Tecnologia Del Almidon

Tecnología del almidón El almidón y sus derivados se utilizan habitualmente en las industrias de la confitería, helados, postre, conservas, gelatinas, debidas no alcohólicas. El almidón es también una materia prima importante para la industria no alimentaria. Por ejemplo, se  puede citar a su acción en la industria del papel, textiles, adhesivos y curtidos, así como en la industria de explosivos dextrinas!. En genera el proceso se puede resumir como sigue" la materia prima, #ue puede ser patata, yuca o alguna otra fuente, en principio es sometida sometida al lavado y luego la molienda, lo #ue imite la liberación del almidón de las células #ue lo contienen. $a cascara y la fibra se separan del almidón por medio de mices o centrifugas. $a eliminación de impurezas solubles realiza a través de lavados sucesivos. $as impurezas insolubles se separan por diversos medios basados en diferencias de densidad con respecto al almidón, y finalmente se seca el producto. En la figura de la siguiente p%gina se muestra un diagrama de blo#ues b%sico. $avado &e realiza en cuatro fases consecutivas" a.  b. c. d.

&epara &eparació ción n de piedr piedras as medi mediant antee tamiz tamiz Eliminación de tierra, tierra, para la cual se utiliza tamiz tamiz rotatorio Eliminaci Eliminación ón de residu residuos os transpo transportado rtadoss en un lavador lavador circular  circular  Eliminaci Eliminación ón de toda la tierra tierra y polvo polvo #ue haya haya #uedado #uedado adherida adherida a la materia materia prima prima por medio de de un lavador.

Es posible y recomendable recuperar parte del agua de transporte y de posterior lavado mediante un sedimentado. 'olienda (educe la materia prima a una pasta, lo #ue sirve para la posterior separación del almidón.

) continuación se diluye la pasta con agua, y se adiciona dióxido de azufre para inhibe la acción de enzimas oxidantes y así ayudar a obtener un almidón blanco. En la molienda los e#uipos utilizados son" raspadores con estrías de hierro, o cilindros de madera con discos en el interior, o molinos #ue contienen el efecto de los molinos de martillo y de disco. &eparación En la base de separación del almidón se puede emplear el proceso continuo, basados en el uso de centrifugas, y discontinuos en los #ue se utilizan estan#ues desde los cuales se bombea la pasta directamente sobre un sistema de cubas horizontales superpuestas. El agua del lavado se agrega sobre los tamices con el objeto de lava y fluidiza la pasta. El proceso en una serie de centrifugaciones y lavados consecutivos #ue permiten separar el almidón de  proteínas y otros sólidos solubles. &e utilizan tres centrifugas de discos, existiendo entre las dos primeras un raspador fino, en donde se molera nuevamente el almidón. $as aguas proteicas pueden luego concentrarse para su venta como alimentación animal. Purificación y refinado $a purificación o concentración consiste en una sedimentación de almidón. $o #ue permite una separación de este de las aguas proteicas. Esta etapa puede ser continua o discontinua. Para la primera alternativa se utilizan centrifugadoras horizontales #ue permitan una alta velocidad de separación entre aguas proteicas del almidón, mientras #ue el proceso discontinuo el producto se trata en tinas horizontales con una gran superficie de sedimentación. En el fondo de las tinas, #ue funcionan como espesadores, unas palas giratorias permiten recuperar el almidón una vez #ue esté se a depositado. En esta se eliminaran fibras incluyendo cascaras! y agua, hasta obtener una lechada espera de *+ é. se utiliza una centrifuga!. El almidón pre-purificado fluye hacia un depósito en donde se le agrega una dilución acuosa diluida de dióxido de azufre. &ecado En una primer etapa se realiza una filtración a vacío, lo cual permite una eliminación de agua a abaja temperatura, evit%ndose así la gelificación del almidón. $uego se pasa a un secador flash, #ue opera con aire a *+ / 0, y permite la obtención de un producto homogéneo con una humedad de un * 1 y una granulometría uniforme.

