Moreno Alzate J. L. ; Sanchez T. ; Gonzalez S. ;

Gonzalez A. ; Dufour D.

POS-COSECHA Y AGROINDUSTRIA

EN MUSACEAS

Bananos y Plátanos:

Fuente de almidón

Alimento básico para millones de habitantes

Bananos de Postre (58 million Tons) AA – Sucrier, Pisang Lilin, Samba, Tjau Lagada AAA – Cavendish, Gros Michel, Red, Lujugira, Ibota AAAA – Hybrids FHIA, Champa Nasik

Plátanos (44 million Tons)

AAB – Pisang Rajah, Plantains, Popoulou/Maia maoli,

Laknau, Pisang Nangka ABB – Bluggoe, Pelipita, Peyan, Saba

Lescot, Fruitrop 2010 ; FAOSTAT 2011

PAIS Bananos

(Millones ton.)

INDIA 31.9

CHINA 9.8

FILIPINAS 9.1

ECUADOR 7,9

AMERICA

CENTRAL 6,8

BRAZIL 7.0

INDONESIA 5.8

MUNDO 102

Plátanos18%

otrosBananos

25%Cavendish 45%

Gros Michel + otros 12%

Producción mundial de Musa

Fray Juan de Santa Gertrudis Sena (1750) Maravillas de la Naturaleza “Los negros y los plátanos forman unas bodas indisolubles que a través de la historia han dejado muchas preguntas. De las cuatro especies de plátanos conocidas en América; los artones, los artones guineos, los dominicos y los dominicos guineos, ellos saben usarlos para cada ocasión” En 1822, Gobernador Cancino escribe: En el Chocó la ración semanal estaba constituida por un número de 64 plátanos y un colado de maíz.

Fuente: http://www.lablaa.org/blaavirtual/geografia/afro/conquist1.htm

Un poco de historia…

AAAB

AAB AAB

AAAA

AA AA

AAA AAA AAA AAA

AB

AAA

AAB

ABB

AAT/AT

AAAB

AAB AAB AAB

AAA

AAT/AT

Quintero & García., (2008) ; Bello Perez et al., (2011) Book Chapter.

Formas de Consumo y Genotipos

Consumo en fresco

Harinas y Almidones

Cervezas y productos fermentados

Productos preformados

Asados

Cocción en agua

Productos fritos

AA

AAA

AB

AAB

ABB

AAAA

AAAB

AAA

AAB

ABB

AAT/AT

Variedades de postre variedades de Cocción

Usos

Sopas

Bebidas Harinas

Masa de banano

OBJETIVOS

Muestreo de fruta de diferentes genotipos.

Selección de métodos de laboratorio más

adecuadas para resaltar la diferenciación varietal.

Roles de las propiedades funcionales de los

almidones de plátano en el desarrollo de la calidad del

producto.

Bananos de Postre

Gros Michel

(AAA)

Cavendish (AAA)

Rollizo (AAA) Bocadillo (AA) Tafetán morado

(AAA)

FHIA 1 (AAAB)

FHIA 18 (AAAB)

Plátanos

Pelipita (ABB)

Guayabo (AAB) Guineo (AAAea) Cachaco (ABB) Dominico (AAB)

África (AAB) D. Hartón (AAB) FHIA 20 (AAAB)

Materia Seca

Bananos de postre Hibridos

24.6%a

Bananos de Postre 29.4%b

Hibridos de Cocción 34.2%c

Bananos de Cocción 32.0%d

Plátanos 41.1%e

(p<0.01)

Gibert et al. JAFC ; 2009 Variedad

Mate

ria

Seca

(g

/100g

)

ALMIDON

alpha 1-4

Amilopectina Enlaces alpha 1-4 y

alpha 1-6 glycosidic

Enlace alpha 1-4

glycosidic

Amylosa

alpha 1-6 Retrogradacion

Sineresis

Propiedades tèrmicas

Viscosidad,

etc.

Estado Color Piel Almidón (%)

1 Verde 61,7

2 Verde/ trazas amarillas 42,4

3 Mas verde que amarillo 39,8

4 Mas amarillo que verde 37,6

5 Amarillo/ trazas verdes 9,7

6 Amarillo 6,3

7

Amarillo/manchas

cafes 2,6

Zhang et al. / Carbohydrate Polymers 59 (2005) 443–458

10

15

20

25

30

35

40

45

50

Tam

añ

o d

e g

ran

ulo

(µ

m)

Almidón - Granulometria

Tonset

Contenido de Amilosa y Temperatura Onset

14

16

18

20

22

24

26

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21

Am

ilo

sa (

%)

