 𝐶𝐺 𝐾𝐺 𝐴𝑤 ). BL IO TE. 𝑋𝑚 =. Donde: Xm representa el contenido de humedad en equilibrio (% en base seca). Aw, la actividad de agua. X0 es el contenido de humedad de la monocapa (% base seca). C G es la constante cinética relacionada a la sorción en la primera capa de agua. K G es la constante cinética relacionada a la sorción de las capas subsiguientes a la primera capa.. BI. Esta ecuación se desarrolló mediante regresión no lineal haciendo uso de la herramienta informática de Excel. El desarrollo polinomial de la ecuación se muestra en el Anexo 11.. Finalmente se determinó los valores de monocapa y se sometió a análisis de varianza para evaluar la influencia de la temperatura.. 14 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-ca/2.5/pe/.

(25) Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas y Comunicaciones. 2.10 Esquema experimental El esquema experimental de este trabajo de investigación se muestra en la Figura 5. Para el control de actividad de agua se realizó en envases herméticos conteniendo las soluciones de ácido sulfúrico detallados en la Tabla 5, los cuales como se observa generaron una. CU AR IA. ácido sulfúrico para las temperaturas de 30 y 40°C se detallan en el Anexo 13.. S. determinada humedad relativa a temperatura ambiente (20 °C). Valores de concentración de. Caracterización fisicoquímica. X1: Temperatura (20, 30 y 40 ºC). PE. Almidón de Arracacha Tipo A, B y C.  Contenido de humedad  Contenido de sólidos totales  Contenido de cenizas  Contenido de azúcares reductores  Contenido de proteína  Contenido de materia grasa  Granulometría. Adsorción X2: Actividad de agua (0.0 – 0.9). AG. Almidón húmedo. RO. Evaluado después de 7 días. Análisis gravimétrico.  Modelo matemático de las isotermas (GAB)  Determinación del valor de monocapa. DE. Tipo A: Almidón de arracacha nativo Tipo B: Almidón de arracacha acetilado Tipo C: Almidón de arracacha hidrolizado por alfa-amilasa. CA. Figura 5: Esquema experimental para la determinación de las isotermas de adsorción de agua.. BL IO TE. 2.11 Diseño Experimental. El contenido de agua por materia seca en la harina después del equilibrio (7 días) se registró en la Tabla 6. Dichos valores experimentales fueron ajustados mediante el modelo. matemático de GAB, de esta manera se determinaron sus respectivos parámetros (X0, CG,. BI. KG) tal como se detalla en la Tabla 7. Los criterios para determinar la calidad de ajuste de los valores experimentales como medida de la dispersión estadística de cada tipo de harina fué el porcentaje de error medio relativo (EMR, %) y el coeficiente de correlación (r2). Lomauro et al. (1985) consideran que un modelo de sorción se considera aceptable cuando presenta un EMR menor al 10% y un r2. cercano a 1.. 15 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-ca/2.5/pe/.

(26) Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas y Comunicaciones. Tabla 6: Registro del contenido de agua por materia seca a diferentes valores de actividad de agua y temperatura. Aw 40ºC. g H2O /g m.s.. 0.1. Y 21. Y1. 0.1. Y 11. 0.2. Y2. 0.2. Y 12. 0.3. Y3. 0.3. Y 13. 0.4. Y4. 0.4. Y 14. 0.5. Y5. 0.5. Y 15. 0.6. Y6. 0.6. Y 16. 0.7. Y7. 0.7. Y 17. 0.8. Y8. 0.8. Y 18. 0.9. Y9. 0.9. Y 19. 0.2. Y 22. 0.3. Y 23. 0.4. Y 24. 0.5. Y 25. 0.6. Y 26. 0.7. Y 27. 0.8. Y 28. 0.9. Y 29. PE. 0.1. S. g H2O /g m.s.. CU AR IA. Aw 20 ºC g H2O /g m.s. Aw 30 ºC. RO. Variable independiente: Temperatura; Variable dependiente: g H2O/g materia seca. AG. Tabla 7: Parámetros del modelo matemático obtenido a diferentes temperaturas para los distintos tipos de almidón de arracacha.. DE. BL IO TE. Tipo A. Modelo matemático. CA. Almidón de arracacha. Tipo B. BI. Tipo C. GAB. Parámetros. 20. Temperatura (°C) 30. 40. X0 C K r2 EMR (%) X0 C K r2 EMR (%) X0 C K r2 EMR (%). X0: Cte. humedad en equilibrio; C: Cte. cinética; K: Factor de correlación; r 2: Coef. de correlación; EMR (%): Error medio relativo. Para la comparación de medias del valor de monocapa de los diferentes tratamientos se usó el Test LSD (Least significant difference) de Fisher, el cual es un test de comparaciones múltiples utilizando los valores de la Tabla 8. Este permite comparar las medias de los t. 16 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-ca/2.5/pe/.

