Efecto del método de extracción en las características fisicoquímicas y funcionales de almidón de cañihua (Chenopodium pallidicaule Aellen)

Abstract

La cañihua es un pseudocereal nativo del altiplano andino que, aún con iguales o mejores propiedades nutricionales y funcionales que la quinua o el amaranto, ha recibido poca atención. Además de sobresalir por su contenido y calidad proteica, la cañihua también posee un alto contenido de almidón, distinguiéndose de las fuentes comerciales por su tamaño de gránulo muy pequeño (0,5 – 1,5 µm) que le confiere propiedades singulares. Para poder estudiar la potencial funcionalidad del almidón de cañihua, es necesario seleccionar un método de extracción, que además de presentar alto rendimiento y pureza, no altere sus propiedades funcionales. Por el alto contenido de proteínas, grasa y fibra en este grano, se recomienda métodos de extracción con solventes alcalinos, no obstante, no se sabe el efecto que puedan producir en sus propiedades funcionales. Por lo mencionado, la presente investigación tuvo como objetivo estudiar el efecto de tres métodos de extracción de almidón de cañihua de la variedad Illpa INIA en el rendimiento, pureza y en sus propiedades físicoquímicas y funcionales: a) M1: bajo remojo acuoso/12 h con posteriores lavados con solución NAOH al 0,25 por ciento, b) M2: remojo en solución NaOH al 0,25 por ciento/12 h con posteriores lavados con agua y c) M3: extracción bajo remojo acuoso/12h con posteriores lavados con agua, en comparación con el almidón de maíz (control). Los resultados obtenidos fueron analizados estadísticamente utilizando el diseño completamente al azar (DCA) y posteriormente una comparación de medias utilizando la prueba LSD Tukey. Los métodos alcalinos (M1 y M2) presentaron altos rendimientos comparados con el método acuoso. El tratamiento M1 obtuvo el mayor rendimiento (37,06 por ciento), seguido de M2 (35,34 por ciento) y M3 (26,39 por ciento). Los almidones de cañihua obtenidos bajo los tres métodos de extracción presentaron bajo contenido de grasa (0 – 0,20 por ciento), proteína (0,78 – 1,56 por ciento), fibra cruda (0 – 0,02 por ciento), amilosa (10,54 – 15,60 por ciento) y altos valores de luminosidad e índice de blancura, lo que indicó el alto grado de pureza. El tratamiento con mayor exposición al medio alcalino (M2) produjo cambios en la mayoría de las propiedades funcionales, presentando menor solubilidad a 95 °C (12,9; 11,2 y 12,2 por ciento para M1, M2 y M3, respectivamente), menor poder de hinchamiento (13,8; 11,8 y 13,3 por ciento para M1, M2 y M3, respectivamente), mayor sinéresis en refrigeración (8,9; 21,3 y 9,5 por ciento para M1, M2 y M3, respectivamente). En sus propiedades de formación de pasta presentó menor viscosidad pico, mínima, final y mayor setback. Sus geles presentaron un comportamiento no newtoniano, tipo pseudoplastico y fueron más duros. Los tres tratamientos no mostraron diferencias significativas en sus propiedades térmicas (Tp, To, Tc y ΔH de gelatinización). Los resultados demostraron que una exposición prolongada a medios alcalinos produce cambios importantes en las propiedades funcionales del almidón que afectarían su potencial uso agroindustrial. Finalmente, el almidón de cañihua resaltó con respecto al almidón de maíz, por su menor contenido de amilosa, menor claridad, mayor blancura, menor sinéresis, menores temperaturas y energía de gelatinización, mayor viscosidad máxima y menor tendencia a la retrogradación, menor dureza lo que lo distingue como una fuente potencial con propiedades singulares.

Cañihua is a pseudocereal native to the Andean highlands that, even with equal or better nutritional and functional properties than quinoa or amaranth, has received little attention. In addition to standing out for its protein content and quality, cañihua also has a high starch content, distinguishing itself from commercial sources due to its very small granule size (0,5 – 1,5 µm), which gives it unique properties. In order to study the potential functionality of cañihua starch, it is necessary to select an extraction method that, in addition to presenting high yield and purity, does not alter its functional properties. Due to the high content of protein, fat and fiber in this grain, extraction methods with alkaline solvents are recommended; however, the effect they may produce on its functional properties is not known. Due to the aforementioned, the objective of this research was to study the effect of three extraction methods of cañihua starch of the Illpa INIA variety on yield, purity, and its physical-chemical and functional properties: a) M1: under aqueous soaking/ 12 h with subsequent washings with 0,25 percent NAOH solution, b) M2: soaking in 0,25 percent NaOH solution/12h with subsequent washings with water and c) M3: extraction under aqueous soaking/12h with subsequent washings with water, compared to cornstarch (control). The results obtained were statistically analyzed using the completely randomized design (DCA) and later a comparison of means using the LSD Tukey test. The alkaline methods (M1 and M2) presented high yields compared to the aqueous method. Treatment M1 obtained the highest yield (37,06 percent), followed by M2 (35,34 percent) and M3 (26,39 percent). The cañihua starches obtained under the three extraction methods presented low content of fat (0 – 0,20 percent), protein (0,78 – 1,56 percent), crude fiber (0 – 0,02 percent), amylose (10,54 – 15,60 percent) and high values of luminosity and whiteness index, which indicated the high degree of purity. The treatment with greater exposure to the alkaline medium (M2) produced changes in most of the functional properties, presenting lower solubility at 95 °C (12,9; 11,2 and 12,2 percent for M1, M2 and M3, respectively), lower swelling power (13,8; 11,8 and 13.3 percent for M1, M2 and M3, respectively), greater syneresis in refrigeration (8,9; 21,3 and 9,5 percent for M1, M2 and M3, respectively). In its paste formation properties, it presented lower peak, minimum, and final viscosity and higher setback. Their gels presented a non-Newtonian, pseudoplastic type behavior and were harder. The three treatments did not show significant differences in their thermal properties (Tp, To, Tc and ΔH of gelatinization). The results showed that prolonged exposure to alkaline media produces important changes in the functional properties of starch that would affect its potential agro-industrial use. Finally, cañihua starch stood out with respect to corn starch, due to its lower amylose content, less clarity, greater whiteness, less syneresis, lower temperatures and gelatinization energy, higher maximum viscosity and less tendency to retrogradation, lower hardness lo that distinguishes it as a potential source with unique properties. The results show that prolonged exposure to alkaline media produces important changes in the functional properties of starch that would affect its potential agro-industrial use. Finally, cañihua starch stands out with respect to corn starch, due to its lower amylose content, lower clarity, higher whiteness, lower syneresis, lower temperatures and gelatinization energy, higher maximum viscosity and lower tendency to retrogradation, lower hardness that distinguishes it as a potential source with unique properties