English Physicochemical characterization of dehydrated starches extracted from tubers from La Paz

Authors

  • Susana Huanca Lopez Universidad Mayor de San Andres, Chemical Sciences Department, Chemical Research Institute, Food Chemistry Laboratory, School of Pure and Natural Sciences, Ciudad Universitaria Cota, La Paz, Bolivia. https://orcid.org/0009-0006-1494-9841
  • Jorge Fabio Yañiquez Vedia Universidad Mayor de San Andres, Chemical Sciences Department, Chemical Research Institute, Food Chemistry Laboratory, School of Pure and Natural Sciences, Ciudad Universitaria Cota, La Paz, Bolivia. https://orcid.org/0009-0001-1434-0108
  • Valerio Choque Flores Universidad Mayor de San Andres, Chemical Sciences Department, Chemical Research Institute, Food Chemistry Laboratory, School of Pure and Natural Sciences, Ciudad Universitaria Cota, La Paz, Bolivia. https://orcid.org/0009-0000-1664-7376
  • Patricia Mollinedo Portugal Universidad Mayor de San Andres, Chemical Sciences Department, Chemical Research Institute, Food Chemistry Laboratory, School of Pure and Natural Sciences, Ciudad Universitaria Cota, La Paz, Bolivia. https://orcid.org/0000-0002-3808-2043

DOI:

https://doi.org/10.5327/fst.486

Keywords:

viscoamylography, x-ray diffraction, scanning electron microscope, enzymatic hydrolysis

Abstract

The extraction of starches from four species of tubers, namely potato (Solanum tuberosum), oca (Oxalis tuberosa), papalisa (Ullucus tuberosus), and Isaño (Tropaeolum tuberosum) and their dehydrated products, was carried out to characterize the physicochemical parameters, the microscopy of the starch granules, enzymatic hydrolysis, and gel properties, and to relate the behavior of the starch granule and study its variation with respect to fresh and dehydrated tubers. The results show a difference in the percentage of starch yield depending on the species and its fresh and dehydrated state. A relationship was observed between the content of amylose/amylopectin, morphology of the starch granule, size of the starch granule, and percentage of glucose obtained from the enzymatic hydrolysis process, where starches that have a lower amylose content have smaller, spherical or ellipsoidal granules and are more prone to enzymatic attack. The properties of the gel such as maximum viscosity, breakdown, and setback of the starches obtained were also studied. The sample starches were characterized using X-ray diffraction to identify their crystal structure.

Downloads

Download data is not yet available.

References

Aruquipa, R., Trigo, R., Bosque, H., Mercado, G., & Condori, J. (2016). El Isaño (Tropaeolum tuberosum) un cultivo de consumo y medicina tradicional en Huatacana para el beneficio de la población boliviana. Revista de Investigación e Innovación Agropecuaria y de Recursos Naturales, 3(2), 146–151. http://www.scielo.org.bo/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S2409-16182016000200004

Barraza-Jáuregui, G., Soriano-Colchado, J., Obregón, J., Martínez, P., Peña, F., Velezmoro, C., Miano, A. C., & Siche Jara, R. (2020, July 27–31). Propiedades fisicoquímicas, funcionales y estructurales de almidones obtenidos de cinco variedades de papas nativas (Solanum tuberosum L.). [Paper presentation]. 18th LACCEI International Multi-Conference for Engineering, Education, and Technology: Engineering, Integration, and Alliances for a Sustainable Development. Hemispheric Cooperation for Competitiveness and Prosperity on a Knowledge-Based Economy. Virtual Conference. http://doi.org/10.18687/LACCEI2020.1.1.623

Chen, C., Li, G., & Zhu, F. (2021). A novel starch from lotus (Nelumbo nucifera) seeds: Composition, structure, properties and modifications. Food Hydrocolloids, 120, Article 106899. https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2021.106899

