30236204

Vista previa del material en texto

Agrociencia
ISSN: 1405-3195
agrocien@colpos.mx
Colegio de Postgraduados
México
Bello Pérez, Luis Arturo; Contreras Ramos, Silvia Maribel; Romero Manilla, Rhebeca; Solorza Feria,
Javier; Jiménez Aparicio, Antonio
Propiedades químicas y funcionales del almidón modificado de plátano Musa paradisiaca L. (Var.
Macho)
Agrociencia, vol. 36, núm. 2, marzo-abril, 2002, pp. 169-180
Colegio de Postgraduados
Texcoco, México
Disponible en: http://www.redalyc.org/articulo.oa?id=30236204
 Cómo citar el artículo
 Número completo
 Más información del artículo
 Página de la revista en redalyc.org
Sistema de Información Científica
Red de Revistas Científicas de América Latina, el Caribe, España y Portugal
Proyecto académico sin fines de lucro, desarrollado bajo la iniciativa de acceso abierto
http://www.redalyc.org/revista.oa?id=302
http://www.redalyc.org/articulo.oa?id=30236204
http://www.redalyc.org/comocitar.oa?id=30236204
http://www.redalyc.org/fasciculo.oa?id=302&numero=1179
http://www.redalyc.org/articulo.oa?id=30236204
http://www.redalyc.org/revista.oa?id=302
http://www.redalyc.org
169
PROPIEDADES QUÍMICAS Y FUNCIONALES DEL ALMIDÓN MODIFICADO DE
PLÁTANO Musa paradisiaca L. (VAR. MACHO)
CHEMICAL AND FUNCTIONAL PROPERTIES OF MODIFIED STARCH
FROM BANANA Musa paradisiaca L. (VAR. MACHO)
Luis Arturo Bello-Pérez1,2, Silvia Maribel Contreras-Ramos1, Rhebeca Romero-Manilla1,
Javier Solorza-Feria2 y Antonio Jiménez-Aparicio2
1Instituto Tecnológico de Acapulco. Av. Instituto Tecnológico s/n crucero Cayaco-Puerto Marqués,
Acapulco, Guerrero. 39905. México. Tel.: 52 7468-1889. Fax: 52 7468-1887. (ita@acabtu.com.mx).
2Centro de Desarrollo de Productos Bióticos del IPN. Apartado Postal 24. Yautepec, Morelos. 62731,
México. Tel.: 52 5729-6000 ext. 82521. Fax: 52 7394-1896. (ceprobi@redipn.ipn.mx)
RESUMEN
Se modificó almidón de plátano (Musa paradisiaca L., var. Ma-
cho) mediante acetilación con anhídrido acético y un tratamiento
alcohólico-alcalino con el objeto de evaluar su composición quí-
mica y algunas de sus propiedades funcionales utilizando almidón
de maíz como testigo con el fin sugerir su posible uso en la elabo-
ración de alimentos. Los resultados indicaron que los almidones
granulares solubles en agua fría (AGSAF) preparados a 25 oC y
40 y 60% de etanol tuvieron la menor solubilidad, hecho que se
debe a la importante función que tiene la temperatura en el proce-
so de modificación. Los almidones modificados tuvieron menor
tendencia a la retrogradación, medida como porcentaje de
transmitancia. La capacidad de absorción de agua (hinchamien-
to) y la solubilidad se incrementaron con las modificaciones; ade-
más, la estabilidad al congelamiento-deshielo fue mejorada con
estos tratamientos. Contrariamente, el almidón de maíz acetilado
mostró una pobre estabilidad al congelamiento-deshielo en com-
paración con la muestra sin modificar. La viscosidad aparente de
los almidones modificados fue mayor que la de sus almidones nati-
vos. Con base en estos resultados, los almidones modificados po-
drían tener una adecuada aplicación como aditivos para postres
congelados y espesantes para sopas.
Palabras clave: Musa paradisiaca, acetilación, almidón modificado,
propiedades funcionales.
INTRODUCCIÓN
El almidón constituye una excelente materia primapara modificar la textura y consistencia de los ali-mentos (French, 1984; Biliaderis, 1991). Su
funcionalidad depende del peso molecular promedio de
la amilosa y la amilopectina, así como de la organización
molecular de estos glucanos dentro del gránulo. Los al-
midones nativos se utilizan porque regulan y estabilizan
la textura y por sus propiedades espesantes y gelificantes
Recibido: Septiembre, 2000. Aprobado: Febrero, 2002.
Publicado como ARTÍCULO en Agrociencia 36: 169-180. 2002.
ABSTRACT
Starch from banana (Musa paradisiaca L., var. Macho) was
modified by acetylation and an alcoholic-alkaline treatment in
order to evaluate its chemical composition and some of its
functional properties, using corn starch as a control, to suggest its
possible use in food preparation. The results showed that the
granular cold-water soluble (GCWS) starches prepared with 40%
and 60% of ethanol at 25 oC had the lowest solubility in cold water,
suggesting that the temperature has an important role in the
modification process. Modified starches had smaller tendency to
the retrogradation, measured as percentage of transmittance.
Water absorption capacity (swelling) and solubility increased with
the modifications; also, the stability to the freeze-thaw process
improved with these treatments. Conversely, starch from acetylated
corn showed a poorer stability to the freeze-thaw process compared
with non modified samples. The apparent viscosity of the modified
starches was bigger than that of its native starches. According to
these results, the modified starches could be used as additives in
frozen desserts and as thickeners in soups.
Key words: Musa paradisiaca, acetylation, modified starch, functional
properties.
INTRODUCTION
Starch constitutes an excellent raw material tomodify food texture and consistency (French, 1984;Biliaderis, 1991). Starch functionality depends on
the average molecular weight of amylose and
amylopectin, as well as of their molecular organization
within the granule. Native starches are used in foods
because they regulate and stabilize the texture and
because of their good thickening and gelling properties
(Cousidine, 1982). However, the native structure of starch
can be less efficient because the process conditions (e.g.
temperature, pH and pressure) reduce their use in other
industrial applications, due to their low resistance to high
shear rates, thermal decomposition, high retrogradation
and syneresis.
AGROCIENCIA VOLUMEN 36, NÚMERO 2, MARZO-ABRIL 2002170
(Cousidine, 1982). Sin embargo, la estructura nativa del
almidón puede ser menos eficiente debido a que las con-
diciones del proceso (e.g. temperatura, pH y presión) re-
ducen su uso en otras aplicaciones industriales, debido a
la baja resistencia a esfuerzos de corte, descomposición
térmica, alto nivel de retrogradación y sinéresis.
Las limitaciones anteriores se pueden superar modi-
ficando la estructura nativa por métodos químicos, físi-
cos y enzimáticos (Fleche, 1985), dando como resultado
un almidón modificado; se incluye a los almidones
hidroxipropilados, de enlaces cruzados y acetilados (Van
Der Bij, 1976). Estos almidones generalmente muestran
mejor claridad de pasta y estabilidad, menor tendencia a
la retrogradación y aumento en la estabilidad al
congelamiento-deshielo (Agboola et al., 1991). El almi-
dón acetilado se obtiene por la esterificación de almidón
nativo con anhídrido acético (Jarowenko, 1986) y el nú-
mero de grupos acetilo incorporados en la molécula de-
pende de la concentración del reactivo, tiempo de reac-
ción, pH, y la presencia de catalizador (Betancur-Ancona
et al., 1997). En aplicaciones para alimentos, la Admi-
nistración de Drogas y Alimentos de los Estados Unidos
(FDA) sólo permite almidones con bajo grado de substi-
tución.
