Informe 2

 

UNIVERSIDAD NACIONAL AGRARIA LA MOLINA

CURSO

: 

Alimentación y Nutrición Humana

TEMA

: 

Determinación de la digestibilidad in vitro del almidón

PROFESOR

: 

Aguilar Gálvez, Ana

ALUMNOS

: 

Abensur Trigoso, Evelyn Ratto Vergaray, Bruno Alejandro

2012

 

I. 

INTRODUCCION

La digestibilidad, es la propiedad por la cual, se disocia y luego asimila un alimento, teniendo en consideración la facilidad con la que es convertido en sustancias de menor peso molecular en el aparato digestivo, siendo estas más útiles y fáciles de asimilar para el organismo. Los carbohidratos representan una gran proporción de los alimentos diarios que consume el ser humano, pues constituyen la fuente de energía más importante para la población mundial. En el presente trabajo se determina la digestibilidad in vitro del almidón del pan blanco de molde. Esto con el fin de cuantificar la capacidad de absorción que se podría llegar a tener  de este producto. Se utilizara enzimas amilasas para la disociación del almidón y para la cuantificación de las mismas se empleara el el método del ácido dinitrosalicílico (DNS). El grado de hidrólisis se expresa como el porcentaje de almidón hidrolizado por la enzima con relación al almidón total, en unidades internacionales de maltosa. Así mismo debemos decir que la digestibilidad de nutrientes en el organismo humano, dependerá de muchos factores, que se relacionan con la propia salud de la persona.

El presente informe cumple los siguientes objetivos.

  Conocer el método estándar para la hidrólisis de almidón con α –  amilasa y su



aplicación en productos alimenticios con el fin de conocer su grado de digestibilidad in vitro.   Determinar el grado de digestibilidad del almidón de muestras sometidas a cocción  por tiempos diferentes.



 

II. 

2.1. 

MARCO TEORICO

Definición del almidón resistente

La fracción del almidón que escapa a la acción de las enzimas digestivas se denominó “almidón resistente” y fue definida como: “la suma del almidón y sus productos de

degradación que no son absorbidos en el intestino delgado de individuos sanos. Esta definición surge de la concentración de diferentes grupos de trabajo de la Comunidad Europea, en un proyecto multinacional conocido como EURESTA, el cual en una forma organizada acometió el estudio del almidón resistente, abordando tema como el desarrollo de técnicas para su análisis, la producción tecnológica de almidón resistente, así como los efectos fisiológicos y la contribución energética de éste (Asp 1992, citado porMaría y Wenzel, 2006). Así mismo, surge también la elaboración de tablas para la clasificación del almidón de acuerdo a la velocidad y extensión de la hidrólisis por la amilasa pancreática,  propuestas por Englystet al. (1992), estrategia que permitió establecer tres subtipos relevantes desde el punto de vista nutricional: ARD  – almidón rápidamente digerible, ADL  – almidón lentamente digerible y AR  –   – almidón resistente.

2.2. 

Digestión de carbohidratos

La función que cumplen los carbohidratos en el metabolismo es la de un combustible que va a ser oxidado para suministrar energía para otros procesos metabólicos, a nivel celular y  principalmente en forma de monosacáridos: glucosa (Muñoz 1990, citado por Tarazona, 1995). Los carbohidratos que incluye a los azúcares, almidón, celulosa, gomas y sustancias a fines no se encuentran como tales en los tejidos del cuerpo, donde sí encontramos glucosa y glucógeno como productos finales del metabolismo de os diversos carbohidratos.

Según Tarazona (1995), cuando el alimento (que contiene almidón) es masticado se mezcla con la saliva, que lo hidroliza en el disacárido maltosa y otros pequeños polímeros de glucosa y se mantiene en la boca sólo un corto tiempo, probablemente no más del 3 a 5 % de todos los almidones que son ingeridos se hidrolizan al momento en que pasan al esófago; esto porque los gránulos del almidón al estado natural tienen una membrana  protectora muy fina hecha de celulosa, a menos que el alimento haya h aya sido cocido a fin de destruir la membrana protectora.

 

Al salir del quimo del estómago hacia el duodeno, se mezcla con el jugo pancreático que contiene gran cantidad de - amilasa hidrolizándose todo el almidón en maltosa y muy  pocos pequeños polímeros de glucosa, los que al pasar por las secreciones intestinales de células epiteliales que secretan lactasa, sucrasa, maltasa y -dextrinasa degradan los disacáridos y los pequeños polímeros de glucosa en sus monosacáridos constituyentes, los que son absorbidos inmediatamente en la circulación portal. En la dieta ordinaria que contiene mucho almidón que sucrosa o lactosa, la glucosa representa más del 80% de los  productos finales de la digestión de los carbohidratos (Guyton 1986, citado por Tarazona, 1995).

