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5/16/2018 practica de cereales 2 - slidepdf.com
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Tecnologia de cerealesPractica # 2
INTRODUCCION
La microscopia es, desde hace mucho tiempo una de las técnicas mas utilizadas
para el reconocimiento y diferenciación de diversas estructuras en todos loscampos de las ciencias. En esta ocasión se hizo uso de ella para observar las
características de gránulos de almidón de diferentes fuentes y en diversos
estados, cabe mencionar que estas características determinan a nivel industrial,
el uso que se le dará a cada tipo de almidón.
I. ALMIDONES NATIVOS
Estos compuestos son una excelente materia prima, su funcionalidad depende del peso
molecular promedio de la amilosa y la amilopectina, así como de la organización
molecular de estos glucanos dentro del gránulo.
Materiales y métodos
Almidones de:
Maíz
Trigo
Sorgo
Maíz waxy
Arroz Papa
Procedimiento: Suspenda las siguientes muestras de almidón en solución agua-glicerol
en un portaobjeto y cúbralo con un portaobjeto. Repita el procedimiento pero utilicé la
solución de yodo en vez de la de glicerol. Observe en el microscopio sin y con disco
polarizado. Busque diferencias entre muestras (color con yodo, forma del granulo, tipo
de cruz “maltese”, etc).
Observaciones:
Maíz (agua-glicerol), con luz no polarizada.
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Se observaron gránulos de tamaño variable, la mayoría con forma redondeada y
algunos con forma de pentágonos, al centro de cada granulo se observo un punto
negro, que en ocasiones parecía mas una pequeña cruz o hendidura. La coloración de
los gránulos es de transparente a u color amarillo muy tenue.
Con luz polarizada.
En los gránulos mas grandes, la cruz de malta se ve como un gran punto negro al
centro, también se observo una especie de pared interna con muchos puntitos negros
muy pequeños. Los gránulos mas chicos proyectan una luz de color amarillo brillante
muy intensa, la coloración que se presenta de forma general es ámbar.
Maíz (yodo), con luz no polarizada.
Los gránulos eran de color café oscuro, la forma era como un poco aplastada, no se
veía como en la muestra anterior, en algunos de ellos la cruz de malta no se observo,
además presentaron una especie de ruptura en las orillas del granulo, no se si esto
pudo deberse a que se ejerció presión al cubreobjetos. Había pocos gránulos con forma
esférica u ovalada, pero en ellos si se observaba la cruz de malta perfectamente.
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Con luz polarizada.
Nuevamente la cruz se percibía como un punto negro al centro y el resto era de color
ámbar, aquí no se distinguían los contornos del granulo como en la muestra con glicerol
y agua. En los gránulos que parecían aplastados no se observo ningún punto, ya que se
veían oscuros completamente.
Trigo (agua con glicerol), con luz no polarizada
En esta muestra, se observaron estructuras ovaladas grandes y de color muy claro e
incluso transparente, no se distinguió ninguna cruz ni punto en el centro pero si una
línea de color gris claro que atravesaba el granulo a lo largo.
Con luz polarizada.
Los extremos eran de un color amarillo brillante, en el interior del granulo se observaron
muchos puntitos negros dispersos y en algunos otros se vio nuevamente la línea que
atraviesa el granulo.
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Trigo (yodo), con luz no polarizada
Solo en algunos granulos se observo la linea que atraviesa el granulo ya que su color es
mas claro, el resto de los granulos se ven de color morado oscuro y no se puede
apreciar nada.
Con luz polarizada.
La línea tomo un color amarillo fosforescente en algunos gránulos, y en otros si se
distinguió perfectamente la cruz de malta, la forma de la cruz es mas bien como una
hendidura.
Sorgo (agua con glicerol), con luz no polarizada.
La mayoría de los gránulos tenían forma hexagonal o amorfa, había muy pocos con
forma redonda, dentro de ellos se distinguía perfectamente una cruz oscura que salía
de un punto negro en el centro, en algunos gránulos esta cruz parecía mas bien una
especie de asterisco ya que salía muchas líneas pequeñas.
Con luz polarizada.
Los gránulos se veían como pequeños cristales luminosos, la cruz de malta se
distinguía como un punto negro en el centro del mismo.
