Extracto sólido de camote.pptx

CARACTERIZACIÓN DEL EXTRACTO SÓLIDO Y SECO DE DOS GENOTIPOS DE CAMOTE (Ipomoea Batatas L.), GELATINIZADO Y FORTIFICADO CON RESIDUO SÓLIDO DE ZANAHORIA AMARILLA

(Dacus Carota)

AUTOR: ANA LUCÍA RUIZ TUAPANTE

Febrero, 2014

ESCUELA POLITÉCNICA NACIONALFACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA Y AGROINDUSTRIA

1

JUSTIFICACIÓN

Caracterización del Extracto sólido y seco de dos genotipos de

Camote, Gelatinizado y Fortificado con Residuo Sólido de

Zanahoria Amarilla

LAS RAÍCES carbohidratos,

vitaminas, minerales y

antioxidantes

Nutricionales y antioxidantes Industria

alimenticia y nutraceútica extractos sólidos

deshidratados

La industria busca usos residuos sólidos,

zanahoria (carotenoides )

Gobierno Proyecto Camote Manabí

2

Objetivo General y Específicos

Rendimiento extracto sólido de camote

Efecto de gelatinización propiedades físico-químicas y

funcionales

Efecto de la fortificación valor nutricional

Caracterización del Extracto sólido y seco de dos genotipos de Camote Gelatinizado

y Fortificado con Residuo Sólido de

Zanahoria Amarilla

3

MATERIALES Y MÉTODOS

Camote morado y amarillo Residuo sólido zanahoria amarilla deshidratada

Materiales

Análisis proximal

Análisis mineral

Análisis químico

Análisis funcional

*Compuestos fenólicos *Antocianinas*Flavonoides*Poder antioxidante

Carotenoides

Compuestos fenólicos

Vitamina C Extracto sólido de camote morado y amarillo

4

Extracto Sólido De Camote (Morado y Amarillo)

Lavado

Pesado

Pelado Prensado

Pesado

ExtracciónTamizado

Pesado Pesado

Sellado

Extracto solido de camote

Extracto líquido

Rendimiento del extracto sólido de

camote

5

Diseño Experimental

FACTOR A: Genotipos de camotea0: Extracto sólido, genotipo 1: moradoa1: Extracto sólido, genotipo 2: amarillo

FACTOR B: Tratamiento de Gelatinizaciónb0:Sin gelatinización b1: Con gelatinización

FACTOR C: Tratamiento de FortificaciónC0: Sin fortificaciónC1: Con fortificación con residuo sólido zanahoria amarilla

AxBxC8 tratamientos3 repeticiones24 pruebas

6

TRATAMIENTO GELATINIZACIÓN

• 300 g• Estufa • 62 + 2 °C por 20 h

400 g Sartén 0 - 5 min: 30 °C 5 - 12 min: 65 °C12 - 25 min: 75 ° C25 - 35 min: 80 ° C35 - 40 min: Apagó

bo: Sin gelatinización b1:Con gelatinización

7

Diseño Experimental

FACTOR A: Genotipos de camotea0: Extracto sólido, genotipo 1: moradoa1: Extracto sólido, genotipo 2: amarillo

FACTOR B: Tratamiento de Gelatinizaciónb0:Sin gelatinización b1: Con gelatinización

FACTOR C: Tratamiento de FortificaciónC0: Sin fortificaciónC1: Con fortificación con residuo sólido zanahoria amarilla

AxBxC8 tratamientos3 repeticiones24 pruebas

8

TRATAMIENTO DE FORTIFICACIÓN

Reposición de carotenoides

Extracto

sólido de

camote

Residuo

sólido de

zanahoria

amarilla

Carotenoides inicial

EXTRACCIÓN

SIN Y CON GELATINIZACI

ÓN

c1: Con Fortificación con residuo sólido zanahoriaco: Sin Fortificación

No se adicionó residuo sólido de zanahoria amarilla

9

Diseño Experimental

FACTOR A: Genotipos de camotea0: Extracto sólido, genotipo 1: moradoa1: Extracto sólido, genotipo 2: amarillo

