UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDERFacultad de Ingeniería Fisicoquímicas

Escuela de Ingeniería QuímicaLaboratorio de Procesos

MARCO TEÓRICO

El maíz es la fuente más abundante de almidón que se dispone actualmente, el 75% del almidón producido en el mundo proviene del maíz (en el mundo se produce alrededor de 16 millones de toneladas de maíz), el 25% restante estando distribuido entre la papa, trigo, yuca, arroz. El 70% del almidón producido se emplea en la producción de edulcorantes (Van Beymun & Roels, 1985).

Producción de glucosa

La glucosa con el 80% del poder edulcorante de la sacarosa es empleada en la elaboración de diversos productos (como alimentos, producción de golosinas). El primer paso para la producción de glucosa es la licuefacción. La licuefacción consiste en gelatinizar una solución de alta concentración de almidón, hasta de un 45% (Garcia, Quintero, &López, 1993), empleando α-amilasas termorresistentes.

La hidrólisis del almidón se lleva a cabo hasta alcanzar un ED (equivalente, destroxa) alrededor de 8-15, el hidrolizado contiene como principales productos glucosa, α-dextrinas, maltosa, maltotriosa y maltopentosa. La α-amilasa es una endoamilasa (rompe enlaces interiores) con actividad solo para los enlaces α1→4. Las condiciones de operación óptimas son pH de 4,7 y temperaturas entre 70-90 °C y se adiciona alrededor de 2,5 Kg de α-amilasa por tonelada de almidón.

Figura 1. Sistema de licuefacción con α-amilasas termorresistentes. (Garcia, Quintero, & López,1993)

En la tabla 1 se muestra las condiciones de operación y propiedades para diferentes enzimas de α-amilasas bacterianas.

Tabla 1. Comparación de α-amilasas bacterianas. (Garcia, Quintero, & López, 1993).

propiedad

B. amilolique

faciens

B. licheniformis

B.subtilisVar.

Amylosacchariticus

pH óptimo

5,9 7-9 6,8

Temperatura (°C)

70 90 70

Peso molecul

ar49000 62000 41000

Km almidon (mg/ml)

6,9 0,8 2,31

Los procesos enzimáticos para la producción de glucosa requieren de una segunda etapa después de la licuefacción de almidón. Esta etapa se lleva a cabo con la enzima glucoamilasa, esta enzima tiene la capacidad de ser exoamilasa que libera glucosa de enlaces tanto α1→4 como α1→6 aunque su velocidad es inferior, permitiendo con ello hidrolizar las α-dextrinas. El hidrolizado de almidón con α-amilasas es ajustado a pH de 4.5

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después de haber desactivado la enzima anterior. La reacción se lleva acabo a 60 °C con dosis de enzima de 1 a 1,5 litros por tonelada de hidrolizado. Después de llevar a cabo esta segunda etapa es posible alcanzar equivalentes dextrosa del orden de entre 96-98, lo que implica un 92% y 96% de glucosa.

Al término de la hidrólisis y una vez desactivada la enzima, el jarabe es purificado mediante filtración. Posteriormente se evapora la solución para finalmente cristalizar la glucosa. En la tabla 2 se muestra la composición típica de un jarabe de glucosa.

Tabla 2. Composición típica de un jarabe glucosa obtenido mediante hidrólisis enzimática de almidón. (Garcia, Quintero, & López, 1993).

Componentes % en base secaGlucosa 94-94Maltosa 2-3

Oligosacáridos 0,3-0,5Materia seca en jarabe 35-37

TIPOS DE EDULCORANTES

Existen dos categorías básicas de edulcorantes: los nutritivos (calóricos) y los no nutritivos (no calóricos).

EDULCORANTES NUTRITIVOS O CALÓRICOS

Los edulcorantes calóricos o nutritivos proporcionan el sabor dulce y el volumen al alimento al cual se le han añadido. Así mismo proporcionan frescura y contribuyen a la calidad del producto. Se encuentran en forma de edulcorantes de mesa (fructosa); en alimentos, bebidas y fármacos (fructosa, jarabe de maíz) y en chicles y caramelos (polialcoholes).

Clases de Edulcorantes calóricos.

Los edulcorantes nutritivos comprenden: los azúcares, el jarabe de maíz de alta fructosa, la

glucosa, la miel, la lactosa, la maltosa, varios jarabes, y los polioles de baja energía o alcoholes del azúcar, como son el sorbitol, manitol, xylitol, lactitol.

ENDULZANTES NO NUTRITIVOS O NO CALÓRICOS

Los edulcorantes no nutritivos pueden contribuir al control del peso o de la glucosa en sangre y a la prevención de las caries dentales. La industria de la alimentación valora estos edulcorantes por muchos atributos; entre ellos cualidades sensoriales (Ejemplo un sabor dulce puro, la ausencia de sabor amargo o de olor), seguridad, compatibilidad con otros ingredientes alimentarios y estabilidad en diferentes entornos alimentarios.

En algunos casos, los edulcorantes no calóricos se emplean en lugar de los calóricos. Ellos no proporcionan calorías pero sí el sabor dulce. Todos los edulcorantes no calóricos son químicamente procesados.

Clases de edulcorantes no calóricos.

En este grupo se incluyen la sacarina y sus sales sódica y cálcica (300-400 veces más dulce que el azúcar); el apártame (180-200 veces más dulce que el azúcar); el acesulfame K o potasio acesulfame (130-200 veces más dulce que el azúcar) y la sucralosa (600 veces más dulce que el azúcar). El ciclamato (30-60 veces más dulce) fue prohibido en 1970 en los EUA por la FDA, quien está estudiando su reincorporación.

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Ilustración 1. Clasificación de edulcorantes. (Valdes & Ruiz, 2009)

BIBLIOGRAFÍA

Garcia, M., Quintero, R., & López, A. (1993). Biotecnologia Alimentaria. Mexico D.F.: Limusa.Valdes, S., & Ruiz, M. (29 de Junio de 2009). Edulcorantes en alimentos: Aplicaciones y normativas. Obtenido

de ÉALIMENTACIÓN: http://www.alimentacion.enfasis.com/notas/13134-edulcorantes-alimentos-aplicaciones-y-normativas

Van Beymun, G., & Roels, J. (1985). Starch Conversion Technology. New York: Marcel Dekker Inc.