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Obtencion de insulina por hidrolisis del zumo de smallanthus sonchifolius (yacon) para la prevencion
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Enviado por Magali Vilcahuaman Paucar
Código ISPN de la Publicación: EpyFlEyZVyVPACeZWP
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| Resumen: Los azucares comestibles contienen sacarosa, siendo esta un azucar que se desdobla en el proceso de digestion, causando por su consumo excesivo enfermedades como la diabetes; se propone obtener un azucar a base de productos que no causen este tipo de enfermedades, tal es el caso de la insulina presente en el zumo de Smallanthus Sonchifolius (Yacon), un producto no muy difundido a nivel Nacional, lo cual hizo que los campesinos dejaran de sembrar este cultivo. Por tanto, se formula las siguientes preguntas: ¿Cual sera el procedimiento en la obtencion de insulina?. ¿Cuales seran los parametros para la obtencion de la insulina?. ¿Como influye la insulina en la prevencion de diabetes?. El presente trabajo de investigacion se elabora con la finalidad de difundir un tuberculo como el yacon (Smallanthus Sonchifolius) que de este podemos obtener sus principios activos tales como la insulina. |
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Indice
1. Planteamiento delproblema 2. Justificación 3. Marco teórico 4. Parte experimental 5. Metodología 6. Diseño de investigacion 7. Bibliografía 1. Planteamiento del problema Formulacion del problema En vista que los azucares comestibles contienen sacarosa, siendo este un azúcarque se desdobla en el proceso de digestión, causando por su consumo excesivoenfermedades como la diabetes; se propone obtener un azúcar a base de productosque no causen este tipo de enfermedades, tal es el caso de la inulina presenteen el zumo de Smallanthus Sonchifolius (Yacón), un producto no muy difundido anivel Nacional, lo cual hizo que los campesinos dejaran de sembrar este cultivo. Por tanto, se formula las siguientes preguntas: ¿Cuál será el procedimiento en la obtención de inulina? ¿Cuáles serán los parámetros para la obtención de la inulina? ¿Cómo influye la inulina en la prevención de diabetes? Objetivos Objetivo general Obtener inulina por hidrólisis del extracto de Smallanthus Sonchifolius (Yacón)para la prevención de diabetes. Objetivos específicos: Realizar un Análisis Químico del Smallanthus Sonchifolius (Yacón). Determinar los parámetros para la obtención de la inulina. Determinar el procedimiento adecuado para la obtención de inulina.} Determinar la influencia de la inulina en la prevención de diabetes. 2. Justificación El presente trabajo de investigación se elabora con la finalidad de difundirun tubérculo como el yacon (Smallanthus Sonchifolius) que de este podemosobtener sus principios activos tales como la inulina que bien pueden reemplazara la sacarosa en los azucares que se consumen; para lo cual se tendrá querealizar un estudio para la obtención de inulina por hidrólisis del zumo deSmallanthus Sonchifolius (yacon), con esto se logrará beneficiar a la poblaciónen general, previniendo, de esta manera, que puedan contraer la diabetes por elconsumo de los azucares que se desdoblan en el organismo del ser humano, pues setendrá al alcance de la economía un producto natural, además se logrará laproducción de este tubérculo a escala industrial. 3. Marco Teórico Yacón Nombre científico y familia Smallanthus Sonchifolius "yacón", "llacón", "llakuma","yacuma", "jacón", "arboloco", "puhe","jicama", "jiquima" ¿Qué es el yacón? EL YACÓN es un pariente lejano del girasol. Sus raíces comestibles, las cualesson dulces y bajas en calorías, se comen crudas. El yacón contieneoligofructanos, un sustituto del azúcar natural, y tiene un valor considerablepara los diabéticos y para quienes siguen dietas. El YACON es producto que el 98% de su consistencia es agua, agua ligeramentedulce y que en la actualidad, después de una serie de investigaciones se hademostrado que debe ser consumido por las personas que tienen diabetes, pues suazúcar es fácilmente asimilable por el cuerpo y ayuda a mantener los estándaresde azúcar normales en la sangre. Su consumo es generalmente de manera directa,es decir, se lava la raíz y se puede comer en estado natural, pero en estasfiestas de Semana Santa en algunas zonas del Perú se Consume en forma delaminas gruesas acompañado de aguardiente de caña , se le llama a estadegustación, "Fresco de velorio". El