(27) Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas y Comunicaciones. niveles de un factor después de haber rechazado la hipótesis nula de igualdad de medias mediante la técnica ANOVA.. Tabla 8: Diferencia mínima significativa (LSD) para el valor de monocapa a temperatura. CU AR IA. S. de 20°C, 30°C y 40°C.. Almidón de Arracacha Repetición. Tipo B. Tipo C. 1. Monocapa A1. Monocapa B1. Monocapa C1. 2. Monocapa A2. Monocapa B2. Monocapa C2. 3. Monocapa A3. Monocapa B3. Monocapa C3. PE. Tipo A. RO. Tipo A: Almidón de arracacha nativo Tipo B: Almidón de arracacha acetilado Tipo C: Almidón de arracacha hidrolizado por alfa-amilasa. AG. El Test LSD se basa en la creación de un valor común, un umbral, basado en un Test de la t de Student. El análisis de varianza y la prueba LSD para el valor de monocapa se muestran. DE. en las Tablas 15 y 16 respectivamente. Para este análisis se empleó el software estadístico. BI. BL IO TE. CA. Statgraphics Centurion versión 16.. 17 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-ca/2.5/pe/.

(28) Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas y Comunicaciones. III.. RESULTADOS 1.1. Rendimiento de la obtención de almidón de arracacha (Arracacia xanthorrhiza). S. variedad amarilla.. CU AR IA. Tabla 9: Rendimiento de la obtención de almidón de arracacha (Arracacia xanthorrhiza) variedad amarilla.. % de almidón. R1. 25.83. R2. 27.32. R3. 26.76. PE. Muestra. PM. PM: promedio. 1.2. AG. RO. R: repetición. 26.64±0.75. Caracterización fisicoquímica de los tres tipos de almidón (tipo A, B y C) de. DE. arracacha (Arracacia xanthorrhiza) variedad amarilla.. Tabla 10: Composición fisicoquímica de los tres tipos de almidón de arracacha (Arracacia. BI. BL IO TE. CA. xanthorrhiza) variedad amarilla.. Componente Humedad (%). Almidón tipo A 9.45 ± 0.36. Almidón tipo B 10.40 ± 0.02. Almidón tipo C 12.61 ± 0.13. Solidos totales (%) Azúcares reductores (%) Cenizas (%) Proteína (%) Materia grasa (%) Granulometría (µm) pH. 90.55 ± 0.36 < 0.01 0.10 ± 0.03 0.48 ± 0.05 ND 25.08 ± 0.07 5.58 ± 0.10. 89.60 ± 0.02 2.90 ± 0.44 0.25 ± 0.04 0.35 ± 0.01 ND 23.12 ± 0.15 4.12 ± 0.08. 87.39 ± 0.13 19.50 ± 0.52 0.28 ± 0.05 0.41 ± 0.07 ND 26.15 ± 0.04 4.83 ± 0.02. ND: no detectable Tipo A: Almidón de arracacha nativo Tipo B: Almidón de arracacha acetilado Tipo C: Almidón de arracacha hidrolizado por alfa-amilasa. 18 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-ca/2.5/pe/.

(29) Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas y Comunicaciones. 1.3. Determinación de las isotermas de adsorción. En las Tablas 11, 12 y 13 se presentan los valores de humedad de equilibrio tanto experimental y bajo el modelo de GAB para los diferentes tipos de almidón de arracacha y. S. a diferentes temperaturas de almacenamiento.. CU AR IA. Tabla 11: Determinación de la humedad de equilibrio experimental y con el modelo matemático de GAB (g H2O/g sólido) para los tres tipos de almidón de. arracacha (Arracacia xanthorrhiza) variedad amarilla en función a la Aw y a 20 °C.. Experimental GAB. Experimental GAB. 0.0625 0.0868 0.1050 0.1225 0.1419 0.1649 0.1943 0.2338 0.2910. 0.0506 0.0828 0.1013 0.1317 0.1306 0.1503 0.1749 0.2203 0.2768. 0.0552 0.0805 0.0993 0.1169 0.1356 0.1572 0.1838 0.2184 0.2661. RO. 0.0576 0.0879 0.1103 0.1329 0.1376 0.1568 0.1849 0.2454 0.2944. Experimental GAB 0.0630 0.1083 0.1368 0.1714 0.1693 0.1860 0.2149 0.2862 0.3428. 0.0716 0.1043 0.1284 0.1507 0.1741 0.2008 0.2330 0.2741 0.3295. BI. BL IO TE. CA. DE. 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9. Almidón Tipo C. PE. Almidón Tipo B. AG. Aw. Almidón Tipo A. 19 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-ca/2.5/pe/.