2n tamiz permite separar las partículas #ue no han alcanzado la se#uedad necesaria, devolviéndolas a la entrada del tubo de acceso al secador. El almidón seco #ue pudiera abandonar el e#uipo se recupera del aire mediante ciclones. 0lasificación y envasado El almidón seco se conduce mediante transporte neum%tico a una mezcladora, #ue distribuye uniformemente a una serie de tamices #ue permiten seleccionar las partículas cuyo tama3o sea de ++ mallas por pulgada. $a función nutricional de los almidones es muy importante por#ue constituye, después de la hidrolisis digestiva en glucosada la principal fuente de las calorías de la alimentación. ) continuación, se indica la composición de diversos productos vegetales ricos en almidón.

Producto

Patatas ;apioca mandioca! ;rigo )rroz &orgo 'aíz =uisantes maduros!

)lmidon g4*++ g m.s 67 +->>

8-9+

*.8

>-6

*.8-9

:8

)sí mismo los almidones tienen un papel importante en la tecnología alimentaria, debido a sus espesantes y también para aumentar la viscosidad de las salsas, etc. El efecto de los almidones sobre la reología, consistencia y textura de numerosos alimentos, se debe principalmente a sus propiedades hidro coloidales. $) ?@A2&;(?) AE $B& )$?'E@;B& C 5E02$)& E@ )$?'E@;)0?B@ 5éculas y almidones son componentes b%sicos de los alimentos obtenidos por la fijación del anhídrido carbónico y del agua con el aporte enérgico necesario a partir de la luz solar. Esas féculas y almidones, una vez obtenidos de ciertos órganos de algunas plantas, se utilizan en tecnología alimentaria tal cual, denomin%ndose entonces almidones o féculas b%sicas o nativas o bien como productos procedentes de hacer reaccionar el almidón o la fécula con moléculas org%nicas o

inorg%nicas dando lugar a dos grandes grupos de sustancias" los almidones modificados y los llamados hidrolizados o azucares derivados de los almidones comestibles. Ael total de los almidones y féculas #ue se utilizan en la industria de los alimentos, el *8+6 1 se utiliza tal cual, es decir, como almidones o féculas b%sicas o nativas, el 8.9 1 como almidones modificados y el resto :6.< 1 como azucares producidos por hidrolisis de los almidones y féculas. &olo en la comunidad Económica Europea el total de almidones y féculas utilizadas, en sus tres acepciones, en la industria de los alimentos gira alrededor de los  millones de toneladas. $a utilización de tal cantidad de estas sustancias de debe a #ue estos almidones y féculas no se emplean. &olamente, en los alimentos como nutrientes sino también, para impartir en ellos una serie de propiedades #ue caracterizan los citados alimentos, entre ellas" una textura específica y característica, un p espesante especifico, un poder ligante deseado y una capacidad estabilizantes de los sistemas alimenticios óptimosD etas características tienen una gran importancia en alimentos como flanes, sopas preparadas, productos de  panificación y pastelería, platos preparados, salsas, embutidos y un largo etc. ue incluye todos a#uellos alimentos #ue precisan cual#uier característica de las #ue imparten los almidones y féculas. En cuanto a los azucares derivados de los almidones y féculas, propiedades #ue se buscan e impartan, adem%s de las energéticas en los alimentos son" capacidad de darles cuerpo. 0ontrol de higroscopicidad,  prevención de cristalización  debido a los componentes entre ellos azucares con esta capacidad!, viscosidad característica, capacidad de dar lugar a reacciones coloradas, poder edulcoranteD alimentos como" helados, licores. 'ermeladas, cerveza, panes y pasteles, derivados de l%cteos, etc., aprovechando estas propiedades al m%ximo. 0entremos nuestra atención en os almidones y féculas. Estos, son productos blancos, pulverulentos, cuya principal componente son los polímeros de alfa anhidro glucosa #ue encuentran en forma de gr%nulos en ciertos órganos en diferentes plantas. &em%nticamente llamados almidones a los granos procedentes de órganos aéreos de plantas- por ejemplo"

-

0ereales 5éculas los granos procedentes de gr%nulos subterr%neos

;uberculoso de las plantas F por ejemplo. 0omo en estos órganos de las plantas adem%s de polímero anhidro glucosa coexisten" -agua