Para extender la utilización del almidón en aplicacio-
nes industriales, se están desarrollando almidones
granulares solubles en agua fría (AGSAF). Éstos confie-
ren propiedades funcionales importantes a muchos ali-
mentos instantáneos, tales como una mayor viscosidad,
textura suave y propiedades similares a las de los almi-
dones pre y gelatinizados (Chen y Jane, 1994a). Los
AGSAF se pueden producir por un tratamiento del almi-
dón en una solución acuosa de alcohol, con alta tempera-
tura y presión (Eastman y Moore, 1984), mediante un
proceso de secado por aspersión en un sistema de doble
boquilla (Pitchon et al.,1981) y por un tratamiento alco-
hólico-alcalino (Chen y Jane, 1994a), el cual es eficaz
con una gran variedad de almidones, resultando
viscosidades más altas y una mejor estabilidad al
congelamiento-deshielo (Chen y Jane, 1994b).
El plátano (Musa paradisiaca L.) esuna fuente al-
terna para obtener almidón (Kayisu et al., 1981; Lii et
al., 1982) que es el componente principal del fruto in-
maduro. Bello-Pérez et al. (1999) aislaron el almidón
de dos variedades de plátano y estudiaron la composi-
ción química y algunas de sus propiedades físico-quí-
micas y funcionales. Sin embargo, son pocos los estu-
dios relacionados con la modificación química de este
biopolímero (Betancur-Ancona et al., 1997). Por tanto,
el objetivo del presente estudio fue modificar el almi-
dón del plátano usando acetilación y un tratamiento al-
cohólico-alcalino, y evaluar algunas de sus propieda-
des funcionales para sugerir su posible aplicación en
alimentos.
These shortcomings can be overcome by modifying starch
native structure by chemical, physical and enzymatic
methods (Fleche, 1985), giving as a result a modified
starch; which may be hydroxipropilated, cross-linked and
acetylated starches (Van Der Bij, 1976). Modified starches
usually show better paste clarity and stability, smaller
tendency to retrogradation and increased freeze-thaw
stability (Agboola et al., 1991). The acetylated starch is
obtained by the esterification of native starch with acetic
anhydride (Jarowenko, 1986) and the number of acetyl
groups incorporated into the molecule depends upon the
concentration of the reagent, reaction time, pH, and the
presence of catalyst (Betancur-Ancona et al., 1997). In
food applications, the Food and Drug Administration of
the United States (FDA), allows only starches with low
substitution degree.
To expand the use of starch in industrial applications,
granular cold water soluble (GCWS) starches are being
developed. Important functional properties to many
instant foods, such as a higher viscosity, soft texture and
similar properties to the pre and gelatinized starches are
conferred by GCWS starches (Chen and Jane, 1994a),
which can be produced by treatment of starch in an
aqueous solution of alcohol at high temperature and
pressure conditions (Eastman and Moore, 1984), by
means of a spray-dryer fitted with a two fluid nozzles
system (Pitchon et al., 1981) and by an alcoholic-alkaline
treatment (Chen and Jane, 1994a), which is effective with
a great variety of starches, resulting in higher viscosities
and a better stability to freeze-thaw (Chen and Jane,
1994b).
The banana (Musa paradisiaca L.) is an alternative
source for obtaining starch (Kayisu et al., 1981; Lii et
al., 1982) which is the main component of the immature
fruit. Bello-Pérez et al. (1999), isolated starch of two
banana varieties and studied their chemical composition
and some of their physicochemical and functional
properties. However, there are few studies related with
the chemical modification of this biopolymer (Betancur-
Ancona et al., 1997). Hence, the objective of the present
study was to modify banana starch using acetylation and
an alcoholic-alkaline treatment, and to evaluate some of
its functional properties to suggest its possible application
in foods.
MATERIALS AND METHODS
Banana starch isolation
Unripened bananas from a variety named macho were collected.
The starch was isolated by the procedure of Kim et al. (1995). The
fruits were peeled and cut into 5-6 cm cubes and immediately rinsed
in sodium sulfate solution (1.22 g L-1) and then macerated at low speed
in a blender for 2 min. The homogenate was consecutively sieved
BELLO-PÉREZ et al.: PROPIEDADES QUÍMICAS Y FUNCIONALES DEL ALMIDÓN MODIFICADO DE PLÁTANO 171
MATERIALES Y MÉTODOS
Aislamiento del almidón de plátano
Se utilizaron frutos inmaduros de plátano de la variedad Macho. El
almidón fue aislado utilizando el procedimiento reportado por Kim et
al. (1995). Los frutos fueron pelados y cortados en cubos (5 a 6 cm), los
cuales se lavaron con una solución de sulfato de sodio (1.22 g L-1) y
maceraron en una licuadora por 2 min a baja velocidad. El
homogeneizado se pasó a través de mallas 50 y 100 hasta que el agua de
lavado estuviera completamente limpia; a continuación el macerado se
centrifugó a 10 800 x g por 30 min. El sedimento correspondiente al
almidón se secó en un horno de convección a 45 ºC por 48 h, para
posteriormente molerlo en un mortero hasta malla 100 y almacenarlo a
temperatura ambiente en un recipiente sellado.
Acetilación del almidón
Se pesaron 162 g (base seca) de almidón en su forma nativa, en un
matraz Griffin de 400 mL de capacidad, se adicionó 220 mL de agua
destilada a 25 oC y la mezcla se agitó hasta obtener una suspensión
uniforme del almidón. Se utilizó tanto el almidón de plátano obtenido
según lo ya descrito, como almidón de maíz (Zea mays L.) comercial
(Industrializadora de Maíz) el cual se usó como testigo. El pH se ajus-
tó a 8.0, adicionando algunas gotas de NaOH a 3%, manteniendo la
suspensión en agitación. A continuación se adicionaron simultánea-
mente el anhídrido acético y NaOH para mantener el pH de la suspen-
sión entre 8 y 8.4; después el pH se ajustó a 4.5 con HCl. La suspen-
sión se filtró, resuspendió en 150 mL de agua y posteriormente se
refiltró, proceso que se repitió una vez más. Finalmente la pasta de
acetato de almidón se secó con aire caliente hasta el contenido de
humedad en equilibrio.
Grado de sustitución (GS)
Una muestra pulverizada de 1 g del acetato de almidón se colocó
en un matraz de 250 mL y se adicionó 50 mL de una solución de
etanol-agua (75% v/v). La mezcla se agitó y se mantuvo a 50 oC du-
rante 0.5 h. A continuación se enfrió y se agregaron 40 mL de KOH
(0.5 N). Esta mezcla se mantuvo durante 72 h con agitación ocasional.
El exceso de álcali fue titulado por retroceso con una solución estándar
de HCl (0.5N) usando fenolftaleína como indicador. La solución se
dejó en reposo por 2 h y después se neutralizó el exceso de álcali que
aún pudiera tener la muestra. Simultáneamente se tituló una muestra
testigo utilizando una muestra original del almidón.
Cálculos
El nivel de acetilación y el grado de sustitución del almidón se
calcularon como sigue:
% Acetilación =
mL testigo mL muestra
x normalidad del ácido x 0.043x100
peso de la muestra (g, base seca)
� � � ��
through screens number 50 and 100 U.S. mesh, until the washing water
was clean; then it was centrifuged at 10800 x g for 30 min. The white-
starch sediment was dried in a convection oven at 40 oC for 48 h,
ground with a mortar and pestle to pass a 100 U.S. mesh and stored at
room temperature in a sealed container.
Starch acetylation
162 g (dry basis) of starch in its native form was weighed in a
Griffin beaker of 400 mL of capacity, and 220 mL of distilled water at
25 oC were added. The mixture was stirred until a uniform slurry of
starch in water resulted. The slurry was then placed under moderate
mechanical agitation using a magnetic stirrer. The banana starch
obtained as described in the previous section, as well as commercial
corn starch (Zea mays L.) (Industrializadora de Maíz) marked as control,
were used. The pH was adjusted to 8.0, by adding dropwise to the
suspension 3% sodium hidroxide solution while keeping it under
agitation. Next, the acetic anhydride and NaOH were added
simultaneously to maintain the pH of the suspension between 8 and
8.4. When all the acetic anhydride was added, the pH was adjusted to
4.5 with HCl. The filter cake was reslurried in 150 mL of water and
refiltered. Last, the resulting filter cake was hot air-dried to equilibrium
moisture content.