(30) Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas y Comunicaciones. Tabla 12: Determinación de la humedad de equilibrio experimental y con el modelo matemático de GAB (g H2O/g sólido) para los tres tipos de almidón de arracacha (Arracacia xanthorrhiza) variedad amarilla en función a la Aw y a. Almidón Tipo C. Experimental GAB. Experimental GAB. Experimental GAB. 0.0336 0.0653 0.0810 0.1036 0.1043 0.1238 0.1476 0.1975 0.2458. 0.0382 0.0599 0.0771 0.0933 0.1108 0.1311 0.1563 0.1899 0.2378. 0.0299 0.0571 0.0740 0.0936 0.0954 0.1100 0.1313 0.1795 0.2248. 0.0339 0.0536 0.0691 0.0839 0.0998 0.1183 0.1413 0.1718 0.2155. 0.0421 0.0753 0.1012 0.1206 0.1232 0.1375 0.1690 0.2265 0.2756. 0.0478 0.0725 0.0914 0.1093 0.1284 0.1507 0.1785 0.2152 0.2672. RO. 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9. CU AR IA. Almidón Tipo B. PE. Aw. Almidón Tipo A. S. 30 °C.. AG. Tabla 13: Determinación de la humedad de equilibrio experimental y con el modelo matemático de GAB (g H2O/g sólido) para los tres tipos de almidón de. 40 °C. Almidón Tipo A. Experimental GAB 0.0463 0.0767 0.0965 0.1188 0.1220 0.1405 0.1672 0.2183 0.2721. 0.0510 0.0742 0.0917 0.1085 0.1267 0.1482 0.1754 0.2119 0.2646. Almidón Tipo C. Experimental GAB. Experimental GAB. 0.0404 0.0710 0.0884 0.1101 0.1098 0.1277 0.1537 0.2091 0.2514. 0.0455 0.0670 0.0834 0.0991 0.1162 0.1364 0.1621 0.1968 0.2474. 0.0535 0.0954 0.1204 0.1424 0.1480 0.1638 0.1929 0.2570 0.3095. 0.0615 0.0899 0.1110 0.1308 0.1519 0.1764 0.2064 0.2455 0.2996. BI. BL IO TE. 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9. Almidón Tipo B. CA. Aw. DE. arracacha (Arracacia xanthorrhiza) variedad amarilla en función a la Aw y a. 20 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-ca/2.5/pe/.

(31) Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas y Comunicaciones. La capacidad de ganancia de humedad, es la cantidad de agua retenida por el almidón de arracacha en base seca. Los resultados se grafican en las Figuras 6, 7 y 8.. TEMPERATURA: 20°C. 0.40. Tipo A - Experimental. 0.35 0.30. S. Tipo B - Experimental Tipo C - Experimental. g H2O/g m.s.. CU AR IA. Tipo A - GAB 0.25. Tipo B - GAB Tipo C - GAB. 0.20 0.15 0.10. 0.00 0. 0.1. 0.2. 0.3. 0.4. 0.5. PE. 0.05. 0.6. 0.7. 0.8. 0.9. 1. AG. RO. Aw Tipo A: Almidón de arracacha nativo Tipo B: Almidón de arracacha acetilado Tipo C: Almidón de arracacha hidrolizado por alfa-amilasa. DE. Figura 6: Isotermas de adsorción de los almidones de arracacha experimentales y con el modelo GAB a 20 °C.. TEMPERATURA: 30°C. CA. 0.35. Tipo A - Experimental. 0.30. Tipo B - Experimental Tipo C - Experimental. g H2O/g m.s.. BL IO TE. 0.25 0.20. Tipo A - GAB Tipo B - GAB Tipo C - GAB. 0.15. BI. 0.10 0.05 0.00. 0. 0.1. 0.2. 0.3. 0.4. 0.5. 0.6. 0.7. 0.8. 0.9. 1. Aw Tipo A: Almidón de arracacha nativo Tipo B: Almidón de arracacha acetilado Tipo C: Almidón de arracacha hidrolizado por alfa-amilasa. Figura 7: Isotermas de adsorción de los almidones de arracacha experimentales y con el modelo GAB a 30°C.. 21 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-ca/2.5/pe/.

