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UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO 
 
FACULTAD DE QUÍMICA 
EFECTO DE SALES INORGÁNICAS, AZÚCAR Y TRATAMIENTO DE ALTA 
PRESIÓN HIDROSTÁTICA SOBRE LA GELATINIZACIÓN DE ALMIDÓN DE 
MAÍZ CEROSO MODIFICADO QUÍMICAMENTE 
 
T E S I S 
QUE PARA OBTENER EL TÍTULO DE 
QUÍMICA DE ALIMENTOS 
 
PRESENTA 
 ADRIANA REYES RODRÍGUEZ 
 
 
MÉXICO, D.F. AÑO 2014 
 
 
 
 
 
UNAM – Dirección General de Bibliotecas 
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JURADO ASIGNADO: 
PRESIDENTE: HUGO RUBEN CARREÑO ORTIZ 
VOCAL: ALBERTO TECANTE CORONEL 
SECRETARIO: ARGELIA SANCHEZ CHINCHILLAS 
1er. SUPLENTE: ANA LILIA ZARATE MARTINEZ 
2° SUPLENTE: MARIANA RAMIREZ GILLY 
 
SITIO DONDE SE DESARROLLÓ EL TEMA: 
LABORATORIO 313, DEPARTAMENTO DE ALIMENTOS Y 
BIOTECNOLOGÍA. CONJUNTO E, FACULTAD DE QUÍMICA. CIUDAD 
UNIVERSITARIA. 
 
ASESOR DEL TEMA:
 
DR. ALBERTO TECANTE CORONEL 
SUPERVISOR TÉCNICO: 
I.A. MARIANA RAMÍREZ GILLY 
SUSTENTANTE: 
ADRIANA REYES RODRÍGUEZ 
 
 
 
 
 
 
 
 
Resumen 
En este estudio se trabajó con dispersiones de almidón de maíz ceroso modificado 
químicamente (CH10) al 4% (p/p), con el objetivo de determinar por medio de 
microcalorimetría diferencial de barrido (μDSC) si la adición de distintas 
concentraciones de sales inorgánicas modifica su intervalo de temperatura de 
gelatinización y la entalpía correspondiente a esta transición irreversible. También se 
examinó el efecto de la adición de sacarosa de manera individual sobre el mismo 
fenómeno, así como la reducción de agua en el sistema. Adicionalmente, se trataron las 
dispersiones con altas presiones hidrostáticas (APH) y se analizó su efecto sobre el 
intervalo de gelatinización y la entalpía correspondiente en μDSC, así como el efecto de 
la adición previa al tratamiento de APH de sacarosa. Además, se hicieron observaciones 
en el microscopio de los gránulos de almidón gelatinizado después de distintas 
condiciones de tratamiento con y sin luz polarizada para corroborar el hinchamiento 
granular, así como la pérdida de birrefringencia. Adicionalmente, se hicieron estudios 
de difracción láser para determinar el tamaño de partícula de los gránulos gelatinizados 
bajo diferentes condiciones. 
Se observaron transiciones de gelatinización a temperaturas mayores o menores en las 
dispersiones con sales externas en comparación del CH10, así como cambios en su 
entalpía que fueron dependientes del tipo de sal y la concentración. En los sistemas con 
sacarosa hubo un aumento en la temperatura de gelatinización y una disminución en la 
entalpía conforme se fue aumentando la concentración. Asimismo, se encontró una 
relación entre ambos parámetros y la cantidad de agua en las dispersiones. El 
tratamiento con APH provocó una disminución de la entalpía que fue mayor con 
mayores tiempos de tratamiento. La adición de sacarosa a los sistemas tratados con 
APH resultó en un aumento en la entalpía. 
 
 
Abstract 
In this work 4% (w/w) dispersions of a chemically modified waxy corn starch (CH10) 
were used, with the aim of determining the effect that external inorganic salts exerted on 
the gelatinization temperature and the corresponding enthalpy through μDifferential 
Scanning Calorimetry (μDSC). The individual effect of the addition of sucrose on the 
same phenomenon was also examined, as well as the reduction of water in the system. 
In addition, the dispersions were treated under high hydrostatic pressure (HHP) and its 
effect on temperature and enthalpy were analyzed by μDSC, also the effect on these 
parameters with the addition of sucrose before the HHP treatment. Microscopy 
observations of the starch granules were made, as well as laser diffraction analysis, to 
determine the effect of heat and pressure treatments. 
Transitions over and under the transition of the CH10 without external salts were 
observed, when salts were added. Changes in the gelatinization enthalpy were also 
registered. Both changes were related with type and concentration of salts. Sucrose 
promoted a shift of the gelatinization transition to higher temperatures and a decrease in 
the enthalpy was detected with increasing concentration. There was also a relation 
between these parameters and the reduction of water in the system. HHP treatment 
decreased the gelatinization enthalpy and the degree of reduction was greater with 
increasing treatment time. Addition of sucrose increased the enthalpy of the transitions 
and the increase was greater the greater the concentration. 
 
 
 
 
 
 
 
Contenido 
Introducción ...................................................................................................................... 1 
1. Aspectos generales ....................................................................................................... 2 
1.1 Composición del almidón ....................................................................................... 2 
1.2 Gelatinización del almidón por calor ...................................................................... 5 
1.2.1 Métodos para medir la gelatinización. DSC..................................................... 7 
1.3 Influencia de distintos factores sobre la gelatinización .......................................... 9 
1.3.1 Agua ................................................................................................................. 9 
1.3.2 Sales ............................................................................................................... 10 
1.3.3 Sacarosa .......................................................................................................... 14 
1.4 Altas presiones hidrostáticas (APH) ..................................................................... 16 
1.4.1. Efecto sobre moléculas ..................................................................................... 17 
1.4.1.1 Agua ............................................................................................................ 17 
1.4.1.2 Macromoléculas .......................................................................................... 17 
1.5 Gelatinización del almidón por altas presiones hidrostáticas (APH).................... 18 
2. Hipótesis y objetivos .................................................................................................. 19 
2.1 Hipótesis ............................................................................................................... 19 
2.2 Objetivos ............................................................................................................... 20 
3. Materiales y métodos .................................................................................................. 21 
3.1 Diagrama general del desarrollo experimental. .................................................... 21 
3.2 Materiales .............................................................................................................. 22 
3.3 Caracterización de los componentes ..................................................................... 22 
 
 
3.4 Preparación de las dispersiones de almidón.......................................................... 23 
3.5. μCalorimetría diferencial de barrido (μDSC) ......................................................24 
3.6 Tratamiento con altas presiones hidrostáticas (APH) ........................................... 24 
3.7 Difracción láser ..................................................................................................... 25 
3.8 Microscopia óptica ................................................................................................ 26 
3.9 Análisis estadístico................................................................................................ 27 
4. Resultados ................................................................................................................... 27 
4.1 Composición ......................................................................................................... 27 
4.2 Efectos sobre la gelatinización evaluados con DSC ............................................. 27 
4.2.1 Efecto de las sales .......................................................................................... 27 
4.2.2 Efecto de la disminución del contenido de agua en el sistema ...................... 38 
4.2.3 Efecto de la sacarosa ...................................................................................... 40 
4.2.4 Tamaño de partícula ....................................................................................... 43 
4.2.5 Efecto del tratamiento con APH..................................................................... 48 
4.2.6 Efecto de la sacarosa sobre el tratamiento con APH ...................................... 52 
5. Discusión .................................................................................................................... 55 
6. Conclusión .................................................................................................................. 66 
7. Perspectivas ................................................................................................................ 67 
8. Referencias ................................................................................................................. 67 
 
 
 
 
 
Índice de Figuras 
Figura 1. Estructura de la amilosa. Glucano α-(1-4). Adaptada de Tester et al. (2004)... 3 
Figura 2. Estructura de la amilopectina. Puntos de ramificación α-(1-6). Adaptada de 
Tester et al. (2004). ........................................................................................................... 3 
Figura 3. Representación esquemática del patrón de ramificación de una sección de la 
amilopectina. Adaptada de Hizukuri (1986)..................................................................... 4 
Figura 4. Representación esquemática de las estructuras polimórficas Tipo A y B. 
Adaptada de (Tester et al., 2004). ..................................................................................... 5 
Figura 5. Transición endotérmica del CH10 al 4% (p/p). .............................................. 28 
Figura 6. To con sales de cationes monovalentes. .......................................................... 29 
Figura 7. Tp con sales de cationes monovalentes. .......................................................... 30 
Figura 8. Te con sales de cationes monovalentes. .......................................................... 30 
Figura 9. Transición endotérmica del CH10 al 4% (p/p) con diferentes concentraciones 
de NaCl. .......................................................................................................................... 33 
Figura 10.Transición endotérmica del CH10 al 4% (p/p) con diferentes concentraciones 
de Na2SO4. ...................................................................................................................... 34 
Figura 11. Transición endotérmica del CH10 al 4% (p/p) con diferentes concentraciones 
de KI ............................................................................................................................... 35 
Figura 12. To, Tp y Te con diferentes concentraciones de A) CaCl2 y B) MgCl2. ........ 36 
Figura 13. Transición endotérmica del CH10 al 4% (p/p) con diferentes concentraciones 
de CaCl2. ......................................................................................................................... 37 
Figura 14. Transición endotérmica con 40 y 50% (p/p) de CH10 que muestra el cambio 
observado en la forma simétrica del pico. ...................................................................... 39 
Figura 15. To, Tp y Te con sacarosa. ............................................................................. 40 
 