FACTOR B: Tratamiento de Gelatinizaciónb0:Sin gelatinización b1: Con gelatinización

FACTOR C: Tratamiento de FortificaciónC0: Sin fortificaciónC1: Con fortificación con residuo sólido zanahoria amarilla

AxBxC8 tratamientos3 repeticiones24 pruebas

10

Diseño Experimental

• TratamientosTratamientos Descripción

1 a0b0c0 Extracto sólido morado, sin gelatinización, sin fortificación

2 a0b0c1 Extracto sólido morado, sin gelatinización, con fortificación

3 a0b1c0 Extracto sólido morado, con gelatinización, sin fortificación

4 a0b1c1 Extracto sólido morado, con gelatinización, con fortificación

5 a1b0c0 Extracto sólido amarillo, sin gelatinización, sin fortificación

6 a1b0c1 Extracto sólido amarillo, sin gelatinización, con fortificación

7 a1b1c0 Extracto sólido amarillo, con gelatinización, sin fortificación

8 a1b1c1 Extracto sólido amarillo, con gelatinización, con fortificación

Diseño Experimental

11

P. Físico-químicas P. funcionales*Almidón * Poder antioxidante* Amilosa * Antocianinas* T inicial g. * Flavonoides*Grado de gelatinización * Compuestos *(IAA,ISA, PH) fenólicos* pH* Azúcares invertidos* Carotenoides

Evaluación del Efecto de gelatinización

* Carotenoides * Color (L,H) * C. fenólicos * Digestibilidad in vitro del almidón (% Almidón hidrolizado, k)

Evaluación del Efecto fortificación

EXTRACTO SÓLIDO DE CAMOTE MORADO Y AMARILLO

(GENOTIPOS)

Camote

GELATINIZACIÓN

SELECCIÓN DE LOS MEJORES TRATAMIENTOS

Extracto sólido camote gelatinizado y sin gelatinizar

DISEÑO AxBxC

8 TRATAMIENTOS

Previo a la fortificación

Variables dependientes o medición - Diseño Experimental

Residuo sólido

de zanahoria amarilla

FORTIFICACIÓN

12

Todos tratamientos (8)

Selección De Los Mejores Tratamientos

1) Carotenoides

2)Compuestos Fenólicos

3) Almidón hidrolizado 60min

4)MatizTrigo refinada, trigo

integral, Maíz amarillo, salvado

(±10 %)

Mejor Tratamiento (Proximal, Mineral

Vitamina C)

13

P. Físico-químicas P. funcionales*Almidón * Poder antioxidante* Amilosa * Antocianinas* T inicial g. * Flavonoides*Grado de gelatinización * Compuestos *(IAA,ISA, PH) fenólicos* pH* Azúcares invertidos* Carotenoides

Evaluación del Efecto de gelatinización

* Carotenoides * Color (L,H) * C. fenólicos * Digestibilidad in vitro del almidón (% Almidón hidrolizado, k)

Evaluación del Efecto fortificación

EXTRACTO SÓLIDO DE CAMOTE MORADO Y AMARILLO

(GENOTIPOS)

Camote

GELATINIZACIÓN

SELECCIÓN DE LOS MEJORES TRATAMIENTOS

ANÁLISIS - APLICACIONES EN EL CONSUMO HUMANO

Extracto sólido camote gelatinizado y sin gelatinizar

DISEÑO AxBxC

8 TRATAMIENTOS

Previo a la fortificación

Variables dependientes o medición - Diseño Experimental

Residuo sólido

de zanahoria amarilla

FORTIFICACIÓN

14

Todos tratamientos (8)

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Composición inicial en Materiales

