El maíz trillado es un alimento de amplio consumo en la región central de Colombia y en particular en nuestra región del eje cafetero. Pero este grano que está desprovisto de pericarpio y germen resulta pobre en minerales, fibra y grasas principalmente. Una manera de mejorar la calidad del grano es adicionando calcio de una manera controlada durante su tratamiento termoalcalino donde se modifican sus propiedades fisicoquímicas agregando valor a los alimentos derivados de este tipo de maíz. La ingesta de este tipo de biopolímero modificado haría menos vulnerable a la población a adquirir trastornos relacionados con la calcificación ósea.
El presente proyecto de investigación tiene como objetivo estudiar desde un punto de vista físico, las transformaciones inducidas en los biopolímeros del almidón de maíz, al ser sometido a un proceso termoalcalino. Se analizará la influencia de la concentración de calcio y la temperatura sobre las propiedades fisicoquímicas del almidón en los granos de maíz entero y trillado. Para garantizar la reproducibilidad de las muestras de estudio, se dispone de un equipo piloto asistido por computador que permite tener control sobre condiciones de proceso tales como temperatura y tiempo. En la primera fase, se realizará la estandarización de la etapa de tratamiento termoalcalino para la temperatura seleccionada. Se fijarán los niveles de variación de la concentración de hidróxido de calcio y el tiempo de cocción, los cuales serán las variables en el tratamiento para los dos tipos de grano. Se determinará el contenido de humedad en los granos de maíz durante el avance del tratamiento estableciendo puntos de medición cada 10 min por un periodo total de dos horas. Esta medición se hará teniendo en cuenta la aplicación del protocolo estándar para determinación de humedad en sólidos y usando una termobalanza. Con estos resultados se obtendrán las curvas experimentales humedad vs tiempo durante la etapa isotérmica de de cocción y con estos datos se modelará el proceso de difusión de solventes en los granos de maíz durante la etapa del tratamiento termoalcalino. A partir del modelo matemático fijado, se podrá conocer el coeficiente de difusión en este sistema. Adicionalmente, se evaluará la influencia de la concentración de calcio sobre la gelatinización del almidón en los granos de maíz en muestras de los granos tratados, usando la técnica de calorimetría diferencial de barrido en modo modulado. Para conocer las transformaciones a nivel morfológico en el grano de maíz tratado, se llevarán a cabo análisis de microscopia electrónica de barrido. Todos los resultados permitirán hacer una amplia discusión sobre los procesos difusivos en estos dos tipos de granos y de las transformaciones ocurridas por efecto del tratamiento termoalcalino.
Desde el punto de vista físico este es un problema de investigación de gran interés ya que se trata de un sistema complejo multivariable que no ha sido abordado con una perspectiva científica. Para desarrollar el proyecto se cuenta con la cooperación de dos grupos de investigación con amplia experiencia en cuanto al desarrollo y apropiación de nuevas tecnologías y formación de talento humano. Por un lado, el grupo de Alimentos y Agroindustria de la Universidad de Caldas tiene trayectoria en investigación de procesos biotecnológicos que involucran la transformación y producción de alimentos. Este grupo interdisciplinario ha ido creciendo con aportes de profesionales en Ingeniería de alimentos, Agronomía, Química, ingeniería Química y ahora se pretende ir más allá con el desarrollo del proyecto Transformaciones producidas por efectos Térmico y Térmico-Alcalino en Biopolímeros derivados del maíz, de física y Química aplicada. Por otra parte, el grupo de Magnetismo y Materiales Avanzados (MMA) de la Universidad Nacional sede Manizales, ha incursionado en el campo de los biopolímeros en colaboración con el Laboratorio de Propiedades Físico-químicas de alimentos del Centro de Física aplicada y Tecnología Avanzada, CFATA de la UNAM México. Para este propósito, el grupo de MMA cuenta técnicas de Calorimetría Diferencial de Barrido (DSC) y Análisis Termogravimétrico (TGA), las cuales son muy útiles para el estudio de las propiedades térmicas a temperaturas características en materiales poliméricos como los alimentos [1-3]. Además se dispone de un equipo asistido por computador para tener un mejor control sobre las variables involucradas en el tratamiento termoalcalino del maíz.
|