 
Figura 16. Transición endotérmica del CH10 al 4% (p/p) con diferentes concentraciones 
de sacarosa. ..................................................................................................................... 42 
Figura 17. Distribución del tamaño de partícula con remojo de 48 h. ........................... 44 
Figura 18. Distribución del tamaño de partícula con remojo de 48 h con NaCl y 
sacarosa. .......................................................................................................................... 45 
Figura 19. Distribución del tamaño de partícula del CH10 gelatinizado. ...................... 46 
Figura 20. CH10 al 4% (p/p) gelatinizado. ..................................................................... 46 
Figura 21. CH10 al 4% (p/p) con 400mM NaCl gelatinizado. ....................................... 47 
Figura 22. CH10 al 4% (p/p) con 400mM KCl gelatinizado.......................................... 47 
Figura 23. CH10 al 4% (p/p) con 40% sacarosa gelatinizado. ....................................... 48 
Figura 24. Maíz céreo Staley gelatinizado. .................................................................... 48 
Figura 25. Comportamiento del CH10 al 4% (p/p) después del tratamiento con APH. . 49 
Figura 26. CH10 al 4% (p/p) después de 5 minutos de tratamiento con APH ............... 51 
Figura 27. CH10 al 4% (p/p) después de 10 minutos de tratamiento con APH. ............ 51 
Figura 28. CH10 al 4% (p/p) después de 15 minutos de tratamiento con APH. ............ 51 
Figura 29. CH10 al 4% (p/p) después de 20 minutos de tratamiento con APH. ............ 52 
Figura 30. CH10 al 4% (p/p) después de 25 minutos de tratamiento con APH. ............ 52 
Figura 31. CH10 al 4% (p/p) después de 25 minutos de tratamiento con APH con 60% 
(p/p) sacarosa. ................................................................................................................. 53 
Figura 32. Transición endotérmica del CH10 al 4% (p/p) con diferentes concentraciones 
de sacarosa después de tratamiento con APH a 94kpsi (~650 MPa)/25min. ................. 54 
Figura 33. To, Tp y Te con 10, 40 y 60% (p/p) de sacarosa con y sin tratamiento de 
APH. ............................................................................................................................... 55 
 
 
 
 
Índice de Tablas 
Tabla 1. Intervalo (Te-To) de gelatinización del CH10 al 4% (p/p) con sales de cationes 
monovalentes. ................................................................................................................. 31 
Tabla 2. Entalpía de gelatinización del CH10 al 4% (p/p) con sales de cationes 
monovalentes. ................................................................................................................. 32 
Tabla 3. Entalpía e intervalo (Te-To) de gelatinización del CH10 al 4% (p/p) con sales 
de cationes divalentes. .................................................................................................... 38 
Tabla 4. Entalpía de la transición endotérmica del CH10 a diferentes concentraciones. 39 
Tabla 5. Intervalo (Te-To) y entalpía de gelatinización del CH10 al 4% (p/p) con 
sacarosa. .......................................................................................................................... 41 
Tabla 6. Diámetros del volumen medio D [v,0.5] y poder de hinchamiento de los 
gránulos del CH10. .........................................................................................................43 
Tabla 7. Entalpía de gelatinización del CH10 al 4% (p/p) después del tratamiento con 
APH. ............................................................................................................................... 50 
Tabla 8.Entalpía, To, Tp y Te del CH10 al 4% (p/p) con diferentes concentraciones de 
sacarosa después de tratamiento con APH a 94 kpsi (~650 MPa) por 25 min. .............. 53 
Tabla 9. Radio cristalográfico, número de hidratación y calor de hidratación de 
diferentes iones. .............................................................................................................. 56 
Tabla 10. Hidratación de algunos azúcares (5˚C)........................................................... 61 
 
1 
 
Introducción 
El almidón se encuentra naturalmente como mayor constituyente en muchos productos 
derivados de los cereales como el pan, el arroz y la pasta, además de encontrarse en 
frutas, vegetales y tubérculos como la papa. Además, es un polisacárido ampliamente 
usado en la industria alimentaria, entre otros, como espesante, estabilizante, texturizante 
y matriz alimentaria. En la industria se usan tanto los almidones nativos que se obtienen 
de fuentes naturales como el maíz, maíz céreo, papa, mandioca, trigo y arroz, así como 
los modificados química o físicamente para mejorar o adaptarse a las necesidades 
tecnológicas específicas. Durante el proceso de los productos que contienen almidón, 
éste puede ser gelatinizado por calor, microondas o altas presiones (siendo el primero el 
más común) por lo que procesos como el horneado de pan y pasteles, extrusión de 
productos provenientes de cereales y espesamiento de salsas son dependientes de las 
propiedades de gelatinización. Por estos hechos, es importante el control de la 
gelatinización en los sistemas alimenticios para obtener propiedades de buena calidad y 
deseables de muchos productos (Chiotelli et al., 2000). Los productos alimenticios se 
componen de numerosos ingredientes, por lo que un análisis de los cambios 
endotérmicos en la gelatinización debido a la presencia de otros compuestos además del 
almidón y el agua es de vital importancia. De gran interés en particular son sales como 
el cloruro de sodio y la sacarosa, pues estos solutos se encuentran, muchas veces en 
altas concentraciones, en productos comerciales. El papel de la sacarosa en la 
gelatinización es de gran interés pues cambia las propiedades estructurales y de textura 
de muchos productos como pan, pasteles y galletas que los edulcorantes artificiales no 
han podido igualar. 
Actualmente, los consumidores buscan productos frescos que tengan una larga vida de 
anaquel por lo que la industria alimentaria tiene nuevos retos tecnológicos que se deben 
2 
 
cubrir. Se necesita desarrollar nuevas tecnologías que no involucren calor durante el 
procesamiento de alimentos que se sabe afecta el valor nutrimental y organoléptico de 
los productos (San Martín et al., 2002). El tratamiento con altas presiones hidrostáticas 
(APH) es un proceso no térmico prometedor para desarrollar alimentos frescos y 
estables. Actualmente, las altas presiones hidrostáticas se usan principalmente para 
extender la vida de anaquel, pero con el avance de las investigaciones se prevén nuevos 
usos. Entre estos se incluyen procesos de difusión de solutos (azucarado, salado), 
procesos asistidos de congelación-descongelación y modificación de las propiedades 
funcionales de proteínas y otras macromoléculas (San Martín et al., 2002). 
Al igual que con la temperatura, este tratamiento induce la gelatinización del almidón en 
exceso de agua. Sin embargo, existen diferencias en la estructura y propiedades 
reológicas entre almidones calentados y presurizados (Vallons et al., 2014), las cuales 
ofrecen beneficios para el desarrollo de nuevos productos. Con el fin de poder aplicar el 
tratamiento de APH al almidón y alimentos que lo contengan, se debe primero entender 
el mecanismo de la gelatinización por este medio. 
 
1. Aspectos generales 
1.1 Composición del almidón 
El almidón se compone de dos α-glucanos: la amilosa y la amilopectina (Figs. 1 y 2). 
Ambas moléculas se componen de unidades de D-glucosa unidas por enlaces α-(1,4). 
La amilosa es una molécula lineal y tiene un peso molecular de 10
5
-10
6
. La 
amilopectina es un polímero ramificado debido a la presencia del 4-5% de enlaces α-
(1,6) y tiene un peso molecular de 10
7
-10
9
. Sus ramificaciones tienen generalmente en 
promedio 18-25 unidades de largo y son clasificadas dependiendo de su largo y por 
consecuencia de su posición en el gránulo. 
3 
 
 
Figura 1. Estructura de la amilosa. Glucano α-(1-4). Adaptada de Tester et al. (2004). 
 
Figura 2. Estructura de la amilopectina. Puntos de ramificación α-(1-6). Adaptada de 
Tester et al. (2004). 
 
 Las cadenas A están enlazadas a las cadenas B por enlaces α-(1,6) que a su vez están 
enlazadas con más cadenas B o a la “columna vertebral” de la amilopectina, la cadena 
C. Dependiendo de su longitud, las cadenas B se denominan B1, B2, B3 o B4, siendo las 
últimas las más largas (Figura 3). Tanto la amilosa como las cadenas externas de la 
amilopectina (cadenas A y B1) pueden formar dobles hélices que a su vez pueden 
asociarse para formar dominios cristalinos. En la mayoría de los almidones esto se 
atribuye a la amilopectina. 
La proporción amilosa/amilopectina depende del origen botánico, del mismo modo que 
su capacidad de formar dobles hélices. Los almidones céreos tienen menos de 15% de 
amilosa, los normales de 20-35% y los altos en amilosa más de 40%. Se ha visto que en 
almidones céreos la capacidad de la amilopectina de formar dobles hélices se encuentra 
4 
 
dentro de 48-53%, en almidones normales entre 38-43% y en almidones altos en 
amilosa alrededor de 38% (Tester, et al., 2004). 
 
 
Figura 3. Representación esquemática del patrón de ramificación de una sección de la 
amilopectina. Adaptada de Hizukuri (1986). 
 
Naturalmente se presenta como gránulos insolubles en agua con un diámetro de 2-100 
μm dependiendo de origen botánico. El almidón de maíz ceroso tiene una forma 
poligonal, su distribución de tamaño es generalmente unimodal y tiene un tamaño entre 
2-30 μm (Tester et al., 2004). La arquitectura interna de los gránulos se caracteriza por 
la presencia de anillos crecientes de zonas amorfas y semi-cristalinas de 120-400 nm de 
grosor radial formados alrededor del hilio (Tester et al., 2004). Dentro de los anillos 
crecientes, los polímeros están orientados perpendicularmente a la superficie. El hilio 
contiene una gran proporción de terminales reductoras y está menos organizado que el 
resto del gránulo; las terminales no reductoras de los polímeros se orientan hacia la 
parte externa del gránulo. 
Debido al alto orden molecular de los polímeros y su cristalinidad, los gránulos 
presentan birrefringencia en la forma de la “Cruz de Malta” cuando se observan con luz 
polarizada. Las dobles hélices pertenecientes al mismo racimo de amilopectina, están 
acomodadas en la estructura cristalina del tipo A o del tipo B (Figura 4). La mayoría de 
5 
 
los cereales presentan la forma A, mientras que tubérculos, almidones altos en amilosa y 
el almidón retrogradado presentan la forma B. La forma de la hélice entre estas dos 
estructuras cristalinas es básicamente la misma, pero se diferencian en la cantidad de 
agua y el acomodo de las dobles hélices. En el caso del tipo A el acomodo de las dobles 
hélices es más compacto y tiene una cantidad de agua menor comparada con el tipo B 
(Tester et al., 2004). 
 
 
Figura 4. Representación esquemática de las estructuras polimórficas Tipo A y B. 
Adaptada de (Tester et al., 2004). 
 
