Data analysis

La capacidad de retención de agua para ambos almidones se vio incrementada al aumentar la temperatura en el intervalo de estudio (Figura 16). A temperaturas por debajo de los 70°C la CRA fue mínima en ambos almidones, sin embargo, a temperaturas mayores se observó un incremento considerable en la CRA y ésta fue máxima a una temperatura de 75ºC posteriormente se mantuvo constante a temperaturas superiores. El almidón de Dioscorea sparsiflora presentó mayor CRA a partir de los 70°C. A temperaturas cercanas a los 70°C estos almidones se hidratan rápidamente como consecuencia de la ruptura de los enlaces de

hidrógeno en las regiones amorfas, a lo que le sigue una irreversible y progresiva absorción de agua (Torre at al., 2008). Esta propiedad de retener agua es deseable, ya que indica la capacidad del polímero para interactuar con el agua de solvatación y es una medida indirecta de las características físicas (consistencia) de la dispersión formada (Crosbie, 1991).

Figura 16. Capacidad de retención de agua del almidón de camote de cerro (D.

remotiflora y D. sparsiflora) a diferentes temperaturas

3.5.2. Solubilidad (SOL) y Factor de Hinchamiento (FH)

En presencia de agua, los gránulos de almidón empiezan a hincharse y a embeber el agua, cuando se aplica energía, las moléculas de agua rompen los puentes de hidrógeno intermoleculares en la región amorfa y penetran al gránulo causando hinchamiento del mismo. Si se continúa incrementando el calor, la dispersión de almidón perderá la conformación micelar provocada por la absorción de agua y el incremento de tamaño del gránulo con un probable incremento en la cantidad de sólidos solubles (Solorza et al., 2002; Yuan et al., 2007).

0 3 6 9 12 15 18 21 24 27 40 50 60 70 80 90 100 CRA ( g H 2 O / g mu est ra ) Temperatura (°C) D.s D.r A A A A A A B B B

Hasta los 60ºC el FH de ambos almidones fue mínimo (Figura 17), pero a temperaturas mayores el FH se incrementó hasta un máximo a una temperatura de 75ºC. Este comportamiento fue similar al observado en la determinación de la CRA. A temperaturas superiores a los 60ºC el FH del almidón de Dioscorea

sparsiflora fue mayor que el FH del almidón de Dioscorea remotiflora. El FH de los

gránulos de ambos almidones disminuye a temperaturas cercanas y superiores a los 90ºC, como consecuencia de la ruptura de los gránulos y la consecuente liberación de las fracciones de amilosa y amilopectina al seno de la dispersión. El almidón de D. remotiflora mostró la menor capacidad de hinchamiento, probablemente debido al mayor contenido de lípidos y fósforo (Cuadro 8), ya que estos impiden la interacción con las moléculas de agua, y por tanto pueden causar la disminución de su capacidad de hinchamiento y solubilidad.

Figura 17. Factor de hinchamiento del almidón del camote de cerro (D. remotiflora y D. sparsiflora) a diferentes temperaturas

Se ha reportado que el FH de los almidones se ve influenciado por la estructura e interacción de las moléculas de la amilopectina y amilosa (Hoover, 2001; Jayakody

0 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 40 50 60 70 80 90 100 FH ( g gel/ g sól ido s so lu bles) Temperatura (°C) D.s D.r B B B A A A A A _A

et al., 2007; Yuan et al., 2007), por el contenido de lípidos y de fósforo (Jayakody et al., 2005), así como por la CRA (Shujun et al., 2006).

FH similares a los encontrados en esta investigación han sido reportados en almidones obtenidos a partir de otros ñames, con temperaturas comprendidas entre los 60 y los 90°C (Jayakody et al., 2007). Jiménez, et al., (2006) han encontrado que el almidón de papa presenta su máximo FH a una temperatura comprendida entre 80 a 90°C, en tanto que el almidón de Dioscorea nipponica presenta su máximo FH a una temperatura de 60 a 80°C (Yuan et al.,2007). Jayakody et al., (2005) determinaron que el almidón de la papa china presenta su máximo FH a una temperatura comprendida entre 60 a 85°C.