Degree of substitution (DS)
A powdered starch acetate sample (1.0 g) was placed in a 250 mL
flask, and 50 mL of a 75 % ethanol in distilled water solution were
added. The mixture was agitated, warmed to 50 oC, held at that
temperature for 0.5 h, and cooled, then 40 mL of 0.5 N potassium
hydroxide were added. The mixture was then allowed to stand 72 h,
with occasional swirling. The excess alkali was back titrated with
standard 0.5 N hydrochloric acid using phenolphthalein as indicator.
The solution was allowed to stand 2 h, then any additional alkali which
mightleach from the sample was titrated. A blank was titrated at the
same time, using an original sample of the starch.
Calculations
The acetylation level and the degree of substitution of the starch
were calculated as follows:
% Acetylation =
mL blanck mL sample
x normality of acid x 0.043x100
weight of the sample, g (dry basis)
� � � ��
Degree of substitution (GS) =
162 x % acetylation
(42 x % acetylation)4300� (1)
Obtainment of GCWS starches
It was proceeded as described by Chen and Jane (1994a), using
ethanol and NaOH (3M) in different proportions (40 and 60%, v/v)
AGROCIENCIA VOLUMEN 36, NÚMERO 2, MARZO-ABRIL 2002172
Grado de sustitución (GS) =
162 x % acetilación
(42 x % acetilación)4300� (1)
Obtención de almidones granulares
solubles en agua fría (AGSAF)
Se procedió conforme a lo descrito por Chen y Jane (1994a), uti-
lizando etanol y NaOH (3 M) en diferentes proporciones (de 40 a
60%, v/v) y temperaturas de acuerdo con lo señalado en el Cuadro 1.
Para ello se suspendieron muestras del almidón (100 g, base seca) en
etanol-agua (40% v/v) en un matraz de 3 L. A esta mezcla se adicionó
NaOH (3 M) a una velocidad de 4 g min-1 y con agitación suave.
Después de 10 min la mezcla se dejó a temperatura ambiente hasta
que los gránulos de almidón comenzaran a sedimentar. Posteriormen-
te, el almidón se resuspendió en una solución acuosa de etanol neutra-
lizado con HCl (3M). Los gránulos se deshidrataron con etanol abso-
luto y posteriormente se secaron en un horno a 80 oC por 3 h. Final-
mente el almidón seco se molió (malla 100) y almacenó a temperatura
ambiente en frascos sellados.
Solubilidad en agua fría
Se determinó la solubilidad en agua fría de los AGSAF por el
método de Eastman y Moore (1984). A 100 mL de agua destilada se
les adicionó 1 g (base seca) del almidón, mezclándose a baja velo-
cidad en una licuadora. Después de agregar toda la muestra de al-
midón, el equipo se operó a alta velocidad por 2 min. La suspensión
de almidón fue vaciada en botellas de 259 mL, para centrifugar a
1220 x g durante 15 min. Una alícuota de 25 mL del sobrenadante
se transfirió a una caja de Petri previamente pesada y se secó en un
horno a 110 oC por 4 h. Por diferencia de peso se calculó la solubi-
lidad en agua fría (%).
Análisis químico
La humedad se determinó por pérdida de peso a 130�2 oC, por
3 h. El contenido de cenizas, proteína y grasa se evaluó de acuerdo
con los métodos 08-01, 46-13 y 30-25 de la AACC (1983).
Cuadro 1. Tratamiento alcohólico-alcalino para preparar AGSAF.
Table 1. Alcoholic-alkaline treatment for preparing GCWS
starches.
Muestra Tratamiento Muestra†
Almidón de plátano 40% etanol y 25 °C A
Almidón de plátano 40% etanol y 35 °C B
Almidón de plátano 60% etanol y 25 °C C
Almidón de plátano 60% etanol y 35 °C D
Almidón de maíz 40% etanol y 25 °C E
Almidón nativo de plátano Sin F
Almidón nativo de maíz Sin G
† Estas mismas grafías se seguirán utilizando para identificar las dife-
rentes muestras a lo largo del texto.
and different temperatures as shown in table 1. Starch samples were
suspended (100 g, dry basis) in ethanol solution (40% v/v) in a 3 L
beaker; NaOH (3 M) solution was added to this mixture at 4 g min-1
with gentle stirring. After 10 min the slurry was left at room temperature
until the starch granules settled on the bottom. Next, the starch was
re-suspended in aqueous ethanol solution neutralized with HCl (3M).
Then, the granules were dehydrated with absolute ethanol and dried
in an oven at 80 oC for 3 h. Finally, the dry starch was sieved with a
100 U.S. mesh and stored at room temperature in sealed flasks.
Cold-water solubility
Cold-water solubility of the GCWS starches was determined by
the method of Eastman and Moore (1984). 100 mL of distilled water
was transferred into a blender jar. A starch sample (1g, dry basis) was
carefully weighed and added into the blender operated at low speed.
Next, the blender was switched to a high speed for 2 min. The starch
suspension was then transferred into a 259 mL centrifuge bottle and
centrifuged at 1220 x g for 15 min. A 25 mL aliquot of the supernatant
was transferred to a pre-weighed petri dish and dried in an oven at
110 oC for 4 h. Then, the cold-water solubility (CWS, %) was calculated
by weight difference.
Chemical analysis
Moisture content was taken as weight loss after heating at
130±2 oC for 2h. Ash, protein and fat were obtained according to
AACC methods 08-01, 46-13, and 30-25 (1983).
Blue value (BV)
The blue value (absorbance at 680 nm) was obtained using Gilbert
and Spragg method (1964). The maximum absorbance wavelenght
(�max) between 750 and 400 nm of the starch-iodine complex was
determined using a Genesys 5 spectrophotometer (Spectronic
Instruments, Inc., Rochester, NY).
Stability and clarity of starch pastes
Stability and clarity of starch pastes were determined both at room
temperature and at 4 oC. To that end, 0.2 g of starch sample were
suspended in 5 mL of water in screwcap tubes and placed in a boiling
water bath for 30 min. The tubes were thoroughly shaken every 5 min.
After cooling to room temperature (14 min), the % T at 650 nm was
determined against a water blank (control sample) in a Genesys 5
Spectrophotometer (Spectronic Instruments, Inc., Rochester, NY).
Three samples were stored both at room temperature and at 4 oC and
the % T was determined at 24,48 and 72 h.
Water retention capacity (WRC)
The WRC was determined according to the method reported by
Bryant and Hamaker (1997). Water was added to starch samples in
pre-weighed centrifuge tubes at room temperature and then heated at
BELLO-PÉREZ et al.: PROPIEDADES QUÍMICAS Y FUNCIONALES DEL ALMIDÓN MODIFICADO DE PLÁTANO 173
Valor azul (VA)
El valor azul (absorbancia a 480 nm) se obtuvo utilizando el mé-
todo de Gilbert y Spragg (1964). La longitud de máxima absorción
(�máx) del complejo almidón-yodo se determinó entre 400 y 750 nm
usando un espectrofotómetro Génesis 5 (Spectronic Instruments, Inc.,
Rochester, NY).
Estabilidad y claridad de las pastas de almidón
Se midió la estabilidad y la claridad de las pastas de almidón a
temperatura ambiente y a 4 oC. Para ello se suspendieron 0.2 g de una
muestra de almidón en 5 mL de agua utilizando tubos de ensaye con
tapa, los cuales fueron colocados en un baño de agua a ebullición por
30 min. Los tubos se agitaron vigorosamente cada 5 min. Después de
enfriar a la temperatura ambiente, se determinó el porcentaje de
transmitancia (%T) a 650 nm en un espectrofotómetro Génesis 5
(Spectronic Instruments, Inc., Rochester, NY) utilizando agua como
testigo. Tres de las muestras se almacenaron a temperatura ambiente y a
4 oC, midiendo el % T a las 24, 48 y 72 h.
