Resumen

El amaranto es un cultivo tradicional que ha resurgido e incrementado su consumo gracias a sus propiedades agronómicas y por ser una fuente de proteína vegetal barata, que no provoca alergias y con propiedades tecnofuncionales adecuadas para la elaboración de diversos productos. El desengrasado de la harina con solventes orgánicos (hexano) presenta desventajas ambientales y de seguridad. Por otro lado, la extracción con CO2-supercrítico (CO2SC) es altamente selectiva y proporciona extractos puros. En este trabajo se estudió el efecto del CO2SC en la harina y fracción proteínica albúmina-globulina del Amaranthus hypochondriacus, a través de las propiedades fisicoquímicas y tecnofuncionales. Las semillas de amaranto se caracterizaron y procesaron para obtener una harina (≤500μm), la cual se desengrasó con hexano (control) y con CO2SC a tres condiciones de temperatura (40, 50 y 60°C) y presión (2900, 3630 y 4350 psi). A las once harinas se les realizó un análisis proximal y se determinaron sus propiedades físicas (densidades, porosidad, cociente de Hausner, color y microscopía) y tecnofuncionales (absorción de agua y aceite, hinchamiento y viscosidad). Posteriormente, se extrajeron las fracciones albúmina-globulina empleando una solución de NaCl 0.5M en buffer de fosfatos pH 7.5. Se determinó su concentración proteínica, se caracterizaron mediante un análisis SDS-PAGE y Western blot, y se evaluaron sus propiedades tecnofuncionales (solubilidad, formación de espumas y emulsiones y estabilidades). Las mejores condiciones de extracción con CO2SC fueron a 50°C y 3630 psi. Las harinas tuvieron buenas propiedades de flujo y tecnofuncionales, determinadas por el contenido de grasa remanente y los cambios microestructurales, causados por las condiciones de presión y temperatura aplicadas. Las fracciones albúmina-globulina también sufrieron cambios por tales condiciones, observados en el perfil electroforético y en sus propiedades tecnofuncionales. Aún quedan interrogantes por resolver sobre los efectos del CO2SC en el perfil lipídico y la fracción proteínica de amaranto.

Abstract

Amaranth is a traditional crop that has re-emerged and increased its consumption thanks to its agronomic properties and for being a low-cost plant-based protein source, which does not cause allergies and with techno-functional properties suitable for the manufacture of various products. Defatting flour with organic solvents (hexane) has environmental and safety disadvantages. On the other hand, supercritical CO2 extraction (SC-CO2) is highly selective and provides pure extracts. In this work, the effect of SC-CO2 on the Amaranthus hypochondriacus flour and albumin-globulin protein fraction was studied, through its physicochemical and techno-functional properties. Amaranth seeds were characterized and processed to obtain a flour (≤500μm), which was defatted with hexane (control) and CO2SC at three temperature conditions (40, 50 and 60°C) and pressure (2900, 3630 and 4350 psi). A proximal analysis was performed on the eleven flours and their physical properties (densities, porosity, Hausner ratio, color and microscopy) and techno-functional properties (water and oil absorption, swelling and viscosity) were determined. Subsequently, the albumin-globulin fractions were extracted using a 0.5M NaCl phosphate buffer pH 7.5 solution. Their protein concentration was determined, they were characterized by SDS-PAGE and Western blot analysis, their techno-functional properties (solubility, formation of foams and emulsions, and stabilities) were also evaluated. The best CO2SC extraction conditions were at 50°C and 3630 psi. The flours had good flow and techno-functional properties, determined by the remaining fat content and the microstructural changes, likewise caused by the pressure and temperature conditions applied. The albumin-globulin fractions also underwent changes due to these conditions, observed in the electrophoretic profile and their techno-functional properties. Questions remain to be solved regarding the effects of CO2SC on the lipid profile and protein fraction of amaranth.

Palabras clave: amaranto, dióxido de carbono supercrítico, proteínas, extracción supercrítica, albúminas-globulinas.

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Índice de contenido

Portada

Agradecimientos

Índices

Capítulo 1. Introducción

Capítulo 2. Justificación

Capítulo 4. Marco teórico

Capítulo 5. Plan de investigación

Capítulo 6. Metodología

Capítulo 7. Resultados y Discusión

Capítulo 8. Conclusiones y Recomendaciones

Capítulo 9. Evidencias de participación en congresos y publicaciones

Referencias

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Delgado García, Y. I. 2022. Efecto de la aplicación de CO2 en condiciones supercríticas sobre las propiedades tecnofuncionales de la harina y de la fracción proteínica de albúminas-globulinas de amaranto (Amaranthus hypochondriacus). Tesis Doctorado. Ciencia de Alimentos. Departamento en Ingeniería Química, Alimentos y Ambiental, Escuela de Ingeniería, Universidad de las Américas Puebla. Noviembre. Derechos Reservados © 2022.