El FH que presentaron los almidones de D. sparsiflora y D. remotiflora a 80ºC (24.06 y 16.54 g de gel/g sólidos solubles, respectivamente), son mayores a los reportados para el almidón de cassava y de maíz (16.6 y 16.8 g de gel/g sólidos solubles, respectivamente) (Torre et al., 2008). Este comportamiento es semejante a lo reportado en almidones con alto contenido de amilosa, en los que se ha reportado una disociación de los gránulos a temperaturas cercanas a los 90°C (Debet y Gidley, 2005; Jayakody et al., 2007).

Se ha reportado que el FH y la SOL presentan evidencia de uniones no covalentes entre las moléculas de amilosa y amilopectina que integran el almidón; éstos parámetros están influenciados por factores tales como la relación amilosa/amilopectina, la longitud y distribución del peso molecular de las cadenas, el grado y longitud de la ramificación así como por la conformación (Hoover, 2001; Moorthy, 2002). Tanto el FH como la SOL proveen información acerca de la magnitud de la interacción entre las regiones amorfas y cristalinas de las estructura del gránulo (Shujun et al., 2006).

En el cuadro 9 se presenta la solubilidad de los distintos almidones estudiados a las diferentes temperaturas.

Cuadro 9. Solubilidad del almidón de camote de cerro (D. remotiflora y D.

sparsiflora) a diferentes temperaturas

Temperatura Dioscorea remotiflora Dioscorea sparsiflora

40 50 60 70 80 90 1.26 ± 0.37ª 3.95 ± 0.55ª 1.87 ± 0.87ª 1.70 ± 0.20ª 1.11 ± 0.96b 0.51 ± 0.36ª 3.43 ± 0.70b 3.42 ± 0.07ª 2.85 ± 0.76ª 2.32 ± 0.87ª 5.00 ± 0.52ª 0.72 ± 1.36ª 1

(g de sólidos solubles /g muestra)

En todo el intervalo de temperaturas estudiado, la solubilidad del almidón de

Dioscorea sparsiflora fue mayor que la solubilidad del almidón de Dioscorea remotiflora. Nuevamente en esta propiedad se ve reflejada la influencia del

contenido de amilosa y la relación de amilosa/amilopectina; así como el tamaño del gránulo de almidón. Gránulos de almidón con mayor contenido de amilosa, una relación en el contenido de amilosa/amilopectina menor a 0.5 y un menor tamaño de los gránulos, presentan una mayor solubilidad en agua. En esta propiedad se refleja también la influencia del contenido de lípidos en el almidón; un almidón con menor contenido de lípidos será más soluble que aquel cuyo contenido es mayor debido a que los lípidos son insolubles en agua y tienden a evitar la interacción entre las moléculas del almidón con el agua y como consecuencia, a evitar o disminuir su solubilidad (Yuan et al., (2007).

3.5.3. Claridad

A temperatura ambiente, la claridad (medida como el % de transmitancia) de las dispersiones de almidón al 1% (p/p), se vio afectada por el tiempo de reposo, tanto en dispersiones de almidón de D. remotiflora como de D. sparsiflora (Cuadro 10).

Cuadro 10: Claridad1 de las dispersiones de almidón de camote de cerro (D. remotiflora y D. sparsiflora) a temperatura ambiente y diferentes tiempos

_{1 % de transmitancia}

Las dispersiones de almidón de camote de cerro presentaron un decremento en sus valores de claridad durante el almacenamiento. Dicho fenómeno se debe a que las cadenas poliméricas del almidón gelatinizado se asocian entre si y tienden a formar una estructura más ordenada, la cual causa turbidez y reduce la transmitancia de luz a través de la dispersión de almidón (Lovedeep et al., 2002); este fenómeno, es conocido como retrogradación. Las dispersiones del almidón de

D. remotiflora presentaron mayor claridad (mayor transmitancia) durante todo el

tiempo de almacenamiento, en comparación a las dispersiones de almidón de D.

sparsiflora, lo cual obedece a que este ultimo almidón contiene una mayor

proporción de amilosa, polímero responsable del fenómeno de retrogradación del almidón y por otro lado, del enturbiamiento de las dispersiones que con el se preparan. Este comportamiento indica una propiedad funcional deseable en los almidones a emplearse en la elaboración de bebidas como atoles y otros alimentos. Sin embargo si la claridad se reduce demasiado, este sistema será poco deseable en aplicaciones como la formación de películas (Beynum y Roels, 1985; Baldwin, 2001).