1.2 Gelatinización del almidón por calor 
Un material no cristalino puede existir en el estado vítreo o en el estado líquido sobre-
enfriado (“gomoso” o “rubbery”) dependiendo de la temperaturay la humedad del 
sistema. El cambio entre estos dos estados se conoce como transición vítrea. Por debajo 
de la temperatura de transición vítrea (Tg) el material es un sólido amorfo altamente 
viscoso. La movilidad molecular en los sólidos amorfos está restringida a vibraciones y 
movimientos rotacionales de rango corto. A temperaturas superiores a la Tg el material 
6 
 
es deformable debido a la flexibilidad de sus moléculas. La Tg de un material depende 
generalmente de la flexibilidad de las cadenas, la dureza, la configuración geométrica, 
la co-polimerización, el peso molecular, la ramificación, el entrecruzamiento, la 
cristalinidad, la plastificación y la presión (Liu et al., 2010). 
El proceso de gelatinización siempre es precedido por una transición vítrea de las 
regiones amorfas del gránulo. La Tg es constante por arriba de aproximadamente 30% 
de humedad a temperatura ambiente, ya que los gránulos solo pueden absorben esta 
cantidad de su peso como agua (Biliaderis et al., 1986). Liu et al. (2010) determinaron 
la temperatura de transición vítrea del almidón de maíz con distintas proporciones de 
amilopectina/amilosa y concluyeron que la Tg disminuye con el aumento de la 
proporción de amilopectina y con el aumento de la humedad. Ellos reportan una Tg para 
el almidón de maíz céreo de 59.6, 57.2 y 53.9 ˚C a una humedad de 8.7, 11.2 y 13.2%, 
respectivamente. De acuerdo con esto, Morgan et al. (1995) propusieron que las 
propiedades del tipo líquido sobre-enfriado están asociadas a la hidratación de la 
amilopectina amorfa, mientras que la amilosa posee una movilidad intramolecular 
menor e imparte una estructura tipo sólida, debido a que, por ser una molécula lineal, 
puede crear más interacciones con moléculas vecinas en comparación de la 
amilopectina. El hecho de que el efecto plastificante del agua sea ejercido sobre las 
partes amorfas de la amilopectina es ampliamente aceptado (Waigh et al., 2000a). 
La gelatinización es iniciada por la hidratación de las regiones amorfas cuando el 
almidón es calentado a Tg o por arriba de ella. Esto provoca la movilidad de estas 
regiones y consecuentemente la movilidad de las regiones cristalinas (Tester & 
Sommerville, 2000). Debido al ingreso de agua caliente, los puentes de hidrógeno entre 
las moléculas de almidón se rompen y se forman puentes de hidrógeno con el agua en 
su lugar. El agua sigue penetrando el gránulo y se da un hinchamiento irreversible. La 
7 
 
amilosa se disuelve y difunde fuera del gránulo (Hermansson & Svegmark, 1996). El 
gránulo pierde la birrefringencia y el orden cristalino volviéndose amorfo. Se da un 
rápido aumento en la consistencia debido al hinchamiento progresivo y la disolución de 
la amilosa. La máxima viscosidad durante el calentamiento se alcanza cuando hay una 
mayoría de gránulos hinchados. En este punto, la pasta consiste de una fase continua de 
amilosa disuelta que contiene remanentes de gránulos dispersos de amilopectina. Si se 
sigue calentando, los gránulos comienzan a romperse y la solubilidad de la amilopectina 
aumenta lo que provoca una disminución de la consistencia (Thomas & Atwell, 1999). 
Cuando la suspensión del almidón gelatinizado se enfría, la viscosidad aumenta y se 
forma una pasta de almidón. Se puede formar un gel de almidón dependiendo de la 
presencia de una fase continua de amilosa fuera de los gránulos hinchados. En general, 
mientras mayor sea el contenido de amilosa fuera del gránulo, es más probable la 
formación de un gel (Thomas & Atwell, 1999). 
 
1.2.1 Métodos para medir la gelatinización. DSC 
La calorimetría es una técnica que sirve para medir las propiedades térmicas de 
sustancias y permite establecer una relación entre la temperatura y las propiedades 
físicas específicas de las sustancias y es el único método para la determinación directa 
de la entalpía asociada al proceso de interés. Entre varios tipos de calorimetría, la 
calorimetría diferencial de barrido (DSC) es de las más populares. En esta técnica, el 
calorímetro determina la temperatura y flujo de calor asociados a la transición térmica 
de los materiales como una función de la temperatura y el tiempo. Durante un cambio 
de temperatura, el instrumento mide una cantidad de calor, que es radiada o absorbida 
en exceso por la muestra en base a un diferencial de temperatura entre la muestra y un 
material de referencia. 
8 
 
Un calorímetro diferencial de barrido convencional consta de un horno calorimétrico, un 
sistema de gas de purga y un procesador para el control del instrumento y la adquisición 
de datos. Basado en el mecanismo de operación, la técnica de DSC puede ser clasificada 
en dos tipos: DSC de flujo de calor y DSC de potencia compensada. 
En la primera, la muestra y la referencia se encuentran en celdas independientes y se 
colocan en un disco termoeléctrico que está rodeado por un horno. El horno es 
calentado a una tasa constante y el calor es transferido a la muestra y a la referencia a 
través del disco termoeléctrico. Debido a la capacidad calorífica (Cp) de la muestra, se 
presenta una diferencia de temperatura entre la muestra y la referencia que es medida 
por termopares. El flujo de calor resultante es determinado por la ley de equivalencia 
térmica de Ohm: 
 
 
 
 
donde q es el flujo de calor de la muestra, ΔT es la diferencia de temperatura entre la 
muestra y la referencia y R es la resistencia del disco termoeléctrico (Gill, et al., 2010). 
En DSC de potencia compensada, las celdas de muestra y referencia se colocan en 
diferentes hornos y son calentados por diferentes calentadores. La muestra y la 
referencia son mantenidas a la misma temperatura y la diferencia en potencia térmica 
requerida para mantenerlas a la misma temperatura es medida y trazada en función de la 
temperatura o el tiempo (Gill, et al., 2010). 
En los termogramas de DSC las transiciones de primer orden producen picos y las de 
segundo orden saltos en el flujo de calor. La transición del proceso de gelatinización de 
almidón en exceso de agua se visualiza como un pico simétrico que comienza y finaliza 
a temperaturas específicas dependiendo del tipo de almidón y el medio que lo rodea. A 
la temperatura en dónde comienza la transición se le conoce como Tonset, el punto 
máximo del pico se le conoce como Tpeak y a la temperatura de finalización de 
9 
 
gelatinización se le conoce como Toffset. La entalpía de la transición se calcula como el 
área debajo de la curva y es un proceso que resulta endotérmico, pero involucra el 
rompimiento de puentes de hidrógeno existentes (endotérmico) en el gránulo y la 
formación de nuevos enlaces (exotérmico) con el agua (Steven & Elton, 1971). Esta 
energía es, principalmente, la necesaria para fundir las partes cristalinas del almidón y 
consta de dos procesos: el rompimiento de la estructura cristalina tridimensional debido 
a la disociación de los enlaces hélice-hélice y la pérdida de las formas helicoidales 
debido a la transición hélice-ovillo (Waigh et al., 2000a). El pico simétrico de la 
transición se debe a una pérdida rápida de cristalinidad que ocurre entre la Tonset y la 
Tpeak, seguido por un punto de inflexión, después del cual la tasa de pérdida de 
cristalinidad disminuye (Jenkins et al., 1994). La Tg del almidón determina la 
temperatura a la cual el pico de transición se va a observar en DSC. Una reducción en la 
Tg implica un desplazamiento de la transición hacia temperaturas menores, mientras que 
un aumento en la Tg implica un desplazamiento hacia temperaturas mayores. 
 
1.3 Influencia de distintos factores sobre la gelatinización 
1.3.1 Agua 
Ya que el almidón es un polímero parcialmente cristalino, el agua actúa como un 
plastificante, que disminuye la temperatura de transición vítrea (Tg) de las zonas 
amorfas y promueve la movilidad de las cadenas, lo que facilita la fusión de los 
cristales. Por arriba de cierta humedadla Tg disminuye y, por el contrario, por debajo de 
cierta humedad la Tg aumenta. 
Cuando se limita el agua para la gelatinización Perry & Donald (2002) sugirieron que 
la primera parte de la gelatinización ocurre de igual manera que en el caso con exceso 
de agua. Una vez que toda el agua externa al gránulo ha sido agotada, termina el 
10 
 
proceso de cooperación del agua (plastificante) y el resto del proceso de gelatinización 
depende de la movilidad de la amilosa y la amilopectina y el hinchamiento del gránulo 
que son iniciados y promovidos por el calor. Esto demanda calentamiento a 
temperaturas más altas que en exceso de agua y por consiguiente aparecen dobles 
endotermas de transición en DSC. La endoterma que aparece a temperaturas mayores 
disminuye en intensidad y temperatura cuando la fracción de almidón disminuye. 
Donovan (1979) explicó la doble endoterma en términos de una menor plastificación 
por parte del agua de las partes amorfas en sistemas con limitación de agua. Esto 
conlleva a que la desestabilización de las regiones cristalinas difiera del caso de los 
sistemas con exceso de agua y como consecuencia la forma de la transición endotérmica 
en DSC cambie. La doble endoterma también se ha explicado con procesos de 
recristalización durante el calentamiento en sistemas con limitación de agua (Biliaderis 
et al., 1986) 
 
1.3.2 Sales 
a) Interacciones agua-ion 
Muchos autores (Beck et al., 2011, Lai et al., 2001, Lii et al., 2002, Zhu et al., 2009) 
proponen que el efecto de los iones se debe a la competencia por el agua y por lo tanto 
puede ser descrito como una función logarítmica de la aw. Beck et al. (2001) explican la 
influencia de los iones en la gelatinización por medio de la energía de hidratación de los 
cationes que generalmente depende del diámetro y de la carga del ion. Mientras más 
chico sea el ion y mayor sea la carga, mayor será la hidratación del ion (Chang, 2009) y 
por lo tanto, mayor será la competencia por agua durante la gelatinización. 
Se ha encontrado que dependiendo de su naturaleza y concentración, las sales pueden 
causar una depresión o elevación de la temperatura de gelatinización. La serie de 
11 
 
