Rev. Fac. Agron. (LUZ). 1999, 16: 11-18

Avances en la caracterizaci�n qu�mica de la harina de batata (Ipomoea batatas) var. Carolina

Chemical characteristics of sweet potato (Ipomoea batatas) var. Carolina flour

Recibido el 25-02-1998 l Aceptado el 05-11-98
1. Universidad Central de Venezuela. Facultad de Agronom�a, Departamento de Qu�mica y Tecnolog�a. Apartado 4579. Maracay. Estado Aragua. Venezuela.
2. Universidad Pedag�gica Experimental Libertador. Departamento de Qu�mica. Apartado 600. Maracay. Estado Aragua. Venezuela. e-mail: [email protected].
3. Universidad Central de Venezuela. Facultad de Agronom�a. Instituto de Agronom�a. Apartado 4579. Maracay. Estado Aragua. Venezuela.

P. B. Navas¹, A. Carrasquero² y J. Mantilla³

Resumen

Las ra�ces y tub�rculos tropicales son fuentes importantes de alimentos ricos en energ�a para la nutrici�n humana y pueden desempe�ar un papel importante en el contexto de un desarrollo sostenible, como una fuente independiente de energ�a y nutrientes. La batata var. Carolina est� siendo estudiada en el Instituto de Agronom�a de la UCV y el presente trabajo tuvo como prop�sito la evaluaci�n de algunos factores nutricionales. Para ello se tom� una muestra aleatoria de 25 kg de ra�ces cosechadas en el mes de febrero de 1996, las cuales fueron lavadas, cortadas en hojuelas, secadas en estufa a 40�C y molidas. La harina fue sometida a los an�lisis qu�micos de rutina encontr�ndose que el contenido de cenizas y grasa estuvieron cercanos a los reportados por el Instituto Nacional de Nutrici�n 3,18 � 0,02 % y 1,05 � 0,02 %. El contenido de almid�n fue bajo (30,73 � 1,04 %) y con poca susceptibilidad a la hidr�lisis con a amilasa. Los niveles de prote�na fueron altos (8,31 � 0,12%) si se les compara con otros cultivares venezolanos y extranjeros. Los precursores de vitamina A, carotenos y carotenoides, estuvieron presentes en cantidades superiores a las se�aladas para hortalizas como espinaca, br�coli o auyama, no obstante, el calor durante el secado y cocci�n de la harina favorece la p�rdida parcial de esos pigmentos vegetales. Se concluy� que la batata var. Carolina, representa una fuente potencial de prote�nas y precursores de vitamina A, que por su bajo costo podr�a contribuir a mejorar el estado nutricional del venezolano.
Palabras clave: batata, var. Carolina, carotenos, carotenoides, prote�nas.

Abstract

Introducci�n

Las ra�ces tropicales son fuentes importantes de alimentos ricos en energ�a que pueden ser utilizados en la alimentaci�n de los pueblos Latinoamericanos, sobre todo cuando la importaci�n de alimentos constituye una p�rdida importante de divisas que podr�an emplearse en el financiamiento de otros sectores de la econom�a.

La batata (Ipomoea batatas) es un cultivo que produce m�s alimento que cualquier otra ra�z, siendo una buena fuente de energ�a con aportes importantes de provitamina A y �cido asc�rbico; sin embargo, en Venezuela se ha mantenido como un cultivo de subsistencia, a pesar de que las condiciones de suelo y clima, propicias para su desarrollo, le permitir�an ocupar un lugar de importancia en la producci�n agr�cola nacional (12).

La var. Carolina, ha sido objeto de estudio en el Instituto de Agronom�a de la Facultad de Agronom�a, UCV, alcanz�ndose rendimientos superiores a las 20 toneladas por hect�rea bajo sistemas de producci�n intensivos, lo cual motiv� un estudio sobre las cualidades nutricionales de esta ra�z, que justificaran su explotaci�n como fuente de nutrientes para la alimentaci�n del venezolano. Adem�s, el fuerte color rojo de la ra�z est� asociado a niveles altos de precursores de vitamina A, la cual es uno de los factores m�s deficitarios en la dieta (10), principalmente en los grupos sociales de menos recursos, donde las hortalizas son sustituidas por los cereales.

Materiales y m�todos

Se trabaj� con la batata anaranjada var. Carolina, cosechada en el Campo Experimental del Instituto de Agronom�a a los cinco meses de edad durante el mes de febrero de 1996. Una muestra aleatoria de 25 kilogramos fue lavada con agua corriente, las ra�ces se pelaron a mano para luego cortarlas en hojuelas que fueron secadas en estufa a 40�C por dos d�as.

La hojuelas secas se molieron en un molino el�ctrico hasta un tama�o de part�cula que pasa pas� por un tamiz de 80 mallas. Las determinaciones de humedad, cenizas, az�cares reductores y prote�nas se realizaron seg�n la Metodolog�a Oficial de la Asociaci�n de Qu�micos Anal�ticos (2), los az�cares totales seg�n la t�cnica de Dubois y Gilles (13). La fracci�n correspondiente al almid�n se cuantific� de acuerdo a McCready y col. (7) y los carotenos y carotenoides fueron determinados seg�n la mtetodolog�a de Goodwin (9).

