Desarrollo de un modelo predictivo para la obtención de Maltodextrinas del Almidón de Yuca Translated title: Development of a predictive model for obtaining Maltodextrins from Cassava Starch

Abstract

RESUMEN El objetivo de este trabajo fue obtener un modelo predictivo de la producción de maltodextrinas, medidos como equivalentes de dextrosa (ED), en términos de cuatro factores: concentración de enzima, concentración de sustrato, temperatura y tiempo de digestión; empleando los niveles mínimos y máximos de 20 y 30% m/m, 0,01 y 0,03%, 40 y 60°C, 15 y 30 minutos respectivamente. El sustrato se obtuvo de la pulpa de tubérculos de yuca (Manihot esculenta Crantz), que se empleó como materia prima para producir soluciones de almidón al 10, 20 y 30% m/m, las que se hidrolizaron con alfa amilasa comercial (300 NKU/g). Se usó un diseño factorial 24 y, mediante ANOVA y el software Minitab 18, se determinó que todos los factores y sus interacciones, excepto la interacción temperatura-concentración de sustrato, eran estadísticamente significativos con un nivel de confianza ( = 0,05. Se simplificó la expresión matemática al considerarse los factores y sus interacciones más efectivos; siendo estos la Temperatura, Concentración de enzima, Tiempo, Concentración de sustrato, y la interacción Temperatura-Concentración de enzima; así el modelo matemático quedó como: con una desviación s = 0,197, un coeficiente de determinación R2 = 99,78% y un porcentaje de error promedio de 1,18%. El modelo fue validado mediante un análisis de residuos; así como también usando trabajos publicados, encontrándose una buena reproducibilidad en dos casos, incluso cuando el sustrato no era yuca sino ñame.

Translated abstract

ABSTRACT The objective of this work was to obtain a predictive model of the production of maltodextrins, measured as dextrose equivalents (ED), in terms of four factors: enzyme concentration, substrate concentration, temperature and time of digestion whose minimum and maximum levels were 20 and 30% m/m, 0,01 and 0,03%, 40 and 60°C, 15 and 30 minutes respectively. The substrate was obtained from the pulp of cassava tubers (Manihot esculenta Crantz), which was characterized and used as raw material to produce starch solutions at 10, 20 and 30% m/m, which were hydrolysed with commercial alpha amylase (300 NKU/g) to produce the maltodextrins. A factorial design 24 was used, and by means of ANOVA and the software Minitab 18 it was determined that all the factors and their interactions, except the interaction temperature-concentration of substrate, were statistically significant for a ( = 0,05. Mathematical expression was simplified by considering the factors and their most effective interactions; these being the Temperature, Enzyme Concentration, Time, Substrate Concentration, and the Interaction Temperature-Concentration of enzyme; thus the mathematical model remained as: with a deviation s = 0,197, an R2 = 99,78% and an average error rate of 1,18%. The model was validated through a residual analysis; as well as using published works, finding good reproducibility in two cases, even when the substrate was not yucca but yam.