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Sorgo (yodo), con luz no polarizada.
El centro era brilloso, con un punto negro al centro, la forma del granulo era
semiesférica y aplanada, las orillas parecían estar rotas, el color que se observo en las
estructuras fue morado.
Con luz polarizada.
En el centro del granulo se observaron líneas brillosas en forma de estrella de color
morado oscuro.
Arroz (glicerol con agua), con luz no polarizada.
Los gránulos eran muy pequeños, de color blanco, amorfos en su mayoría y algunos
cuadrados. En estos gránulos, la cruz de malta no se alcanzaba a apreciar muy bien, en
algunos de ellos se ven como unas líneas casi transparentes o puntos muy tenues.
Con luz polarizada.
Se observaron puntos de color amarillo brillante en algunos gránulos y en otros si se
logro diferenciar la cruz de malta, la cual también era de color brillante.
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Arroz (yodo), con luz no polarizada.
Los gránulos no se tiñeron de ningún color, son transparentes algunas tienen forma
cuadrada y se observa perfectamente la cruz en color gris claro.
Con luz polarizada.
Los gránulos se veían de color muy oscuro en toda la periferia y también se observo
una línea brillante también alrededor, en el centro se observaron dos haces de luz
brillante que se entrecruzaban. En forma general parecían cristales pequeños.
Maíz waxy (glicerol con agua), con luz no polarizada.
La cruz de malta era claramente visible, en algunos gránulos era mas bien parecida a
una estrella, el color era translucido, las estructuras eran amorfas y sin puntas.
Con luz polarizada, la cruz se hizo mas evidente, ya que se proyecto una luz amarilla
muy brillante, lo mismo se observo en la periferia del granulo.
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Maiz waxy (yodo), con luz no polarizada.
La luz brillante observada en la periferia de los gránulos en la muestra anterior se siguió
apreciando, sin embargo se hizo mas brillante, el color en el interior era ámbar y al
centro se distinguió un punto de color oscuro.
Con luz no polarizada, solo se observo un cambio de color en el interior del granulo de
ámbar a amarillo claro.
Papa (agua con glicerol), con luz no polarizada.
Los gránulos eran grandes y redondos u ovalados, transparentes, no se observo ningún
punto ni cruz en el centro de la mayoría de los gránulos, solo en algunos pero el color
es muy tenue.
Con luz polarizada tampoco fue posible observar ninguna cruz, solamente se vieron
muchos puntitos pequeños de color gris claro en el centro.
Papa (yodo), con luz no polarizada.
La periferia era de color morado oscuro, se aprecio una pequeña hendidura en uno de
los extremos del granulo y también muchas líneas en forma de ondas, en dirección
contraria al punto. El color que se observo en el centro fue ámbar.
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Con luz polarizada, no vio ninguna cruz, pero las lineas en forma de ondas se sigueron
apreciando, el color del granulo es amarillo oscuro.
II. ALMIDONES MODIFICADOS
La estructura nativa del almidón puede ser menos eficiente debido a que las
condiciones del proceso (temperatura, pH y presión) reducen su uso en otras
aplicaciones industriales, debido a la baja resistencia a esfuerzos de corte,
descomposición térmica, alto nivel de retrogradación y sinéresis 5.
Las limitaciones anteriores se pueden superar modificando la estructura nativa por
métodos químicos, físicos y enzimáticos 16, dando como resultado un almidón
modificado; se incluye a los almidones hidroxipropilados, de enlaces cruzados y
acetilados 17. Estos almidones generalmente muestran mejor claridad de pasta y
estabilidad, menor tendencia a la retrogradación y aumento en la estabilidad al
congelamiento-deshielo.
Los almidones modificados también pueden considerarse dentro en un grupo de
productos alimenticios que se denomina PAI (Productos Alimentarios Intermedios),
también conocidos como PIA (Productos Intermedios Agroindustriales) y no son más
que aquellos productos comestibles, no necesariamente nutritivos, que no son materias
primas básicas de los alimentos industrializados (carne, leche, fruta, huevos), ni se
consumen directamente, sino que proceden de transformaciones de aquellas materiasprimas básicas a fin de adaptarlas mejor a la aplicación industrial, facilitando la
elaboración industrial de los alimentos10.
