Modificación de almidón de cañihua (Chenopodium pallidicaule) con anhídrido octenil succínico y evaluación de su función estabilizante de emulsiones

Abstract

La cañihua es un grano andino muy conocido gracias a sus propiedades nutricionales. No obstante, no hay muchos estudios acerca de sus propiedades tecnofuncionales. Por ello, los objetivos de la presente investigación se relacionaron con la evaluación de propiedades fisicoquímicas y funcionales del almidón nativo de cañihua variedad Cupi, así como de sus contrapartes modificadas físicamente (molido por bolas) y químicamente (por esterificación con anhídrido octenil succínico (OSA)) y la evaluación de su capacidad estabilizante de emulsiones aceite en agua (O/W). Los tratamientos trabajados fueron el almidón nativo de cañihua (AN), nativo modificado con OSA (AN-OSA), nativo molido por bolas (BM) y molido por bolas y modificado con OSA (BM-OSA). El rendimiento de extracción fue 38.89% y el contenido de amilosa estuvo entre 10.75 y 15.03%. Por otro lado, la caracterización funcional comprendió el grado de sustitución (GS), solubilidad (S) y poder de hinchamiento (PH) y capacidad de absorción de aceite (%). Asimismo, se determinaron las propiedades térmicas y reológicas. Los resultados del esfuerzo de corte y velocidad de cizalla mostraron que los geles de almidón presentaron un comportamiento no-Newtoniano (pseudoplástico) y el comportamiento del flujo de los geles se ajustó al modelo de Herschel Bulkley (R2 > 0.99), mientras que el comportamiento viscoelástico presentó un predominio del módulo de almacenamiento (G') en la mayoría de los geles. Las propiedades térmicas (temperatura de inicio, temperatura de pico y temperatura final) disminuyeron tras la modificación con OSA. El perfil de pasta se realizó a través del Rapid Visco Analyzer (RVA) y el perfil de textura mediante el texturómetro INSTRON. En el perfil de pasta, los parámetros de viscosidad pico, breakdown y setback se incrementaron tras la modificación OSA, mientras que las viscosidades mínima y final, tiempo para el pico y temperatura de pasta disminuyeron. En el perfil de textura todos los parámetros disminuyeron tras la modificación OSA. Las emulsiones Pickering preparadas con 50% de aceite presentaron los mayores valores de índice de emulsificación durante el periodo de evaluación, siendo las preparadas con almidones modificados (AN-OSA y BM-OSA) las más estables (100%). Asimismo, estas emulsiones presentaron menores tamaños de gota que las preparadas al 30% de aceite. Los resultados de viscoelasticidad mostraron que las emulsiones preparadas al 50% presentaron resistencia a mayores esfuerzos de deformación respecto de las preparadas al 30% y, en la mayoría de los casos, las emulsiones presentaron un valor del módulo de almacenamiento (G’) superior al de pérdida (G’’), indicando un predominio de las propiedades elásticas sobre las viscosas.

Cañihua is a well-known Andean grain thanks to its nutritional properties. However, there are not many studies about its techno-functional properties. Therefore, the objectives of the present research were related to the physicochemical and functional characterization of the native starch of cañihua variety Cupi, as well as its physically modified counterparts (ball milled) and chemically (by esterification with octenyl succinic anhydride (OSA)) and the evaluation of its ability to stabilize oil-in-water (O/W) emulsions. The treatments used were native cañihua starch (AN), native starch modified with OSA (AN-OSA), native ball-milled (BM) and ball-milled and modified with OSA (BM-OSA). The extraction yield was 38.89% and the amylose content was between 10.75 and 15.03%. On the other hand, the functional characterization included the degree of substitution (GS) (0.0159 3 0.0172), solubility (S) and swelling power (PH) and oil absorption capacity (%). Likewise, the thermal and rheological properties were determined. The results of the shear stress and shear rate showed that the starch gels presented a non-Newtonian (pseudoplastic) behavior and the flow behavior of the gels fit well to the Herschel-Bulkley model (R2 > 0.99), while The viscoelastic behavior showed a predominance of the storage modulus (G') in most of the gels. The thermal properties (start temperature, peak temperature and final temperature) decreased after modification with OSA. The paste profile was carried out using the Rapid Visco Analyzer (RVA) and the texture profile using the INSTRON texturometer. In the paste profile, the peak viscosity, breakdown and setback parameters increased after the OSA modification, while the minimum and final viscosities, time to peak and paste temperature decreased. In the texture profile, all parameters decreased after the OSA modification. The Pickering emulsions prepared with 50% oil presented the highest emulsification index values during the evaluation period, with those prepared with modified starches (AN-OSA and BM OSA) being the most stable (100%). Likewise, these emulsions presented smaller drop sizes than those prepared with 30% oil. The viscoelasticity results showed that the emulsions prepared at 50% presented resistance to greater deformation stresses compared to those prepared at 30% and, in most cases, the emulsions presented a storage modulus value (G') higher than that of loss (G''), indicating a predominance of elastic properties over viscous ones.