Residuo sólido zanahoria amarilla deshidratada

Camote morado y amarillo

MORADO Mayor contenido• Proteína• Mg, Cu• Azúcares

invertidos• Sólidos solubles• Antoianinas• Flavonoides

AMARILLOMayor contenido·Carotenoides

Residuo sólido de zanahoria amarilla

Carotenoides274 µg β-caroteno·(g)-1

Compuestos fenólicos273,77 mg C.fenólicos·(100 g)-1

Ácido ascórbico 34,61 mg A. ascórbico··(100 g)-1

> +100% Carotenoides Camote

≈ C.Fenólicos Camote

> +100% A. ascórbico Camote

En comparación con el contenido de camote

15

Rendimiento del Extracto sólido de camote

24 % en el extracto sólido de camote amarillo y morado

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

16

P. Físico-químicas P. funcionales*Almidón * Poder antioxidante* Amilosa * Antocianinas* T inicial g. * Flavonoides*Grado de gelatinización * Compuestos*(IAA,ISA, PH) fenólicos* pH* Azúcares invertidos* Carotenoides

Evaluación del Efecto de gelatinización

* Carotenoides * Color (L,H) * C. fenólicos * Digestibilidad in vitro del almidón (% Almidón hidrolizado, k)

Evaluación del Efecto fortificación

EXTRACTO SÓLIDO DE CAMOTE MORADO Y AMARILLO

(GENOTIPOS)

Camote

GELATINIZACIÓN

SELECCIÓN DE LOS MEJORES TRATAMIENTOS

ANÁLISIS - APLICACIONES EN EL CONSUMO HUMANO

Extracto sólido camote gelatinizado y sin gelatinizar

Todos los tratamientos (8)

8 TRATAMIENTOS

Previo a la fortificación

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Residuo sólido

de zanahoria amarilla

FORTIFICACIÓN

17

DISEÑO AxBxC

Efecto de Gelatinización propiedades físicoqu.

INFLUYÓGelatinización

Amilosa

Grado de gelatinización

Propiedades funcionales almidón

Carotenoides

ISA

Análisis de varianza yPrueba de rango múltiples Tukey (p<0,05)

ISA0 .0 0

2 .0 0

4 .0 0

6 .0 0

8 .0 0

1 0 .0 0

1 2 .0 0

1 4 .0 0

1 6 .0 0

1 8 .0 0*12,1

5

*15,25

% IS

A

a b

Sin Con gelatinización gelatinización

ISA Y PH (Alto grado de gelatinización

Propiedades físico-químicasEvaluación del Efecto de Gelatinización

disminuyó 11 % gelatinizadas

33 % gelatinizadas

incrementó 26 % gelatinizadas

disminuyó 53 % gelatinizadas

Temperatura + elevadaExposición luz Exposición oxigenación(Ordoñez et al. 2009)

ISACristalina almidón

60% Humedad; azúcar, lípidos, proteína (Lajolo y Menezes, 2006)

No influyo IAA, PH

NO influyó• Almidón• P. funcionales del almidón (IAA, PH)• pH• Azúcares invertidos

A milo sa

23.0024.0025.0026.0027.0028.0029.0030.00 *28,81

*25,60

% A

milo

sa

a

b

Sin Con gelatinización gelatinización

C aro ten o id es

0 .0 0

2 .0 0

4 .0 0

6 .0 0

8 .0 0

1 0 .0 0

1 2 .0 0 *10,80

*5,10

µg β

-car

oten

o·(g

)-1

b

a

Sin Con gelatinización gelatinización

µg β

-car

oten

o·(g

)-

1

*xH ; n =6; a,b diferencias significativas

Cadenas desprendieronEstructura cristalina

18

P. Físico-químicas P. funcionales*Almidón * Poder antioxidante* Amilosa * Antocianinas* T inicial g. * Flavonoides*Grado de gelatinización * Compuestos*(IAA,ISA, PH) fenólicos* pH* Azúcares invertidos* Carotenoides

Evaluación del Efecto de gelatinización

* Carotenoides * Color (L,H) * C. fenólicos * Digestibilidad in vitro del almidón (% Almidón hidrolizado, k)

Evaluación del Efecto fortificación

EXTRACTO SÓLIDO DE CAMOTE MORADO Y AMARILLO

(GENOTIPOS)

Camote

GELATINIZACIÓN

SELECCIÓN DE LOS MEJORES TRATAMIENTOS

ANÁLISIS - APLICACIONES EN EL CONSUMO HUMANO

Extracto sólido camote gelatinizado y sin gelatinizar

Todos los tratamientos (8)