Materiales
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Almidón pregelatinizado
Almidón modificado con acido
Almidón soluble
Procedimiento: Prepare las muestras indicadas en la forma en que lo hizo en la parte
1. Observe las muestras en el microscopio con luz brillante y luz polarizada. Tiña la
muestras con rojo congo y yodo. Busque diferenciad y similitudes.
Observaciones:
Almidón pregelatinizado (agua con glicerol), con luz no polarizada.
Se ven como cristales amorfos, no se alcanza a apreciar la cruz de malta, los gránulos
son de diferentes tamaños y se observa mucha luz al centro del mismo, esta luz sehace mas brillante al cambiar a luz polarizada, sin embargo la periferia del granulo se ve
de un color oscuro.
Con rojo congo y luz no polarizada.
Se ven estructuras grandes como si fueran pequeños vidrios amorfos de color naranja
oscuro, en el interior se observa como si tuvieran mas cristales, no se aprecia para nada
la cruz de malta.
Al observar con luz polarizada, no se distingue diferencia alguna.
Con yodo.
Los cristales se ven de color amarillo claro con la luz no polarizada, la estructura no
cambia en comparación con las dos muestras anteriores. Al observar con luz
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polarizada, estos cristales se ven muy brillantes, algunos se ven de color café claro, no
se observa cruz de malta.
Almidón modificado con acido (agua con glicerol).
Los gránulos se parecen a las del sorgo, tienen una estructura muy definida, su tamaño
es chico pero no tanto como el del arroz, la cruz de malta se aprecia perfectamente, los
gránulos son translucidos. Con luz polarizada son extremadamente brillantes y la cruz
se ve muy clara.
Con rojo congo.
Los gránulos se ven de color naranja muy claro y algunos de ellos se ven un poco
aplanados. Con luz polarizada no hubo grandes diferencias solo que el color era mas
brillante.
Con yodo.
Los gránulos son pequeños, el color que se observa es amarillo claro y se aprecia
perfectamente la cruz de malta. Con luz polarizada, las estructuras se ven brillantes y
translucidas, algunas se tiñeron de morado oscuro.
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Almidón soluble (agua con glicerol), con luz polarizada.
Los gránulos son de forma ovalada, transparente y grande, no se observa cruz de malta
en la mayoría, sin embargo en algunos se aprecia un punto negro en el centro, sobre
todo en los gránulos más pequeños.
Rojo congo.
Los gránulos se ven de color blanco opaco, algunos otros son de color naranja, en los
gránulos mas grandes no se ve cruz de malta, sin embargo es posible observar unas
líneas en forma de ondas a todo lo largo. Por otro lado en los gránulos mas chicos si se
distingue con claridad la cruz. Con luz polarizada, el centro se sigue viendo blanco pero
con un leve tono verde claro en la periferia, en el centro se ven puntos brillantes.
Con yodo.
Los gránulos se tiñeron de azul en las orillas y de amarillo opaco en el centro, en esta
muestra no es posible apreciar la cruz de malta ni las líneas que se observaron en la
muestra anterior. No se distinguieron cambios con luz polarizada.
Cuestionario:
A. Encierre en un círculo todos los incisos que describan al tipo de almidón señalado.
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1. Describe al almidón de maíz. a b c d
2. Describe al almidón de trigo. a b c d
3. Describe al almidón de papa a b c d
a) gránulos lenticulares grandes y esféricos pequeños
b) gránulos alongados con lamella distinguible.
c) gránulos angulares (poligonales) medianos.
d) gránulos angulares grandes y pequeños.
e) hilum prominente.
B. Una muestra de almidón de trigo se contamino con otros dos tipos de almidón. La
muestra es tratada con yodo y algunos de los gránulos son violeta y otros son café
rojizo. Los gránulos café rojizo son poligonales (angulares) sin hilum prominente y los
gránulos violeta son alongados con lamella distinguibles y lenticulares grandes y
pequeños. ¿Cuáles son los otros dos almidones?
a) Maíz y papa
b) Papa y sorgo waxy
c) Tapioca y maíz
d) Arroz y cebada
e) Avena y cebada
C. Encierre en un círculo lo que describe al almidón dañado.
a) Muestra una cruz “maltese” parcial.
b) Se tiñe de rojo con el rojo congo.
c) Nunca se tiñe de azul con yodo.
d) No presenta una cruz “Maltese”.
