Obtención de jarabe de maltosa a partir del germen de maíz desgrasado

OBTENCIÓN DE JARABE DE MALTOSA A PARTIR DEL GERMEN
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

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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...