Hofmeister ordena la influencia relativa de los iones sobre el comportamiento físico de 
macromoléculas en disoluciones acuosas (Zhang & Cremer, 2006). Se ha observado que 
generalmente la influencia de los aniones es más pronunciada que la de los cationes y 
sigue el orden: CO3
2- 
> SO4 
2-
 > S2O3
2-
 > H2PO4
- 
> F
-
 > Cl
-
 > Br
-
 > NO3 
-
 > I
-
 > CIO4
- 
> 
SCN
-
. Sales en la parte superior de la serie de Hofmeister, como el sulfato de sodio 
aumentan la temperatura de gelatinización y por lo tanto se les conoce como inhibidores 
de la gelatinización. Por otra parte, sales en la parte inferior de la serie de Hofmeister 
como el NaI y NaSCN reducen la temperatura de gelatinización a concentraciones 
relativamente pequeñas. Las sales que se encuentran en medio de la serie como el NaCl 
son peculiares porque a bajas concentraciones incrementan la temperatura de 
gelatinización y a altas concentraciones la reducen. 
La influencia de los iones que tiende a seguir la serie de Hofmeister en las 
macromoléculas se ha relacionado con su efecto sobre la estructura del agua. Las 
especies hacia la izquierda del Cl
- 
se conocen como cosmotrópicas y las que se 
encuentran a la derecha se conocen como caotrópicas. Estos términos se refieren a la 
habilidad del ion de alterar la red de los puentes de hidrógeno del agua. Los primeros 
(“water structure makers”) están fuertemente hidratados y tienen efectos de 
estabilización y “salting-out” en macromoléculas. Los segundos (“water structure 
breakers”) son conocidos por desestabilizar macromoléculas y provocar el efecto 
“salting-in”. Para entender el efecto de los iones en el agua, ésta se puede conceptualizar 
como una mezcla de dos especies que se intercambian rápidamente: una forma menos 
densa y más estructurada y una forma más densa y menos estructurada. Un ion 
cosmotrópico aumenta la fracción de agua más estructurada, al contrario de un ion 
caotrópico que aumenta la fracción del agua menos estructurada (Zhang & Cremer, 
2006). Sin embargo, algunos estudios del comportamiento dinámico del agua en 
12 
 
disoluciones salinas y estudios termodinámicos (Batchelor et al., 2004 y Omta et al., 
2003) han encontrado que el efecto en la estructura del agua no es central en el efecto de 
Hofmeister. En estos estudios se encontró que los aniones, que incluían al Cl
-
, I
-
 y SO4
2-
, 
no afectaron la red de puentes de hidrógeno del agua fuera de las inmediaciones del ión 
a concentraciones tan elevadas como 6 M, tanto en iones cosmotrópicos como 
caotrópicos. Además, no hubo una correlación entre los resultados de las mediciones 
termodinámicas de las disoluciones con aniones y su efecto en las macromoléculas. Es 
por esto que se piensa que el efecto de Hofmeister no es, o por lo menos no 
completamente, dependiente del efecto de los iones sobre la estructura del agua, sino de 
las interacciones específicas de la macromolécula y el ión, así como del ión con la 
primera capa de hidratación de la macromolécula (Zhang & Cremer, 2006). 
 
b) Interacciones almidón- ion 
Algunos autores (Lai et al., 2000, Lii et al., 2002, Zhang et al., 2006) piensan que el 
efecto de la gelatinización por parte de los iones no solo se debe a las interacciones con 
el agua, sino que se establecen interacciones entre el ión y el almidón. Lai et al. (2000) 
hicieron un estudio de las interacciones entre el almidón y las sales de los metales 
alcalinotérreos, entre ellas MgCl2 y CaCl2, a una concentración de 1.0 M. Por medio de 
NMR de 
17
O y 
35
Cl determinaron interacciones entre el Cl
-
 y los átomos de hidrógeno 
del hidroxilo del almidón gelatinizado. Del mismo modo Lii et al. (2002) realizaron una 
investigación sobre las interacciones del almidón con las sales de metales alcalinos. Por 
medio del desplazamiento químico del 
23
Na y 
35
Cl en el almidón gelatinizado 
concluyeron que se establecieron interacciones del tipo {[…CH-O…H…Cl]-Na+} entre 
el gránulo y el NaCl. En este caso el anión podría funcionar como base de Lewis y 
extraer protones de los grupos hidroxilo, como se ha visto que lo hace en el caso de la 
13 
 
mutarotación de la D-glucosa (Lii et al., 2002). En esta última reacción se han 
observado diferencias en la habilidad de catalizar la reacción por parte del SO4
2-
 y los 
halogenuros (Lii et al., 2002) que se atribuyen al carácter bidentando del SO4
2-
 y 
monodentado de los halogenuros. Zhu et al. (2009) proponen que los aniones pueden 
adsorberse en la superficie de las moléculas de amilosa y amilopectina lo que aumenta 
la densidad de carga en el gránulo y favorece su hinchamiento. Según ellos el grado de 
adsorción del anión depende de su grado de hidratación; mientras menos hidratado esté 
el ion mayor será la adsorción. Ambos efectos favorecerán el hinchamiento y la 
gelatinización del gránulo. 
Algunos autores (Beck et al., 2011 y Maaruf et al., 2001) se basan en la hipótesis de 
Oosten (1982) que afirma que el almidón puede ser tratado como un intercambiador 
débil ácido en medios acuosos con sales presentes (pKa
25
 amilosa = 12.6) (Doppert, 
1963). Esta teoría dice que los cationes penetran el gránulo y forman el alcoholato 
metálico correspondiente con la liberación de H
+
 al medio. En el equilibrio las 
moléculas de almidón poseen una carga negativa, mientras que el agua posee una carga 
positiva. El potencial resultante entre el agua y el almidón, definido como el potencial 
negativo de Donnan, estabiliza la estructura del gránulo, previniendo la penetración de 
los aniones al gránulo (Beck et al., 2011). En esta teoría los aniones se visualizan como 
los agentes catalizadores de la gelatinización, en el sentido que se comportan como 
ionescaotrópicos que son capaces de romper los puentes de hidrógeno entre moléculas 
de almidón (Lai et al., 2001). Es decir, el aumento de este potencial estabiliza el gránulo 
e inhibe la gelatinización. Al respecto Lii et al. (2002) mencionaron que los cationes de 
metales alcalinos fueron removidos por lavados, lo que sugiere que los iones no 
penetraron al gránulo, mientras que Lai et al. (2001) encontraron rastros de cationes de 
los metales alcalinotérreos dentro del gránulo después de los lavados. 
14 
 
Con base en la información recolectada, el cambio en el intervalo de gelatinización, así 
como en la entalpía en las dispersiones con sales se debe a: 
 La competencia por el agua entre los iones y el almidón debido a las 
interacciones que se establecen entre el ion y el agua (hidratación). Este hecho se 
ha interpretado desde un punto de vista termodinámico en donde se considera 
que el sistema está en equilibrio y la disminución de la aw y la disminución de la 
fracción volumen de disolvente dentro del gránulo se consideran los parámetros 
que controlan el efecto sobre la gelatinización. 
 El efecto en la estructura del agua por parte de los iones que dependiendo si 
estructuran o desestructuran la red de puentes de hidrógeno del agua se 
clasifican como cosmotrópicos o caotrópicos, respectivamente. 
 Las interacciones específicas de aniones y cationes con los residuos de las 
moléculas de amilosa y amilopectina que son del tipo electrostáticas. No se sabe 
con certeza si estas interacciones suceden dentro o en la superficie del gránulo, 
pero en la literatura hay evidencia de los dos tipos. 
 
1.3.3 Sacarosa 
a) Interacciones agua-sacarosa 
A través de sus grupos hidroxilo, se espera que los azúcares formen enlaces fuertes con 
el agua, alterando sus características químicas y posiblemente reduciendo su ingreso al 
gránulo para romper los puentes de hidrógeno. Evans & Haisman (1982) explicaron que 
el retraso de la gelatinización con el aumento de la cantidad de sacarosa se debe a una 
combinación de la disminución de la actividad de agua y la fracción volumen del 
disolvente dentro del gránulo. Ghiasi et al. (1983) reportaron que la sacarosa pierde la 
habilidad de limitar el agua cuando la temperatura aumenta. De acuerdo a esto, Perry & 
15 
 
Donald (2002) opinaron que los solutos generalmente retrasan el umbral de la 
gelatinización y una vez que éste es superado, la gelatinización ocurre como en exceso 
de agua. Sin embargo, Sopade et al. (2009) encontraron dobles endotermas parecidas a 
las encontradas en limitación de agua a elevadas concentraciones de sacarosa (46%) lo 
que sugiere que la sacarosa limitó el agua durante toda la transición endotérmica. 
Sopade et al. (2009) y Eliasson (1992) encontraron que la entalpía aumenta con el 
aumento de la cantidad de sacarosa. Sin embargo, se ha reportado que la entalpía 
aumenta, decrece o no se ve afectada por los azúcares (Maaurf et al., 2001). 
 
b) Interacciones almidón-sacarosa 
Chiotelli et al. (2000) encontraron que dispersiones de almidón con sacarosa con la 
misma aw pero con diferente cantidad de sacarosa (45 g de agua/10 g de sacarosa y 60 g 
de agua/20 g de sacarosa) no exhibieron temperaturas de gelatinización similares. Del 
mismo modo, Evans & Haisman (1982) encontraron que con la misma aw, el cloruro de 
sodio inhibe la gelatinización mucho menos que lo que lo hace la sacarosa. Estos 
resultados demuestran que la competencia por el agua no es el único factor que influye 
sobre la gelatinización en dispersiones con sacarosa. Por medio de NMR 
13
C se ha 
comprobado que la sacarosa interactúa con los residuos de glucosa del almidón lo que 
incrementa la rigidez de las cadenas antes de la transición, creando la necesidad de más 
energía para romper las interacciones almidón-sacarosa-agua. Estas interacciones 
ocurren en la posición G1, G5 y G6 (G-glucosa) y F1 y F6 (F-fructosa) de la sacarosa 
(Hansen et al., 1989). Chiotelli et al. (2000) mencionan que las interacciones entre el 
azúcar y el almidón estabilizan la estructura del gránulo por lo que retrasan el 
hinchamiento y la gelatinización. 
 
16 
 
El cambio en el intervalo de gelatinización, así como en la entalpía en las dispersiones 
con sacarosa se debe a: 
 Competencia por el agua para la gelatinización debido a los puentes de 
hidrógeno que se establecen entre el agua y la sacarosa. 
 Interacciones tipo puente de hidrógeno entre la sacarosa y los residuos de las 
moléculas de amilosa y amilopectina. 
 