Las dispersiones de almidón de ambos tubérculos mostraron el mismo comportamiento cuando se almacenan a 4ºC que cuando se hace a temperatura ambiente (Cuadro 11). También a ésta temperatura las dispersiones de almidón de D. remotiflora mostraron siempre una mayor claridad (mayor % de transmitancia) en comparación con las dispersiones de almidón de D. sparsiflora.

MUESTRA 0

T I E M P O (h)

24 48 72

D. remotiflora 19.93 ± 1.44a 11.39 ±1.31a 7.37 ± 2.01a 2.53 ± 0.95ª

Cuadro 11. Claridad1 de las dispersiones de almidón de camote de cerro (D. remotiflora y D. sparsiflora) a 4°C y diferentes tiempos

1 % de transmitancia

A esta temperatura también se observó que la claridad de las dispersiones de almidón de ambos tubérculos disminuye a medida que se incrementa el tiempo de reposo. Torre et al., (2008) reportan que la capacidad de absorción de agua de los almidones afecta directamente la claridad de las dispersiones y pastas que con ellos se preparan. Esto coincide con los resultados aquí obtenidos sobre la capacidad de absorción de agua (CRA), el almidón de D. remotiflora presentó una menor CRA y por ende, una mayor claridad de sus dispersiones en comparación con el almidón de D. sparsiflora. La claridad de las dispersiones del almidón de camote de cerro es similar a la que presentan las dispersiones de almidón de plátano (14.3%), pero menor a la que presentan las dispersiones de almidón comercial de maíz (22.4%) (Torre et al., 2008). Considerando lo anterior, los almidones aquí estudiados podrían ser utilizados en productos alimenticios que no requieran alta transparencia, como ensaladas, aderezos y pasteles.

3.5.4. Estabilidad al descongelamiento

Otro aspecto importante en la caracterización de los almidones es su estabilidad (medida como el % de agua separada) ante condiciones de congelamiento y descongelamiento de sus dispersiones (Cuadro 12).

Muestra 0

T I E M P O (h)

24 48 72

D. remotiflora 19.33 ± 1.44b 7.32 ± 1.01a 4.16 ± 0.31b 2.64 ± 0.35a

Cuadro 12. Estabilidad1 al descongelamiento de dispersiones de almidón de camote de cerro (D. remotiflora y D. sparsiflora)

1

% de agua separada.

Las dispersiones de almidón de D. sparsiflora liberaron la menor cantidad de agua durante los tres ciclos de congelamiento–descongelamiento; es decir, las dispersiones de almidón de D. remotiflora son más estables que las dispersiones de almidón de D. sparsiflora (p<0.05).

De acuerdo a los resultados reportados por Jiménez, at al., (2006), la estabilidad de las dispersiones del almidón de camote de cerro fue similar a la que presentaron las dispersiones de almidón del tubérculo de chayote (63.30 ± 3.81%), y superior a la que presentan las dispersiones del almidón de papa (73.00 ± 0.86%) y del almidón de maíz (75.00 ± 0.10), durante el primer ciclo de congelamiento- descongelamiento.

Los resultados obtenidos nos indican que los almidones de Dioscorea remotiflora y

Dioscorea sparsiflora tienen una buena capacidad para retener moléculas de

agua, propiedad que convierte a estos almidones en ingredientes ideales para la preparación de alimentos sometidos a procesos de congelamiento y descongelamiento, debido a que estos polímeros presentan el menor grado de sinéresis (mayor estabilidad) y por ende, contribuyen a conservar las características sensoriales (consistencia, textura, apariencia y forma) de los productos que los contienen, una vez que dichos alimentos son descongelados y preparados para su consumo (Solorza et al., 2002).