8 TRATAMIENTOS

Previo a la fortificación

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Residuo sólido

de zanahoria amarilla

FORTIFICACIÓN

19

DISEÑO AxBxC

Efecto de Gelatinización propiedades funcionales

Poder antioxidante0

5

1 0

1 5

2 0

2 5

3 0

3 5

4 0

4 5

5 0

*28,82

*43,45

mg

BHA

E·(1

00g)

-1 ba

Sin Con gelatinización gelatinización

Evaluación del Efecto de GelatinizaciónPropiedades funcionales No influyó

• Compuestos fénólicos

INFLUYÓGelatinización

Poder antioxidante

FlavonoidesAntocianinas

A n to cian in as

0

0 .5

1

1 .5

2

2 .5

*1,91

*1,26

mg

C-3G

·E(1

00g)

-1

ab

Sin Con gelatinización gelatinización

incrementó 51 % gelatinizadas

incrementó 78 % gelatinizadasDisminuyó 34 % gelatinizadas

Temperatura + elevadaExposición luz Exposición oxigenación(Patras et al 2010)

Genotipos de camote Maíz, tomates térmico (Huang et al., 2006)

Inactivación polifenoloxidasaEstabilidad(Patras et al 2010) Fl avo n o i d e s

0

0 .5

1

1 .5

2

2 .5

3

3 .5

4

4 .5

*2,16

*3,85

mg

QE·

(100

g)-1

a

b

Sin Con gelatinización gelatinización

Análisis de varianza yPrueba de rango múltiples Tukey (p<0,05)

*xU ; n =6a,b diferencias significativas 20

P. Físico-químicas P. funcionales*Almidón * Poder antioxidante* Amilosa * Antocianinas* T inicial g. * Flavonoides*Grado de gelatinización * Compuestos*(IAA,ISA, PH) fenólicos* pH* Azúcares invertidos* Carotenoides

Evaluación del Efecto de gelatinización

* Carotenoides * Color (L,H) * C. fenólicos * Digestibilidad in vitro del almidón (% Almidón hidrolizado, k)

Evaluación del Efecto fortificación

EXTRACTO SÓLIDO DE CAMOTE MORADO Y AMARILLO

(GENOTIPOS)

Camote

GELATINIZACIÓN

SELECCIÓN DE LOS MEJORES TRATAMIENTOS

ANÁLISIS - APLICACIONES EN EL CONSUMO HUMANO

Extracto sólido camote gelatinizado y sin gelatinizar

Todos los tratamientos (8)

8 TRATAMIENTOS

Previo a la fortificación

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Residuo sólido

de zanahoria amarilla

FORTIFICACIÓN

21

DISEÑO AxBxC

Efecto de la Fortificación sobre el valor nutricional

INFLUYÓFortificación

Carotenoides

Digestibilidad in vitro almidón

Color

NO INFLUYÓ• Compuestos fénólicos• %Almidón hidrolizado a 60 min Digestibilidad in vitro almidón

Repuso 103 % inicial

k0

0 .0 0 5

0 .0 1

0 .0 1 5

0 .0 2

0 .0 2 5

0 .0 3

0 .0 3 5*0,030

*0,023

k(m

in-1

)

ba

Sin fortificación Con fortificación

Residuo s. zanahoria amarillaVelocidad(k) disminuyóAlmidón Maltosa Fibra reduce activid. α-amilasa

Disminuyó 23% fortificadas

L,H fortificadas< L.H h.trigo reftin< L.H. h. maíz amarillo ≈ Salvado de trigo

Disminuyeron «L» y «H» Oscuras y Rojas

Análisis de varianza yPrueba de rango múltiples Tukey (p<0,05)

*xU ; n =6a,b diferencias significativas

L H6 2

6 4

6 6

6 8

7 0

7 2

7 4

7 6

7 8

*73,56b*75,61b

*66,56a

*72,41a

Sin fortificación Con fortificación

«L»«H»

No influyo % Almidón hidrolizado 60 min

«k»