La susceptibilidad a las enzimas digestivas entre almidones de diferentes fuentes es variable. Tsou y Hong (1989), citados por Tarazona (1995), dicen que almidones de raíces y tubérculos son generalmente más resistentes a la digestión, aunque la razón de este comportamiento aun no es muy clara.

El cocimiento con calor húmedo produce la gelatinización del almidón haciéndose más susceptible al ataque enzimático durante el metabolismo (Muñoz 1990, citado por  Tarazona, 1995).

2.3. 

Rol nutricional del almidón “resistente”  

En algún sentido el conocido rol de las dietas de almidón ha sido negativo. Se pensó que la diferencia entre el almidón y los azúcares simples recaía solamente en la relativa lenta digestión del primero (almidón). Esta hidrólisis lenta se manifiesta en los índices glicémicos cuando se determina glucosa en la sangre como respuesta de varios alimentos a  base de carbohidratos, que generalmente (pero no siempre) producen valores de índice glicémico. Consecuentemente la hidrólisis del almidón varía de muy rápida a muy lenta. Esto puede indicar que la digestión intestinal de almidones pequeños pueda ser tan retardada que el almidón se pase al intestino grueso. Esta fracción se ha ganado el nombre de almidón “resistente” y los factores que lo controlan es tán dando una dirección completamente nueva a las investigaciones en la dieta de almidones complejos. Estos factores incluyen atributos físicos y químicos ya sea del almidón o del alimento completo tanto como las consecuencias fisiológicas de que el almidón entre en el intestino grueso (Annison y Topping 1994, citados por Tarazona, 1995).

 

Cuadro 2.1: Clasificación de los almidones resistentes Probable digestión en Tipo de almidón Ejemplo de ocurrencia el intestino delgado Almidón digestible Alimento amiláceo Rápido rápidamente recientemente cocinado. Almidón digestible La mayor parte de cereales Lento pero completo lentamente crudos. Almidones resistentes: Granos y semillas parcialmente 1)  Almidones Resistente molidos. indigestible físicamente 2)  Gránulos de almidón Raíces, papas y banana. Resistente resistente.  3)  Almidón Almidón frío, papa cocida, pan Resistente retrogradado  y hojuelas de maíz Fuente: Englystet al. 1992, reportados por Tarazona, 1995.

2.4. 

Factores de la digestibilidad

Entre los principales factores del almidón se tiene el tamaño de las partículas, que pueden afectar la digestión del mismo por las amilasas como un resultado de su área de superficie, debido a que las pequeñas partículas son digeridas más rápidamente que las grandes (Tarazona 1995). Otro factor es el tamaño de los gránulos, porque cuanto menores el tamaño del gránulo mayor es la digestión in vitro por la -amilasa bacteriana y amiloglucosidasa fúngica. La digestión incompleta de carbohidratos en el intestino delgado puede resultar en una mala absorción de los carbohidratos simples, lo cual puede llevar a serios problemas de salud. La intolerancia a la lactosa es consecuencia de la falta de la disacaridasa apropiada. Los síntomas son los mismos que los de los otros azúcares pobremente absorbidos cuando se ingieren en cantidad: diarrea, dolores abdominales y entumecimiento. Estas reacciones resultan de la acumulación de los azúcares en el intestino grueso en cantidades muy grandes  para la fermentación por la microflora lo cual conduce condu ce a una diarrea osmótica.

 

2.5. 

Método del DNS

Esta prueba se basa en la colorimetría. Su eficacia consiste en que los azucares reductores reaccionan con el 3.5 ácido dinitrosalicilico en una solución alcalina. La prueba positiva da un color rojo-marrón. La coloración se mide con un espectrofotómetro para mediciones cuantitativas. Esta prueba funciona para la glucosa, y otros azucares reductores. El manejo del DNS es complicado, anotar que su preparación debe realizarse cuidadosamente, el color debecabe ser amarillo, al añadir distintas cantidades de fenol,muy se obtiene un color rojizo. (Garzón, 2003)

 

III. 

MATERIALES Y MÉTODOS 

3.1. Muestra alimenticia   

Pan de molde blanco 

3.2. Materiales   Material de vidrio: Erlenmeyer, pipetas, tubos de ensayo.     Micropipeta de 20-200  y de 100-100   3.3. Reactivos  

 - amilasa SIGMA TIPO IA 1200U/mg (27 mg/mL). Diluir 56 

de tampón

fosfato (preparar 30 minutos previos al comienzo de la hidrolisis).   Tampón fosfato. Disolver en aproximadamente 700 mL de agua destilada 3.03g de KH2PO4, 3.96g de NaHPO4.2H2O y 0.40 g de NaCl. Llevar a pH 6.9 y aforar  a 1000mL.  