Ciclos A L M I D Ó N D. remotiflora D. sparsiflora 1 73.33 ± 1.00a 61.33 ± 2.82b 2 5.00 ± 2.32a 4.00 ± 0.87b 3 1.87 ± 0.66a 1.07 ± 0.90b

3.5.5. Retrogradación

Durante todo el tiempo evaluado, el almidón de Dioscorea remotiflora mostró una mayor retrogradación que el almidón de Dioscorea sparsiflora (Cuadro 13). Diferencias estadísticas significativas (p<0.05) en la sinéresis de los dos tipos de almidones se presentaron durante todos los tiempos evaluados, a excepción de las 48 horas, en donde ambas muestras tuvieron un comportamiento similar. La retrogradación mostrada por ambos tipos de almidones se mantuvo prácticamente constante durante todos los tiempos evaluados

Cuadro 13. Retrogradación1 del almidón de camote de cerro (D. remotiflora y D. sparsiflora) a diferentes tiempos.

T I E M P O A L M I D Ó N D E

(horas) D. remotiflora D. sparsiflora

24 48 72 96 120 77.13 ± 0.81a 74.23 ± 1.60a 74.71 ± 0.78a 73.07 ± 1.11a 76.80 ± 0.34a 70.12 ± 0.60b 72.08 ± 0.40a 72.10 ± 1.14b 66.91 ± 0.34b 71.73 ± 0.67b 1

Tasa de sinéresis (peso del agua lixiviada a 4000 rpm/15 min entre el peso del gel y multiplicado por 100.

La retrogradación del almidón de ambos tubérculos fue menor a la que presenta el almidón de maíz (80.66 ± 3.21) y superior a la del almidón de los tubérculos de chayote (66.33 ± 4.60) y de de papa (64.16 ± 0.18) (Jiménez, at al., 2006). Estos resultados indican que los almidones provenientes de tubérculos poseen una menor tendencia a la retrogradación.

Cada almidón tiene una tendencia diferente a la retrogradación, la cual está íntimamente relacionada a la presencia de otros solutos como lípidos, sales, azúcares, el tipo y concentración de almidón, regímenes de cocimiento y

enfriamiento, su contenido de amilosa, así como la longitud de las cadenas de amilopectina (cadenas cortas de amilopectina retrogradan a menor velocidad que las cadenas largas), y la cantidad de mono éster de fosfato los cuales presentan una repulsión entre cargas negativas que dificulta la retrogradación (Pomeranz, 1991; Yuan et al., 1993; Jayakody et al., 2005). La retrogradación de los almidones se ve también indirectamente influenciada por el arreglo estructural de los polímeros del almidón, entre las regiones amorfa y cristalina de los gránulos no gelatinizados, las cuales influyen en el rompimiento del gránulo durante la gelatinización y la interacción que ocurre entre las cadenas de almidón durante su almacenamiento (Lovedeep et al., 2002). La retrogradación se manifiesta por la formación de precipitados o geles; fenómeno que afecta la textura, aceptabilidad y digestibilidad de los alimentos que contienen almidón (Beynum y Roels, 1985; Badui, 2001).

1. Los tubérculos de camote de cerro constituyen un alimento adecuado para el consumo humano al ser fuente de carbohidratos, minerales y ácidos grasos contribuyendo a complementar la nutrición de quienes los consumen.

2. El consumo de camote de cerro representa un importante suministro de minerales para una buena nutrición, entre los que destacan el hierro (Fe), magnesio (Mg) y el zinc (Zn).

3. Los tubérculos de camote de cerro, constituyen una fuente potencial para la obtención comercial de almidón. Dada la facilidad de su extracción y el contenido de este biopolímero (30%BS).

4. Los almidones provenientes de D. remotiflora y D. sparsiflora son de interés comercial debido a su alto contenido de amilosa, factor que influye positivamente en sus propiedades pudiendo ser utilizados en productos alimenticios como ensaladas, atoles, aderezos, pasteles, en la fabricación de cosméticos y como agentes encapsulantes de sabor, esencias y colorantes.

5. Las propiedades físicas químicas y funcionales de los almidones de camote de cerro se ven claramente afectadas por su origen botánico, por el contenido de amilosa y amilopectina, el contenido de fósforo, así como por las interacciones intermoleculares del gránulo.