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e) Puede ser llamado “dañado” solo si es tratado con calor.
D. Defina lo siguiente:
a) Gránulos de almidón compuesto. El almidón está compuesto por dos polímeros
distintos, ambos de glucosa, la amilosa y la amilopectina. El almidón presenta en su
conjunto una estructura cristalina, y bajo luz polarizada se observa una de sus
principales características, la denominada "Cruz de Malta".
De esta estructura cristalina es responsable la amilopectina debido a que en ella se
forman puentes de hidrógeno entre las ramificaciones dando lugar a una estructura muy
estable que se puede considerar como cristalina. Se puede decir que la amilopectina esla parte insoluble mientras que la amilosa es la parte soluble.
b) Birrefringencia. Los granos de almidón son anisotrópicos debido a la presencia de
regiones cristalinas en la masa predominantemente amorfa, razón que da como
resultado el fenómeno de doble refringencia o birrefringencia que permite que el gránulo
de almidón sea visto al microscopio de luz polarizada como dos zonas de diferentes
grises que asemejan a una cruz de malta.
Esta birrefringencia se pierde cuando la cristalinidad se destruye. Ocurre cuando al
grano de almidón se lo somete a la presencia de agua, calentada progresivamente. Esta
agua se absorbe y la estructura se hincha. A cierta temperatura esta hinchazón es
irreversible. La imposibilidad de volver al estado original se debe a la pérdida de
birrefringencia y a la destrucción del estado cristalino.
c) Gelatinización. Son las modificaciones que ocurren cuando los gránulos de almidón
se tratan con calor y en medio acuoso.
Cuando aplicamos calor a una disolución de almidón, se hinchan los gránulos de
almidón por absorción del agua y desaparece la estructura cristalina de la amilopectina.
Al intervalo de temperatura en el que se produce el hinchamiento de los gránulos se
denomina temperatura de gelificacion.
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Durante el hinchamiento, la amilosa, que es soluble, se solubiliza en el agua y al final se
tienen gránulos muy hinchados lo cual da lugar a la formación de una pasta (pasta de
almidón) que tiene una elevada viscosidad.
En la segunda fase, si se sigue calentando, se llega a un punto en el que los gránulos
se fragmentan disminuyendo la viscosidad drásticamente. Si se agita la mezcla se
contribuye a que se fragmenten los gránulos.
En la tercera fase, tiene lugar la formación del gel o gelificacion. Se enfría la pasta y se
forma un gel por formación de puentes de hidrógeno entre las moléculas de amilosa y
amilopectina quedando espacios en donde queda atrapada el agua.
d) Unión cruzada. Es el enlace covalente de dos moléculas de almidón, para formar una molécula mas grande mediante dos formas; se forma un diéster con acido fosforito
o bien, se da la formación de un éter.
Estos almidones son muy utilizados en la industria alimentaría, debido a que presentan
una viscosidad muy constante durante ciclos de calentamiento y enfriado.
La modificación es utilizada para evitar la rotura del granulo de almidón cuando se le
suministra tratamiento térmico. El procedimiento de este tipo de unión, consiste en tratar
el almidón con acido adípico/acético, oxicloruro de fósforo, trimetafosfato o epicloridrina,
así, el almidón se cruza de forma intra e intermolecularmente mediante la reacción de
los dos grupos oxidrilos, los cuales pertenecen a dos polímetros distintos,
incrementándose con ellos el peso molecular.
Algunas características generales de este almidón son:
Disminuye su viscosidad en el cocimiento
No sufre adelgazamiento Produce sistemas viscosos en medio acido
Se retarda la retrogradación
Soporta un cierto numero de ciclos de congelado y descongelado
Se incha menos y es menos soluble
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Produce una pasta más viscosa después de la agitación o bombeo.
e) Almidón dañado. Así se denomina a la fracción de gránulos de almidón rotos
durante el proceso de obtención de harina. Bajo condiciones estandarizadas de
molienda el porcentaje de almidón dañado puede ser utilizado como un indicador para
diferenciar entre trigos duros y blandos.
f) Almidón nativo. Los almidones nativos se obtienen a partir de las fuentes de
cereales (a partir de grano o subproductos) conservando la estructura nativa del
almidón, su utilidad consiste en que regulan y estabilizan la textura debido a sus
propiedades gelificantes y espesantes.
g) Endospermo. Endospermo: Consta de una capa de aleurona y el endospermoamiláceo.
