Almidón de maíz:

Generalidades, usos y aplicaciones

industrial

Presentado por: Jasson David Neira Corrales • Álvaro Sergio Sánchez Tovar • Luisa Fernanda Vargas Jaramillo • Cristhian Camilo Vargas Quintero

EL MAÍZ

El maíz (Zea mays L) es originario del continente americano, la evidencia arqueológica más antigua sobre la existencia de este cereal indica que tiene aproximadamente 5000 años de antigüedad.

ESTRUCTURA DEL GRANO DE MAÍZ

Pedicelo: Estructura celular mediante la cual el grano se encuentra unido al olote.

Pericarpio: Capa exterior dura y fibrosa que encierra al grano.

Endospermo: Constituye la mayor proporción del grano con aproximadamente un 80-84% del peso total. Está compuesto por 90% de almidón y 7% en proteínas acompañadas de aceites, minerales y otros compuestos.

Germen: aporta un 9.5-12% del peso total del grano y se localiza en la parte interior del mismo

COMPOSICIÓN QUÍMICA DEL GRANO DE MAIZ

El componente más abundante es el almidón (40-70%), de ahí su alto valor alimenticio. En su composición química se distinguen otros componentes como son: lípidos (1-5%), cenizas (1-3%), fibra (1-2%) y proteínas (9-12%), siendo este último el segundo componente más abundante.

EL ALMIDÓN Es un carbohidrato de reserva, sintetizado y

almacenado como fuente de energía en plantas superiores; además después de la celulosa, es el segundo hidrato de carbono más abundante en la biosfera.

Se encuentra mayormente en el endosperma. Esta constituido por la amilosa y la amilopectina. El maíz comercial tienen en promedio 27% de amilosa y 73% de amilopectina, en cambio el almidón del maíz está constituido casi exclusivamente por amilopectina.

*Millones de toneladas, año 2011

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* Millones de toneladas, año 2011

PROCESO DE OBTENCIÓN DEL

ALMIDÓN

Fuente: Monografía de los Subproductos de la Molienda de Maíz (Gluten, Germen, Fibra). México

COMPOSICIÓN QUÍMICA DEL ALMIDÓN

El almidón es un polisacárido semicristalino compuesto por D-glucopiranosas unidas entre si mediante enlaces glucosídicos.

Está formado por dos polímeros de diferente estructura (amilosa y amilopectina), los cuales representan cerca del 99% del peso en seco.

Fuente: http://quimica.laguia2000.com/compuestos-quimicos/el-almidon-y-su-quimica

Amilosa La amilosa, es un polímero lineal formado por D-

glucopiranosas, ésta constituye normalmente un 20% del Almidón y es importante en el almacenamiento central de energía.

La amilosa forma una red tridimensional cuando se asocian las moléculas al enfriarse, y es la responsable de la gelificación.

Por su contenido en amilosa, los almidones se pueden clasificar en:

Almidón % de amilosa

Ceroso (waxy) 1-2

Normal 17-24

Altos en amilosa

> o igual a 70

Amilopectina

Es un polisacárido que se diferencia de la amilosa en que contiene ramificaciones que le dan una forma molecular parecida a la de un árbol.

Esta constituye alrededor del 80% de los almidones más comunes y algunos almidones están constituidos únicamente por Amilopectina (cerosos).

Es la responsable de dar el espesor en una mezcla, pero no forma gel, ya que sus moléculas no se asocian ni forman enlaces químicos

Amilosa y amilopectina en el gránulo de almidón

El almidón está organizado en partículas conocidas como gránulos, cuya morfología, composición química y estructura molecular varían de una especie a otra.

Debido a que la amilopectina es el componente más abundante en el almidón, este polímero es responsable de que el granulo presente:

Una estructura organizada Propiedad semicristalina formando

dos regiones; una cristalina formada por cadenas de amilopectina y otra amorfa, formada por ramificaciones de amilopectina y amilosa

OTROS COMPONENTES DEL ALMIDON

Además de amilosa y amilopectina, los gránulos de almidón contienen otros componentes minoritarios como son proteínas, lípidos y minerales. De estos, las proteínas y lípidos son los más abundantes y tecnológicamente importantes.

Grano de maíz aumentado 1000 veces.

PROCESO DE GELATINIZACION

El almidón en su estado nativo es insoluble en agua, forma una suspensión temporal de grandes partículas que se depositarán en el fondo si no se agita la mezcla.

Cuando se calienta el almidón en presencia de agua, se produce la Imbibición o incorporación de agua en el granulo (etapa reversible con agua fría).

A medida que se calienta, los gránulos captan agua irreversiblemente y se hinchan, esto se conoce como gelatinización

Además se aumenta la viscosidad y se produce un gel o una pasta.

Los gránulos de un almidón se hincharán y espesaran mezclas a temperaturas diferentes:

Propiedades de algunos almidones

Origen Margen de T de gelificación (°C)

Forma del grano

Tamaño del grano (nm)

Trigo 58 - 64 Lenticular redondo

20 - 35

Maíz 62 - 72 Redondo o poliédrico

15

Sorgo 68 - 78 Redondo 25

Fuente: Principios de ciencia y tecnología de los cereales.