Genotipos

Ro Cav F1 BO3 BO1 Gua1 AF-3 TM AF-5 Ca Pe

F18 GM Gui BO2 F20 Gua2 Do F21-2 F21-1 DH

Hibridos Postre FHIA 16.7%a

Bananos de Postre 18.2%a

Hibridos Cocción FHIA 22.5%b

Bananos Cocción22.6%b

Plátanos 23.4%b

Bananos de Postre

62.9°Ca

Bananos Cocción

65.2°Cb

Hibridos Cocción

FHIA

66.8°Cb

Hibridos Postre FHIA

67.1°Cb

Plátanos

66.9°Cb

Dufour et al. JAFC ; 2009

Propiedades Funcionales RVA

Propiedades Funcionales del Almidón

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0

400

800

1200

1600

2000

2400

2800

3200

0 3 6 9 12 15 18 21

Te

mp

era

tura

(o

C)

Vis

co

sid

ad

(c

p)

Tiempo (min)

7% Almidón en Agua

GUINEO

-100

400

900

1400

1900

2400

2900

0 3 5 7 10 12 14 17 19 21Tiempo (min)

Vis

co

sid

ad

(cP

)

0

20

40

60

80

100

Tem

pera

tura

(ºC

)

Verde Maduro Sobremaduro Temp.

TAFETÁN MORADO

-100

400

900

1400

1900

2400

2900

3400

0 3 5 7 10 12 14 17 19 21Tiempo (min)

Vis

co

sid

ad

(C

p)

0

20

40

60

80

100

Tem

pera

tura

(ºC

)

Verde Maduro sobremaduro Temp.

BOCADILLO

-100

300

700

1100

1500

1900

2300

2700

0 3 5 7 10 12 14 17 19 21Tiempo (min)

Vis

co

sid

ad

(cP

)

0

20

40

60

80

100

Tem

pera

tura

(ºC

)

Verde Maduro Sobremaduro Temp.

GUAYABO

-100

400

900

1400

1900

2400

2900

0 3 5 7 10 12 14 17 19 21Tiempo (min)

Vis

co

sid

ad

(cP

)

0

20

40

60

80

100

Tem

pera

tura

(ºC

)

Verde Maduro Sobremaduro Temp

GROSS MICHEL (ALTO)

-100

300

700

1100

1500

1900

2300

2700

0 3 5 7 10 12 14 17 19 21Tiempo (min)

Vis

co

sid

ad

(cP

)

0

20

40

60

80

100T

em

pera

tura

(ºC

)

Verde Maduro Sobremaduro Temp

MAREÑO

-100

400

900

1400

1900

2400

2900

0 3 5 7 10 12 14 17 19 21Tiempo (min)

Vis

co

sid

ad

(cP

)

0

20

40

60

80

100

Tem

pera

tura

(ºC

)

Verde Maduro Sobremaduro Temp.

Viscoamilograma durante el proceso de

maduración (Harinas).

DOMINICO

-100

400

900

1400

1900

0 3 5 7 10 12 14 17 19 21Tiempo (min)

Vis

co

sid

ad

(cP

)

0

20

40

60

80

100

Tem

pera

tura

(ºC

)

Verde Maduro Sobremaduro Temp.

0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

Onset (°C)

Pasting…

Amylose %

Starch %

Dry matter %

Cooking…

Peak…

Initial…

Dessert banana Cooking banana Plantain

Viscosidad Max (PV)

Temp. de Pasting

Materia Seca %

Facilidad de cocción (CA)

Banano de Cocción

Diferenciación varietal

Gibert et al., (2009). JAFC, 57, 7857-7869 ; Dufour et al., (2009), JAFC 57, 7870-7876

Firmeza

Amilosa %

Almidon %

Banano de Postre

Evolución de la composición a lo largo de la maduración Dominico Hartón – Detector Ultravioleta