Solución deyDNS. disolver 11gdedesodio NaOH, ácido dinitrosalicilico 2g de fenol 0.5g de bisulfito en 10g aguadedestilada; enrasar en una(DNS), fiola de 1000mL.   Sal de Rochelle. Preparar una solución al 40% (p/v) de tartrato de sodio y  potasio en agua destilada.   Maltosa anhidra (solución estándar de 2mg/mL).

3.4. Equipos  

Balanza analítica   Baño maría con agitación   Cocina    

Espectrofotómetro Vortex

 

 

3.5. Procedimiento experimental Grafico 1: Diagrama de flujo para la determinación de la digestibilidad in vitro del almidón

Seguidamente se lee la curva de calibración de maltosa preparada según se indica en el cuadro 3.2.

 

Cuadro 3.1. Procedimiento de la batería de trabajo Muestra BM 0 min 5 min

DNS (mL) 3.0 3.0 3.0

Muestra () 0.0 200 200

Agua () 500 300 800

Estándar () 500 500 0.0

15 min 30 min 60 min BT

3.0 3.0 3.0 3.0

200 20 200 200 tampón

800 800 800 800

0.0 0.0 0.0 0.0

Cuadro 3.2. Curva estándar de maltosa Maltosa (mg) 0.0

Estándar () 0.0

Agua () 1000

DNS (mL) 3.0

0.4 0.6 0.8 1.0 1.3

200 300 400 500 650

800 700 600 500 350

3.0 3.0 3.0 3.0 3.0

 

IV. 

Tiempo (min) 0 5 15 30 60

RESULTADOS Y DISCUCIONES

M1 0.000 1.917 3.002 2.134 2.857

REPETICIONES M2

0.000 5.533 9.511 7.052 7.942

0.000 5.025 6.566 9.793 16.102

0.000 1.871 8.253 3.044 2.971

8.632 0.918 1.735 1.667 6.225

Porcentaje de hidrólisis de almidón PROMEDIO D.S. M3 M1 M2 M3 M1 M2 8.446 0.986 5.476 3.231 10.238

0.000 3.725 6.257 4.593 5.399

0.000 3.448 7.409 6.419 9.537

8.539 0.952 3.605 2.449 8.231

0.620 2.557 4.603 3.478 3.596

0.030 2.231 1.193 4.772 9.285

M3

M1

C.V. M2

0.132 0.048 2.646 1.106 2.838

0.687 0.736 0.757 0.666

0.647 0.161 0.743 0.974

Cuadro 4.1.- Porcentaje de hidrólisis del almidón de pan blanco de molde PyC durante 60 minutos de acción.

Comparación del porcentaje de hidrólisis de almidón en las 3 mesas respecto al tiempo de acción de enzima 12.000 10.000 8.000    s    i    s    i     l     ó    r     d    i    H      %

6.000 M1 M2

4.000

M3 2.000 0 -2.000

10

20

30

40

50

60

70

  Tiempo (min)

Gráfico 2.- Comparación del porcentaje de hidrólisis promedio de almidón de pan de molde PyC durante 60 minutos de acción de las muestras analizadas por las mesas 1, 2 y3.

M3 0.015 0.051 0.734 0.452 0.345

 

Al observar el gráfico 2 y el cuadro 4.1 podemos decir que los porcentajes de hidrólisis iniciales obtenidos por la mesa 3 son erróneos ya que el blanco reportado por este grupo hace variar los resultados, por lo tanto los datos obtenidos por esta mesa no se tomarán en cuenta ya que son ilógicos. Al comparar los resultados obtenidos por la mesa 1 y la mesa 2, vemos que la mesa 2 obtiene datos mayores con respecto a la uno. Entonces según lo anteriormente expuesto vemos que la máxima hidrólisis se da a los 15 minutos, luego comienza a descender, esto no coincide con lo encontrado en la literatura, ya que según Tejero (2012): la alfa amilasa se produce a partir de la bacteria  Bacillus  subtilis, y es muy resistente al calor por lo que a temperaturas de 70 a 90º C alcanza su máxima velocidad de reacción. Además actúa en el enlace α -1,4. Por lo que el porcentaje de hidrólisis debió aumentar a mayor temperatura, este error en el laboratorio puede deberse a que la fuente de calor no era buena y por esto no se llegó a la temperatura adecuada. Según García (2009) la digestibilidad en pan blanco a los 30 minutos es de 3% ±1,12%, este valor es cercano al obtenido por la mesa 1 (4,603%). El mismo autor indica que a los 60 minutos la digestibilidad del almidón es de 10,08% ± 1,09%; Este valor es cercano al obtenido por la mesa 2 (9,285 %) El mismo autor nos muestra el gráfico 3, en el cual se ve que el porcentaje de hidrólisis es creciente conforme avanza el tiempo en un pan blanco, esto se observó en la práctica pero solo hasta el minuto 15, donde se produce un descenso, por lo que los resultados obtenidos en el laboratorio no serían los correctos. Estos errores los demuestra el coeficiente de variabilidad ya que es muy variable para cada mesa y cada tiempo.