Capacidad de retención de agua (CRA)
La CRA se determinó de acuerdo con el método de Bryant y
Hamaker (1997). Se adicionó agua a temperatura ambiente a muestras
de almidón, las cuales se calentaron a 70, 80 y 90 oC por 30 min, con
agitación cada 5 min. Las suspensiones se centrifugaron a 5000 x g
durante 10 min. El sobrenadante se decantó y se midió el volumen; se
tomaron alícuotas para evaluar el contenido total de carbohidratos
(Dubois et al., 1956). El precipitado se usó para determinar el conte-
nido de humedad (2 h a 130 oC).
Estabilidad al congelamiento- deshielo
Se sometieron suspensiones de almidón de plátano a 5% (p/v) a
un ciclo de congelamiento (�20 oC, 18 h) y posterior deshielo (tempe-
ratura ambiente, 6 h). Al término, las muestras fueron centrifugadas a
3000 x g durante 10 min. Se midió el porcentaje de agua separada
después de someter al almidón a este ciclo.
Viscosidad aparente
Se prepararon pastas de almidón a 5% (p/v) en agua, colocando
éstas en un baño con agua hirviendo durante 15 min y posteriormente
enfriándolas a temperatura ambiente. La viscosidad aparente de las
pastas frías se midió a 25 oC en un viscosímetro Brookfield (model
RVF, Stoughton, MA) a cuatro velocidades de deformación (2, 4, 10y
20 min-1) utilizando la aguja No. 3. Finalmente se observó la estabili-
dad de la pasta a una velocidad de 20 min-1 en los minutos 1, 2, 3, 4, 5,
10, 15, 20 y 30.
Análisis estadístico
Los resultados obtenidos se sometieron a un análisis de varianza
con un criterio de clasificación.
70, 80 and 90 oC for 15 min, shaking every 5 min. The tubes were then
centrifuged for 10 min at 5000 x g. The supernatant was decanted, and
the drained volume was measured, aliquots were taken to evaluate the
total carbohydrates content (Dubois et al., 1956). The precipitate was
used to determine the moisture content (2 h at 130 oC).
Freeze-thaw stability
5 mL of 5 % (p/v) banana starch pastes were subjected to a one
cycle freeze-thaw process of 18 h storage in a �20 oC freezer, followed
by 6 h storage at room temperature. These samples were then
centrifuged at 3000 x g for 10 min. The percentage of water separated
after the freeze-thaw cycle was measured.
Apparent viscosity
Apparent viscosity of starches was determined using a Brookfield
viscometer (model RVF, Stoughton, MA). A starch slurry (5 % w/v,
dry basis) was cooked in a boiling water bath for 15 min and then
cooled to 25 oC. Paste viscosity was measured using a spindle No. 3
at 25 oC, and four shear rates: 2, 4, 10 and 20 min-1. The stability of
the pastes at 20 min-1 was observed at 1, 2, 3, 4, 5, 10, 15, 20 and
30 min.
Statistical analysis
Results were analyzed by means of a one way analysis of variance.
RESULTS AND DISCUSSION
Degree of substitution
The yield of starch extraction from banana using the
process described previously was 43.8%; the yield of
acetylated starch obtained from the native starch was
87.6%. The percentage of acetyl groups and the
substitution degree were of 1.1±0.2 and 0.04±0.03 for
banana starch, and for corn starch were 1.2±0.4 and
0.04±0.02, respectively. Similar values have been reported
by Betancur-Ancona et al. (1997), with contents of acetyl
groups between 0.94 and 2.48% for acetylated starches
of Canavalia ensiformis using different treatments.
GCWS starch cold-water solubility
Cold-water solubility of the GCWS starches prepared
at different ethanol concentration and temperatures (Table
1) were different. Results showed (Table 2) that temperature
plays an important role in the cold-water solubility. The
samples prepared at 25 oC with the two ethanol
concentrations presented lower solubility values than the
samples prepared at 35 oC, but the sample prepared with
60 % ethanol had the lowest value. Chen and Jane (1994a)
reported that cold-water solubility of the GCWS starch
varied with the concentration of ethanol in the reaction
AGROCIENCIA VOLUMEN 36, NÚMERO 2, MARZO-ABRIL 2002174
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Grado de sustitución
El rendimiento de extracción de almidón del fruto uti-
lizando el proceso descrito fue 43.8%; el rendimiento de
almidón acetilado a partir del almidón nativo fue 87.6%.
El porcentaje de los grupos acetilos y el grado de sustitu-
ción fueron 1.1�0.2 y 0.04�0.03 para el almidón de plá-
tano, y para el de maíz fueron 1.2�0.4 y 0.04�0.02, res-
pectivamente. Valores similares han sido reportados por
Betancur-Ancona et al. (1997), con contenidos de gru-
pos acetilos entre 0.94 y 2.48% para almidones acetilados
de Canavalia ensiformis usando diferentes tratamientos.
Solubilidad en agua fría de AGSAF
La solubilidad en agua fría de los almidones
granulares solubles en agua fría (AGSAF) preparados con
diferentes concentraciones de etanol y temperaturas (Cua-
dro 1) fueron diferentes. Los resultados (Cuadro 2) mos-
traron que la temperatura tiene una función importante
en la solubilidad en agua fría.
Las muestras preparadas a 25 oC con las dos concen-
traciones de etanol presentaron menor solubilidad que las
muestras preparadas a 35 oC, la muestra con 60% de etanol
tuvo el valor más bajo. Chen y Jane (1994a) reportaron
que la solubilidad en agua fría de los AGSAF varía con la
concentración de etanol en la mezcla de reacción; altas
concentraciones de etanol disminuyen el hinchamiento del
gránulo y retardan la disociación de la estructura nativa
que se encuentra en doble hélice, y consecuentemente la
solubilidad en agua fría disminuye. Sin embargo, las mues-
tras a 35 oC con las dos concentraciones de etanol no fue-
ron diferentes (p�0.05). Por el contrario, altas temperatu-
ras incrementan el hinchamiento del gránulo y el efecto de
la concentración de etanol no es significativo. El valor para
el almidón de maíz normal (19.7�0.6) no fue diferente
(p�0.05) al almidón de plátano (22.3�2.9), ni tampoco al
valor reportado por Chen y Jane (1994a) para un maíz
normal (22.5�3.5) preparado en las mismas condiciones.
Estos valores de solubilidad se pueden atribuir a que estos
almidones tienen una cantidad de amilosa similar (Bello-
Pérez et al., 1998a; 1999), dado que el AGSAF preparado
a partir de almidón de maíz con alto contenido de amilosa
presentaba una mayor solubilidad en agua fría que el al-
midón de maíz normal (Chen y Jane, 1994a), y este com-
portamiento estuvo relacionado con el tipo de estructura A
y B de los almidones (Imberty y Pérez, 1988).
Composición química
La composición química de los almidones modifica-
dos se muestra en el Cuadro 3. La reacción de acetilación
Cuadro 2. Solubilidad† de AGSAF preparados a diferentes condi-
ciones.
Table 2. Solubility of GCWS starch prepared under different
conditions†.
Muestra§ Solubilidad en agua fría (%)
A 22.3 � 2.9
B 54.3 � 1.5
C 15.2 � 0.9
D 52.5 � 1.2
E 19.7 � 0.6
† Promedio de tres repeticiones � error estándar.