(32) Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas y Comunicaciones. 0.30. TEMPERATURA: 40°C. 0.25. Tipo A - Experimental Tipo B - Experimental Tipo C - Experimental Tipo A - GAB. S. Tipo B - GAB. 0.15. Tipo C - GAB. 0.10. 0.05. 0.00 0.1. 0.2. 0.3. 0.4. 0.5. 0.6. 0.7. 0.8. 0.9. 1. PE. 0. CU AR IA. g H2O/g m.s.. 0.20. Aw. RO. Tipo A: Almidón de arracacha nativo Tipo B: Almidón de arracacha acetilado Tipo C: Almidón de arracacha hidrolizado por alfa-amilasa. BI. BL IO TE. CA. DE. AG. Figura 8: Isotermas de adsorción de los almidones de arracacha experimentales y con el modelo GAB a 40 °C.. 22 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-ca/2.5/pe/.

(33) Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas y Comunicaciones. 1.4. Determinación de los parámetros GAB. Tabla 14: Parámetros del modelo GAB para los tres tipos almidón de arracacha (Arracacia. CU AR IA. PE. Xo C Tipo A K r2 EMR (%) Xo C Tipo B K r2 EMR (%) Xo C Tipo C K r2 EMR (%). Temperatura (°C) 20 30 40 0.0965 0.0883 0.0815 18.3210 14.0981 9.4665 0.7519 0.7524 0.7486 0.9975 0.9987 0.9996 4.1398 4.6948 6.2011 0.0978 0.0809 0.0737 14.2399 13.1635 9.1482 0.7178 0.7599 0.7500 0.9990 0.9982 0.9997 4.3583 5.9506 6.4722 0.1282 0.1096 0.0929 14.4773 14.0222 11.3788 0.6959 0.7199 0.7411 0.9979 0.9983 0.9992 6.2993 6.1674 6.4048. RO. Almidón Parámetros. S. xanthorrhiza) variedad amarilla a distintas temperaturas.. Análisis estadístico. DE. 1.5. AG. X0: Cte. humedad en equilibrio; C: Cte. cinética; K: Factor de correlación; r2: Coef. de correlación; EMR (%): Error medio relativo. Tabla 15: Análisis de varianza (ANVA) para el valor de monocapa (X0) en función a la. CA. temperatura para los tres tipos de almidón de arracacha (Arracacia xanthorrhiza) variedad amarilla.. Suma de cuadrados. gl. Entre grupos Intra grupos Total (Corr.). 0.0003347 0.0000004 0.0003351. 2 6 8. Entre grupos Intra grupos. 0.0009318 0.0000006. Total (Corr.) Entre grupos Tipo C Intra grupos Total (Corr.) gl: grado de libertad. 0.0009325 0.0019135 0.0000003 0.0019138. BL IO TE. Fuente de variación. Tipo de almidón Tipo A. BI. Tipo B. Cuadrado medio. Razón - F. Valor p. 0.000167348 0.000000061. 2738.42. 0.00001. 2 6. 0.000465924 0.000000102. 4557.96. 0.00001. 8 2 6 8. 0.000956770 0.000000050. 19135.40. 0.00001. 23 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-ca/2.5/pe/.

(34) Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas y Comunicaciones. Tabla 16: Análisis LSD para el valor de monocapa (X0) en función a la temperatura para los tres tipos de almidón de arracacha (Arracacia xanthorrhiza) variedad amarilla.. Tipo B. Tipo C. 3 3 3 3 3 3 3 3 3. 0.08180 0.08833 0.09670 0.07347 0.08040 0.09767 0.09280 0.10970 0.12850. X X X X X X X X X. Contraste 20 °C - 30 °C 20 °C - 40 °C 30 °C - 40 °C 20 °C - 30 °C 20 °C - 40 °C 30 °C - 40 °C 20 °C - 30 °C 20 °C - 40 °C 30 °C - 40 °C. * * * * * * * * *. +/Límites. 0.0084 0.0149 0.0065 0.0173 0.0242 0.0069 0.0188 0.0357 0.0169. 0.0004939 0.0004939 0.0004939 0.0006388 0.0006388 0.0006388 0.0004467 0.0004467 0.0004467. BI. BL IO TE. CA. DE. AG. RO. * Indica una diferencia significativa. Sig. Diferencia. S. 40 °C 30 °C 20 °C 40 °C 30 °C 20 °C 40 °C 30 °C 20 °C. Grupos homogéneos. CU AR IA. Tipo A. Media. PE. Nivel de Casos Tipo de temperatura almidón. 24 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-ca/2.5/pe/.