Chuquilín Goicochea, R. C., Martínez Laurente, M. C., & Rodrigo-Chumbes, J. T. (2020). Propiedades funcionales de productos tradicionales congelados y secados al sol de oca (Oxalis tuberosa Molina) y olluco (Ullucus tuberosus Caldas): Una revisión. Puriq, 2(3), 247–263. https://doi.org/10.37073/puriq.2.3.100

Cruz, G., Ribotta, P., Ferrero, C., & Iturriaga, L. (2016). Physicochemical and rheological characterization of Andean tuber starches: Potato (Solanum tuberosum ssp. Andigenum), Oca (Oxalis tuberosa Molina) and Papalisa (Ullucus tuberosus Caldas). Starch, 68(11–12), 1084–1094. https://doi.org/10.1002/star.201600103

Cuba Canales, A. (2021). Caracterización físicoquímica y funcional de almidones de Papa y Tunta de tres variedades nativas amargas procedentes de Ilave – Puno [Bachelor's thesis, Universidad Nacional Agraria La Molina]. Repositorio Institucional Universidad Nacional Agraria La Molina. https://hdl.handle.net/20.500.12996/4607

Del Águila Meléndez, C. A. (2022). Propiedades funcionales, morfológicas y térmicas de harina y almidón de plátano variedades Musa acuminata AA Y Musa acuminata AAA [Bachelor's thesis, Universidad Nacional Agraria de la Selva]. Repositorio Institucional UNAS. https://hdl.handle.net/20.500.14292/2093

Green Facts. (2023, July 13). Tubérculos. Retrieved December 16, 2024, from www.greenfacts.org/es/glosario/tuv/tuberculos.htm

Guevara Lastre, C. A. (2020). Influencia de la relación amilosa/amilopectina en la resistencia de los adhesivos elaborados a partir de almidones nativos de yuca y ñame. Citecsa, 12(19), 5–17. https://unipaz.edu.co/revistas/revcitecsa/article/view/221

Guzmán Condarco, B. (2014). Extracción y modificación química de almidón de papa (solanum tuberosum) para su aplicación en la industria boliviana [Bachelor's thesis, Universidad Mayor de San Andrés]. Repositorio Institucional UMSA. https://repositorio.umsa.bo/xmlui/handle/123456789/18112

Guzmán Valverde, D. C. (2024). Efecto de gelatinización y retrogradación en las características funcionales y reológicas de almidones de papa (Solanum Tuberosum) precocidas [Bachelor's thesis, Universidad Nacional del Santa]. Repositorio UNS. https://hdl.handle.net/20.500.14278/4420

Hancco Cayllahua, Y. (2021). Evaluación de las propiedades térmicas en almidones de seis variedades de papas nativas del departamento de Puno [Bachelor's thesis, Universidad Nacional de Juliaca]. Repositorios Lationamericanos. https://repositorioslatinoamericanos.uchile.cl/handle/2250/6541550

Huanca López, S. (2014). Evaluación de la efectividad de dos enzimas en el proceso de hidrólisis enzimática para obtener glucosa a partir de almidón de yuca [Bachelor's thesis, Universidad Mayor de San Andrés]. Repositorio Institucional UMSA. https://repositorio.umsa.bo/xmlui/handle/123456789/18138

Huanca López, S. (2017). Determinación de la relación entre estructura y rendimiento de jarabe de glucosa a partir de almidón extraído de diferentes tubérculos del departamento de La Paz [Master’s thesis, Universidad Mayor de San Andrés]. Repositorio Institucional UMSA. https://repositorio.umsa.bo/handle/123456789/23010

Huanca López, S., Espinal, C., & Mollinedo, P. (2015). Quality assessment of glucose syrup produced by enzymatic hydrolysis of alpha-amylase and Amyloglucosidase from starch of manihot esculenta (yuca). Revista Boliviana de Química, 32(2), 24–29. http://www.scielo.org.bo/scielo.php?pid=S0250-54602015000200001&script=sci_abstract&tlng=en