22

aobo

co

aobo

c1

aob1

co

aob1

c1

a1bo

co

a1bo

c1

a1b1

co

a1b1

c10.00

2.00

4.00

6.00

8.00

10.00

12.00

14.00

16.00

18.00

(

µg

β-c

aro

ten

o·(

g)-

1

aobo

co

aobo

c1

aob1

co

aob1

c1

a1bo

co

a1bo

c1

a1b1

co

a1b1

c10.00

20.00

40.00

60.00

80.00

100.00

120.00

140.00

(mg

GA

E·(

100

g)-1

) 

  Tratamientos preseleccionados Tratamiento seleccionado

a1b1c1Extracto sólido amarillo, con gelatinización , con fortificación

Selección del Mejor Tratamiento

• 16 µg β-caroteno·(g)-1

• 81,16 % almidón hidrolizado • H= 71,66• 89,77 mg compuestos

fenólicos·(100 g)-1

Carotenoides Compuestos fenólicos

aobo

co

aobo

c1

aob1

co

aob1

c1

a1bo

co

a1bo

c1

a1b1

co

a1b1

c10

10

20

30

40

50

60

70

80

90

(%)

aobo

co

aobo

c1

aob1

co

aob1

c1

a1bo

co

a1bo

c1

a1b1

co

a1b1

c166

68

70

72

74

76

78

80

(H

)Almidón hidrolizado a 60 min Matiz

23

Extracto sólido amarillo, con

gelatinización , con

fortificación

Composición Proximal

Vitamina C

Composición Mineral

HARINA DE TRIGO (ADITIVO)

SALVADO DE TRIGO (SUSTITUTO)

DESECHOS DE REMOLACHA Y

ZANAHORIA AMARILLA

COMPOSICIÓN PROXIMAL, MINERAL, VITAMINA CExtracto sólido amarillo con gelatinización con fortificación

COMPARÓ CON:

24

Aditivo de la harina de trigo refinada

ANÁLISIS DE POSIBLES APLICACIONES PARA EL CONSUMO HUMANO

• Aditivo de la harina de trigo refinada productos ricos fibra

Matiz ≈ Salvado de trigo

Fibra (7,08%) menor salvado de trigo (-40%) mayor harina de t. refinada (+283 %)

Mineralmayor harina de t. refinada (todos elementos) mayor salvado de trigo (Ca, K, Na)

Vitamina C (14,02 mg L-AAE·(100 g)-1)No contiene salvado de trigoNo contiene harina de t. trigo refinada

25

Composición proximal vs salvadoCOMPOSICIÓN PROXIMAL

Extracto sólido amarillo con gelatinización con fortificación VS

Cenizas 0

1

2

3

4

5

6 5.7

3

%

Extracto

5.10

0.2

Proteína

19

3

Fibra

12

7

ELN

59

86

Etéreo

-40 %*

x100%

Composición proximal vs harina trigoCOMPOSICIÓN PROXIMALCOMPOSICIÓN PROXIMAL

Extracto sólido amarillo con gelatinización con fortificación VS

EtéreoCenizas

0

0 .5

1

1 .5

2

2 .5

3

3 .5

0.4

3

%

Extracto

1.19

0.2

Proteína

13

3

Fibra

2

7

ELN

84

86

+283 %

x100%

Aditivo de la harina de trigo refinada

ANÁLISIS DE POSIBLES APLICACIONES PARA EL CONSUMO HUMANO

• Aditivo de la harina de trigo refinada productos ricos fibra

Matiz ≈ Salvado de trigo

Fibra (7,08%) menor salvado de trigo (-40%) mayor harina de t. refinada (+283 %)

Mineralmayor harina de t. refinada (todos elementos) mayor salvado de trigo (Ca, K, Na)

Vitamina C (14,02 mg L-AAE·(100 g)-1)No contiene salvado de trigoNo contiene harina de t. trigo refinada

28

COMPOSICIÓN MINERALExtracto sólido amarillo con gelatinización con fortificación VS

