Título :	Producción de arabinoxilanos de pericarpio de maíz mediante el uso de solventes, cavitación hidrodinámica y tratamiento enzimático
Autor(es):	Oscar Yael Barron Garcia
Palabras clave:	Arabinoxilanos Arabinoxylans Corn pericarp Hemicelulasa Hemicelullase Pericarpio de maíz
Área:	INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA
Fecha de publicación :	oct-2016
Facultad:	Facultad de Ingeniería
Programa académico:	Maestría en Ingeniería de Calidad y Productividad
Resumen:	El maíz es un cereal fundamental en la alimentación de los mexicanos, en el 2011 se consumieron alrededor de 26 896 miles de toneladas, por lo que es el primer producto agropecuario. Lo que da como resultado una gran cantidad de subproductos o residuos, que son un problema de contaminación. Uno de estos residuos es el pericarpio de maíz. Dentro de la composición química del pericarpio se tienen arabinoxilanos, compuesto valioso y de alto costo. Por lo que puedes extraerse estos compuestos dando un valor agregado al pericarpio y a su vez eliminar un problema ecológico. Se usó un pretratamiento de lavado para la extracción de proteínas residuales (principalmente zeínas) del pericarpio de maíz. Las condiciones que dieron mayor extracción fueron: 800 mg de pericarpio de maíz, con tres lavados usando 20 ml de propilenglicol/agua (1:1), con agitación constante. La cuantificación de zeína extraída se determinó a través de una curva de calibración, utilizando un estándar de zeína hidrolizada con una endoproteasa y analizada por el método de genipina. Para liberar los arabinoxilanos fue necesario usar hidrólisis enzimática. En está hidrólisis, la hemicelulasa con actividad ferúlico esterasa y xilanasa carente de actividad ferúlico esterasa fueron las que se usaron. La hemicelulasa fue la que dio mayor rendimiento (~30% mayor usando propilenglicol/agua). Debido a que las enzimas son caras se usó la hemicelulasa combinada con cavitación para evaluar si existe una mayor recuperación de arabinoxilanos. El efecto de la cavitación hidrodinámica se evaluó mediante diseños factoriales, lo tiempos de operación seleccionados fueron 15 y 60 minutos, ambos favorecieron la extracción de proteína debido al aumento de la temperatura, 58¿C y 116¿C respectivamente. La liberación de azúcares totales se analizó por el método ácido sulfúrico-orcinol. Los resultados mostraron un mayor efecto con la cavitación hidrodinámica a los 15 minutos combinada con la hemicelulasa, esto se demostró a través de los resultados de azúcares reductores. La cavitación hidrodinámica combinada con el tratamiento enzimático favoreció la liberación de los arabinoxilanos de pericarpio de maíz, aunque son necesarios más análisis para conocer detalladamente la estructura de estos compuestos. Maize is a major food cereal in Mexican nutrition. In 2011, about 26 986 thousand tons were consumed making it the first agricultural product. The production of this product results in extensive subproducts and waste, which is a pollution problem. One of these residues is the corn pericarp. The pericarp is chemical composed of arabinoxylans, which is a valuable and expensive compound. In order to eliminate an ecological problem, these compounds can be removed giving a benefit to the pericarp. A washing pretreatment is used for the extraction of residual proteins of corn pericarp (mainly zein). The conditions that gave greater extraction were: 800 mg of corn pericarp, with three washings using 20 ml of propyleneglycol/water (1:1), with constant stirring. Zein extracted quantification was determined through a calibration curve using a standard zein hydrolyzate with an endoproteasa and analyzed by the method of genipin. To release the arabinoxylans, it was necessary to use enzymatic hydrolysis. In this hydrolysis process, ferulic esterase hemicellulase and xylanase without ferulic esterase activity were used. Hemicelullase gave the highest yield (~30% higher using propyleneglycol/water). Because enzymes are expensive, hemicellulase was combined with cavitation to improve the recovery of arabinoxylans. The effect of hydrodynamic cavitation was evaluated by factorial designs for the selected operation times of 15 and 60 minutes; both protein extraction favored due to temperature increase, 58ºC and 116ºC respectively. The release of total sugars was analyzed by orcinol-sulfuric acid method. Results showed a greater effect with hemicelullase combined within 15 minutes of hydrodynamic cavitation, demonstrated by the results of reducing sugars. Hydrodynamic cavitation combined with enzymatic treatment favored the release of arabinoxylans from corn pericarp, although analysis for detailed structure of these compounds are required.
URI:	http://ri-ng.uaq.mx/handle/123456789/499
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