Tanto el papel de las sales sobre la gelatinización, como el de la sacarosa se han tratado 
desde un punto de vista cinético. Los solutos ejercen una acción antiplastificante que 
aumenta la Tg y por consecuencia retrasa el inicio de la gelatinización (Chiotelli et al., 
2000). 
 
1.4 Altas presiones hidrostáticas (APH) 
Las altas presiones utilizadas en equipos comerciales para el procesamiento de 
alimentos se encuentran entre 400 y 700 MPa (San Martín et al., 2002) y normalmente 
se realizan a temperatura ambiente. Los equipos consisten básicamente de una cámara 
de presión de acero forjado, un sistema de presurización, dispositivos para el control de 
la temperatura y sistemas para el manejo de los materiales. La presurización se lleva a 
cabo en la cámara que contiene un líquido que actúa como el medio de transmisión de la 
presión (compresión indirecta), el cual es bombeado directamente a la cámara con 
bombas de alta presión. La presión se sostiene por el tiempo deseado y después es 
liberada. Una de las grandes ventajas de las APH es que el proceso es independiente del 
tamaño y geometría del producto (San Martín et al., 2002). 
El efecto de las altas presiones se rige por La Ley de Pascal: Cualquier presión que se 
ejerza sobre un líquido confinado en un recipiente, se transmitirá íntegramente sobre 
17 
 
todos y cada uno de los puntos del recipiente, actuando perpendicularmente sobre 
ellos, es decir, la presión es aplicada isoestáticamente lo que permite que los alimentos 
conserven su forma original; y el principio de Le Chatelier: Si se cambian los factores 
externos en los cuales se estableció el equilibrio, éste se desplazará de forma que 
neutralizará el efecto del cambio. Con base en esto, el aumento de la presión desplazará 
el equilibrio de una reacción hacia el lado de menor volumen, mientras que una 
disminución de la presión lo hará hacia el lado de mayor volumen (Castellan, 1987). 
 
1.4.1. Efecto sobre moléculas 
1.4.1.1 Agua 
Ya que el agua es el componente principal de la mayoría de los alimentos, sus cambios 
a altas presiones pueden definir el comportamiento del alimento durante el tratamiento. 
El agua reduce su volumen a altas presiones (e.g. 15% a 600 MPa) debido a una 
estructura más compacta que se da por una distorsión de los ángulos de los puentes de 
hidrógeno y un acercamiento mayor entre las moléculas de agua que no están enlazadas 
por puentes de hidrógeno. Además, las altas presiones disminuyen el punto de 
congelación del agua (e.g. a 210 MPa el punto de congelación es de -22 ºC) y un 
incremento de 100 a 1000 MPa causa una depresión del pH de aproximadamente una 
unidad debido a la disociación del agua (Datta & Deeth, 1999). Adicionalmente, la 
compresión adiabática del agua causa un aumento de temperatura entre 2 y 3 ºC por 
cada 100 MPa que depende de la velocidad de la compresión. 
 
1.4.1.2 Macromoléculas 
En las macromoléculas los enlaces covalentes no son afectados por las altas presiones 
debido a que no son fácilmente compresibles. En cambio, las interacciones tipo van der 
18 
 
Waals, en donde un decremento de volumen es posible sí se ven afectadas (San Martín 
et al., 2002). Del mismo modo, la formación de puentes de hidrógeno se verá favorecida 
con el aumento de presión, debido a que conlleva una disminución en el volumen. Con 
base en esto, los efectos de las altaspresiones en las macromoléculas se deben a 
cambios en las estructuras secundarias y terciarias (Datta & Deeth, 1999) y no 
primarias. 
 
1.5 Gelatinización del almidón por altas presiones hidrostáticas (APH) 
La gelatinización por APH ocurre en un intervalo de presión que depende del tipo de 
almidón (Vallons et al., 2014). Rubens et al. (1999) propusieron un mecanismo de 
gelatinización parecido al inducido por calor después de observaciones in situ: Las 
zonas amorfas del almidón son hidratadas lo que provoca un hinchamiento en el gránulo 
que a su vez causa el rompimiento de las zonas cristalinas lo que conlleva a que éstas 
sean más accesibles para la entrada de agua y se fundan. La fusión de las partes 
cristalinas depende del tipo de cristalinidad. Se ha comprobado una resistencia mayor de 
parte de los cristales tipo B que del tipo A (Stute et al., 1996). Esta diferencia se ha 
atribuido a la estructura de la amilopectina. En la estructura B existe un canal en la 
unidad del cristal que está lleno de agua lo que estabiliza la estructura, por el contrario, 
en la estructura A las ramificaciones de la amilopectina están más dispersas y son más 
pequeñas, por lo que son más flexibles y permite el rearreglo de las dobles hélices lo 
que genera un canal en el cual las moléculas de agua son introducidas bajo presión 
(Katopo et al., 2002). 
Según Oh et al. (2008) los almidones se pueden dividir en tres grupos según su 
baroresistencia: los almidones céreos, los normales y los almidones con alto contenido 
de amilosa, siendo los primeros los más sensibles y los últimos los más resistentes a la 
19 
 
presión. Se ha sugerido que esto se debe a que bajo presión se pueden formar complejos 
amilosa-lípidos y que estas interacciones evitan el hinchamiento granular (Katopo et al., 
2002). Por otro lado, Oh et al. (2008) postularon que bajo presión, la amilosa forma 
complejos termodinámicamente estables con la amilopectina en lugar de difundir al 
medio, lo que explica la menor difusión de amilosa al medio, así como el menor 
hinchamiento que se han visto con APH en comparación de los registrados con calor. 
Algunos autores encontraron cristalinidad residual en el almidón de maíz céreo 
inmediatamente después de la despresurización y se lo atribuyeron al rearreglo y 
asociación de las cadenas más externas de la amilopectina a través de puentes de 
hidrógeno (Yang et al., 2013). Estos resultados concuerdan con observaciones de un 
pico en DSC en almidones después de ser tratados con altas presiones a temperaturas 
que se asemejan al pico de transición del almidón retrogradado (~50 ºC) (Stute et al., 
1996). Esta “rápida retrogradación” no se ha visto en concentraciones bajas de almidón 
(10-30%) (Katopo et al., 2002), por lo que parece que depende de la concentración de 
almidón. 
 
2. Hipótesis y objetivos 
2.1 Hipótesis 
Tonset (To), Tpeak (Tp) y Toffset (Te) de la gelatinización aumentarán en presencia de 
iones inorgánicos y sacarosa debido a que los solutos agregados interaccionarán con el 
agua disponible modificando su movilidad y disponibilidad para la gelatinización del 
almidón. El aumento de la concentración de los solutos aumentará las temperaturas ya 
mencionadas. Por otro lado, la entalpía calorimétrica de gelatinización aumentará 
debido a que se requerirá una mayor energía para fundir las zonas cristalinas del gránulo 
de almidón. 
20 
 
La entalpía calorimétrica de gelatinización disminuirá con el tratamiento con APH 
debido a que éste gelatinizará parcial o totalmente el gránulo de almidón de acuerdo al 
principio de Le Chatelier. Por otro lado, la adición previa al tratamiento con APH de 
sacarosa inhibirá parcial o totalmente la gelatinización debido a que el soluto 
interaccionará con el agua disponible modificando su movilidad y disponibilidad, lo que 
se verá reflejado en una entalpía mayor en DSC. 
 
2.2 Objetivos 
 Determinar por medio de μDSC si la adición de distintas concentraciones de 
sales inorgánicas a un almidón modificado químicamente cambia su intervalo de 
temperatura de gelatinización y la entalpía correspondiente, así como examinar 
el efecto de la adición de sacarosa de manera individual sobre el mismo 
fenómeno, para conocer el efecto individual de cada co-soluto. 
 Analizar el efecto del tratamiento con APH en el intervalo de gelatinización del 
almidón modificado y en su entalpía correspondiente, así como la adición de 
sacarosa en el sistema, para conocer el efecto de dicho tratamiento sobre la 
gelatinización. 
 
 
 
 
21 
 
3. Materiales y métodos 
3.1 Diagrama general del desarrollo experimental. 
 
Caracterización de los 
componentes del CH l ° 
-Humedad 
-Grasa 
-Ami losa 
Preparación de las 
dispersiones 
I 
[ a14% (p/p) I I aI3O, 40, 50% . 
(p/p) 
148 h remojo Gelatinizado 1 
• • • 
- Solo - 10, 40, 60% (p/p) - 100, 200, 300, 400 mM NaCI, 
- 400 mM NaCI sacarosa. KCI, KI, NazS0 4. 
- 40% (p/p) sacarosa - 30, 40, 60 mM CaCI2, MgCI2. 
- 10, 30, 40, SO, 60% (p/p) 
- 5, 10, 15, - 25min sacarosa. 
20, 25 min 
I Difracción láser I I APH (94 kpsi) IIDSC 
1 
Microscopra óptica 
22 
 
3.2 Materiales 
Almidón de maíz céreo reticulado con ácido adípico y estabilizado con acetato 
(Clearam® CH10, Roquette Frères, Lestrem, Francia); Almidón céreo No.1 (Staley, 
EUA). KCl (Grado analítico, Merck, México); NaCl (Baker Analyzed, J.T. Baker, 
México); KI (Baker Analyzed, J.T. Baker, México), Na2SO4 (Grado analítico, Merck, 
México) MgCl2·6H2O (Baker Analyzed, J.T. Baker, México); CaCl2·2H2O (Baker 
Analyzed, J.T. Baker, México); sacarosa (Baker Analyzed, J.T. Baker, México); agua 
desionizada. 
 