§ Preparadas de acuerdo con lo especificado en el Cuadro 1.
mixture; high ethanol concentrations restricted granule
swelling and retarded dissociation of the native, double-
helical structure, and consequently, the cold-water solubility
decreased. However, samples at 35 oC with the two ethanol
concentrations were not different (p�0.05). High
temperatures increased granule swelling and the effect of
ethanol concentration was not significant. Normal corn
starch value (19.7±0.6) was neither different (p�0.05) to
that of banana starch (22.3±2.9), nor to the value reported
by Chen and Jane (1994a) for normal maize (22.5±3.5),
prepared under the same conditions. This similar solubility
values could be attributed to the similar amylose content
in these starches (Bello-Pérez et al., 1998; 1999), because
it has been found that GCWS starch prepared from high-
amylose maize presented higher cold-water solubility than
normal maize starch (Chen and Jane, 1994a), and this
behavior was related to the A- and B-type structure of
starches (Imberty and Pérez, 1988).
Chemical composition
The chemical composition of the modified starches
is shown in Table 3. The acetylation reaction induces
some changes in the modified starches. Overall, the
acetylation did not change the composition of the starch
ashes, but in the case of the GCWS starches, an
increment (p�0.05) was observed when compared with
its native counterparts. Starches prepared at 25 oC had
higher ash content than those prepared at 35 oC. Chen
and Jane (1994b) reported from two to five times higher
ash content in the modified starches. The protein and
fat content of the acetylated banana and corn starches
were not statistically different to those of their native
counterparts, but in the case of the GCWS starches, the
content of these components decreased, and the effect
was bigger when the ethanol concentration used for
preparation increased (p�0.05). The acetylated starches
presented higher blue values and �max. values than those
of the native ones (except for banana), but in the case of
the GCWS starches, the values of �max. did not change.
BELLO-PÉREZ et al.: PROPIEDADES QUÍMICAS Y FUNCIONALES DEL ALMIDÓN MODIFICADO DE PLÁTANO 175
Cuadro 3. Composición química y propiedades fisicoquímicas de almidones modificados†.
Table 3. Chemical composition and physicochemical properties of modified starches†.
Muestra§ Humedad (%) Cenizas¶ (%) Proteína¶ (%) Grasa¶(%) Valor azul �máx (nm)
A 9.20 � 0.03 0.67 � 0.06 0.70 � 0.10 0.02 � 0.01 3.50 � 0.3 598 � 7
B 10.50 � 0.03 0.60 � 0.05 0.30 � 0.05 0.15 � 0.03 3.10 � 0.2 592 � 6
C 4.50 � 0.10 0.73 � 0.07 0.40 � 0.10 0.01 � 0.01 2.50 � 0.1 586 � 5
D 8.20 � 0.30 0.63 � 0.07 0.50 � 0.09 0.06 � 0.05 2.20 � 0.1 580 � 8
E 9.20 � 0.04 0.49 � 0.09 0.20 � 0.09 0.20 � 0.01 2.10 � 0.2 595 � 6
F 10.70 � 0.10 0.20 � 0.05 1.00 � 0.20 0.42 � 0.02 0.60 � 0.02 594 � 5
G 10.60 � 0.10 0.10 � 0.06 0.40 � 0.10 0.20 � 0.03 0.30 � 0.05 594 � 5
Acetilado de plátano 1.48 � 0.04 0.27 � 0.12 1.20 � 0.11 0.35 � 0.05 0.13 � 0.05 680 � 4
Acetilado de maíz 5.28 � 0.03 0.15 � 0.04 0.61 � 0.12 0.23 � 0.04 0.57 � 0.1 607 � 4
† Promedio de tres repeticiones ± error estándar.
§ Preparadas de acuerdo con lo especificado en el Cuadro 1.
¶ El contenido de cenizas, proteína (N x 5.85) y grasa, expresadas en base seca.
produce algunos cambios en los almidones modificados.
En general, la acetilación no cambió la composición de
las cenizas de los almidones, pero en el caso de los AGSAF
se incrementó (p�0.05) la ceniza al compararlos con los
nativos; los AGSAF preparados a 25 oC tuvieron mayor
contenido de cenizas que los preparados a 35 oC. Chen y
Jane (1994b) reportaron de dos a cinco veces más ceni-
zas en sus almidones modificados solubles en agua fría.
El contenido de proteína y grasa en los almidones de plá-
tano y de maíz acetilados no fue estadísticamente dife-
rentes que el de sus almidones nativos, pero en los AGSAF
el contenido de estos componentes disminuyó y el efecto
fue mayor cuando la concentración de etanol utilizada
para la preparación de estos almidones se incrementó
(p�0.05). En el caso del valor azul y � máx., los almido-
nes acetilados presentaron valores mayores que los nati-
vos (excepto para el de plátano), pero en los AGSAF los
valores de � máx no cambiaron.
Whistler y Daniels (1990) reportaron que la presen-
cia de grupos acetilos interferían con el reagrupamiento
de las cadenas de amilosa y amilopectina durante el en-
friamiento de las moléculas del almidón después de que
éstas fueron gelatinizadas. Las modificaciones producen
segmentos más lineales que facilitan la absorción de
mayor cantidad de yodo, lo cual se reflejó en los valores
azules altos para los AGSAF.
Estabilidad y claridad de los geles de almidón
Se observaron diferencias en la transmitancia (% T)
entre las muestras nativas almacenadas a temperatura am-
biente y a 4 oC (Figura 1). En la mayoría de los casos los
valores de transmitancia fueron más bajos a 4 oC que a
temperatura ambiente, excepto para el almidón de maíz
acetilado, ya que las bajas temperaturas incrementan la
retrogradación. Miles et al. (1985a, 1985b) reportaron que
la retrogradación consiste de dos procesos: gelificación de
las moléculas de amilosa liberadas a partir de los gránulos
durante la gelatinización y recristalización de amilopectina.
Whistler and Daniels (1990), reported that the
presence of some acetyl groups interferes with the
regrouping of amylose and amylopectin during the
cooling of starch molecules that had been subjected to
gelatinization. This suggests that the generation of more
lineal segments favors the absorption of a higher amount
of iodine, reflected in the higher blue values for the GCWS
starches, which depends on the number of acetyl groups
incorporated.
Stability and clarity of starch pastes
Some differences in transmittance (% T) were observed
between the native samples stored at room temperature
and at 4 oC (Figure 1). In most cases, the % T values were
lower at 4 oC than at room temperature, except for the starch
of acetylated corn. Low temperatures increased starch
retrogradation. Miles et al. (1985a; 1985b) reported that
retrogradation consists of two separable processes: gelation
of amylose molecules exuded from the granules during
gelatinization; and amylopectin recrystallization. Gidley
(1987) postulated that amylose gelation proceeds via
formation of a double-helical chain segments, followed
by helix-helix aggregation of the type B structure. In this
study, storage at 4 oC might cause the formation of less
perfect crystallites than storage at room temperature.
Besides, aggregation of amylose chains could have
occurred at higher rate at low temperature, thus lowering
the transmittance. The storage time is also responsible for
those low values of %T, probably due to the retrogradation
of the sample. The %T values of the GCWS starches at
room temperature (Figure 1A) were higher than those of
the acetylated and native starches (p� 0.05).
Among the GCWS banana starches, the sample
treated with 40% ethanol at 25 ºC showed a low tendency
to retrogradation (not significant transmittance; p>0.05),
and the other samples presented a similar behavior.
However, the GCWS corn starch at room temperature
had a high tendency to retrogradation, because the %T
AGROCIENCIA VOLUMEN 36, NÚMERO 2, MARZO-ABRIL 2002176
Gidley (1987) postuló que la gelificación de la amilosa se
lleva acabo mediante la formación de una doble hélice a
partir de segmentos de cadenas, seguido por la agregación
de estas hélices de la estructura tipo B. En este estudio, la
temperatura de almacenamiento a 4 oC debe tener resulta-
dos en la formación de cristales menos perfectos que los
formados cuando se almacenan las muestras a temperatu-
ra ambiente. Además, la agregación de las cadenas de
amilosa puede ser llevada a mayor velocidad a bajas tem-
peraturas, lo cual disminuye la transmitancia. También el
tiempo de almacenamiento es responsable de esos valores
bajos del porcentaje de la transmitancia, probablemente
debido a la retrogradación de la muestra. La transmitancia
de los AGSAF a temperatura ambiente (Figura 1A) fue
mayor que los almidones acetilados y los almidones nati-
vos (p�0.05).