Ca0

5 0

1 0 0

1 5 0

2 0 0

2 5 0

13

210

mg·

(100

g)-1

P

98

110

Mg

27

30

K

83

1,670

Na

21

90

Cu 0

0 .5

1

1 .5

2

2 .5

3

3 .5

4

4 .5

2

4

ppm

Fe

14

17

Zn

12

8

98

110110

27

30

83

1670

21

90

+1515% +1912% +329%+12% +11%+100% +21%

x100%

Ca0

5 0

1 0 0

1 5 0

2 0 0

2 5 0

74

210

mg·

(100

g)-1

P

959

110

Mg

611

30

K

1243

1670

Na

15

90

Cu 0

2

4

6

8

1 0

1 2

10

4ppm

Fe

99

17

Mn

115

6

Zn

84

8

COMPOSICIÓN MINERALExtracto sólido amarillo con gelatinización con fortificación VS

110

210 959611

30

1243

1670 90

15

10

4

99

17

115

84

184% 34% 500%

Aditivo de la harina de trigo refinada

ANÁLISIS DE POSIBLES APLICACIONES PARA EL CONSUMO HUMANO

• Aditivo de la harina de trigo refinada productos ricos fibra

Matiz ≈ Salvado de trigo

Fibra (7,08%) menor salvado de trigo (-40%) mayor harina de t. refinada (+283 %)

Mineralmayor harina de t. refinada (todos elementos) mayor salvado de trigo (Ca, K, Na)

Vitamina C (14,02 mg L-AAE·(100 g)-1)No contiene salvado de trigoNo contiene harina de t. trigo refinada

31

ANÁLISIS DE POSIBLES APLICACIONES PARA EL CONSUMO HUMANO

• Fortificante natural , deficiencia de vitamina A y desnutrición niños 5 años

Carotenoides (16 µg β-caroteno·(g)-1)100g 44% RDA niños

Vitamina C (14,02 mg L-AAE·(100 g)-1)Incrementa la absorción Fe (no hem)100 g 24 % RDA niños

Carbohidratos ELN (86%)

Alimentos proteína, hierro, ácido fólico

32

FUENTE DE ANTIOXIDANTES

SUPLEMENTO DE FIBRA

ANÁLISIS DE POSIBLES APLICACIONES PARA EL CONSUMO HUMANO

• Producto funcional

Compuestos fenólicos

89,77 mg GAE∙(100 g)-1

Carotenoides16 µg β-caroteno·(g)-1)

Vitamina C 14,02 mg L-AAE·(100 g)-1)

Fibra Extracto

seleccionado

(7,08%)

Fibra Desechos sólidos de

zanahoria y remolacha

33

ANÁLISIS DE POSIBLES APLICACIONES PARA EL CONSUMO HUMANO

• Sustituto parcial del trigo en alimentos instantáneos

AMILOSA BAJO (26,3 %), Espesantes, estabilizante, etc

DIGESTIBILIDAD

81,16%

34

CONCLUSIONES• El porcentaje de gelatinización fue en promedio del 33 %.

• Por efecto de la gelatinización, el nivel de amilosa, carotenoides y antocianinas disminuyó significativamente (p < 0,05) en un 11 %, 53 % y 34 %, respectivamente mientras que se incrementó el ISA, poder antioxidante, flavonoides, y digestibilidad en un 26 %, 51 % 78 % y 11% respectivamente. Además el matiz de las muestras disminuyó volviéndolas más rojas.

• Por efecto de la fortificación, la «L», «M» y «k» disminuyó significativamente.

35

CONCLUSIONES

En extracto sólido amarillo, con gelatinización, con fortificación 86,42 % de carbohidratos, 7,07 % de fibra, 3,33 % de proteína y 2,97 % de ceniza. Además un alto contenido de potasio (1670 mg·(100 g)-1), entre otros minerales y un contenido de vitamina C (14,02 mg L-AAE·(100 g)-1)

36

RECOMENDACIONES

• Recuperación de extracto sólido de camote (eliminar nivel

artesanal).

• Probar otros métodos de gelatinización.

• Análisis sensorial.

• Estudio de rentabilidad (competir en precio)

37

38

MUCHAS GRACIAS