Yacón es una planta perenne de 1.5 a 3 metros de altura. El sistemaradicular está compuesto de raíces reservantes y carnosas en número de 4 a20, que pueden alcanzar hasta un tamaño de 25 cm longitud por 10 cm. de diámetro,y un sistema extensivo de delgadas raíces fibrosas. Las raíces de almacenamiento son principalmente fusiformes, pero a menudoadquieren formas irregulares debido al contacto con piedras del suelo o por lapresión de las raíces vecinas. Las raíces tienen una naturaleza adventiciacreciendo de un tronco desarrollado y ramificado formado por rizomas cortos ygruesos simpódicos. Existen diferentes formas hortícolas, tales como lablanca, anaranjada y morada: y dentro cada uno de las formas habría aun mayorvariabilidad. En el Perú esta diversidad se ha mantenido gracias a sudiversidad cultural y ecológica. Estos cultivos están fuertemente ligados asus tradiciones y las condiciones topográficas de los Andes. Por lo que esnecesario buscar mayor conocimiento científico de sus especies nativas y suspotencialidades económicas, con miras a un desarrollo sostenido de laagricultura en la región Andina. Origen Originaria de los Andes, la mayor diversidad en el Perú se encuentraactualmente en la sierra suroriental. El Instituto Interamericano de Cooperaciónpara la agricultura inició las recolecciones de yacón en 1963, obteniendose enCajamarca, Perú 88 colecciones y en Ecuador 24 colecciones. Composición El yacon posee grandes cantidades de carbohidratos como los oligofructanosdenominados inulina, contiene minerales como el potasio, fósforo, hierro, zinc, magnesio, sodio, calcio y cobre; entre las vitaminas los que se encuentranen mayor cantidad son la vitamina c, tiamina, riboflavina y la niacina. Base Húmeda Base seca Agua (%) 93 - 70 Cenizas (%) 0.3 - 2.0 1.1 - 6.7 Proteínas (%) 0.4 - 2.0 1.3 - 7.3 Grasa (%) 0.1 - 0.3 0.4 - 1.0 Fibra (%) 0.3 - 1.7 1.0 - 5.7 Calcio (mg/g) 23 Fósforo (mg/g) 21 Hierro (mg/g) 0.3 Retinol (mg/g) 10 Caroteno (mg/g) 0.08 Tiamina (mg/g) 0.01 Riboflavina (mg/g) 0.1 Niacina (mg/g) 0.33 Acido ascórbico 13 Propiedades Efectivo antidiabético, por su activa potencia hipoglycémica para reducir elnivel de azúcar en la sangre. Reduce la cantidad de colesterol, y triglicéridos (contra la arteriosclerosis). Favorece el desarrollo de las bifidobacterias y del bacillus subtilis en elcolon. Evita el crecimiento de los microorganismos putrefactivos que tienden a provocardiarreas. Mejora la asimilación de calcio. Estimula la síntesis de vitaminas del complejo B. Aporta bajo contenido calórico. Los azucares presentes no son cariogénicos. Control del estreñimiento, aumento de la excreción. Factor preventivo del cáncer. Composición por 100 g de porción comestible (fresca) | Composición por 100 g de porción comestible (fresca) | | Energía | Kcal | 54,0 | | Agua | G | 86,6 | | proteina | G | 0,3 | | Grasa | G | 0,3 | | carbohidrato | 5 | 12,5 | | Fibra | G | 0,5 | | Ceniza | G | 0,3 | | Calcio | Mg | 23 | | Fósforo | Mg | 21 | | Hierro | Mg | 0,3 | | Retinol | Mcg | 12 | | Tiamina | Mg | 0,02 | | riboflavina | Mg | 0,11 | | Niacina | Mg | 0,34 | | acido ascorbico | | 13,1 | El análisis medio de 100 gramos de Yacón comestible arroja los siguientesresultados: | Energía / kcal | 54 | | Agua / g | 86,6 | | Proteína /g | 0,3 | | Grasa / g | 0,3 | | Carbohidrato /g (oligofructanos) | 12,5 | | Calcio / mg | 23 | | Fósforo / mg | 21 | | Hierro / mg | 0,3 | | Riboflarina / mg | 0,11 | | Niacina / mg | 0,34 | Formas de utilización: Potencial genético, agronómico y alimentario. Consumo humano: las raíces son consumibles en estado fresco, soleado,sancochado, horneado, refrescos -uso industrial: fuente de azúcar dietética,alcohol, chancaca. La parte comestible del yacón está dada fundamentalmente por la pulpa y eljugo de sus raíces fusiformes de tamaño, color, sabor y peso variables (formaparecida al camote y de sabor parecido al melón), las cuales por su finatextura, y sabor dulce, son consumibles en estado fresco, soleado, sancochado,horneado o procesado industrialmente; en este caso sobre todo como refresco yfuente de azúcar dietética. El yacón constituye un recurso muy promisor para la dieta y medicina, debido aque constituye una alternativa esperanzadora para los pacientes enfermos condiabetes, dado que los azúcares que contiene están almacenados en forma de inulina,polímero de la fructosa o levulosa: un "azúcar" con característicasespeciales, que aún siendo más dulce que la glucosa, no causa problemas en