Para la cin�tica de hidr�lisis del almid�n, se utiliz� la a amilasa pancre�tica porcina en un medio amortiguado a pH 7. Las propiedades amilogr�ficas fueron medidas en un amil�grafo Brabender Duisgurg de velocidad constante, con un aumento gradual de la temperatura de 1,5�C por minuto.

Resultados y discusi�n

Composici�n qu�mica proximal de la harina de batata. La harina de batata var. Carolina present� un fuerte color anaranjado, con niveles de cenizas, grasas y materia seca (cuadro 1) cercanos a los se�alados en la Tabla de Composici�n de Alimentos del Instituto Nacional de Nutrici�n (INN) (5) y a los reportados en la literatura para otras variedades cultivadas en Cuba (1).

El porcentaje de almid�n fue bajo si se le compara con los valores se�alados por Acedo y col. (1) en cultivares filipinos que contienen entre 58 y 60 % de estos hidratos de carbono. Esta diferencia puede tener su origen en una conversi�n del almid�n en az�cares debido al calentamiento previo durante el secado, ya que Bab� (3), ha demostrado que el horneado de la harina favorece la fractura del polimero de almid�n, incrementando hasta un 45% el nivel de az�cares reductores y no reductores. En el caso de la harina de batata, el 57% de los carbohidratos presentes estuvieron constituidos por az�cares, lo que podr�a ser un indicador del efecto del tratamiento t�rmico en la conversi�n del almid�n, lo que se refleja en el sabor dulce de los alimentos preparados a base de la harina.

Cuadro 1. Composici�n proximal de la harina de batata en g 100 g^-1.

La cantidad y calidad de la prote�na de la ra�z depende de factores como el genotipo, manejo del cultivo y duraci�n del crecimiento, Acedo y col. (1) encontraron niveles proteicos, entre 2,20 y 3,94% para variedades cultivadas en la temporada h�meda y seca respectivamente. La variedad Carolina present� un nivel significativamente mayor, que al ubicarse en 8,31 � 0,12%, se aproxima m�s a cereales como el ma�z o sorgo (14).

Contenido de carotenos y carotenoides. La concentraci�n de precursores de vitamina A fue analizada en la harina de batata (HB) y en la batata fresca molida (BFM), es decir, una harina que no fue secada previamente en la estufa. Simult�neamente se prepararon arepas a base de una mezcla de 9 partes de harina precocida de ma�z y 1 parte de HB. Los resultados (figura 1) muestran p�rdidas de estos componentes superiores al 30%, que son consecuencias del tratamiento t�rmico.

Con respecto a las arepas, la incorporaci�n de un 10% de HB, representa un incremento en el contenido de carotenos de la harina de ma�z de al menos 0,46 mg, los resultados evidencian una p�rdida total de estos precursores, con una disminuci�n simultanea de los pigmentos carotenoides, lo cual debe ser mejor investigado, ya que esto podr�a constituirse en una limitante para el uso de la harina en alimentos que deban ser sometidos a calentamiento.

Figura 1. Contenido de carotenos y carotenoides en la batata fresca molida (BFM), harina de batata (HB) y arepa.

Por otro lado, al comparar el aporte de provitamina A de diferentes hortalizas con el de la batata var. Carolina, (figura 2), es posible observar que �ste �ltimo es superado solamente por la zanahoria, siendo mayor que el de hortalizas como la espinaca, auyama, berro y br�coli, lo cual sugiere que la ra�z puede ser un sustituto barato de esas hortalizas.

Degradaci�n enzim�tica del almid�n. La cin�tica de hidr�lisis enzim�tica (figura 3), muestra que en 6 horas, apenas un 3,9% del almid�n presente en HB ha sido transformado en glucosa por la acci�n de la a amilasa, evidenci�ndose una alta resistencia a la hidr�lisis, que ha sido referida por Tian y col. (14), quienes afirman que los almidones de batata son menos susceptibles que los de la yuca al ataque de la enzima.

Esta resistencia al ataque ha sido explicada por Hizukuri y col. (8) a trav�s de estudios de hidr�lisis �cida, que han demostrado que si bien las uniones a 1-4 de las cadenas de amilosa y amilopectina son est�ricamente accesibles a la enzima, muchas de esas uniones glucos�dicas se encuentran enterradas en la matr�z vitrea de los gr�nulos de almid�n.

Por otro lado, Dom�nguez (5) se�ala que la dificultad en la digesti�n del almid�n de batata podr�a estar relacionada con el mayor tama�o de la mol�cula (25 m) se se le compara con el almid�n de yuca o de los cereales, cuyas longitudes promedio son de aproximadamente 12 m. La cocci�n incrementa la fracci�n hidrolizable desde 4% hasta 55%, debido a que el calor transforma la mayor parte del almid�n en maltosa y dextrinas.