Factores que requieren control en la gelatinización

Acidez: La hidrolisis acida durante la cocción da lugar a la formación de dextrinas; el acido fragmenta la molécula de almidón, produciendo una pasta caliente menos espesa y un producto frio menos firme, por lo tanto se recomienda añadir el acido al final de la mezcla, después de que el almidón haya sido gelatinizado.

Temperatura: La temperatura del almidón se completa a 88 – 90°C y hasta 95°C, aunque varían de acuerdo a su origen.

Agitación: Permite a los gránulos de almidón hincharse y crear una mezcla mas uniforme. La agitación excesiva después de completada la gelatinización puede romper los gránulos, aumentando la fluidez de la mezcla.

Azúcar: Disminuye la firmeza de productos cocidos y enfriados. El azúcar compite por absorber el agua y retrasa el hinchamiento de los gránulos de almidón.

Tiempo de calentamiento: Cuando se alarga el tiempo, la mezcla final pude ser menos espesa debido a la rotura de los gránulos agrandados.

Tipo de calentamiento: El calor húmedo es el necesario para que se produzca la gelatinización.

Cómo se mide la gelatinización?

Este proceso puede estar influenciado por diversos factores (tiempo, temperatura, humedad, almacenamiento y/o preparación del material), por ello se utilizan diferentes técnicas para su investigación:

Microscopio visible (luz normal y polarizada) Microscopio electrónico de barrido Difracción de rayos x Viscosidad

RETROGRADACIÓN Son los cambios que ocurren cuando las

moléculas de almidón gelatinizado empiezan a reorganizarse (ordenarse).

Pasan de un estado inicial amorfo a un estado final más cristalino, es el fenómeno opuesto a la gelatinización.

Consta de dos etapas: 1) la gelación de las cadenas de amilosa y 2) la recristalización de la amilopectina.

La recristalización produce un incremento gradual en la rigidez y produce sinéresis (envejece el producto). Éstos cristales influyen en la textura, digestibilidad y aceptación de los productos por el consumidor.

Cómo se mide la retrogradación?

Los métodos desarrollados para medir la retrogradación se basan en la cristalinidad o en las propiedades de la estructura interna:

La cristalinidad se mide, a nivel molecular, mediante DSC (Colorimetría Diferencial de Barrido) y difracción de rayos-X.

Mientras que las propiedades de la estructura interna se miden por métodos reológicos; bien sea: con mediciones en deformaciones ligeras o en deformaciones más intensas.

ALMIDÓN MODIFICADO

Son almidones naturales modificados químicamente para producir cambios físicos que contribuyen a la estabilidad, apariencia, comodidad y funcionalidad en los alimentos.

Almidón pregelatinizado: Es instantáneo, ha sido gelatinizado y deshidratado. Se dispersa en agua fría, puede espesar sin que se aplique calor.

Almidón que se hincha en agua fría: Es instantáneo. Ofrece estabilidad, claridad y textura. Puede gelificar o no. Usado en aderezos para ensaladas.

Almidón entrecruzado: Es resistente al acido. Usado en salsas BBQ.

USOS DEL ALMIDÓN

Además de su poder espesante en los alimentos, también se usa para dar estabilidad.

Se utiliza como un sustituto de la grasa (maltodextrinas), simulan la viscosidad y sensación bucal de los aceites y se usan para reducir el contenido de grasa.

Una nueva aplicación es su uso como portadores de aromatizantes. Los agregados esféricos de gránulos de almidón tienen espacios porosos que se pueden rellenar y así transportar aromatizantes que se liberaran lentamente.

En la industria del papel para satinar y esmaltar el producto.

INDUSTRIA DE ALIMENTOS Maizena Flanes Goma de mascar Panadería, galletería y

confitería Embutidos Jugo y refresco de frutas Bebidas alcohólicas Mermeladas Salsas Congelados Enlatados Deshidratados

INDUSTRIA COSMETICA Polvo facial Labiales Lociones Cremas Pomadas Perfumes Talcos Cremas dentales

INDUSTRIA TEXTIL Hilandería, el apresto

y tinte de las telas.

INDUSTRIA SIDERÚRGICA

Para aglutinar los moldes empleados en

la fundición.

BIBLIOGRAFÍA http://amilosa.com/amilopectina.html http://quimica.laguia2000.com/compuestos-quimicos/el-

almidon-y-su-quimica PDF: Producción de Mandioca y Almidón en América,

Tendencias y futuro de la producción, Resultado de Investigaciones en el Sector. Bernardo Ospina.

PDF: Caracterización morfológica y térmica del almidón de maíz (Zea mays L) obtenido por diferentes métodos de aislamiento. Tomas Tovar Benítez

LIBRO: Experiencias en el Cultivo del Maíz en el Área Andina

LIBRO: Cereales y productos derivados. Química y tecnología. David A.W. Dendy

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