Tesis (Doctor en Ciencias Agroalimentarias) -- Departamento de Ingeniería Agroindustrial, 2022

Incluye bibliografías

En este trabajo se estudiaron los efectos del grado de pureza del almidón de achiote (Bixa orellana L.) (AS) sobre sus propiedades fisicoquímicas, antioxidantes, microestructurales, funcionales y de digestibilidad. El AS fue sometido a tratamientos de purificación que incluyeron desgrasado para la eliminación de lípidos (ASF0), tratamiento alcalino para la extracción de proteínas (ASP0) y tratamiento combinado desgrasado/alcalino (ASF0P0). Los almidones purificados mostraron valores de potencial ζ negativos (-18.30 a -24.10 mV), contenido fenólico total de 3.16 – 6.71 mg de GAE 100 g-1 y actividad antioxidante de 0.52 – 1.14 μg de TE g-1 (ensayo ABTS•+). Todos los almidones presentaron una morfología heterogénea con gránulos que exhibieron una variedad de formas ovaladas, esféricas, triangulares e irregulares con tendencia a aglomerarse. El diámetro medio de los aglomerados de gránulos (D3,2) aumentó de 26.8 μm a 31.1 μm con los tratamientos de purificación. La espectroscopia FTIR mostró que moléculas de proteína estaban presentes a pesar de aplicar un tratamiento alcalino para eliminarlas. Los patrones de difracción de rayos X indicaron que la región cristalina del almidón no se modificó mediante el tratamiento de desproteinización. Las propiedades de flujo y viscoelásticas aumentaron cuando se eliminaron simultáneamente los lípidos y las proteínas. Las propiedades funcionales como capacidad de hinchamiento, índice de solubilidad y las capacidades de absorción de agua y absorción de aceite fueron 21.44 – 22.71 g g-1, 21.77 – 40.43 %, 3.9 – 4.56 g g-1 y 1.78 – 2.41 g g-1, respectivamente. La digestibilidad in vitro del AS presentó una mayor fracción de almidón de digestión lenta (36.57 – 40.68 %) en comparación a la fracción de almidón de digestión rápida. El presente estudio sugiere que la remoción de proteínas mediante un tratamiento alcalino es un procedimiento de purificación adecuado para obtener AS con propiedades funcionales mejoradas.

The aim of this work was to study the effects of the purity degree of annatto (Bixa orellana L.) starch (AS) on the physicochemical, antioxidant, microstructural, functional, and digestibility properties. The AS was subjected to purification treatments which included defatting for removing lipids (ASF0), alkaline treatment for extracting protein (ASP0), and combined defatting/alkaline treatment (ASF0P0). The purified starches showed negative ζ potential values (-18.30 to -24.10 mV), total phenolic content of 3.16 - 6.71 mg of GAE 100 g-1, and antioxidant activity of 0.52 - 1.14 μg of TE g-1 (ABTS•+ assay). All AS starches presented a heterogeneous morphology with granules exhibiting an array of oval, spherical, triangular, and irregular shapes, which tended to agglomerate. Granule agglomerates mean diameter (D3,2) increased from 26.8 μm to 31.1 μm with purification treatments. FTIR spectroscopy showed that protein molecules were present despite applying an alkaline treatment to remove them. The X-ray diffraction patterns pinpointed that the starch crystalline region was not modified by deproteinization treatment. Flow and viscoelastic properties increased when lipids and proteins were simultaneously removed. Functional properties as swelling power, solubility index, water absorption, and oil absorption capacities were 21.44 - 22.71 g g-1, 21.77 - 40.43 %, 3.9 - 4.56 g g-1, and 1.78 - 2.41 g g-1, respectively. The in vitro digestibility of AS presented a higher fraction of slowly digested starch (36.57 - 40.68 %) compared to the rapidly digestible starch fraction. The present study suggests that protein removal by alkaline treatment is a suitable purification procedure to obtain AS with improved functional properties.