Gráfico 3. Porcentaje de hidrólisis versus tiempo en pan blanco

Fuente: García (2009)

 

  Gráfico 4. Hidrólisis de almidón nativo

Fuente: Barrera et. al (2004). En el gráfico 4, se presenta la hidrólisis enzimática progresiva de los diferentes almidones nativos, con α-amilasa a 37º C. A través de su acción hidrolítica se alcanzó el grado de hidrólisis de 16 % en trigo, por lo que una vez más se demuestra que los datos obtenidos en el laboratorio son errados. Además según Taggart (2004) citado por FAO (2012) el trigo posee almidón con un contenido de 25% de amilosa y 75% de amilopectina, su temperatura de gelatinización es 58-64°C, es por esto que al final de realizar los tiempos de acción de la enzima se llevo al  baño maría por 5 minutos con la finalidad de inactivar a la enzima y además gelatinizar el almidón. Se Seggún Ortega, R; López, A; Requejo, A y Carvajales (sin año) en Info alimentación aliment ación (2012) el pan molde posee 49.9% de carbohidratos.

 

V.  

CONCLUSIONES

 

El porcentaje de hidrólisis de almidón es mayor conforme mayor tiempo de hidrólisis ha transcurrido. 

 

Los datos obtenidos en el laboratorio presentan errores, sin embargo se observó que la gráfica de hidrólisis es creciente a mayor tiempo.  

 

A los sesenta minutos el porcentaje de hidrólisis de almidón en pan molde debe ser  alrededor de los 10,08% ± 1,09%.  

 

La enzima α amilasa hidroliza al almidón en amilosa y amilopectina escindiendo el enlace α- 1,4. 

 

VI. 

CUESTIONARIO

6.1. ¿Qué factores afectan la digestibilidad de los almidones? El principal factor viene dado por la proporción entre amilasa/amilopectina y a la longitud de las cadenas de estos polímeros, ya que esta última tiene influencia sobre la formación de complejos con otras moléculas, o entre ellas mismas, favoreciendo la retrogradación, en cuya forma física los almidones son menos susceptibles al ataque enzimático. La estructura del gránulo, por su parte, también influye en la digestibilidad, debido a que los gránulos de menor tamaño presentan una relación mayor entre la superficie y el volumen, por lo que el área expuesta para la hidrólisis se incrementa; de igual forma ocurre con el tamaño de la partícula del alimento que dependerá a su vez del tiempo y de la intensidad de la masticación. La presencia en el alimento de otros componentes, como ciertos tipos de lípidos,  puede dar lugar a la formación de complejos con los glucanos, traduciéndose esto en un descenso en la digestibilidad; un efecto similar puede atribuirse a las  proteínas que a menudo rodean a los gránulos de almidón, lo cual se ha sugerido como explicación para el incremento de la digestibilidad in vitrodel almidón después de un tratamiento con proteasas (Tovar  et al.1990ª, citado por María y Wenzel, 2006). Algunos otros factores que pueden modular la digestibilidad son propios del individuo, y entre ellos se mencionan: el tiempo de tránsito intestinal, tiempo de masticación, estado de salud y cantidad de enzimas secretadas (Tharanathan&Mahadevamma 2003, citado por María y Wenzel, 2006)

VII.  ¿Qué relación existe entre la digestibilidad in vitro del almidón y porcentaje de gelatinización? La principal relación entre almidón en alimentos procesados y la gelatinización, es que estos pueden ser parcial o totalmente gelatinizado o retrogradados. Los almidones crudos son altamente resistentes a la hidrólisis enzimática comparada con los almidones gelatinizados. La hidrólisis del almidón de arvejas, maíz, trigo y papa es aumentada gradualmente por la gelatinización particularmente a bajos niveles de enzimas hidrolíticas (Tarazona, 1995). Esto debido a que se obtiene un acomodo molecular favorable para la interacción entre sustrato y encima.

 

  VIII.  BIBLIOGRAFIA -  BARRERA, V; TAPIA, C y MONTEROS, A. 2004. Raíces y tubérculos andinos:

Alternativas para la conservación y uso sostenible en el Ecuador. Instituto Nacional Autónomo de Investigaciones Agroprecuarias (INIAP).

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-  GARCÍA, F. 2009. Estudio comparativo de la adición de almidón modificado en un  pan tipo “muffin” horneado en microondas y convencionalmente. Tesis para obtener 

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almidones de seis clones de camote ( Ipomoea  Ipomoea batatas L. Lam). Tesis presentada  para optar por grado de Magister Scientiae. Lima  – UNALM.

 

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