Obtención de almidón de yuca: Información del material vegetal, almidón (características y propiedades fisicoquímicas) y metodología.

Obtención de almidón de yuca: Información del material vegetal, almidón (características y propiedades fisicoquímicas) y metodología. [1]

La yuca -Manihot esculenta Crantz- pertenece a la familia Euphorbiaceae. Esta familia está constituida por unas 7 200 especies que se caracterizan por el desarrollo de vasos laticíferos compuestos por células secretoras o galactocitos que producen una secreción lechosa. Su centro de origen genético se encuentra en la Cuenca Amazónica. Dentro de esta familia se encuentran tipos arbóreos como el caucho, Hevea brasiliensis; arbustos como el ricino o higuerilla, Ricinus communis y numerosas plantas ornamentales, medicinales y malezas además del género Manihot. 

La planta de yuca crece en una variada gama de condiciones tropicales: en los trópicos húmedos y cálidos de tierras bajas; en los trópicos de altitud media y en los subtrópicos con inviernos fríos y lluvias de verano. Aunque la yuca prospera en suelos fértiles, su ventaja comparativa con otros cultivos más rentables es su capacidad para crecer en suelos ácidos, de escasa fertilidad, con precipitaciones esporádicas o largos períodos de sequía.

El almidón es quizás el polímero natural más importante que existe y es la mayor fuente de energía obtenida de varias plantas. Se encuentra en las semillas de cereales (maíz, trigo, arroz, sorgo), en tubérculos (papa), en raíces (yuca, batata, arrurruz), en semillas de leguminosas (frijoles, lentejas, guisantes), frutas (bananas y manzanas y tomates verdes), troncos (palma sago) y hojas (tabaco). El alto contenido de almidón de la yuca y su mayor proporción de amilosa, en comparación con otras fuentes de almidón, hace de este un importante cultivo industrial además de ser un cultivo alimenticio rico en calorías.

El almidón de yuca es la segunda fuente de almidón en el mundo después del maíz, pero por delante de la papa y el trigo; se usa principalmente sin modificar, es decir como almidón nativo, pero también es usado modificado con diferentes tratamientos para mejorar sus propiedades de consistencia, viscosidad, estabilidad a cambios del pH y temperatura, gelificación, dispersión y de esta manera poder usarlo en diferentes aplicaciones industriales que requieren ciertas propiedades particulares.

Las propiedades físicoquímicas son las que determinan el uso del almidón de yuca. Entre las propiedades físicoquímicas más importantes encontramos la composición proximal (contenido de proteína cruda, extracto etéreo, fibra cruda, cenizas y humedad), las características del gránulo (tamaño, color y forma, naturaleza cristalina), el peso molecular y el contenido de amilosa. El contenido de proteínas del almidón de yuca y de papa es bajo, cerca del 0,1 por ciento, comparado con el de los almidones de arroz y de maíz (0,45 y 0,35 por ciento, respectivamente). La proteína residual afecta el sabor y olor de los almidones de cereales y tienden a formar espuma.

Los gránulos del almidón de papa y yuca contienen un pequeño porcentaje de lípidos, comparado con los almidones de cereales -maíz y arroz- los cuales contienen respectivamente 0,6 y 0,8 por ciento. Esta composición favorece al almidón de yuca, ya que estos lípidos forman un complejo con la amilosa, la cual tiende a reprimir el hinchamiento y la solubilización de los gránulos del almidón; por esta razón se necesitan temperaturas altas (> 125 °C) para romper la estructura amilosa-lípido y solubilizar la fracción de amilosa. La mayor parte de estos lípidos son liso-fosfolípidos; es decir una cadena de ácido graso esterificada con ácido fosfórico. La presencia de sustancias grasas puede crear problemas por la tendencia a la rancidez durante el almacenamiento.

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Figura 1. Diagrama de flujo de la obtención de almidón de yuca.

Resultados

Análisis de resultados

La presente práctica se basó en la obtencion de almidon, en este caso de yuca, por medio de la vía húmeda, en donde se hizo uso de una solución salina al 1%, ya que ésta ayuda a la solubilización de las proteínas  por ende a la separación de los granos de almidón [2].

