Obtención de inulina

Indice
1.
Planteamiento del problema
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 azúcar
que se desdobla en el proceso de
digestión, causando por su consumo
excesivo enfermedades
como la diabetes; se
propone obtener un azúcar
a base de productos que
no causen este tipo de enfermedades, tal es el caso
de la inulina presente en el zumo de Smallanthus Sonchifolius
(Yacón), 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:
¿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 difundir un tubérculo como el yacon (Smallanthus
Sonchifolius) que de este podemos obtener sus principios
activos tales
como la inulina que bien pueden reemplazar a la sacarosa en los
azucares que se consumen; para lo cual se tendrá que
realizar un estudio para la obtención de inulina por
hidrólisis del zumo de Smallanthus Sonchifolius (yacon),
con esto se logrará beneficiar a la población en general, previniendo, de esta
manera, que puedan contraer la diabetes por el consumo de los
azucares que se desdoblan en el organismo del ser humano, pues se
tendrá al alcance de la economía un producto
natural, además se logrará la producción 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 cuales son dulces y bajas en
calorías, se comen crudas. El yacón
contiene oligofructanos, un sustituto del azúcar natural,
y tiene un valor
considerable para los diabéticos y para quienes siguen
dietas.
El YACON es producto que el 98% de su consistencia es agua, agua
ligeramente dulce y que en la actualidad, después de una
serie de investigaciones
se ha demostrado que debe ser consumido por las personas que
tienen diabetes, pues su azúcar es fácilmente
asimilable por el cuerpo y ayuda a mantener los estándares
de 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 estas fiestas de Semana Santa en algunas zonas
del Perú se Consume en forma de laminas gruesas
acompañado de aguardiente de caña , se le llama a
esta degustación, "Fresco de velorio".
El Yacón es una planta perenne de 1.5 a 3 metros de
altura. El sistema radicular
está compuesto de raíces reservantes y carnosas en
número de 4 a 20, 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 menudo adquieren formas
irregulares debido al contacto con piedras del suelo o por la
presión
de las raíces vecinas. Las raíces tienen una
naturaleza
adventicia creciendo de un tronco desarrollado y ramificado
formado por rizomas cortos y gruesos simpódicos. Existen
diferentes formas hortícolas, tales como la blanca,
anaranjada y morada: y dentro cada uno de las formas
habría aun mayor variabilidad. En el Perú esta
diversidad se ha mantenido gracias a su diversidad cultural y
ecológica. Estos cultivos están fuertemente ligados
a sus tradiciones y las condiciones topográficas de los
Andes. Por lo que es necesario buscar mayor conocimiento
científico de sus especies nativas y sus
potencialidades económicas, con miras a un desarrollo
sostenido de la agricultura en
la región Andina.

Origen
Originaria de los Andes, la mayor diversidad en el Perú se
encuentra actualmente en la sierra suroriental. El Instituto
Interamericano de Cooperación para la agricultura
inició las recolecciones de yacón en 1963,
obteniendose en Cajamarca, Perú 88 colecciones y en
Ecuador 24
colecciones.

Composición
El yacon posee grandes cantidades de carbohidratos
como los oligofructanos denominados inulina, contiene minerales como el
potasio, fósforo, hierro, 
zinc, magnesio, sodio, calcio y cobre; entre
las vitaminas los
que se encuentran en 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 el nivel  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 el colon.
Evita el crecimiento de los microorganismos putrefactivos que
tienden a provocar diarreas.
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)

El análisis medio de 100 gramos de
Yacón comestible arroja los siguientes
resultados:

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 el jugo de sus raíces
fusiformes de tamaño, color, sabor y
peso variables
(forma parecida al camote y de sabor parecido al melón),
las cuales por su fina textura, y sabor dulce, son consumibles en
estado fresco, soleado, sancochado, horneado o procesado
industrialmente; en este caso sobre todo como refresco y fuente
de azúcar dietética.
El yacón constituye un recurso muy promisor para la dieta
y medicina, debido
a que constituye una alternativa esperanzadora para los pacientes
enfermos con diabetes, dado que los azúcares que contiene
están almacenados en forma de inulina, polímero de
la fructosa o levulosa: un "azúcar" con características especiales, que aún
siendo más dulce que la glucosa, no causa problemas en
los diabéticos, por no elevar la glucosa
sanguínea.
Al igual que de la caña de azúcar, se pueden
concentrar los azúcares y obtener una chancaca o panela.
Existe además un potencial agroindustrial para la
transformación de estos azúcares en alcohol.
Tiene un gran potencial agronómico; sirve además
como protector de suelos, por su
capacidad de mantenerse como especie perenne, especialmente en
zonas agroecológicas áridas.