3.3 Caracterización de los componentes 
3.3.1 Humedad 
Se determinó con termobalanza (OHAUS MB45). Se evaporó agua de manera continua 
y se registró la pérdida de peso. El equipo se programó por 10 minutos a 100 ˚C. La 
determinación se hizo por triplicado. 
3.3.2 Grasa 
Se usó el método de Sohxlet el cual es una extracción diferencial. Se pesaron 4.0280 g 
de muestra y se colocó en un cartucho previamente llevado a peso constante. La 
extracción se hizo con éter etílico a 45 ˚C. 
3.3.3 Amilosa 
Se determinó con el Kit Megazyme Amylose/Amylopectin (©Megazyme International, 
Ireland). Se precipitó la amilopectina con concanavalina A (lectina). La amilosa se 
hidrolizó enzimáticamente a D-Glucosa y esta última se determinó con el reactivo 
glucosa oxidasa/peroxidasa que produce una quinonaimina coloreada. 
23 
 
3.4 Preparación de las dispersiones de almidón 
Como control se prepararon dispersiones de CH10 al 4% (p/p). Las disoluciones de las 
sales (NaCl, KCl, KI, Na2SO4, MgCl2 y CaCl2) se prepararon en matraces de 100 mL a 
100, 200, 300 y 400 mM de las sales con cationes monovalentes y a 30, 40 y 60 mM de 
las sales con cationes divalentes. Se prepararon disoluciones de sacarosa al 10, 30, 40, 
50 y 60 % (p/p). Las disoluciones de sales y sacarosa se mezclaron individualmente con 
el CH10 para lograr dispersiones al 4% (p/p) con respecto al agua. 
En el caso de las disoluciones de sacarosa se usaron concentraciones por debajo de la 
saturación para evitar la aparición del pico endotérmico de la disolución de sacarosa 
(solubilidad en agua = 203.9 g/100 mL agua a 293 K). 
Adicionalmente, se prepararon dispersiones de CH10 en donde se varió su 
concentración (30, 40 y 50% (p/p)). 
Todas las dispersiones se dejaron reposar 40 minutos antes de colocarse en el μDCS 
para permitir que llegaran al equilibrio. Las concentraciones de solutos utilizadas se 
escogieron con el fin de apreciar un cambio en el intervalo de gelatinización del CH10, 
así como en su respectiva entalpía calorimétrica para así poder establecer el efecto 
individual de cada soluto en el fenómeno de gelatinización 
Para el tratamiento de APH se prepararon dispersiones de CH10 al 4% (p/p). Se 
colocaron 20 g de la dispersión en bolsas de 15 X 14.5 cm de polietilenoque se sellaron 
en una empacadora al vacío Mini Jumbo (Henkelman, Holanda). Adicionalmente, se 
prepararon disoluciones al 10, 40 y 60% (p/p) de sacarosa y se mezclaron con el CH10 
para lograr dispersiones al 4% (p/p) con respecto al agua. Las dispersiones se dejaron 
reposar 40 minutos para permitir que llegaran al equilibrio antes de colocarlas en la 
cámara de altas presiones. 
24 
 
3.5. μCalorimetría diferencial de barrido (μDSC) 
Se aumentó la temperatura, a tasa constante de 1.2 ºC/min en un sistema isobárico en el 
cual la muestra (509.9 ± 11.9 mg) y la referencia se colocaron en celdas cerradas 
herméticamente. Se registró la entalpía de la transición, así como To, Tp y Te. Para las 
dispersiones de CH10 al 4% (p/p) (control), con sales externas y con tratamiento de 
APH se programaron pruebas de 118 min de duración. La temperatura inicial fue 25 ˚C 
por 5 min, seguida de un aumento lineal hasta 90 ˚C en un intervalo de 54 min, una 
disminución lineal hasta 25 ˚C en el mismo intervalo de tiempo y finalmente una 
temperatura constante de 25 ˚C por 5 min. 
Para las dispersiones con sacarosa, así como para las dispersiones con 30, 40 y 50% 
(p/p) de almidón se programaron pruebas de 128 min. La temperatura inicial fue de 25 
˚C por 5 min, seguida de un aumento lineal hasta 90 ˚C en un intervalo de 54 min, un 
intervalo constante de 10 min a 90 ˚C, una disminución lineal hasta 25 ˚C en el mismo 
intervalo de tiempo y finalmente una temperatura constante de 25 ˚C por 5 min. En el 
caso del almidón al 50% (p/p) no se calculó la entalpía, To, Tp y Te debido a que la 
línea base después de la Te no estaba bien definida. 
Cada prueba se repitió por lo menos dos veces. 
 
3.6 Tratamiento con altas presiones hidrostáticas (APH) 
Los tratamientos se llevaron a cabo a una temperatura inicial de 23 ± 4 ºC con un equipo 
de alta presión (Elmhurst Systems Engineering, Albany, USA) provisto de una cámara 
de acero inoxidable de 500 mL de capacidad. Las dispersiones empacadas al vacío 
previamente mezcladas para disminuir dentro de lo posible la sedimentación del 
almidón se introdujeron rápidamente a la cámara y se añadió agua hasta 2/3 de su 
capacidad sin muestra (ca. 400 mL). La cámara se cerró y el equipo se operó siguiendo 
25 
 
el protocolo establecido por el fabricante. Las dispersiones de CH10 al 4% (p/p) se 
trataron con una presión inicial de 94.1 ± 0.5 kpsi (~650 MPa) con exposiciones de 5, 
10, 15, 20 y 25 minutos. Las dispersiones con sacarosa se expusieron 25 minutos al 
tratamiento. Hubo una disminución gradual de la presión durante los tratamientos que 
fue de máximo 3.6 unidades. El equipo tardó 1.26 ± 0.04 minutos en alcanzar la presión 
máxima. Cada prueba se hizo por lo menos dos veces. 
 Posteriormente se colocaron muestras de 501.8 ± 8.6 mg previamente homogeneizadas 
en celdas herméticamente cerradas y se siguió el procedimiento descrito en 3.5. 
Se calculó el grado de gelatinización α como sigue: 
 
 
 
 
Donde ΔHPS y ΔHUS son las entalpías de gelatinización medidas para las dispersiones 
con tratamiento con APH y dispersiones sin tratamiento, respectivamente (Simonin et 
al., 2011). Un α = 1 significa una gelatinización completa en DSC. 
 
3.7 Difracción láser 
La determinación se hizo con un analizador de difracción laser (Malvern Master SizerS, 
Malvern Instruments, Ltd) a temperatura ambiente. Se usó una agitación de 2300 rpm, 
luz monodispersa y se escogió la opción de partícula irregular. Como control se usó el 
CH10 al 4% (p/p) sin remojo. Se hizo el análisis del CH10 al 4% (p/p) con remojo de 48 
h a temperatura ambiente, del gelatinizado sin sales exteriores, del gelatinizado con 400 
mM de NaCl y del gelatinizado con 40% de sacarosa. Adicionalmente, se hizo el 
análisis del almidón gelatinizado del maíz céreo Staley No.1. 
Las pastas se prepararon en baño maría con un programa de temperatura que inició en 
25 ˚C, subió a 93 ˚C en 54 min, se mantuvo 20 min a 93 ˚C y bajo de nuevo a 25 ˚C en 
26 
 
54 min. Se aplicó agitación en los primeros 40 min para evitar la sedimentación del 
almidón. No se dejó pasar más de 30 min después de terminar de cocer las pastas para 
aplicar el análisis. El instrumento entrega la distribución del tamaño de partícula, así 
como los parámetros D[4,3] (Herdan), D[3,2] (Sauter), y los diámetros medianos 
D[v,0.1], D[v,0.5], D[v,0.9]. Estos parámetros son transformaciones numéricas de los 
ángulos de luz difractada usando la teoría de Mie (Malvern Instruments Ltd., 1990). En 
este estudio se utilizó el D[v,0.5], que es el diámetro en donde el 50% del volumen de 
las partículas son más grandes y el otro 50% del volumen de las partículas son más 
chicas. Se usó un índice de refracción de 1.530 para el almidón y 1.330 para el 
dispersante. Los experimentos se hicieron por duplicado. 
Adicionalmente, se calculó el poder máximo de hinchamiento definido como la razón 
del volumen máximo al volumen inicial, calculado como la razón del diámetro máximo 
al diámetro inicial al cubo (Dmax/Di)
3 
(Ziegler et al. (1993)).
 
 
 
3.8 Microscopia óptica 
Se hicieron diluciones 1/10 con las pastas del CH10 resultantes de la μDSC y el 
tratamiento con APH. Se colocó una gota de cada muestra en un portaobjetos y se 
cubrió con una gota de lugol concentrado (Sigma Aldrich). Las muestras se colocaron 
bajo un microscopio óptico Ergonomic Microscope Modelo BX45 (Olympus, Japón) y 
las fotos se procesaron con el software Image-Pro Plus (versión 4.5.1, Media 
Cybernetics). Se utilizó el objetivo 40x y se capturaron fotos tanto con luz como con luz 
polarizada. 
27 
 
 
3.9 Análisis estadístico 
Se reportaron los promedios y las desviaciones estándar. Para determinar si existió una 
diferencia significativa entre promedios se hizo un ANOVA en Excel (Microsoft Office 
2007, Microsoft Corporation) de un solo factor con un α de 0.05. Para los casos donde 
se encontró diferencia significativa se compararon los promedios empleando la 
Diferencia Mínima Significativa (DMS) donde se usó un nivel de significancia de 0.05 
en una prueba de dos colas. 
 
4. Resultados 
4.1 Composición 
El CH10 contiene 10.55 ± 0.12% de humedad, 0.87% de grasa y 0.00% de amilosa. El 
resto del porcentaje corresponde a la amilopectina, restos de proteínas (0.1-0.3%) y 
cenizas (0.1-0.2%) que permanecieron durante el proceso de extracción o a proteínas 
intrínsecas (Tester et al., 2004). La composición promedio reportada por el fabricante 
es; 12.5% humedad, 86% almidón (amilopectina), 0.2% proteína y 0.2% cenizas 
(http://www.roquette-animalnutrition.com/clearam-modified-starch-pet-food-
thickener/#). 
 
4.2 Efectos sobre la gelatinización evaluados con DSC 
4.2.1 Efecto de las sales 
El intervalo de gelatinización del CH10 sin iones externos se localiza entre 60.72 ± 0.66 
y 70.19 ± 0.41 ˚C con un pico en 66.10 ± 0.03 ºC. El intervalo de la gelatinización es de 
9.47 ± 0.26 ˚C; la transición es aproximadamente simétrica con una diferencia de 5.38 y 
4.09˚ C entre To y Tp y Tp y Te, respectivamente. En la Figura 5 se muestra el pico de 
http://www.roquette-animalnutrition.com/clearam-modified-starch-pet-food-thickener/
http://www.roquette-animalnutrition.com/clearam-modified-starch-pet-food-thickener/
28 
 
la transición correspondiente. El cambio en el calor específico que corresponde a la 
transición vítrea es muy pequeño y no se visualiza con los parámetros de DSC 
utilizados, pero de acuerdo con los valores reportados por Liu et al. (2010) se encuentra 
por debajo de la transición de gelatinización observada. 
Temperatura (ºC)
50 55 60 65 70 75 80
F
lu
jo
 d
e
 c
a
lo
r 
(m
W
)
0.2 mW
endo
 
Figura 5. Transición endotérmica del CH10 al 4% (p/p). 
 
