Efecto de la hidrólisis ácida sobre las propiedades de almidones obtenidos de dos variedades de papa amarga y tunta

Abstract

Las papas nativas amargas se cultivan bajo condiciones adversas en la región altoandina, tienen alto contenido de glicoalcaloides, y no son aptas para consumo directo. La tunta se obtiene de la papa amarga deshidratada mediante procesos ancestrales de congelación-descongelación y secado naturales, que se realizan en la zona de cultivo. Estos productos son fuente importante de almidón. En el presente trabajo se estudió el efecto de hidrólisis ácida en dos almidones de papas amargas y tunta (variedades Ocucuri negra y Cuchi jipilla) sobre sus propiedades funcionales, morfológicas, estructurales y reológicas. La hidrólisis ácida de los almidones se realizó con ácido sulfúrico 3.16 M (14.6%, p/p) por 5, 7 y 10 días. Se determinó el rendimiento, color, poder de hinchamiento (PH), solubilidad (S), capacidad de absorción de agua (CAA) y de aceite (CAAc), morfología con microscopía electrónica de barrido, distribución de tamaño de partícula con dispersión dinámica de luz, y las propiedades térmicas (To, Tp, Tc, H) con calorimetría diferencial de barrido. Las propiedades estructurales se evaluaron con espectroscopía infrarroja con transformada de Fourier (FT-IR); mientras que, las propiedades reológicas se estudiaron con un reómetro híbrido, evaluando el comportamiento al flujo y la viscoelasticidad. Los resultados fueron evaluados estadísticamente utilizando un diseño factorial categórico, y la prueba de Tukey para establecer diferencias significativas. El rendimiento de almidones hidrolizados estuvo en el rango 11,8 y 23,2%, y la blancura promedio de los almidones hidrolizados fue 95,4%. El tamaño de partícula, el PH y S de los almidones hidrolizados estuvieron en los rangos de 550,1-1134,5 nm, 1,84-2,77 g/g y 37,18-62,13 g/100 g, respectivamente. Las temperaturas (To, Tp, Tc) fueron mayores que sus contrapartes nativas; mientras que, la entalpía (H) presentó una tendencia decreciente. La solubilidad, la CAA y la CAAc se incrementaron respecto a los almidones nativos, y el análisis de FT-IR confirmó la hidrólisis selectiva de las regiones amorfas. Las dispersiones de almidón hidrolizado presentaron un comportamiento pseudoplástico (<1), que se ajustó al modelo de Ley de Potencia; además, presentaron un comportamiento más elástico que viscoso (G’>G’’). En conclusión, los almidones hidrolizados presentaron mejores CAA y CAAc, y cambios importantes en sus propiedades térmicas que podrían ser interesantes para su aplicación en emulsiones Pickering.

Bitter native potatoes are grown under adverse conditions in the high Andean region, have a high content of glycoalkaloids, and are not suitable for direct consumption. The tunta is obtained from the dehydrated bitter potato through ancestral processes of freezing-thawing and natural drying, which are carried out in the growing area. These products are an important source of starch. In the present work, the effect of acid hydrolysis in two starches of bitter potatoes and tunta (varieties Ocucuri negra and Cuchi jipilla) on their functional, morphological, structural and rheological properties was studied. Acid hydrolysis of starches was carried out with 3.16 M sulfuric acid (14.6%, w/w) for 5, 7 and 10 days. Yield, color, swelling power (SP), solubility (S), water absorption capacity (WAC) and oil (OAC), morphology with scanning electron microscopy, particle size distribution with dynamic dispersion of light, and thermal properties (To, Tp, Tc, H) with differential scanning calorimetry. The structural properties were evaluated with Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR); while, the rheological properties were studied with a hybrid rheometer, evaluating the flow behavior and the viscoelasticity. The results were statistically evaluated using a categorical factorial design, and the Tukey test to establish significant differences. The yield of hydrolyzed starches was in the range 11.8 and 23.2%, and the average whiteness of the hydrolyzed starches was 95.4%. The particle size, SP and S of the hydrolyzed starches were in the ranges of 550.1-1134.5 nm, 1.84-2.77 g / g and 37.18-62.13 g/100 g, respectively. The temperatures (To, Tp, Tc) were higher than their native counterparts; while, the enthalpy (H) presented a decreasing trend. Solubility, WAC and OAC were increased respect to native starches, and FT-IR analysis confirmed the selective hydrolysis of amorphous regions. The hydrolyzed starch gels presented a pseudoplastic behavior ( <1), which was adjusted to the Power Law model; in addition, showed a more elastic than viscous behavior (G’>G’’). In conclusion, hydrolyzed starches presented better WAC and OAC, and important changes in their thermal properties that could be interesting for their application in Pickering emulsions.