Entre los AGSAF de plátano, la muestra tratada con
40% de etanol a 25 oC mostró una baja tendencia a la
retrogradación, ya que la transmitancia no fue diferente
(p>0.05) y las otras muestras presentaron un comporta-
miento similar. Sin embargo, el AGSAF de maíz a tem-
peratura ambiente tuvo una alta tendencia a la retrogra-
dación, porque el porcentaje de la transmitancia dismi-
nuyó cuando se incrementó el tiempo de almacenamien-
to (p�0.05). La diferencia (p�0.05) entre los dos almi-
dones nativos se puede deber a diferencias estructurales
en los componentes del almidón. La distribución de la
longitud de las cadenas podría tener una función muy
importante en este comportamiento. Cuando los almido-
nes modificados fueron almacenados a 4 oC (Figura 1B)
se encontraron ligeras diferencias no significativas
(p>0.05) entre ellos, especialmente después de 24 h de
almacenamiento. Estas modificaciones del almidón no
tuvieron efecto en retrasar el fenómeno de retrogradación
Tiempo (h)
0 24 48 72
0
5
10
15
20
25
Tr
an
sm
ita
nc
ia
 (
%
)
A
Figura 1. Claridad (% T a 650 nm) a temperatura ambiente (A) y 4 oC (B) de almidones modificados y nativos (�) A; (�) B; (�) E; (�) F;
(�) G; (�) plátano acetilado; (�) maíz acetilado. (Las grafías corresponden a lo indicado en el Cuadro 1).
Figure 1. Clarity (% T at 650 nm) at room temperature (A) and 4 oC (B) of modified and native starches.
Tiempo (h)
0 24 48 72
0
5
10
15
20
25
T
ra
ns
m
ita
nc
ia
 (
%
)
B
values decreased when storage time increased (p�0.05).
The difference (p�0.05) between the two native starches
could be due to structural differences in starch
components. Chains length distribution could play an
important role in this behavior. When the modified
starches were stored at 4 oC (Figure 1B) slight non
significative differences (p>0.05) were found among
them, especially after 24 h of storage. These starch
modifications did not retard retrogradation when the
gels were stored at refrigeration temperature.
Water retention capacity (WRC)
The WRC profiles (Table 4) increased with temperature
(p�0.05). In general, WRC values of the modified banana
starches were smaller than those of their control sample.
In the caseof corn starches, these showed bigger WRC
values than those of banana starches at all temperatures
studied. This different behavior could be attributed to the
difference in amylose/amylopectin ratio, as well as to the
difference in chain length distribution as reported for other
starches (Bello-Pérez et al., 1998). When starches were
treated at 70 and 80 oC, there was not significant difference
(p�0.05) between the modified and the native starch,
contrary to what happened at 90 oC. This situation may be
due to the presence of some acetyl groups that could
produce a network of chains exuded from the starch granule
at high temperatures, increasing the WRC (Wooton and
Bamunuarachi, 1978).
Swelling and solubility
Solubility profiles of the modified starches at different
temperatures are shown in Figure 2. Solubility values
BELLO-PÉREZ et al.: PROPIEDADES QUÍMICAS Y FUNCIONALES DEL ALMIDÓN MODIFICADO DE PLÁTANO 177
Cuadro 4. Capacidad de retención de agua (CRA) de almidones
modificados†.
Table 4. Water retention capacity (WRC) of modified starches†.
Temperatura (oC)
Muestra§
70 80 90
A 23.8 � 0.90 24.6 � 0.30 30.9 � 0.10
B 34.3 � 0.10 39.2 � 0.30 44.2 � 0.30
C 21.0 � 0.08 25.1 � 0.10 33.4 � 0.10
D 13.3 � 0.08 21.3 � 0.08 25.7 � 0.10
E 37.7 � 0.06 43.0 � 0.30 46.1 � 0.02
F 24.2 � 0.10 37.3 � 0.06 50.0 � 0.09
G 34.5 � 0.03 44.2 � 0.02 73.2 � 0.10
Acetilado de plátano 20.6 � 0.04 38.1 � 0.02 44.4 � 0.20
Acetilado de maíz 34.4 � 0.03 47.1 � 0.07 87.1 � 0.10
† Promedio de tres repeticiones ����� error estándar.
§ Preparadas de acuerdo con lo especificado en el Cuadro 1.
cuando los geles se almacenaron a temperatura de refri-
geración.
Capacidad de retención de agua (CRA)
Los valores de CRA (Cuadro 4) aumentaron con la
temperatura (p�0.05). En general los valores de CRA de
los almidones de plátano modificados fueron menores
(p�0.05) que los de su muestra testigo. En el caso de los
almidones de maíz, éstos mostraron valores mayores
(p�0.05) de CRA que los almidones de plátano a las di-
ferentes temperaturas estudiadas.
Este comportamiento puede ser atribuido a la dife-
rencia en la relación amilosa/amilopectina, así como tam-
bién a la diferencia en la distribución en la longitud de la
cadena como fue reportado en otros almidones (Bello-
Pérez et al., 1998b). En el caso de los almidones acetilados
estudiados a 70 y 80 oC, no hubo diferencia (p�0.05)
entre el almidón modificado y el almidón nativo, contra-
rio a lo que sucede a 90 oC. Esta situación se puede deber
a la presencia de algunos grupos acetilo que pudieran
originar una red o malla de las cadenas que se liberaron a
partir del almidón a altas temperaturas, incrementando la
CRA (Wooton y Bamunuarachi, 1978).
Hinchamiento y solubilidad
Los perfiles de solubilidad de los almidones modifi-
cados a diferentes temperaturas se muestran en la Figura
2. La solubilidad aumentó (p�0.05) para almidones mo-
dificados en comparación con los nativos (Figura 2A) y
también aumentó cuando se incrementó la temperatura
(p�0.05). Los AGSAF de plátano preparados con 60%
de etanol tuvieron mayor solubilidad (p�0.05) que los
que se prepararon con 40% de etanol. El almidón de plá-
tano acetilado a 80 y 90 oC presentó los valores más altos
de solubilidad (p�0.05). Este incremento en la solubili-
dad muestra una mejor dispersión del almidón en siste-
mas acuosos debido a que los grupos acetilo evitan una
asociación en las cadenas del almidón.
En el caso del hinchamiento (Figura 2B) se encontró
un comportamiento muy similar al que presentó la solu-
bilidad, debido a que los almidones modificados tuvie-
ron valores mayores (p�0.05) que sus almidones nati-
vos; éstos aumentaron con el incremento de la tempera-
tura. Los AGSAF de plátano, preparados con 60% de
etanol a 25 oC, y con 40% de etanol a 35 oC, mostraron
un mayor hinchamiento.
Los resultados anteriores pueden ser una combina-
ción de efectos: la alta temperatura incrementa el hin-
chamiento del gránulo y la concentración de etanol lo
disminuye; en el caso de los almidones acetilados el in-
cremento en el hinchamiento se puede explicar por la
introducción de grupos hidrofílicos, lo que permite la
were higher (p�0.05) for modified starches than for the
native ones (Figure 2A). These values increased whith
the temperature (p�0.05). The GCWS banana starches
prepared with 60% ethanol had higher solubility (p�0.05)
that those prepared with 40% ethanol. Banana starch
acetylated at 80 and 90 oC presented the highest values in
solubility (p�0.05). This increment in solubility shows
a better dispersion of the starch in aqueous systems
because the acetyl groups avoid any association in the
starch chains.
The swelling profile (Figure 2B) had a similar
behavior to that of the solubility, i.e., the modified starches
had higher values (p�0.05), than their native counterparts;
these values increased with the temperature. The GCWS
banana starches prepared with 60% ethanol at 25 oC, and
with 40% ethanol at 35 oC, showed bigger swelling.