To de las dispersiones con NaCl y KCl aumentó significativamente de 0 mM a 400 mM 
y tuvo una tendencia a incrementar con cada 100 mM de aumento en la concentración 
(Figura 6). El comportamientode To fue similar con ambas sales y entre ellas no hubo 
diferencia significativa a 200 mM, 300 mM y 400 mM. Con Na2SO4, To aumentó 
significativamente con cada aumento en la concentración y lo hizo de una manera 
significativamente mayor que con NaCl y con KCl. El aumento de 0 mM a 100 mM de 
KI provocó un aumento significativo de To seguido de una depresión progresiva hasta 
29 
 
llegar a 400 mM. Entre las concentraciones 100 mM, 200 mM y 300 mM no hubo una 
diferencia significativa. 
 
Concentración (mM)
0 100 200 300 400 500
T
e
m
p
a
ra
tu
ra
 (
o
C
)
60
62
64
66
68
70
72
74
NaCl
KCl
Na2SO4
KI
 
Figura 6. To con sales de cationes monovalentes; las líneas son guías visuales. 
 
En la Figura 7 se aprecia un comportamiento similar de Tp con respecto a To. Se 
observó un aumento significativo en el caso de las dispersiones con NaCl, KCl y 
Na2SO4 con cada aumento en la concentración y, en el caso del KI, un aumento al pasar 
de 0 a 100 mM seguido de una disminución poco pronunciada de 100 a 400 mM (m = -
0.01). Nuevamente, se observó un comportamiento parecido con NaCl y KCl, mientras 
que con Na2SO4 la temperatura fue significativamente mayor a una misma 
concentración. No hubo diferencia significativa entre las dispersiones con NaCl y KCl a 
200 mM, 300 mM y 400 mM. El comportamiento de Te fue similar al mencionado para 
To y Tp (Figura 8). 
30 
 
Concentración (mM)
0 100 200 300 400 500
T
e
m
p
e
ra
tu
ra
 (
o
C
)
64
66
68
70
72
74
76
78
80
NaCl
KCl
Na2SO4
KI
 
Figura 7. Tp con sales de cationes monovalentes; las líneas son guías visuales. 
 
Concentración (mM)
0 100 200 300 400 500
T
e
m
p
e
ra
tu
ra
 (
ºC
)
68
70
72
74
76
78
80
82
84
NaCl 
KCl 
Na2SO4 
KI 
 
Figura 8. Te con sales de cationes monovalentes; las líneas son guías visuales. 
31 
 
En la Tabla 1 se muestran los intervalos de gelatinización de cada transición. No hubo 
una diferencia significativa en éste con la adición de cualquiera de las cuatro sales, ni 
con el aumento de su concentración, así como entre las cuatro sales a una misma 
concentración. Esto quiere decir que el desplazamiento del pico surge del 
desplazamiento de las temperaturas To, Tp y Te en la misma dirección y con una 
magnitud similar y, por lo tanto, las diferencias en la entalpía registrada con el aumento 
de concentración se deben a un cambio en la altura del pico de transición. 
 
Tabla 1. Intervalo (Te-To) de gelatinización del CH10 al 4% (p/p) con sales de cationes 
monovalentes. 
Concentración sal 
(mM) 
Te-To 
 (˚C) 
 
0 9.47 ± 0.26
a 
 
 NaCl KCl Na2SO4 KI 
100 10.12 ± 0.45
a 
10.67 ± 2.23
a 
9.14 ± 1.12
a 
 10.48 ± 0.48
a 
200 9.38 ± 0.70
a 
9.36 ± 0.83
a 
9.82 ± 0.35
a 
10.00 ± 0.21
a 
300 10.26 ± 0.57
a 
7.96 ± 0.07
a 
9.56 ± 1.18
a 
9.28 ± 0.61
a 
400 10.26 ± 0.20
a 
9.77 ± 0.25
a 
 10.07 ± 0.04
a 
10.29 ± 0.37
a 
Los valores con el mismo superíndice no son estadísticamente diferentes. 
 
La entalpía aumentó significativamente con la adición de 100 mM de todas las sales 
con respecto a las dispersiones sin sal externa (Tabla 2). En general, la entalpía con las 
sales de sodio aumentó significativamente al incrementar la concentración, mientras que 
con las sales de potasio disminuyó significativamente. Es importante mencionar que a 
300 mM de KCl la entalpía fue la misma que sin sal adicionada y con 400 mM fue más 
32 
 
pequeña y con 400 mM de KI la entalpía igualó la de las dispersiones sin sal. Además, a 
400 mM de NaCl y KI se observó una discrepancia en comparación de la tendencia 
observada en las concentraciones previas. 
 
Tabla 2. Entalpía de gelatinización del CH10 al 4% (p/p) con sales de cationes 
monovalentes. 
Concentración sal 
(mM) 
Entalpía 
(J/g de polvo) 
 
0 0.39 ± 0.001
a 
 
 NaCl KCl Na2SO4 KI 
100 0.42 ± 0.005
b 
0.47 ± 0.001
e 
0.43 ± 0.004
b 
0.43 ± 0.004
b 
200 0.44 ± 0.001
b 
0.43 ± 0.008
b 
0.47 ± 0.004
g 
0.36 ± 0.013
i 
300 0.55 ± 0.013
c 
0.38 ± 0.001
a 
0.48 ± 0.001
h 
0.36 ± 0.004
i 
400 0.47 ± 0.005
d 
0.35 ± 0.009
f 
0.48 ± 0.000
dh 
0.38 ± 0.001
a 
Los valores con el mismo superíndice no son estadísticamente diferentes. 
 
En la Figura 9, 10 y 11 se muestran las transiciones endotérmicas con NaCl, Na2SO4 y 
KI, respectivamente. Comparando las Figuras se puede observar que el Na2SO4 provocó 
aumentos de la temperatura de gelatinización más grandes con el incremento de la 
concentración que el NaCl, y que el KI provocó disminuciones en dichas temperaturas. 
 
 
 
 
 
33 
 
 
 
 
Figura 9. Transición endotérmica del CH10 al 4% (p/p) con diferentes concentraciones 
de NaCl. 
 
 
 
 
 
 
34 
 
 
 
 
Figura 10.Transición endotérmica del CH10 al 4% (p/p) con diferentes concentraciones 
de Na2SO4. 
 
35 
 
 
Figura 11. Transición endotérmica del CH10 al 4% (p/p) con diferentes concentraciones 
de KI 
 
Con MgCl2 To, Tp y Te aumentaron significativamente con la adición de sal, así como 
con el aumento de concentración excepto de 30 a 40 mM donde permanecieron 
constantes (Figura 12). En las dispersiones con CaCl2 To y Te fueron significativamente 
diferentes al adicionar la sal en comparación con las dispersiones sin sal pero fueron 
significativamente iguales con 30, 40 y 60 mM. Al igual que con MgCl2, Tp aumentó 
significativamente con la adición de sal, así como con el aumento de la concentración 
excepto de 30 a 40 mM (Figura 12). Con 30, 40 y 60 mM de CaCl2 Tp fue de 69.35 ± 
36 
 
0.04, 69.47 ± 0.03 y 70.58 ± 0.03 ºC y con MgCl2 de 69.61 ± 0.47, 69.77 ± 0.15 y 71.19 
± 0.28 ˚C, respectivamente. 
 
Concentración (mM)
0 10 20 30 40 50 60 70
T
e
m
p
e
ra
tu
ra
 (
ºC
)
60
62
64
66
68
70
72
74
76
78
Tonset 
Tpico 
Toffset 
Concentración (mM)
0 10 20 30 40 50 60 70
T
e
m
p
e
ra
tu
ra
 (
ºC
)
60
62
64
66
68
70
72
74
76
78
T onset 
T pico 
T offset 
B)A)
 
Figura 12. To, Tp y Te del CH10 al 4% (p/p) con diferentes concentraciones de A) 
CaCl2 y B) MgCl2. 
 
No hubo diferencia significativa entre To, Tp y Te de ambas sales para la misma 
concentración. Las transiciones con CaCl2 se muestran en la Figura 13. 
 
 
 
37 
 
 
Figura 13. Transición endotérmica del CH10 al 4% (p/p) con diferentes concentraciones 
de CaCl2. 
 
Hubo un aumento significativo en el intervalo de gelatinización al agregar MgCl2 y 
CaCl2 y permaneció constante con el aumento de concentración. Este intervalo no fue 
diferente entre sales (Tabla 3). La entalpía aumentó al agregar CaCl2 y MgCl2. En ambos 
casos disminuyó significativamente de 30 a 40 mM y volvió a aumentar con 60 mM 
(Tabla 3). 
 
 
 
38 
 
Tabla 3. Entalpía e intervalo (Te-To) de gelatinización del CH10 al 4% (p/p) con sales 
de cationes divalentes. 
Sal Concentración 
(mM) 
Entalpía 
 (J/g de polvo) 
Intervalo (Te-To) 
(
º
C) 
 
 
0 0.39 ± 0.001
a 
 9.47 ± 0.26
a 
CaCl2 30 0.48 ± 0.002
b 
10.69 ± 0.33
b 
 40 0.43 ± 0.002
c 
10.86 ± 0.13
b 
 
 
60 0.51 ± 0.015
d 
10.60 ± 0.31
b 
MgCl2 30 0.46 ± 0.003
e 
11.09 ± 0.07
b 
 40 0.44 ± 0.003
c 
11.39 ± 0.23
b 
 60 0.49 ± 0.001
d 
11.12 ± 0.42
b 
Los valores con el mismo superíndice no son estadísticamente diferentes. 
 