Figura 2. Contenido de provitamina A en diferentes hortalizas.
Fuente: Instituto Nacional de Nutrici�n - Venezuela (1994).

Propiedades reol�gicas. La consistencia de la pasta, las propiedades del gel y la viscosidad durante el ciclo de empastado son indicadores importantes para las aplicaciones industriales del almid�n de batata. En ese sentido, se prepar� una pasta que conten�a 75,2 g de HB y 725,9 g de agua destilada; el amilograma fue trazado calentando la suspensi�n hasta 95�C, manteniendo esa temperatura por 10 minutos.

La figura 4 muestra los cambios de la viscosidad en funci�n del tiempo, observ�ndose un incremento debido al hinchamiento de los gr�nulos de almid�n hasta alcanzar una temperatura de empaste de 68�C, con un rango de gelatinizaci�n entre 68�C y 81�C, siendo �sta �ltima la de m�xima viscosidad (420 uB). No se detecto ning�n pico de m�xima viscosidad, ya que la misma se mantuvo relativamente constante hasta los 95�C.

El amilogama es semejante a los reportados por Batistuti y col. (4) para almidones de cultivares producidos en Brasil, para los cuales las temperaturas de empaste son cercanas a la encontrada para la variedad bajo estudio, evidenci�ndose adem�s, una elevada estabilidad de los almidones durante el cocimiento.

Figura 3. Hidr�lisis enzim�tica del almid�n de batata

Figura 4. Amilograma de la harina de batata

Conclusiones

El elevado contenido de prote�nas de la variedad Carolina, sugiere que la ra�z puede contribuir con un aporte significativo de ese nutriente, en sustituci�n parcial de los cereales, lo que impone la necesidad de estudios m�s profundos sobre la calidad y biodisponibilidad de esa prote�na.

Los altos niveles de precursores de vitamina A, constituyen una ventaja comparativa de la ra�z sobre otros productos vegetales m�s costosos y de dif�cil acceso para los sectores m�s pobres de la sociedad venezolana.

La variedad Carolina representa una alternativa de nutrientes para el consumo directo y de almidones de gran resistencia y estabilidad que podr�an ser utilizados en la industria.

Literatura citada

1. Acedo, A.E., S. Data and M.A. Quevedo. 1996. Genotypic variation in quality and self-life of fresh roots of Phillipine sweet potato grown in two plaint seasons. J. Sci. Food. Agric. 72:209-212.

2. Association of Official Analytical Chemists . (AOAC). 1975. Official Methods of Analysis. (12^th Ed.) Washington D.C.

3. Bab�, L. 1994. Changes in carbohydrate fractions of sweet potato tubers processing. Trop. Agric. 71: 153-159.

4.Batistuti, J., M. Valim y F. C�mara .1993. Amido de batata doce (Ipomoea batatas): II Caracterizacao morfol�gica e estudo de algumas propriedades funcionais. Alim. Nutr. Sao Paulo 5: 9-25.

5. Dom�nguez, P.L. 1991. Utilizaci�n del camote (Ipomoea batatas) en la alimentaci�n de cerdos. Desarrollo de productos de ra�ces y tub�rculos. Volumen II. CIP.

6. Dubois, M and K.A. Gilles. 1956. Colorimetric method for the determination of sugar and related substances. J. Am. Chem. Soc. 28(3):350-360.

7. Goodwing, Z. 1965. Analysis of carotenoids pigments. p. 493-531. In: Chemistry and biochemistry of plant pigments. Chapter 18. Edited by Academic Press. New York.

8. Hizukuri, S. Y. Takeda and J. Imanura. 1972. Studies on the acid degradation of sweet potato starch granules. Nippon Kagaku Kaishi 46:119-128

9. Instituto Nacional de Nutrici�n - Venezuela. 1994. Tabla de composici�n de alimentos para uso pr�ctico. Publicaci�n 50. Caracas. 71 p.

10. Jaff�, W. Y A. Entrena. 1989. La Auyama: Instrumento para el combate de las deficiencias de vitamina A. Anales Venezolanos de Nutrici�n. 2:89-92.

11. Kent, N.L. 1987. Tecnolog�a de cereales. Editorial Acribia S.A. Espa�a.

12. Marcano, J. 1991. El cultivo de la batata (Ipomoea batatas) en Venezuela: Situaci�n actual y potencial. p. 149-153 : Mejoramiento de la batata en Lationam�rcia. Memorias del Seminario de Mejoramiento de la Batata. CIP.

13. Mc Cready, R., M. Guggois, J. Silveira and H. Owwens. 1950. Determination of starcha and amylose in vegetables. Anal. Chem. 22(9): 1156-1158.

14. Tian, S.J.; J.E. Rickard and J.M. Blanshard. 1991. Physicochemical properties of sweet potato starch. J.Food. Sci. Agric. 57:459-491.