The aforementioned results can be a combination of
effects since high temperatures increase granule swelling,
while high ethanol concentrations cause the opposite
effect. For acetylated starches the increment in swelling
can be explained by the introduction of hydrophilic
groups, allowing water molecules retention because of
their ability to form hydrogen bonds (Miles et al., 1985a).
However, at high temperatures (80 and 90 oC) acetylated
and native banana starches had similar values; but a
different behavior was found in corn starches, where
acetylated sample showed the highest swelling values.
This behavior may be due to the important role played
by the granule size and the supramolecular organization
of starch components.
Freeze-thaw stability
Overall, the stability to the freeze-thaw of the native
starches increased with the modification (Figure 3), except
for acetylated corn starch, which presented lower stability
AGROCIENCIA VOLUMEN 36, NÚMERO 2, MARZO-ABRIL 2002178
retención de moléculas de agua por la facilidad de for-
mar puentes de hidrógeno (Miles et al., 1985a). Sin em-
bargo, a altas temperaturas (80 y 90 oC), los almidones
de plátano acetilado y nativo tuvieron valores simila-
res. No obstante, se presentó un comportamiento dife-
rente en los almidones de maíz, donde la muestra
acetilada mostró los más altos valores de hinchamiento.
Este comportamiento se puede deber a la importante
función del tamaño de gránulo y la organización
supramolecular de los componentes del almidón.
Estabilidad al congelamiento-deshielo
En general, la estabilidad al congelamiento-deshielo
de los almidones nativos se incrementó con la modifica-
ción (Figura 3), excepto el almidón de maíz acetilado, el
cual presentó más baja estabilidad (p�0.05) al
congelamiento-deshielo que su almidón nativo durante
todos los ciclos del estudio.
El almidón de plátano nativo presentó una pobre es-
tabilidad al congelamiento debido a la gran cantidad de
agua que eliminó durante el experimento. Los AGSAF
de plátano tuvieron mayor estabilidad (p�0.05); los al-
midones preparados con 40% de etanol y a las dos tem-
peraturas eliminaron el nivel más bajo (p�0.05) de agua
durante el tercer y cuarto ciclo de congelamiento-deshie-
lo. Para el almidón de plátano acetilado, en el primero y
segundo ciclos se eliminó aproximadamente 60% de agua.
En el tercer y cuarto ciclos el porcentaje de agua separa-
da fue muy bajo, lo que muestra una alta estabilidad en
éstos. El almidón de plátano nativo no mostró cambios
importantes durante los cuatro ciclos del experimento.
Cuando se prepraron los AGSAF, posiblemente se gene-
ró una despolimerización de las moléculas de amilosa y
(p�0.05) to the freeze-thaw than its native starch during
all the cycles involved.
Native banana starch presented a poor stability to
freezing due to the high amount of water drained during
the experiment. The GCWS banana starches had biggest
stability (p�0.05); starches prepared with 40% ethanol
and at the two temperatures eliminatedthe lowest level
(p�0.05) of water during the third and quarter freeze-
thaw cycle. In the first and second cycles approximately
60% of water was eliminated by acetylated banana
starch, but in the third and fourth cycles the percentage
of water separated was very low, which shows a high
stability in these last cycles. Native banana starch did
not show important changes during the four cycles of
the experiment. When the GCWS starches were
prepared, it was possibly generated a de-polymerization
of the amylose and amylopectin molecules producing
more lineal molecules. This suggests that a phenomenon
of gradual aggregation of lineal chains has taken place,
forming a network that decreased the amount of water
separated.
Apparent viscosity
Apparent viscosity of the modified starches decreased
when shear rate increased (Figure 4). This pattern
indicates a shear-thinning behavior. The GCWS banana
starches showed higher viscosities (p�0.05) than those
of their native counterparts at the different shear rates. A
definite pattern was not found in the viscosity profiles of
the modified banana starches at the different ethanol
concentrations and temperatures. The GCWS corn starch
presented the lowest viscosity values, but its native
counterpart showed the highest (p�0.05) of all the
50 60 70 80 90
Temperatura ( C)o
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
So
lu
bi
lid
ad
 (
%
)
A
Figura 2. Perfiles de solubilidad (A) e hinchamiento de almidones modificados y nativos (B): (�) A; (�) C; (�) F; (�) G; (�) plátano
acetilado; (�) maíz acetilado. (Las grafías corresponden a lo señalado en el Cuadro 1).
Figure 2. Profiles of solubility (A) and swelling of modified and native starches (B).
50 60 70 80 90
Temperatura ( C)o
0
20
40
60
80
100
120
H
in
ch
am
ie
nt
o 
(g
 H
O
 / 
g 
m
ue
st
ra
 s
ec
a)
2
B
BELLO-PÉREZ et al.: PROPIEDADES QUÍMICAS Y FUNCIONALES DEL ALMIDÓN MODIFICADO DE PLÁTANO 179
Figura 3. Estabilidad al congelamiento-deshielo para almidones
modificados y nativos: (�) B; (�) D; (�) F; (�) G; (�)
plátano acetilado; (�) maíz acetilado. (Las grafías co-
rresponden a lo indicado en el Cuadro 1).
Figure 3. Stability to the freeze-thaw for modified and native
starches.
 
1 2 3 4
Ciclo congelamiento-deshielo
0
20
40
60
80
A
gu
a 
el
im
in
ad
a 
(%
)
Figura 4. Viscosidad aparente para almidones modificados y na-
tivos preparados a 5% (bs), utilizando el viscosímetro
Brookfield con la aguja No. 3: (�) C; (�) E; (�) F; (�)
G; (�) platano acetilado; (�) maíz acetilado. (Las grá-
ficas corresponden a lo señalado en el Cuadro 1).
Figure 4. Apparent viscosity of modified and native starches
prepared with 5% (dry basis), using the Brookfield
Viscometer with needle No. 3.
2 4 10 20
Velocidad de deformación (mi n-1
0
5
10
15
20
25
30
35
V
is
co
si
da
d 
ap
ar
en
te
 (P
 a
 s
)
amilopectina produciendo moléculas más lineales. Por
tanto, es factible que se haya presentado un fenómeno de
agregación gradual de las cadenas lineales formando una
malla que disminuyó la cantidad de agua separada.
Viscosidad aparente
La viscosidad aparente de los almidones modifica-
dos disminuyó cuando la velocidad de corte se incrementó
(Figura 4). Este patrón indica un comportamiento
pseudoplástico. Los AGSAF de plátano mostraron
viscosidades mayores (p�0.05) a las del almidón nativo.
No se encontró un patrón definido en la viscosidad de los
almidones de plátano modificados a las diferentes con-
centraciones de etanol y temperatura. Los valores de vis-
cosidad de los almidones de plátano acetilado fueron ma-
yores (p�0.05) que los del almidón nativo a las diferen-
tes velocidades de corte. El AGSAF del maíz presentó
los valores más bajos de viscosidad, pero su almidón
nativo mostró el valor más alto (p�0.05) de todos los
almidones estudiados. Sin embargo, es importante seña-
lar que, en general, la modificación incrementó la visco-
sidad de todas las muestras. Chen y Jane (1994b) repor-
taron que los AGSAF de maíz ceroso y altos en amilosa
(50 y 70% de amilosa) mostraron viscosidades mayores
que la de sus almidones nativos, pero la viscosidad del
almidón de maíz normal modificado fue más baja que la
de su almidón nativo. Es evidente a partir de estos resul-
tados que la estructura molecular de los almidones tiene
una función importante en este comportamiento.
Los perfiles de viscosidad (datos no mostrados) de
los almidones modificados a una velocidad constante
starches studied. However, it is important to note that,
overall, the modification increased the viscosity of all
samples. Chen and Jane (1994b) reported that GCWS
waxy and high amylose corn starches (50 and 70 %
amylose) showed bigger viscosities that those of their
native starches, but the starch viscosity of modified
normal corn starch was lower than that of its native starch.