- proteína -lípidos -fibra - sales minerales 0uando de ellos se pretende extraer el almidón siempre se obtiene acompa3ado de estos componentes, aun#ue se encuentren en forma minoritaria, es decir #ue en los almidones y féculas #ue podemos ad#uirir  en el mercado existe, adem%s del almidón, la serie de componentes mencionados. $as mayores fuentes de obtención del almidón son" maíz y trigo, ambos cereales y por ello el producto #ue de ellos se obtenga se llamara almidón y patata, tapioca o manioc, uno tubérculo y el otro raíz y por  ello el producto #ue de ellos se obtenga se llamara fécula. Aejemos a u n lado los componentes minoritarios de féculas y almidones comerciales y concentrémonos en el componente amil%ceo al #ue desde este momento llamaremos, para simplificar, almidón es un coloide hidrófilo formado por distintas moléculas polimerizadas de unidades de alfa o glucosa, o sea, es un polisac%rido, con un grado de polimerización, #ue depende del tipo de planta de la cual se ha obtenido,  pero, #ue est% situado en ordenes de las *+ mil unidades de anhidro glucosa. Este almidón se encuentra en forma de gr%nulos formados por unas estructuras concéntricas, alrededor de un punto central denominado hilo, de moléculas poliméricas. 0re%ndose, de acuerdo con esta estructura, zonas cristalinas y zonas amorfas. El tama3o de estos gr%nulos de almidón oscila entre8 y *6+ milimicras dependiendo del vegetal de procedencia. Para #ue las moléculas de almidón desarrollen todas las propiedades, #ue las hacen indispensables en tecnología alimentaria, es preciso romper la estructura del granulo de almidón mediante el proceso llamado gelatinización. Este realiza, normalmente, calentando una suspensión acuosa de almidón comercial, la cantidad de agua #ue se precisa para #ue produzca el completo desarrollo de las propiedades del almidón depende del tipo nativo o modificado y4o la procedencia del trigo, maíz, patata, etc. Ae este almidón y varia de * gr de agua por * gr de almidón a 8 gr de agua por * gr de almidón.  Este proceso de gelatinización la suspensión inicial de gr%nulos de almidón en agua se transforma en una  pasta o solución coloidal del almidón. $a temperatura a #ue se alcanza este proceso varía con el tipo y4o  procedencia del almidón entre 88/ 0 y 68 /0.

0uando se calienta la dispersión de gr%nulos de almidón en agua se produce una hidratación por osmosis de moléculas de almidón, aumentando el tama3o del granulo a varias veces su volumen inicial y llegando un momento, al ir aumentando temperatura, en #ue el granulo se rompe y las moléculas dispersan en el medio acuoso, dando lugar a la formación de una solución coloidal o pasta de almidón. 0on el tiempo la moléculas dispersas de almidón tienden a reorganizarse en estructuras m%s ordenadas y menos móviles separ%ndose del medio acuoso, dejando libre agua ligada provocando con ello separación de fases F fenómeno de sinéresis es el fenómeno denominado" retrogradación. Este proceso, en general, es irreversible y presenta la insolubilización parcial de algunos de los componentes poliméricos del almidón. En este fenómeno se observan" las pastas se vuelven m%s opalescente, aumentan su viscosidad, pasan al estado coloidal de gel, en general, irreversible. $a retrogradación depende del tipo y procedencia del almidón, ya #ue la clase de componentes moleculares tienen vital importancia en este fenómeno y estas componentes dependen de la variedad de la  planta de la #ue proceden y de la modificación del almidón, #ue condiciona la estructura polimérica. Estos componentes principales de los gr%nulos de almidón son dos especies moleculares diferentes" amilasa y amilo pectina. $a amilasa es una molécula de estructura predominante lineal, formada por unidades repetidas de A=lucosa conectadas entre sí mediante enlaces alfa *-7. $a proporción de amilasa en los almidones depende de su procedencia y varía desde un *81 en el manioc hasta un 9+1 en el trigo, se han conseguido variedades híbridas de maíz con m%s de un 8+1 de amilos. ;ambién varía en cuanto al nGmero de unidades b%sicas de A-glucosa #ue la forman, de acuerdo con su procedencia, entre 6 cientos y > mil. $as soluciones de amilasa son inestables con tendencia a la retrogradación por formación de estructuras superiores #ue ad#uieren realidad al conectar mediante puentes de hidrogeno varias moléculas de amilasa entre si, desestabiliz%ndose el conjunto. $a amilasa forma con el iodo complejos de color azul. $a amilo pectina es una molécula de estructura ramificada, formada por unidades repetidas de A-glucosa, conectadas entre sí mediante dos tipos de enlace" uno #ue da lugar a la estructura lineal y es el alfa *-7 y otro #ue da lugar a los puntos de inicio de ramificaciones y es el alfa. El porcentaje de amilo pectina de los almidones depende de su fuente de obtención y varía entre el :+1 el trigo y 681 en la tipioca, en caso de ciertos maíces híbridos llamados cerosos llega al *++1. En cuanto al nGmero de unidades estructurales estas moléculas est%n el orden de  millones.

