Obtención de jarabe de maltosa a partir del germen de maíz desgrasado
DE MAÍZ DESGRASADO
Por
L. Gil
RESUMEN
En las últimas décadas se ha mostrado gran interés en la obtención de productos de valor
agregado a partir de materias primas no convencionales, como es el caso del germen de maíz
desgrasado (GMD), el cual es un subproducto del procesamiento industrial del grano. Así, en
el presente estudio seevaluó la posibilidad de obtener jarabes maltosados a partir de la
hidrólisis enzimática del almidón presente en dicho material. Para ello se llevó a cabo la
caracterización de tres fracciones provenientes del GMD, con el objeto de seleccionar la más
adecuada para el proceso, según su composición, costo y disponibilidad.
La muestra
seleccionada correspondió a la fracción gruesa del tamizadoindustrial del GMD, cuya
contenido de almidón disponible representa un 32,32 ± 3,55 % p/p de la materia seca.
En ensayos a escala laboratorio se evaluó la influencia del proceso de molienda sobre el
rendimiento de la hidrólisis enzimática, encontrándose, un incremento, en los hidrolizados, del
30% en los contenidos de maltosa y azucares fermentables utilizando la muestra molida, encomparación con la muestra sin moler. Adicionalmente, se evaluó el uso de dos enzimas en el
proceso de sacarificación, donde el uso de una alfa-amilasa maltogénica generó un aumento
del contenido de maltosa en los hidrolizados del 58% con respecto al uso de una alfa-amilasa
fúngica. En una fase posterior, se desarrolló un diseño experimental para estimar el efecto de
diferentes parámetros sobre elrendimiento del proceso de hidrólisis. Las condiciones
recomendadas derivadas del estudio correspondieron a un 20% de sólidos secos iniciales, 30
min y 0,04% p/p de enzima para la licuefacción y, 6 horas y 0,03% p/p de enzima para la
sacarificación, produciendo un hidrolizado con 73,95 g/l de azúcares fermentables. Para el
proceso de refinación se llevaron a cabo ensayos con carbón activado en loshidrolizados
obtenidos, donde utilizando concentraciones de 10% de carbón se logró una reducción del
color del 45% con respecto al producto sin refinar.
Finalmente, se escaló el proceso a nivel piloto. En esta fase fue posible desarrollar el
proceso de hidrólisis enzimática, obteniéndose productos con un 5, 47 y 7% respectivamente
de glucosa, maltosa y maltotriosa, con respecto a los sólidossolubles. Las etapas posteriores
(filtración, concentración) no pudieron desarrollarse adecuadamente debido a que la
tecnología disponible no era la más apropiada para el proceso, y al alto contenido de fibra
(44%) del material. Así, se realizaron ensayos adicionales de molienda y tamizado, en donde
se obtuvo que la remoción de la fracción mayor a 30 mesh, incrementa los rendimientos demaltosa y azúcares fermentables en los hidrolizados en un 38 y 36% respectivamente.
Palabras claves: maíz, jarabes, hidrólisis, enzimas, licuefacción, sacarificación, hidrolizados,
maltosa, azúcares fermentables, molienda, tamizado
iv
INDICE GENERAL
Pág.
ÍNDICE DE TABLAS
vi
ÍNDICE DE FIGURAS
vii
LISTA DE ABREVIATURAS
viii
INTRODUCCIÓN
1
CAPÍTULO 1: FUNDAMENTOS TEÓRICOS4
1.1 MAÍZ
4
1.2 CARBOHIDRATOS
10
1.3 ALMIDÓN
12
1.4 HIDRÓLISIS DEL ALMIDÓN DE MAÍZ
17
1.5 JARABES DE MALTOSA
22
CAPITULO 2: MÉTODOS, PROCEDIMIENTOS, MATERIALES Y EQUIPOS
27
2.1 MATERIALES
27
2.2 CARACTERIZACIÓN DE LA MATERIA PRIMA
28
2.3 OBTENCIÓN DE LOS HIDROLIZADOS A ESCALA LABORATORIO
31
2.4 ANÁLISIS DE LOS HIDROLIZADOS PORCROMATOGRAFÍA HPLC
36
2.5 ESCALAMIENTO DEL PROCESO EN PLANTA PILOTO
37
2.6 TRATAMIENTOS ADICIONALES DE LA MATERIA PRIMA
42
CAPÍTULO 3: RESULTADOS Y DISCUSIÓN
45
3.1 CARACTERIZACIÓN Y SELECCIÓN DE LA MATERIA PRIMA
45
3.2 OBTENCIÓN DE LOS HIDROLIZADOS A ESCALA LABORATORIO
47
3.3 REFINACIÓN CON CARBÓN ACTIVADO
51
3.4 ESCALAMIENTO DEL PROCESO EN PLANTA PILOTO
52...
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