losdiabéticos, por no elevar la glucosa sanguínea. Al igual que de la caña de azúcar, se pueden concentrar los azúcares yobtener una chancaca o panela. Existe además un potencial agroindustrial parala transformación de estos azúcares en alcohol. Tiene un gran potencial agronómico; sirve además como protector de suelos, porsu capacidad de mantenerse como especie perenne, especialmente en zonas agroecológicasáridas. El Yacon Y Su Accion Medicinal Estudios realizados en la Universidad Nacional de Trujillo en animales deexperimentación con diabetes inducida, a los que se les suministró el jugo delYacón; no mostraron alteraciones en la glicemia de estos animales. Este fenómenose explica, porque la fructosa, desaloja del torrente sanguíneo a la glucosa,hacia los tejidos. Consecuentemente se podría elaborar suero a partir de estetipo de azúcar, evitando riesgos de hiperglicemia en los pacientes. Por otro lado la inulina y los oligofructanos en general pueden jugar un rolcomo prebióticos, sustancias que nutren selectivamente a los gérmenes benéficosque forman parte de nuestra flora intestinal, las llamadas bífidobacteriasfavoreciendo su crecimiento y frenando el desarrollo de los microorganismosperjudiciales. Estas sustancias (inulina y oligofructanos) constituyen factorbifidogénico. Las bifidobacterias a la vez, pueden aliviar la hiperlipemia osea, el incremento de grasas en la sangre (colesterol y triglicéridos). Las Raíces Frescas Las raíces frescas, contienen de 83 a 87% de agua. La materia seca de los tubérculos(MS) contiene 70 % de carbohidratos: Oligofructanos de bajo Grado de Polimerización (G. P = 3 - 9 ). Los yacones dePerú y Bolivia tienen el mas alto porcentaje Asami et al. (1991). Hasta 67 %. Fructosa libre (monosacárido no reductor que tiene grupo cetónico a diferenciade la glucosa que tiene grupo químico aldehido). Inulina. Polisacárido formado por cadenas enlazadas de fructosas (G. P = 35 ). Sacarosa Glucosa Contiene además minerales (calcio , fósforo y hierro) y vitaminas B y C. Oligosacáridos. Se obtienen de la unión de 2 a 10 moléculas de monosacáridos. Los máscomunes son los disacáridos (con 2 moléculas de monosacáridos): - Lactosa (azúcar de la leche) = galactosa glucosa
- Sacarosa (azúcar común de caña o de remolacha. Miel) = glucosa fructosa.
La inulina y los oligosacáridos de bajo GP (Grado de Polarización) estánen la categoría de alimentos no digeribles. Al no ser digeribles, estoscompuestos no son asimilados y no dan calorías. Comer yacón en su formanatural ó un alimento a base de este tubérculo no va a incrementar el peso dela persona ni menos va a elevar los niveles de glucosa sanguínea. El yacón no es la única fuente natural de inulina pués también lo contienelas raíces de la achicoria (Cichorium intybus) y los bulbos de la dalia (Daliasp.) 4. Parte experimental Metodos para la obtención de inulina Hidrólisis
Este método comprende la hidrólisis del jugo del yacon para laseparación de la fructosa como complejo calcico insoluble (C6H12O6.CaO),liberación de la fructosa por acidificación del complejo con un ácido queforma una sal calcica insoluble (ácido carbónico o fosfórico), separación delos cationes y aniones contaminantes por medio de resinas de intercambio deiones, concentración en vacio de la solución de fructuosa hasta formar unjarabe espero y finalmente la cristalización de la inulina. Sin embargo para realizar con éxito estas operaciones aparentemente sencillas,deben cumplirse ciertas condiciones de reacción. Las condiciones másimportantes son operar a baja temperatura y evitar la excesiva acidez oalcalinidad durante todo el proceso. Inulina y oligofructosa, no son hidrolizadas porlas enzimas digestivas humanas ni absorbidas en la parte superior del tractogastrointestinal. Su fermentación colónica produce ácidos grasos de cadenacorta que podrían ser importantes para mantener la función de las célulasepiteliales previniendo la carcinogénesis del colon y disminuyen el pH colónico.Al ser ambas fermentadas por los microorganismos del colon estimulanselectivamente las bifidobacterias que inhiben las especies potencialmente patógenascomo son los clostridios. Por lo tanto pueden ser importantes en la resistenciaa la colonización y profilaxis de desórdenes gastrointestinales. La inulinaposee un sabor neutral suave, moderadamente soluble en agua, otorga cuerpo ypalatabilidad. Tiene gran capacidad para reemplazar las grasas. Al mezclarla conagua forma un gel cremoso de excelente palatabilidad.Hipótesis El tratamiento químico del zumo de yacón por hidrólisis se obtendrá inulina. Unidad De Análisis Yacón Variable Dependiente Inulina Variable Independiente Temperatura del proceso, pH, Tiempo 5. Metodología El tipo de investigación a utilizarse en la presente tesis será de dostipos: el de tipo correlacional porque se va a manipular y relacionar lasdiferentes variables (dependiente e independientes) y el de tipo explicativo(estudios experimentales) porque realizaremos las pruebas de laboratoriosrespectivas tanto para el análisis como para la obtención de inulina. 