$as soluciones de amilo pectina en agua son estables, ya #ue, este%ricamente, es posible se produzca reagrupación de sus moléculas y también es posible por su propia estructura molecular se formen complejos coloreados con iodo. H?&0B&?A)A AE $B& )$'?AB@E& 0uando se calientan los almidones en agua, dan lugar a pastas viscosas, esta viscosidad es una de las m%s importantes características de los almidones y es de gran interés en conocerla por parte de los fabricantes de alimentos #ue los utilizan, ya #ue la viscosidad decide, fundamentalmente, el campo de aplicación del almidón en cuestión. $as pastas de almidón son lí#uidos no neItonianos , por presentar cierta resistencia a ser deformados #ue no sigue una gr%fica lineal . $a medición de la viscosidad de estas pastas presenta la dificultad de #ue esta medida varía segGn sea la velocidad del v%stago móvil del instrumento #ue se utiliza para medirla , a esta dificultad , se a3ade el fenómeno de retrogradación #ue inestabilidad en el tiempo a estos coloides hidrófilos . Por ello pr%cticamente , las viscosidades de las pastas de almidón se miden en unidades arbitrarias y solo son comparables si se utiliza el mismo instrumento de medición y el mismo conjunto de condiciones est%ndar el mismo método de preparación de la pasta, la misma velocidad de agitación , el mismo tipo de agua en #ue se suspende el almidón , el mismo pJ , la misma concentración del almidón y la misma secuencia de variación de la temperatura !. En este contexto, las características reologicas de las  pastas de almidón se miden con varios tipos de instrumentos, en general viscosímetros din%micos o de rotación #ue mantienen las características y par%metros indicados estables durante todo el proceso de medición D entre ellos podemos citar el viscosímetro brooKfield y el viscosímetro brabender . $as unidades con las #ue se mide la viscosidad en ambos aparatos son" en el brooKfield centipoises cps! y en el brabender en unidades brabender u! y la relación entre estas unidades de viscosidad din%mica es la siguiente" *. 0entipoiseL +,8 unidades

rabender L* milipascal segundo L * neIton segundo 4 metro

cuadrado. 'ec%nicamente el viscosímetro brooKfield consiste en un cilindro o disco rotatorio denominado spindle! movido por in motor sin cromo de velocidad constante , conectados ambos a través de un muelle de torsión , de modo #ue la velocidad de giro de spindle se ralentiza debido a la resistencia #ue opone la viscosidad . Esta ralentización se expresa en unidades de viscosidad. En cuanto al viscografo brabender , este permite una medida continua de la viscosidad , bas%ndose también en la medida del par de torsión , #ue se crea al oponerse la resistencia de la viscosidad al movimiento sin cromo de un v%stago mec%nico . En este instrumento las variaciones del par  aparecen, impresas en forma de curvas #ue muestran el comportamiento reologico de las pastas de

almidón al ser sometida a un ciclo de calentamiento - mantenimiento de la temperatura 