Huanca Rengel, F. C. (2013). Caracterización fisicoquímica de almidones aislados de quinua orgánica roja, blanca y negra (Chenopodium quinoa willd), procesado por Andean Valley S.A. [Bachelor’s thesis, Universidad Mayor de San Andrés]. Repositorio Institucional UMSA. https://repositorio.umsa.bo/handle/123456789/313

Iturriaga, L. B., Bustos, A. Y., Cruz Ortis, G. O., Torres Quinteros, L., Ribotta, P. D., & Ferrero, C. (2022). Caracterización de almidones de tubérculos andinos. Aplicación en el diseño de alimentos. In Universidad Nacional de Santiago del Estero (Ed.), La investigación científica en la Universidad Nacional de Santiago del Estero y sus aportes a la sociedad (Vol. 1, pp. 1324–1348). Editorial de la Universidad Nacional de Santiago del Estero. http://hdl.handle.net/11336/201902

Lagos, P. W. (2016). Comparación de la cinética de gelatinización de almidón de papa mediante: DSC y microscopía de luz polarizada [Bachelor's thesis, Universidad Austral de Chile]. Repositório Institucional Universidad Austral de Chile. http://cybertesis.uach.cl/tesis/uach/2016/faw678c/doc/faw678c.pdf

Ligarda Samanez, C. A., Choque Quispe, D., & Ramos Pacheco, B. S. (2020). Propiedades fisicoquímicas, tecnofuncionales y morfológicas de almidones extraídos de clones de papa nativa (Solanum tuberosum) cultivados en la provincia de Andahuaylas [Undergraduate thesis, Universidad Nacional José María Arguedas]. Repositorio UNAJ. Mhttps://hdl.handle.net/20.500.14168/744

Li, B., Wang, H., Wang, X., Zhang, Y., Tan, Y., Zhang, Y., Chu, Z., & Zhang, Y. (2019). Prediction of the postprandial blood sugar response estimated by enzymatic kinetics of in vitro digestive and fine molecular structure of artocarpus heterophyllus lam seed starch and several staple crop starches. Starch, 71(9–10), Article 1800351. https://doi.org/10.1002/star.201800351

Li, B., Wang, Y., Zhu, L., Huang, C., Zhang, Y., Zhao, Y., Wu, G., & Tan, L. (2022). Starch characterizations of two kinds of seedless Artocarpus altilis (Parkinson) Fosberg originated from China. Food Hydrocolloids, 123, Article 107145. https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2021.107145

Lin, Y., Liu, L., Li, L., Xu, Y., Zhang, Y., & Zeng, H. (2022). Properties and digestibility of a novel porous starch from lotus seed prepared via synergistic enzymatic treatment. International Journal of Biological Macromolecules, 194, 144–152. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2021.11.196

Luque Vilca, O. M., Hancco Cayllahua, Y., Gallegos Ramos, J. R., Jilapa Humpiri, R. W., & Hanco Cervantes, C. R. (2021). Evaluación de las propiedades térmicas del almidón de seís variedades de papa nativa de la región Puno. Ñawparisun-Revista de Investigación Científica de Ingenierías, 3(3). https://doi.org/10.47190/nric.v3i3.8

Marquez Marusic, M. A. (2022). Efecto de la hidrólisis ácida sobre las propiedades de almidones obtenidos de dos variedades de papa amarga y tunta [Bachelor's thesis, Universidad Nacional Agraria La Molina]. Repositorio Institucional Universidad Nacional Agraria La Molina. https://hdl.handle.net/20.500.12996/5445

Marquez Mendoza, H. C. (2019). Composición nutricional y de mucílago de tres variedades de olluco (Ullucus tuberosus Loz.) para la obtención de chuño de olluco en el distrito de Santo Tomás - Cusco [Bachelor's thesis, Universidad Nacional San Antonio Abad Del Cusco]. Repositorio UNSAAC. http://hdl.handle.net/20.500.12918/3694

Martínez, P., Peña, F., Bello-Pérez, L. A., Núñez-Santiago, C., Yee-Madeira, H., & Velezmoro, C. (2019). Physicochemical, functional and morphological characterization of starches isolated from three native potatoes of the Andean region. Foodchemistry: X, 2, Article 100030. https://doi.org/10.1016/j.fochx.2019.100030