6. Diseño De Investigacion El tipo de diseño experimental y el posterior tratamiento de las variables,se efectuará por experimentos verdaderos y para la relación de las variablesse hará uso del Diseño Factorial, siendo los pasos básicos: Preparación de la muestra. Extracción, reconocimiento y purificación de la inulina. Aplicación de la inulina en el campo farmacéutico. La relación de las variables estará diseñado por: | Tiempo | pH | Temperatura | | T1 | T2 | T3 | T4 | | t1 | pH1 | CI1 | CI2 | CI3 | CI4 | | | pH2 | CI5 | CI6 | CI7 | CI8 | | t2 | pH1 | CI9 | CI10 | CI11 | CI12 | | | pH2 | CI13 | CI14 | CI15 | CI16 | Donde: T1, T2, T3, T4 = Temperaturas deproceso CI1, CI2, ..., CI16 = Cantidades de Inulina pH1, pH2 = pH de proceso t1, t2 = Tiempo de proceso 7. Bibliografía MARTINEZ GARZA, Angel, "Diseños Experimentales, Métodos y Elementos Teóricos",Editorial Trillas, 1ra Edición, México OTHMER Kirk, "Enciclopedia de Tecnología Química", Tomo II EditorialHispanoamericana, 1ra Edición, México. Seminario, Juan. Valderrama Miguel: "El Yacón, Alimento, Medicina y algo más" Suguira, M & T. Nakanishi: Changes in carbohidrate content of tubers andtuberosus rotos of yacón (Polymnia sonchifolia) Oligosaccharides and polysaccharides specifically utilisable by bifidobacteria. Summary The fundamental part of the present project is to obtain the inulina, a made upof the Smallantus Sonchifolius (yacón), a tuber little diffused since in thePeru its production is not elevated in comparison with other products, butstudies carried out in this tuber they demonstrate that its consumption preventsthe diabetes, by means of the inulina, a substance that can be obtained of theyacón. The carried out studies tell us that the yacón is rich in oligofructanos, butthese when breaking down don't form complex that cause damage some to the humanbody. For the obtaining of the inulina we begin with the oligofructanos that goby a hidrólisis process in which you/they are liberated the fructose byacidification of the complex with an acid that forms a salt calcic insolubleseparation of the cationes and polluting anions by means of resins of exchangeof ions, concentration in hole of the solution of fruitful until forming a syrupI wait and finally the crystallization of the inulina. Once made the tests werecarried out a factorial experimental design of 4 variables 24. Resumen La parte fundamental del presente proyecto es obtener la inulina, un compuestodel Smallantus Sonchifolius (yacón), un tubérculo poco difundido en el Perúya que su producción no es elevada en comparación con otros productos, peroestudios realizados en este tubérculo demuestran que su consumo previene ladiabetes, por medio de la inulina, una sustancia que puede ser obtenida del yacón. Los estudios realizados nos dicen que el yacón es rico en oligofructanos, peroestos al descomponerse no forman complejos que causen daño alguno al cuerpohumano. Para la obtención de la inulina empezamos por los oligofructanos quepasan por un proceso de hidrólisis en la cual se liberan la fructosa poracidificación del complejo con un ácido que forma una sal calcica insolubleseparación de los cationes y aniones contaminantes por medio de resinas deintercambio de iones, concentración en vacio de la solución de fructuosa hastaformar un jarabe espero y finalmente la cristalización de la inulina. Una vezhechas las pruebas se realizará un diseño experimental factorial de 4variables 24. Palabras Clave Yacón, oligofuctanos, hidrólisis, diabetes Trabajo enviado por: Magali Vilcahuaman Paucar Estudiante de VII Semestre Universidad Nacional del Centro del Perú Facultad de Ingeniería Química
Ros24i@hotmail.com
Enviado por Magali Vilcahuaman Paucar
Contactar mailto:Ros24i@hotmail.com
Código ISPN de la Publicación: EpyFlEyZVyVPACeZWP
Publicado Wednesday 17 de September de 2003
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