It is evident from these results that the molecular structure
of starches plays an important role in this behavior.
Viscosity profiles (data not shown) of the modified
starches at constant speed (20 rpm) and temperature
(25 oC), showed that in general the apparent viscosity
was similar during the 30 minutes shear rate test;
indicating stability of starch pastes with time.
CONCLUSIONS
GCWS banana starches prepared by an alcoholic-
alkaline treatment had higher ash content and lower
protein and fat content than their native counterparts.
Overall, the starch modifications did not affect the
retardation of retrogradation when starches were stored
at refrigeration temperature. The effect of temperature
on solubility was different depending on GCWS starch
type. Granules swelling increased at high temperature,
minimizing the effect of ethanol concentration;
acetylation increased both starch swelling and solubility.
GCWS starches showed higher freeze-thaw stability than
their native starches. The modifications of the starches
AGROCIENCIA VOLUMEN 36, NÚMERO 2, MARZO-ABRIL 2002180
(20 rpm) y temperatura (25 oC) mostraron que en gene-
ral la viscosidad aparente fue similar durante los 30
minutos del experimento, lo que indica la estabilidad
de las pastas en el tiempo.
CONCLUSIONES
Los AGSAF de plátano preparados por un tratamien-
to alcohólico alcalino tuvieron mayor contenido de ceni-
zas y menor contenido de proteína y grasa que el almi-
dón nativo. En general, las modificaciones no retrasaron
el fenómeno de retrogradación cuando los almidones fue-
ron almacenados a temperatura de refrigeración. El efec-
to de la temperatura sobre la solubilidad fue diferente
dependiendo del tipo de AGSAF. El hinchamiento del
grano se incrementó a alta temperatura, minimizando el
efecto de la concentración de etanol; la acetilación
incrementó tanto el hinchamiento como la solubilidad del
almidón. Los AGSAF mostraron mayor estabilidad al
congelamiento-deshielo respecto a los almidones nativos,
no así los acetilados en los cuales no se mejoró esta esta-
bilidad funcional. Las modificaciones incrementaron la
viscosidad de las pastas de almidones. Todos estos cam-
bios, en conjunto, permiten sugerir que los almidones
modificados pueden usarse en alimentos como espesantes
en sopas o como aditivos para postres congelados dada
su elevada estabilidad.
LITERATURA CITADA
AACC. 1983. Approved Methods of Analysis. American Association
of Cereal Chemist, St. Paul, MN.
Agboola, S. O., J. O. Akingbala, and G. B. Oguntimein. 1991.
Physicochemical and functional properties of low DS cassava
starch acetates and citrates. Starch/Stärke. 43: 62-66.
Bello-Pérez, L. A., Y. Pano de León, E. Agama-Acevedo, O. Paredes-
López. 1998a. Isolation and partial characterization of amaranth
and banana starches. Starch/Stärke 50: 409-413.
Bello-Pérez, L. A., P. Roger, B. Baud, and P. Colonna. 1998b.
Macromolecular features of starches determined by aqueous high-
performance size exclusion chromatography. Journal of Cereal
Science 27: 267-278.
Bello-Pérez, L. A., E. Agama-Acevedo, L. Sánchez-Hernández, and
O. Paredes-López. 1999. Isolation and partial characterizationof
banana starches. J. Agric. Food Chemistry 47: 854-857
Betancur-Ancona, D., L. Chel-Guerrero and E. Hernández-Cañizarez.
1997. Acetylation and characterization of Canavalia ensiformis
starch. Journal of Agricultural and Food Chemistry 45: 378-382.
Biliaderis, C. G. 1991. The structure and interactions of starch with
food constituents. Canadian Journal of Physiology and
Pharmacology 69: 60-78.
Bryant, C. M., and B. R Hamaker.1997. Effect of lime on gelatinization
of corn flour and starch. Cereal Chemistry 74: 171-175.
Chen, J., and J. Jane. 1994a. Preparation of granular cold-water-solu-
ble starches prepared by alcoholic-alkaline treatment. Cereal
Chemistry 71: 618-622.
also increased the viscosity of starch pastes. All these
changes suggest that modified starches could be used
as thickeners in soups or as additives for frozen desserts
due to their high stability.
—End of the English version—
�������
Chen, J., and J. Jane. 1994b. Properties of granular cold-water-soluble
starches prepared by alcoholic-alkaline treatments. Cereal
Chemistry 71: 622-626.
Cousidine, D. M. 1982. Foods and Food Production Encyclopedia.
John Wiley Inc., New York, p. 142.
Dubois, M., K. A. Gilles, J. K. Hamilton, P. A. Rebers, and F. Smith.
1956. Colorimetric method for determination of sugars and related
substances. Analytical Chemistry 28: 350-356.
Eastman, J. E., and C. O. Moore. 1984. Cold water soluble granular
starch for gelled food composition. U.S. Patent 4465702.
Fleche, G. 1985. Chemical modification and degradation of starch.
In: Starch Conversion Technology. Van Beynum, G. M. and Roel,
J. A. (eds.). Marcel Dekker Inc., New York, pp: 73-99.
French D. 1984. Organization of starch granules. In: Starch: Chemistry
and Technology. Whistler, R.L., BeMiller, J. N. and Paschall, E.
F. (eds.). Academic Press., New York, pp: 183-247.
Gidley, M. J. 1987. Factors affecting the crystalline type (A-C) of native
starches and model compounds: A rationalization of observed
effects in terms of polymorphic structures. Carbohydrates Research
161: 301-304.
Gilbert, G. A., and S. P. Spragg. 1964. Iodometric determination of
amylose. In: Methods in Carbohydrate Chemistry. Whistler, R.L.
(ed.). Academic Press, Orlando, FL. pp: 168-169.
Imberty. A. and S. A. Pérez. 1988. A revise to three-dimensional
structure of B-type starch. Biopolymers 27: 1205-1027.
Jarowenko, W. 1986. Acetylated starch and miscellaneous organic
esters. In: Modified Starches: Properties and Uses. Wurzburg, O.
B. (ed.). CRC Press, Inc., Boca Raton, FL pp: 55-77.
Kayisu, K., L. F. Hood, and P. J. Vansoes. 1981. Characterization of
starch and fiber of banana fruit. J. Food Sci. 46: 1885-1890.
Kim, Y. S., D. P. Wiesenborn, P. H. Orr, and L. A Grant. 1995. Screening
potato starch for novel properties using differential scanning
calorimetry. J. Food Sci. 60: 1060-1065.
Lii, C. Y., S. M.Chang, and Y. L. Young. 1982. Investigation of the
physical and chemical properties of banana starches. Journal of
Food Science 47: 1493-1497.
Miles, M. J., V. J. Morris, P. D. Orford, and S. D. Ring. 1985a. The
roles of amylose and amylopectin in the gelation and retrogradation
of starch. Carbohydrates Research 135: 271-281.
Miles, M. J., V. J. Morris, P. D. Orford, and S. D. Ring. 1985b. Gelation
of amylose. Carbohydrates Research 135: 257-269.
Pitchon, E., J. D. O’Rourke, and T. H. Joseph. 1981. Process for cooking
or gelatinizing materials. U.S. Patent. 4: 280,851.
Van Der Bij, J. 1976. The analysis of starch derivatives. In: Examination
and Analysis of Starch. Radley, J. A. (ed.). Applied Science
Publishers, Ltd., London, England. pp: 189-213.
Whistler, R., and R. Daniels. 1990. Function of polysaccharides. In:
Food Additives. Marcel Dekker N.Y. pp: 399-406.
Wooton, M., and A. Bamunuarachi. 1978. Water binding capacity of
commercially produced native and modified starches. Starch/
Stärke 30: 306-309.