Dominico Hartón – Detector Refractometría

Minutes

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

mA

U

0

20

40

60

80

100

120

140

mA

U

0

20

40

60

80

100

120

140

4.8

93

5.3

87

5.9

27

6.9

40

7.4

53

8.8

40

9.4

60

10

.86

7

11

.68

0

13

.92

0

17

.51

3

MWD: Signal A, 210 nm/Bw:20 nm

DH 0903 E1-1 110211Retention Time

Minutes

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

mA

U

0

20

40

60

80

100

120

140

mA

U

0

20

40

60

80

100

120

140

5.9

33

6.2

60

6.5

80

6.9

53

7.4

53

8.2

20

8.8

73

9.4

60

10

.92

0

13

.92

0

MWD: Signal A, 210 nm/Bw:20 nm

DH 0903 E2-1 110211Retention Time

Minutes

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

mA

U

0

20

40

60

80

100

120

140

mA

U

0

20

40

60

80

100

120

140

4.8

13

5.4

33

5.9

60

6.5

67

6.9

47

7.4

53

8.2

27

8.8

73

9.4

60

10

.93

3

13

.92

0

16

.93

3

17

.52

7

MWD: Signal A, 210 nm/Bw:20 nm

DH 0903 E3-1 110211Retention Time

Minutes

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

nR

IU

0

25000

50000

75000

100000

125000

150000

175000

200000

225000

nR

IU

0

25000

50000

75000

100000

125000

150000

175000

200000

225000

0.1

75

5.2

85

5.9

65

6.3

30

7.2

66

7.8

51

8.5

38

9.2

76

10

.36

5

11

.38

9

12

.10

5

12

.67

5

14

.56

1

15

.45

31

5.5

34

16

.05

3

18

.06

3

RID: RI Signal

DH 0903 E1-1 110211Retention Time

Minutes

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

nR

IU

0

25000

50000

75000

100000

125000

150000

175000

200000

225000

nR

IU

0

25000

50000

75000

100000

125000

150000

175000

200000

225000

0.1

61

6.3

38

6.7

11

7.3

10

7.8

58

8.5

53

9.2

98

11

.37

4

12

.09

1

12

.67

5

RID: RI Signal

DH 0903 E2-1 110211Retention Time

Minutes

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

nR

IU

0

25000

50000

75000

100000

125000

150000

175000

200000

225000

nR

IU

0

25000

50000

75000

100000

125000

150000

175000

200000

225000

5.1

83

6.3

38

6.7

03

7.2

59

7.8

51

8.5

53

9.2

98

11

.03

81

1.3

89

12

.09

1

12

.67

5

13

.34

8

RID: RI Signal

DH 0903 E3-1 110211Retention Time

Minutes

2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24

mA

U

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

220

240

260

280

mA

U

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

220

240

260

280

Lu

tein

15

-cis

-BC

13

-cis

-BC

a-c

aro

ten

e

All

-tra

ns

-BC

9-c

is-B

C

DAD: Signal A, 450 nm/Bw:10 nm Ref 650 nm/Bw:10 nmM1813_1_220413

Name

DAD: Signal A, 450 nm/Bw:10 nm Ref 650 nm/Bw:10 nmM1813_3_220413

Fresco

Coccido

Carotenos en Plátanos

Variedades de Musáceas con potencial para producir Etanol

Agroindustria

Variedad Resistencia a

enfermedades

Almidón

Potencialmente

Fermentable

(g/racimo)

Kg azucares/.

Haa

Kg ETOH/.

ha a

Bocadillo Chileno No se reporta 3930 6544 3343,8

FHIA 17 Resistente a Sigatoka

negra Tolerante a Moko 2967 4940 2524,3

África 1

Altamente susceptible a

Sigatoka negra y

susceptible a Moko

3096 5155 2634,0

Variedad Etapa

Almidón

fermentable

(g/racimo)

Azucares totales

fermentables

(g/racimo)

Kg ETOH/ha

FHIA 1 c

1 5268,3 133 102

2 5094,7 4566 3500

3 5276,0 4433 3398

Guineo c

1 3431,4 242 185

2 3522,2 2642 2025

3 3586,8 2698 2068

Guayabo d

1 8035,3 268 205

2 8013,1 4327 3316

3 8502,4 6502 4984

Cinética de producción de etanol

Graefe et al. (2011), Biomass and Bioenergy

0

5

10

15

20

25

30

35

0

5

10

15

20

25

30

35

0 7 14 21 28

% E

tan

ol

% M

S Y

% A

zuca

r To

tal

Tiempo (hr)

Cinética Guayabo

% azúcar total % MS % Ethanol

Fotografia Fermento de Dominico Hartón

Usos Potenciales

Utilización de la cascara – Purificación de agua

Utilización de la cascara – Pigmentos

Harina de Vástago – Sustituto en alimentación

Bellota – Alimentación

Variedades en estado de sobremadurez – Pdn. Licores

Banano – Triptófano

Conclusiones

El estudio ha permitido, a partir de los frutos, desarrollar metodologías

nuevas para la caracterización de los musáceas. (materia seca,

%amilosa, Temp (DSC, RVA))

Plátanos para la industria: (MS, % amilosa), frutos grandes (largo,

diámetro, peso), homogéneos en todo el racimo (Hartón, Dominico hartón,

Guayabo).

Porcentaje de cáscara: criterio importante para la elección de

variedades para uso industrial.

Oportunidades de uso comercial para algunas variedades subutilizadas

en Colombia (Cubano blanco, Pelipita, Hua Moa…).

Nuevas herramientas para estudiar aceptabilidad de variedades.

Conclusiones

Conocimiento novedoso sobre el potencial de germoplasma de

musáceas (caracterización agromorfológica y fisicoquímica) como

materia prima para la generación de bioetanol.

se demostró que la producción de bioetanol a partir de musáceas es un

proceso técnicamente y económicamente viable, cuya eficiencia

depende del germoplasma utilizado.

GRACIAS Contacto: JHON LARRY MORENO j.l.moreno@cgiar.org DOMINIQUE DUFOUR d.dufour@cgiar.org