Mejía Cabezas, N., Zavala Cuadrado, A., Samaniego Maigua, I., & Arguello Hernández, P. (2021). Composición química, morfología y propiedades tecnológicas de los almidones nativos de origen andino: una revisión sistemática. Reciena, 1(2), 45–57. https://doi.org/10.47187/9dkm0808

Naguleswaran, S., Vasanthan, T., Hoover, R., & Bressler, D. (2014). Amylolysis of amylopectin and amylose isolated from wheat, triticale, corn and barley starches. Food Hydrocolloids, 35, 686–693. https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2013.08.018

Ochoa-Martínez, L. A., Luna Solís, H. A., & Bermúdez Quiñones, G. (2021). Sweet potato starch: Enzymatic, physical and chemical modifications: A review. Tecnociencia Chihuahua, 15(3), Article e854. https://doi.org/10.54167/tecnociencia.v15i3.854

Ojeda, C. A. (1998). Estudio de la cinética de gelatinización y de las variables operativas en el parbolizado de arroz [Master's thesis, Universidad de Buenos Aires]. Biblioteca Digital Uba Exactas. https://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n3243_Ojeda

Ren, Y., Guo, K., Zhang, B., & Wei, C. (2020). Comparison of physicochemical properties of very small granule starches from endosperms of dicotyledon plants. International Journal of Biological Macromolecules, 154, 818–825. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2020.03.147

Robles Oñate, M. P. (2012). Relación entre algunas propiedades fisicoquímicas y térmicas de gelatinización y retrogradación en almidón de papa nativa de Chiloé [Bachelor's thesis, Universidad Austral de Chile]. http://cybertesis.uach.cl/tesis/uach/2012/far666r/doc/far666r.pdf

Salgado-Ordosgoitia, R. D., Paternina-Contreras, A. L., Cohen-Manrique, C. S., & Rodríguez-Manrique, J. A. (2019). Análisis de las Curvas de Gelatinización de Almidones Nativos de tres Especies de Ñame: Criollo (Dioscorea alata), Espino (Dioscorea rotundata) y Diamante 22. Información Tecnológica, 30(4), 93–102. http://doi.org/10.4067/S0718-07642019000400093

Segura Ortega, V. M., Calderón Robalino, J. P., & Santana Bonilla, L. G. (2024). Impacto de tubérculos andinos en la nutrición y la gastronomía escolar de la ciudad de Ambato, provincia de Tungurahua. Pro Sciences: Revista de Producción, Ciencias e Investigación, 8(53), 272–285. https://doi.org/10.29018/issn.2588-1000vol8iss53.2024pp272-285

Singh, N., & Kaur, L. (2004). Morphological, thermal, rheological and retrogradation properties of potato starch fractions varying in granule size. Journal of the Science of Food and Agriculture, 84(10), 1241–1252. https://doi.org/10.1002/jsfa.1746

Valdivieso Molina, F., & Mollinedo, P. (2021). Formación de almidón retrogradado relacionado a niveles de amilosa en el almidón de papa (Solanum tuberosum) y chuño. Revista Con-Ciencia, 9(2), 84–102. https://doi.org/10.53287/mjns8913yn27w

Yañiquez Vedia, J. F. (2019). Evaluación de la eficiencia de la enzima modificada alfa-amilasa-Mg de Aspergillus oryzae para la producción de jarabe de glucosa a partir de diferentes fuentes de almidón [Master’s thesis, Universidad Mayor de San Andrés]. Repositorio Institucional UMSA. https://repositorio.umsa.bo/handle/123456789/30767

Downloads

Published

2025-09-01

How to Cite

Lopez, S. H., Vedia, J. F. Y., Flores, V. C., & Portugal, P. M. (2025). English Physicochemical characterization of dehydrated starches extracted from tubers from La Paz. Food Science and Technology, 45. https://doi.org/10.5327/fst.486

Issue

Section

Original Articles