Capa de aleurona: Es una monocapa de células cúbicas de paredes gruesas muy rica
en proteínas y grasa. Así mismo, contiene cantidades apreciables de vitaminas,
minerales y enzimas. La capa aleurona sintetiza las enzimas indispensables para lograr
desdoblar a los compuestos del endospermo.
Endospermo periférico. Tiene un alto contenido proteico y unidades de almidón
pequeñas, angulares y compactadas.
Endospermo vítreo. Las paredes celulares son delgadas con alto contenido de proteínas
insolubles como celulosa y betaglucanes y soluble como pentosanes. Contiene gránulos
de almidón los cuales ocupan la mayoría del espacio celular, estos están rodeados y
separados por una matriz proteica que sirve como pegamento para mantener la
estructura de la célula. El endospermo vítreo no posee espacios de aire y los gránulos
de almidón poseen una forma angular lo que da una apariencia translucida ya que la luz
no es difractada cuando pasa a través del endospermo.
Endospermo almidonoso. Este se encuentra encerrado por el endospermo vítreo,
contiene las mismas estructuras que el vítreo, sin embargo las unidades de almidón son
de mayor tamaño y menos angulares; la asociación existente entre los gránulos de
almidón y la matriz proteica es más débil, tiene menos contenido de proteína que el
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vítreo. Posee pequeños espacios de aire, los cuales dan al endospermo la apariencia
almidonosa y compacta.
h) Pericarpio. Es un órgano que encierra a la semilla, esta compuesto de varias capas
de células. Su estructura esta dividida en epicarpio, mesocarpio y endocarpio. El
epicarpio o epidermis es la capa mas externa del epicarpio, su estructura consta de
células alargadas rectangulares y con paredes celulares angostas. El endocarpio se
subdivide en células intermedias, cruzadas y tubulares, las células cruzadas son
alargadas y cilíndricas, su función es evitar que la humedad conducida por las células
tubulares se pierda, las células tubulares tienen estructura parecida a las cruzadas pero
su eje alargado se encuentra paralelo y a lo largo del grano, su función es conducir y
distribuir el agua que se absorbe a través del germen durante la germinación.
Las principales funciones del pericarpio son proteger el grano contra agentes abióticos
externos, impedir la perdida de humedad y conducir y distribuir agua y nutrientes a lo
largo de la germinación.
Se sabe que el pericarpio constituye de forma general del 5 al 7% del peso del grano,
se caracteriza por su alto contenido de fibra y su total carencia de almodón.
III. ALMIDÓN DAÑADO
El almidón dañado afecta las propiedades de las harinas, fundamentalmente su
capacidad de hidratación, ya que absorbe un 100% de su peso en agua, 3 veces mas
que la que absorbe el almidón que se encuentra en los gránulos sanos (Bushuk, 1998).
Las variaciones en su contenido también afectan la elaboración de productos leudados,
ya que las enzimas amiloliticas pueden hidrolizar el almidón dañado, pero no pueden
acceder a los amiloplastos.
Materiales
Almidón de maíz
Harina de maíz
Harina de trigo (duro, suave y falta)
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Procedimiento: Prepare muestras de almidón de maíz, harina de maíz y las harinas de
trigo (3), utilizando agua-glicerol y rojo congo (por separado). Observe en el microscopio
con luz brillante y con luz polarizada. Compare las diferencias y haga sus conclusiones
acerca del almidón dañado durante el procesamiento.
Almidón de maíz (agua con glicerol).
Se ven gránulos muy pequeñitos amorfos, aunque tienden a ser cuadrados o
semiredondos, en medio se observa lo que pudo ser la cruz de malta en forma de una
gran mancha negra, lo que resta del granulo es cristalino. Con luz polarizada es posible
observar las manchas de un color amarillo brillante, sin embargo también se distinguen
algunos gránulos sobre todo los más pequeños con una especie de hendidura en el
centro.