(35) Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas y Comunicaciones. IV.. DISCUSIÓN. En la tabla 9 se muestra el rendimiento promedio de obtención de almidón de arracacha variedad amarilla de 26.64±0.75%. Este valor está dentro del intervalo obtenido por Wolfe (1987), donde reporta que la mayoría de las materia primas ricas en almidón, presentan un. S. contenido en carbohidratos entre 15-30% dependiendo del tubérculo, estado de madurez y. CU AR IA. fertilización. El rendimiento que se obtuvo en esta investigación está dentro de los. parámetros que establece Palacios et al. (2010) donde los valores de rendimientos de arracacha están en el intervalo de 16.91 – 29.49%.. En la Tabla 10 se muestras la caracterización fisicoquímica de los tres tipos de almidón de arracacha analizados (Tipo A, B y C). El almidón para el diseño de las isotermas partió de. PE. una humedad promedio de 9.45±0.36, 10.40±0.02 y 12.61 ± 0.13% para los almidones tipo A, B y C respectivamente. El promedio de sólidos totales fue de 90.55±0.36% (Almidón tipo. RO. A), 89.60±0.02% (Almidón tipo B) y 12.61 ± 0.13% (Almidón tipo C). Los contenidos de humedad y sólidos están dentro de los parámetros reportados por Acosta y Blanco (1991).. AG. El contenido de azúcares reductores, expresado como glucosa equivalente, presentó un incremento desde 0.01% (Almidón tipo A), 2.90±0.44% (Almidón tipo B) y hasta. DE. 19.50±0.52% (Almidón tipo C). La hidrólisis de las moléculas de almidón por acción de la alfa amilasa, origina un aumento en el contenido de azúcares reductores (Fennema, 2000).. CA. Por otro lado, el contenido de cenizas en el almidón tipo A fue de 0.10±0.03%, 0.25±0.04% para el tipo B y 0.28 ± 0.05% para el tipo C. El contenido de cenizas es un indicador indirecto. BL IO TE. del contenido de micro elementos como calcio y fósforo (Acosta y Blanco, 2013). El contenido proteico de los tres tipos de almidón (Tipo A, B y C) fue de 0.48±0.03%, 0.35±0.04% y 0.41±0.01% respectivamente. Valores cercanos a lo reportado por Acosta y Blanco (2013), al obtenido por Woolfe (1997). Por otro lado los almidones tienen un bajo. contenido en grasa. En la experimentación los tres tipos de almidón presentaron datos muy. BI. insignificantes, no detectable (ND). Cabe resaltar que por causa de los lavados del almidón, el agua ayuda a arrastrar a las proteínas debido a su carácter hidrofílico y el contenido graso debido a la diferencia de densidades y solubilidad en la fase acuosa y la apolar (León y Mujica, 1994 y Carbajal, 2012). La granulometría de los tres tipos de almidón (Tipo A, B y C) de arracacha fue de 25.08±0.07, 23.12±0.015 y 26.15±0.04 µm respectivamente. Según León y Mujica (1994), 25. Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-ca/2.5/pe/.