El Yacon Y Su Accion Medicinal
Estudios realizados en la Universidad
Nacional de Trujillo en animales de
experimentación con diabetes inducida, a los que se les
suministró el jugo del Yacón; no mostraron
alteraciones en la glicemia de estos animales. Este
fenómeno se explica, porque la fructosa, desaloja del
torrente sanguíneo a la glucosa, hacia los tejidos.
Consecuentemente se podría elaborar suero a partir de este
tipo de azúcar, evitando riesgos de
hiperglicemia en los pacientes.
Por otro lado la inulina y los oligofructanos en general pueden
jugar un rol como prebióticos, sustancias que nutren
selectivamente a los gérmenes benéficos que forman
parte de nuestra flora intestinal, las llamadas
bífidobacterias favoreciendo su crecimiento y frenando el
desarrollo de los microorganismos perjudiciales. Estas sustancias
(inulina y oligofructanos) constituyen factor
bifidogénico. Las bifidobacterias a la vez, pueden aliviar
la hiperlipemia o sea, 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 de Perú y Bolivia tienen
el mas alto porcentaje Asami et al. (1991). Hasta 67 %.
Fructosa libre (monosacárido no reductor que tiene
grupo
cetónico a diferencia de 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 más comunes 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) están en la categoría de
alimentos no
digeribles. Al no ser digeribles, estos compuestos no son
asimilados y no dan calorías. Comer yacón en su forma
natural ó un alimento a base de este tubérculo no
va a incrementar el peso de la persona ni menos
va a elevar los niveles de glucosa sanguínea.
El yacón no es la única fuente natural de inulina
pués también lo contiene las raíces de la
achicoria (Cichorium intybus) y los bulbos de la dalia (Dalia
sp.)

4. Parte
experimental

Metodos para la obtención de inulina

Hidrólisis
Este método
comprende la hidrólisis del jugo del yacon para la
separación de la fructosa como complejo calcico insoluble
(C6H12O6.CaO), liberación
de la fructosa por acidificación del complejo con un
ácido que forma una sal calcica insoluble (ácido
carbónico o fosfórico), separación de los
cationes y aniones contaminantes por medio de resinas de
intercambio de iones, concentración en vacio de la
solución de fructuosa hasta formar un jarabe 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 más importantes son
operar a baja temperatura y
evitar la excesiva acidez o alcalinidad durante todo el proceso.

Inulina y oligofructosa,
no son hidrolizadas por las enzimas
digestivas humanas ni absorbidas en la parte superior del tracto
gastrointestinal. Su fermentación colónica produce
ácidos
grasos de cadena corta que podrían ser importantes para
mantener la función de
las células
epiteliales previniendo la carcinogénesis del colon y
disminuyen el pH
colónico. Al ser ambas fermentadas por los microorganismos
del colon estimulan selectivamente las bifidobacterias que
inhiben las especies potencialmente patógenas como son los
clostridios. Por lo tanto pueden ser importantes en la resistencia a la
colonización y profilaxis de desórdenes
gastrointestinales. La inulina posee un sabor neutral suave,
moderadamente soluble en agua, otorga cuerpo y palatabilidad.
Tiene gran capacidad para reemplazar las grasas. Al mezclarla con
agua 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 dos tipos: el de tipo correlacional porque se va a
manipular y relacionar las diferentes variables
(dependiente e independientes) y el de tipo explicativo (estudios
experimentales) porque realizaremos las pruebas de
laboratorios respectivas 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 variables se
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:

Donde:

T1, T2, T3,
T4 = Temperaturas de proceso
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
Editorial Hispanoamericana, 1ra Edición, México.
Seminario,
Juan. Valderrama Miguel: "El Yacón, Alimento, Medicina y algo
más"
Suguira, M & T. Nakanishi: Changes in carbohidrate content of
tubers and tuberosus 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 up of the Smallantus Sonchifolius (yacón),
a tuber little diffused since in the Peru its
production is not elevated in comparison with other products, but
studies carried out in this tuber they demonstrate that its
consumption prevents the diabetes, by means of the inulina, a
substance that can be obtained of the yacón.
The carried out studies tell us that the yacón is rich in
oligofructanos, but these when breaking down don't form complex
that cause damage some to the human body. For the obtaining of
the inulina we begin with the oligofructanos that go by a
hidrólisis process in which you/they are liberated the
fructose by acidification of the complex with an acid that forms
a salt calcic insoluble separation of the cationes and polluting
anions by means of resins of exchange of ions, concentration in
hole of the solution of fruitful until forming a syrup I wait and
finally the crystallization of the inulina. Once made the tests
were carried out a factorial experimental design of 4 variables
24.

Resumen
La parte fundamental del presente proyecto es
obtener la inulina, un compuesto del Smallantus Sonchifolius
(yacón), un tubérculo poco difundido en el
Perú ya que su producción no es elevada en
comparación con otros productos,
pero estudios realizados en este tubérculo demuestran que
su consumo previene la diabetes, 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, pero estos al descomponerse no forman complejos
que causen daño alguno al cuerpo humano.
Para la obtención de la inulina empezamos por los
oligofructanos que pasan por un proceso de hidrólisis en
la cual se liberan la fructosa por acidificación del
complejo con un ácido que forma una sal calcica insoluble
separación de los cationes y aniones contaminantes por
medio de resinas de intercambio de iones, concentración en
vacio de la solución de fructuosa hasta formar un jarabe
espero y finalmente la cristalización de la inulina. Una
vez hechas las pruebas se
realizara un diseño experimental factorial de 4 variables
24.

Palabras Clave
Yacón, oligofuctanos, hidrólisis,
diabetes

Autor:

Magali Vilcahuaman Paucar
Estudiante de VII Semestre
Universidad
Nacional del Centro del Perú
Facultad de Ingeniería
Química