Cada una de las operaciones unitarias se llevaron a cabo de la mejor manera posible, sin embargo, durante la marcha se presentaron algunos errores experimentales tales como, a la hora de retirar el material vegetal de la licuadora, era inevitable que se quedara parte de este en las paredes del vaso y la tapa, lo que indica que de dicha porción no se hizo la filtración necesaria; por otro lado, la filtración del material se realizó haciendo uso de una tela porosa y de la fuerza de estrujamiento que ejercía uno de los compañeros sobre ésta, lo que lleva a pensar que siempre se intentó remover todo el líquido del material vegetal pero sin embargo, quedaban trazas de este tanto en la tela como en el residuo del extracto.  Dichos errores en la experimentación, son necesarios tenerlos en cuenta a la hora de evaluar el rendimiento, ya que tienen influencia directa sobre este.

El rendimiento de la extracción de almidón de yuca reportado por la literatura, está dado para tres tipos de escala, las cuales son: escala artesanal ( 17-20 %), semimecanizada (17-25 %) y tecnología mecanizada ( 27-33 %).[1] En este caso se hará la comparación con la escala artesanal, ya que las condiciones de extracción son semejantes. El rendimiento calculado, según los datos obtenidos en el laboratorio fue de ##%, comparándolo con el reportado por la literatura, se puede decir que, la práctica se realizó de forma adecuada y se obtuvo la cantidad de almidón esperado, sin embargo, es importante tener en cuenta los errores experimentales mencionados anteriormente, ya que si se quiere reproducir el procedimiento, dichos errores deben ser corregidos o evitarse en lo más posible.

Tras realizar el cálculo del rendimiento, se procedió a hacer la caracterización microscópica de este, en donde lo observado concuerda con lo reportado en la literatura. La estructura granular de dicho almidón es de forma ovalada y ovalada–truncada, lo cual lo convierte en un punto importante de diferenciación, sin embargo, también se pueden llegar a observar, en menor proporción, pequeños gránulos redondos [3]. El hileo es concéntrico (se encuentra en el centro del gránulo) en forma de punto o de hendidura simple o múltiple, la estriaciones son poco visibles y hay presencia de agrupaciones ( de 2 a 3 gránulos) [4]. En la Figura 1 se observa una microfotografía del almidón de yuca reportada en la literatura, que compara con la tomada en el laboratorio (del extracto generado de la práctica) (Figura 2) se logran observar la semejanza en las características anteriormente descritas.

[pic 2] Figura 1. Microfotografía de almidón de yuca reportado por                                   la literatura.    

[pic 3] Figura 2. Microfotografía de almidón de yuca obtenido en la práctica, tomada en el laboratorio.                        

Conclusiones

• Los rendimientos de la obtención de almidón son relativamente altos, sin embargo, esto se puede lograr si y solo sí cada una de las operaciones es  llevada a cabo con la rigurosidad que lo amerita.

• Tener en cuenta los diferentes controles en proceso y en producto terminado, tales como, el solvente a utilizar, el tiempo de decantación, la calidad del filtrado, la caracterización microscópica, entre otros, llevará a aumentar o disminuir el rendimiento y por ende la calidad del almidón obtenido.

Referencias bibliográficas

[1] J. Aristizábal y T. Sánchez. “Guía técnica para producción y análisis de almidón de yuca”. ORGANIZACIÓN DE LAS NACIONES UNIDAS PARA LA AGRICULTURA Y LA ALIMENTACIÓN. Roma ( 2007). Versión electrónica. Disponible en: http://www.fao.org/3/a-a1028s.pdf 

[2] Arguedas Deza, Frank Yudel, Burga Huamán, and Jammes Jhonatan. "Caracterización del almidón de colocasia esculenta l. schott proveniente de los departamentos de Cajamarca y San Martín." (2008).

[3] Sívoli, Liliam, Elevina Pérez, and Pedro Rodríguez. "Análisis estructural del almidón nativo de yuca (Manihot esculenta C.) empleando técnicas morfométricas, químicas, térmicas y reológicas." Revista de la Facultad de Agronomía 29.2 (2012).

[4] Ahmed M. Salama. “Manual de farmacognosia, Análisis microscópico y fitoquímico, y uso de plantas medicinales”, Notas de clase. Universidad Nacional de Colombia. (2015)

[5] M. Cobana, Antezana R, “Proceso de extracción de almidón de yuca por vía seca”. REVISTA BOLIVIANA DE QUÍMICA Vol 24, No.1 - 2007. Versión electrónica. Disponible en: http://www.scielo.org.bo/pdf/rbq/v24n1/v24n1a14.pdf 

[6] D. Morenos. “Guia de procesos para la elaboración de harinas, almidones, hojuelas deshidratadas y compotas”. CAB Cienci y Tecnología (2005). p. 10