Con rojo congo.
Con esta tinción, las manchas que se observaron en las muestras anteriores ahora se
ven de color naranja muy claro, sin embargo se aprecia un color blanco opaco alrededor
del granulo, al aplicar luz polarizada estos gránulos adquieren un color naranja muy
brillante, no se distingue cruz de malta.
Harina de maíz (agua con glicerol).
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La estructuras son pequeñas, translucidas, de forma semiesférica o cuadrada. El
granulo se encuentra cubierto casi en su totalidad por una mancha oscura. Al aplicar luz
polarizada, los gránulos se vuelven muy brillantes y cristalinos, en algunos gránulos
además de la mancha oscura se observan pequeños puntitos en el interior del mismo.
Con rojo congo.
Se observan estructuras cristalinas algunas oscuras en su totalidad y otras de color
naranja o casi rojo, en ninguno de los gránulos se aprecia la cruz de malta. Con luz
polarizada se distingue una fragmentación en el interior de la estructura del granulo, la
cual es de color naranja, la forma es un tanto aplanada, el daño es muy visible en esta
tinción.
Harina de trigo duro (agua con glicerol).
Son estructuras amorfas, transparentes, de tamaño grande, parecidos a trozos de
cristal, no se observa ningún indicio de haya existido cruz de malta. Con luz polarizada
se ven muy brillantes, con muchos puntitos oscuro al centro, como si fueran gránulos
más pequeños.
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Con rojo congo.
Los gránulos son muy parecidos a la tinción anterior, sin embargo estos se tiñeron de
color naranja muy claro y algunos presentan una mancha en el centro, tal como se
observo en las muestras de almidón y harina de maíz. Al observar con luz polarizada la
mancha del centro del granulo se torno de amarillo muy brillante.
Harina de trigo blando (agua con glicerol).
Los gránulos se tiñeron de azul, el tamaño de estos es mediano en comparación con los
de trigo y están completamente oscuros. Al observar con luz polarizada, se observa una
estructura muy brillante con pequeños puntos gris claro en el centro, son muy parecidos
a gotas de aceite.
Con rojo congo.
La estructura del granulo, tomo un color blanco opaco en el centro con ligero destellos
anaranjados alrededor, no se observa nada en su interior. Con luz polarizada los
gránulos se ven brillantes con una mancha oscura en el centro y algunos tienen una
línea que los atraviesa, parecida a la que tienen los gránulos de trigo.
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Harina de trigo fuerte (agua con glicerol).
Los gránulos son semiredondos, de color blanco opaco en su totalidad, no se aprecia
nada en el interior del mismo. Con luz polarizada se ven transparentes y en el interior se
observan como gotitas de aceite de color amarillo claro.
Con rojo congo.
Estructuras de color blanco con la orilla color anaranjado, no se observa nada en el
centro, sin embargo al observar con luz polarizada se ven numerosas manchas oscuras
y en algunos gránulos solo se aprecia una mancha de color gris en el centro.
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Conclusiones
La modificación de los almidones (ya sea por tratamientos químicos o
por mejoramiento genético) para alterar sus propiedades funcionales
amplían de manera significativa su campo de aplicación. De esta
manera la importancia del almidón en la industria de alimentos va en
aumento día con día, ya que este constituye una excelente materia
prima para modificar la textura y consistencia de los alimentos, ya sea
mediante su aplicación directa o bien como un aditivo.
Debido a lo anterior la industria pretende sacar al mercado nuevas
materia primas que sean base para un producto final con calidad, como
es el caso de la industria panadera y de edulcorantes, que han puesto
especial énfasis en mejorar la calidad del almidón.
Por otro lado respecto a lo observado en el microscopio, se observaronestructuras muy completas y con mucha claridad. Aparentemente
algunos gránulos eran iguales pero de diferente tamaño y ya prestando
mas atencion si se lograba percibir alguna diferencia. En los almidones
dañados tuve mis dudas ya que algunas estructuras como que parecían
estar en buen estado y algunas otras si estaban visiblemente deformes
y dañadas totalmente.
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