Obtención de oligofrutanos a partir de la raíz de Yacón

Abstract

Los oligofructanos o fructooligosacáridos (FOS), son carbohidratos formados por cadenas de dos a nueve moléculas de fructosa y una de glucosa terminal, los cuales entre otros se obtienen a partir de la raíz del Yacón. Actualmente se conoce de los grandes beneficios a la salud de los FOS, por lo que viene siendo utilizado tanto en el Perú como en otras partes del mundo en diversos tipos de alimento, en especial como un edulcorante natural de bajas calorías. Su contenido de agua está entre el 80 y 90 % del peso de las raíces frescas y los carbohidratos constituyen aproximadamente el 90 % del peso seco de las raíces recién cosechadas, de los cuales entre 50 y 70 % son FOS, el resto de carbohidratos lo conforman la fructosa, glucosa y sacarosa. El desarrollo experimental a realizar en laboratorio previo a la obtención del jarabe de oligofructanos requiere de análisis químicos y físico-químicos de la materia prima tales como: cenizas, proteínas, acidez titulable, pH, antocianinas y sólidos solubles como fructosa equivalente. Las etapas consideradas para esta operación son: selección y lavado de la materia prima, pelado, trozado y tratamiento térmico, primera extracción, segunda extracción, filtración, centrifugación, concentración y pasteurización. Para el tratamiento térmico se realiza un escaldado a vapor para no diluir el extracto obtenido en las siguientes etapas como la segunda extracción en la que se utiliza agua como medio de extracción, ya que la primera extracción es mecánica, es necesario dos etapas de filtración tanto en tela como a través de papel de filtro utilizando vacío para obtener un extracto libre de sólidos en suspensión, sin embargo es necesario también centrifugar para obtener cierta clarificación del extracto y poder así realizar los correspondientes análisis químicos. Se aplica el método de Lane & Eynon utilizando reactivo de Fehling para encontrar la concentración de azúcares reductores en el extracto e indirectamente la concentración de FOS realizando medidas antes y después de una hidrólisis ácida del extracto. Finalmente, una concentración del extracto utilizando vacío para alcanzar una temperatura lo suficientemente baja para evitar hidrólisis de los FOS y conseguir un jarabe concentrado rico en FOS y los carbohidratos fructosa, glucosa y sacarosa. Obtenido el producto final se aplica el método de Miller para encontrar la concentración de azúcares reductores y FOS, éste relaciona absorbancia-concentración utilizando espectrofotometría UV-VIS. La pasteurización del jarabe y envasado en frasco de vidrio permite la conservación del mismo. Un balance de materia y energía y teniendo en cuenta las condiciones de operación para el proceso seguido en laboratorio, permite diseñar el proceso de obtención de oligofructanos a nivel de planta piloto y un perfil de los equipos para cada etapa de tal forma de poder seleccionar los mismos de los diferentes fabricantes que existen en el mercado. Resultados y conclusiones. - El producto final es un jarabe concentrado de oligofructanos y carbohidratos fructosa, glucosa y sacarosa además de otros componentes. - La concentración final del jarabe es de 30 º brix y pH = 6, 7 aproximadamente. - La concentración de oligofructanos es 12,6 %. - La relación del peso de oligofructanos a la materia prima es de 8, 7 % aproximadamente. - El rendimiento de extracción es del 58 %. - En la etapa de tratamiento térmico se utiliza vapor para obtener mejores resultados en el producto final. - La extracción mecánica también favorece la obtención del producto final por no necesitar de agua. - La temperatura en la concentración al vacío se debe mantener por debajo de los 50 ºC para impedir en lo posible una hidrólisis de los FOS.