4.2.2 Efecto de la disminución del contenido de agua en el sistema 
Cuando se varió la concentración de almidón, la entalpía aumentó significativamente al 
aumentar la concentración (Tabla 4). En la Figura 14 se muestra que para 40% (p/p) de 
almidón comienza a aparecer un hombro del lado superior del eje de la temperatura y 
para 50% (p/p) ocurre una transición bimodal. En los valores de To, Tp y Te mostrados 
en la Tabla 4 se aprecia que To y Tp fueron menos afectadas que Te por el incremento 
de la concentración de CH10. Esta última aumentó significativamente con el aumento 
de la concentración de CH10. 
 
 
39 
 
Tabla 4. Entalpía de la transiciónendotérmica del CH10 a diferentes concentraciones. 
Concentración 
CH10 (%) 
Entalpía 
(J/g de polvo) 
To 
(ºC) 
Tp 
(ºC) 
Te 
(ºC) 
4 0.39 ± 0.001
a 
60.72 ± 0.67
a 
66.10 ± 0.03
a 
70.19 ± 0.41
a 
30 3.95 ± 0.004
b 
60.76 ± 0.06
a 
66.79 ± 0.15
b 
74.17 ± 0.04
b 
40 5.54 ± 0.001
c 
59.08 ± 0.11
b 
66.08 ± 0.18
a 
77.10 ± 1.99
c 
Los valores con el mismo superíndice no son estadísticamente diferentes. 
 
 
 
Figura 14. Transición endotérmica con 40 y 50% (p/p) de CH10 que muestra el cambio 
observado en la forma simétrica del pico. 
 
40 
 
Tester & Sommerville (2000) también notaron un incremento en Te con el aumento de 
la concentración de maíz céreo (To y Tp permanecieron casi sin cambios) y la aparición 
del hombro mencionado a 50% (p/p) de concentración de almidón. 
 
4.2.3 Efecto de la sacarosa 
En la Figura 15 se muestra el comportamiento de To, Tp y Te de las dispersiones con 
4% (p/p) de CH10 y distintas concentraciones de sacarosa. Hubo un aumento 
significativo de las tres temperaturas con el aumento de la concentración. En la gráfica 
se observan aumentos lineales R = 0.984, R = 0.999 y R = 0.998 y pendientes similares 
m = 0.213, m = 0.237 y 0.212 al pasar de 0 a 400 mM para To, Tp y Te, 
respectivamente. En la Tabla 5 se muestran los intervalos y las entalpías 
correspondientes. 
Concentración (%)
0 10 20 30 40 50 60 70
T
e
m
p
e
ra
tu
ra
 (
C
)
58
60
62
64
66
68
70
72
74
76
78
80
82
84
86
Tonset 
Tpico 
Toffset 
 
Figura 15. To, Tp y Te con sacarosa; las líneas continuas son regresiones de los datos. 
41 
 
Tabla 5. Intervalo (Te-To) y entalpía de gelatinización del CH10 al 4% (p/p) con 
sacarosa. 
Concentración sacarosa 
(%) 
Te-To 
(˚C) 
Entalpía 
(J/g de polvo) 
0 9.47 ± 0.26
a 
 0.39 ± 0.001
a 
10 8.00 ± 1.15
a 
0.41 ± 0.004
b 
30 9.90 ± 0.62
a 
0.41 ± 0.006
b 
40 9.52 ± 0.91
a 
 0.39 ± 0.001
a 
50 7.80 ± 0.48
a 
0.34 ± 0.006
c 
60 8.61 ± 0.09
a 
0.32 ± 0.004
d 
Los valores con el mismo superíndice no son estadísticamente diferentes. 
 
El intervalo de gelatinización no cambió significativamente con la adición de sacarosa 
ni con el aumento de su concentración. Zhang et al. (2013) también observaron un 
aumento de To, Tp y Te en sistemas de almidón de tapioca con sacarosa, de igual 
manera que Eliasson (1991), que adicionalmente no observó un cambio en el intervalo 
de gelatinización. Con 10% (p/p) de sacarosa la entalpía aumentó significativamente 
con respecto a la dispersión sin sacarosa seguido de una disminución significativa al 
aumentar la concentración. Estos resultados coinciden con lo reportado por Zhang et al. 
(2013) que encontraron que la entalpía del almidón de tapioca aumentó a 
concentraciones bajas de sacarosa pero disminuyó a concentraciones más elevadas. La 
entalpía fue la misma con 40% (p/p) de sacarosa que sin sacarosa adicionada. 
En la Figura 16 se pueden observar pequeños cambios en el flujo de calor a lo largo de 
las transiciones que no se observaron en los termogramas de las sales con el mismo 
programa de calentamiento. Ya que las disoluciones de sacarosa se prepararon por 
42 
 
debajo del punto de saturación, estos cambios no se pueden deber a la disolución o a la 
transición vítrea de la sacarosa. Debido a esto, se atribuyeron a la formación inestable 
de puentes de hidrógeno entre la sacarosa y el almidón y su consecuente ruptura. 
 
 
Figura 16. Transición endotérmica del CH10 al 4% (p/p) con diferentes concentraciones 
de sacarosa. 
• g 
~ • o 
~ • 
0% 
10% 
30% 
40% 
50% 
60% 
I02mw 
50 55 60 65 10 15 90 85 90 
» 
Temperatura ("e) 
43 
 
4.2.4 Tamaño de partícula 
Los resultados de la difracción laser fueron expresados como diámetros medianos y 
distribución de tamaño. La Tabla 6 resume el D [v,0.5] de las dispersiones del CH10 al 
4% (p/p) con 48 h de remojo y gelatinizado y el poder máximo de hinchamiento. 
 
Tabla 6. Diámetros del volumen medio D [v,0.5] y poder de hinchamiento de los 
gránulos del CH10. 
Los valores con el mismo superíndice no son significativamente diferentes. 
 
La dispersión con un remojo de 48 horas desarrolló un pico a diámetros mayores con 
respecto al CH10 sin remojo (Figura 17). Esto se debe a la probable formación de 
complejos de inclusión entre el agua y el almidón (Lii et al., 2002) que por 
 D[v,0.5] Poder de hinchamiento 
 Sin Remojo 15.6 ± 0.07
a 
1 
CH10 Remojo 48h Solo 16.6 ± 0.24
b 
1.2 
 40% Sacarosa 14.8 ± 0.35
ac 
0.9 
 400 mM NaCl 14.5 ± 0.13
c 
0.8 
 
CH10 Gelatinizado Solo 40.8 ± 1.41
d 
17.9 
 400mM NaCl 43.2 ± 0.14
e 
21.2 
 
 
Maíz ceroso Staley 
40% Sacarosa 
 
Sin remojo 
Gelatinizado 
 40.0 ± 0.16
d 
 
14.8 ± 0.07
f 
29.4 ± 0.25
g 
16.9 
 
1 
7.8 
44 
 
consecuencia provocaron un hinchamiento granular. Tras el remojo con NaCl y sacarosa 
se aprecia una disminución en D[v,0.5] del gránulo en comparación del CH10 sin 
remojo. Esta aparente disminución se debe a que el gránulo sin remojo logró hincharse 
entre la preparación de la dispersión y el análisis. Este efecto fue disminuido con la 
sacarosa y el NaCl debido a su hidratación lo que evitó la penetración del agua en el 
gránulo. Esto es corroborado en la distribución de tamaño de partícula de estas 
dispersiones (Figura 18), puesto que el pico a mayores diámetros observado en el CH10 
con remojo disminuyó; esta distribución fue bimodal con una amplia distribución entre 
4 y 40 μm y una menor cantidad de gránulos entre 0.3 y 2 μm. 
 
Tamaño de partícula (micrometros)
10-1 100 101 102 103
V
o
lu
m
e
n
 (
%
)
0
2
4
6
8
10
12
14
Sin remojo 
48h
 
Figura 17. Distribución del tamaño de partícula con remojo de 48 h. 
 
45 
 
Tamaño de partícula (micrometros)
10-1 100 101 102 103
V
o
lu
m
e
n
 (
%
)
0
2
4
6
8
10
12
14
400mM NaCl
40% Sacarosa
 
Figura 18. Distribución del tamaño de partícula con remojo de 48 h con NaCl y 
sacarosa. 
 
En la Figura 19 se muestra la distribución del tamaño después de la gelatinización. Se 
observó una distribución prácticamente unimodal para todas las dispersiones analizadas. 
El poder de hinchamiento de los gránulos se localizó entre 16.9 y 21.2. Se encontró una 
amplia distribución entre 10 y 100 μm. El D [v,0.5] de almidón gelatinizado con NaCl 
fue significativamente mayor que el gelatinizado solo y con sacarosa lo que sugiere que 
el NaCl favoreció el hinchamiento. 
 
46 
 
Tamaño de partícula (micrometros)
10-1 100 101 102 103
V
o
lu
m
e
n
 (
%
)
0
2
4
6
8
10
12
14
CH10 
400 mM NaCl
40%Sacarosa 
 
Figura 19. Distribución del tamaño de partícula del CH10 gelatinizado. 
 
En la Figura 20 se observa el CH10 gelatinizado sin sales externas con y sin luz 
polarizada. Se observaron gránulos hinchados pero íntegros. Los gránulos no mostraron 
birrefringencia lo que se interpretó como la pérdida de cristalinidad dentro de la 
estructura. 
 
 
Figura 20. CH10 al 4% (p/p) gelatinizado. 
 
47 
 
Las Figuras 21, 22 y 23 muestran los gránulos gelatinizados de las dispersiones con 400 
mM de NaCl, 400 mM de KCl y 40% de sacarosa, respectivamente. Ambos muestran 
las mismas características señaladas para la Figura 20. Con fines de comparación 
también se analizó un maíz ceroso (Staley No.1). Después de la gelatinización su poder 
de hinchamiento (7.8) fue menor que el del CH10 y algunos gránulos se mostraron 
hinchados, mientras que otros perdieron su integridad (Figura 24). Es decir, el CH10 
mostró una mayor resistencia a la deformación o rompimiento de los gránulos que el 
almidón de maíz céreo no modificado químicamente durante el tratamiento térmico. 
 
 
Figura 21. CH10 al 4% (p/p) con 400mM NaCl gelatinizado. 
 
 
 
Figura 22. CH10 al 4% (p/p) con 400mM KCl gelatinizado. 
 
48 
 
 
 Figura 23. CH10 al 4% (p/p) con 40% sacarosa gelatinizado. 
 
 
 Figura 24. Maíz céreo