(36) Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas y Comunicaciones. morfológicamente el almidón presenta gránulos muy finos y uniformes que demoran en precipitar en los procesos purificación y obtención del almidón. En tanto el pH fue de 5.58±0.10 (Tipo A), 4.12±0.08 (Tipo B) y 4.83±0.02 (Tipo C). La humedad de equilibrio, después de 7 días, para la temperatura de 20°C (Tabla 11),. S. demuestra una mayor adsorción de agua aplicando el modelo GAB por parte del almidón de. CU AR IA. arracacha tipo C (0.3295 g H2O/g m.s.) seguida del almidón de arracacha tipo A (0. 2910 g H2O/g m.s.) y luego para el almidón de arracacha tipo B (0.2661 g H2O/g m.s.) en un medio con Aw de 0.9.. Este mismo comportamiento se observa con las temperaturas de 30°C y 40°C (Tablas 12 y 13 respectivamente), en las que el almidón de arracacha tipo C obtuvo una mayor adsorción de humedad, seguida por la tipo A y B. Para la temperatura de 30°C se observa una adsorción. PE. máxima de 0,2996 g H2O/g m.s. para el almidón de arracacha tipo C; 0.2721 g H2O/g m.s.. RO. para el almidón de arracacha tipo A y 0.2474g H2O/g m.s. en el almidón de arracacha tipo B; en tanto para la temperatura de 40°C se observa una adsorción máxima de 0.2672 g H2O/g m.s. para el almidón de arracacha tipo C; 0.2378 g H2O/g m.s. para el almidón de arracacha. AG. tipo A y 0.2155 g H2O/g m.s. en el almidón de arracacha tipo B; bajo la isoterma de GAB. El porcentaje de grupos acetilo al que llego el almidón acetilado (Tipo B) fue de 29.56% y. DE. el grado se sustitución de 1.57±0.34. Su procedimiento y los cálculos se realizarón según Anexo 3.. CA. Las Figuras 6, 7 y 8 muestran las isotermas de adsorción para los tres tipos de almidón de arracacha, con comportamiento de curvas experimentales y con el modelo de GAB a 20°C,. BL IO TE. 30°C y 40°C respectivamente.. El error medio relativo absoluto, por porcentaje, del contenido de humedad de equilibrio (g H2O / g sólidos) de los tres tipos de almidón de arracacha experimentales y GAB para diferentes temperaturas se presenta en el Anexo 14.. BI. Comparado las gráficas de isotermas (Figura 6, 7 y 8), se observa la mayor ganancia de humedad por parte del almidón de arracacha hidrolizado por alfa-amilasa (tipo C). Esto se atribuye a la capacidad hidrofílica de las moléculas liberadas en la hidrólisis del almidón (Fennema et al., 2010). El almidón acetilado, muestra una baja absorción de humedad a las mismas condiciones en comparación con el almidón nativo y el almidón hidrolizado. Este comportamiento se repite a lo reportado por Diop et al. (2010), en el que la incorporación. 26 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-ca/2.5/pe/.

(37) Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas y Comunicaciones. de grupos acetilos en la molécula de almidón de maíz impide la asociación de las cadenas del almidón al agua. La configuración de las isotermas de los tres tipos de almidón es de tipo II (Sigmoidal). Este tipo de configuración es un indicador de una adsorción física en multicapas; este mismo. S. comportamiento lo reporta Chilton y Collison (1974) para almidón de papa. El rápido. CU AR IA. ascenso inicial corresponde a la formación de la primera capa, que tiene en este caso una constante de formación mayor que para el resto de capas (la entalpía de formación de la. primera capa es más negativa que para el resto de capas). Al seguir aumentando la presión se forma la segunda capa de moléculas adsorbidas, seguida de otras más (Martinez et al., 1999). La forma sigmoidal de la isoterma es más frecuente en alimentos como frutas y verduras deshidratadas (Debnath et al., 2002). La humedad en equilibrio es el límite inferior. PE. del gradiente para la eliminación de agua del producto, que junto con la actividad de agua. RO. determinan su estabilidad en el almacenamiento (Singh y Heldman, 2009). Según las tendencias de las isotermas (Figuras 6, 7 y 8), se observa que a mayor temperatura. AG. para un mismo valor de actividad de agua, el contenido de humedad de equilibrio disminuye. Este comportamiento corrobora lo publicado por Badui (2013); que establece que para un mismo valor de humedad de equilibrio, el valor de la Aw se incrementa cuando se eleva la. DE. temperatura, igualmente lo hace la presión de vapor.. CA. El efecto de la temperatura en diferentes alimentos deshidratados muestra que el contenido de humedad de la monocapa disminuye con el aumento de la temperatura. Este. BL IO TE. comportamiento es generalmente atribuible a la reducción en el número de sitios activos debido a cambios químicos y físicos inducidos por la temperatura. Por tanto, el grado de disminución del contenido de agua dependerá de la naturaleza del alimento (Rao et al., 2005).. En la Tabla 14 se presenta los parámetros del modelo GAB, observando una buena. BI. correlación (r2 cercano a 1) y un error medio relativo (EMR) inferior al 10%, indicadores del. buen ajuste del modelo a los datos experimentales (Lomauro et al., 1985). Asimismo, se observa que el valor de monocapa (X0) disminuye al aumentar la temperatura. Se ha establecido que, a una actividad de agua constante, los alimentos a más temperatura captan menos agua que los alimentos sometidos a temperaturas más bajas (Labuza, 1984). Ramírez et al. (2014) reportan valores de monocapa de 0.134 g H2O/g m.s. en harina de maíz 27. Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-ca/2.5/pe/.