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Starch extraction from cacao shell Theobroma cacao L. as an alternative of bioprospection
Published 2020-11-12
Keywords
- Agro-industrial,
- Biomaterials,
- Bioprospecting,
- Extraction,
- Waste
How to Cite
Herrera Rengifo, J. D., Villa Prieto, L., Olaya Cabrera, A. C., & García Alzate, L. S. (2020). Starch extraction from cacao shell Theobroma cacao L. as an alternative of bioprospection. Revista ION, 33(2), 25–34. https://doi.org/10.18273/revion.v33n2-2020002
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Abstract
The chemical composition of the cocoa husk Theobroma cacao L. allows to catalog it as material of difficult degradation, due its high lignin and cellulose content, where the lignocellulosic material can be used in a wide variety of industrial processes; however, this husk is generally discarded within the crops themselves and this husk generate problems such as the proliferation of pathogenic microorganisms.
On the other hand, the starch it’s a granulated substance that it’s presented in different plant matrices, which can be used from the alimentary industry for grant sensorial and organoleptic characteristics, to the manufacture of paper and biodegradable materials. The objective of this research was extracting the starch present in the cocoa husk, thus determinate the possible uses of exploitation of starch, as an alternative of bioprospection. The vegetal material (cocoa husk) was characterized taking into account parameters as pH, moisture percentage, fat and fiber, among others; followed by starch extraction by wet method. The obtained results to the cocoa husk reported a value of pH 5.46 ±0.0057, titratable acidity 0.11±0.038, moisture 84.35±0.017, ash 8.21±0.0057, fat 0.80±0.015, fiber 6.80 ±0.01and the extraction of starch reports 12.04±0.025. To conclude, with the use of the cocoa waste exploitation alternatives can be generate, producing new biomaterials starting of this sub product, being this an alternative of agroindustrial bioprospection.
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References
[1] Gonzales Bell A. Producción de cacao evidencia un crecimiento promedio de 6,48% en los últimos 10 años (sitio en internet). AGRONEGOCIOS. Disponible en: https://www.agronegocios.co/agricultura/produccionde-cacao-evidencia-un-crecimiento-promediode-648-en-los-ultimos-10-anos-2813684.
[2] Torres Leal YJ, Caracterización de biomasa lignocelulósica (Theobroma cacao L.) para su uso en la obtención de etanol por vía fermentativa (tesis). Bucaramanga, Colombia: Universidad Santo Tomás, 2016.
[3] Villamizar Jaimes AR, López Giraldo LJ. Cáscara de cacao fuente de polifenoles y fibra: simulación de una planta piloto para su extracción. Respuestas. 2017;22(1):75-83.
[4] Cortes Ortiz WG. Materiales lignocelulosicos como fuente de biocombustibles y productos químicos. T. ESUFA. 011;16:41-46.
[5] Malin B, Vallejos M, Tanase Opedal M, Area MC, Chinga-Carrasco G. Lignocellulosics as sustainable resources for production of bioplastics - A review J. Cleaner P. 2017;162:646-664.
[6] Cortes Ortiz WG. Tratamientos Aplicables a Materiales Lignocelulósicos para la obtención de etanol y productos Químicos. Revista de Tecnología. 2014;13(1):39-44.
[7] Meza Ramos PN. Elaboración de bioplásticos a partir de almidón residual obtenido de peladoras de papa y determinación de su biodegradabilidad a nivel de laboratorio (Tesis). Lima, Perú: Universidad Nacional Agraria La Molina; 2016.
[8] Zhou H. Physico-chemical Properties of Bioplastics and its Application for Fresh-cut Fruits Packaging (tesis doctoral). Hokkaido, Japón: Universidad de Hokkaido; 2016.
[9] Niemenak N, Cilas C, Rohsius C, Bleiholder H, Meier U, Lieberei R. Phenological growth stages of cacao plants (Theobroma sp.): codification and description according to the BBCH scale. Ann Appl Biol. 2010;156:13-24.
[10] Norma AOAC. Método General de Codex para determinación del pH. 981.12. Budapest; 2012.
[11] Norma AOAC. Official methods of Analysis. Determinación de Acidez titulable. 939.05 USA: AOAC international; 2000.
[12] Norma AOAC. Determinación de humedad en plantas. 20.013. USA: AOAC International; 1980.
[13] Norma NTC. Determinación del contenido de grasa. Colombia: ICONTEC; 1976.
[14] Norma AOAC. Método Oficial, 962.09Fiber (Crude) in Animal Feed and Pet Food. USA: AOAC International; 2000.
[15] Norma TAPPI T 211 om-02. Ash in wood, pulp, paper and paperboard: Combustion at 525°C. USA: TAPPI; 2006.
[16] Norma TAPPI. TAPPI T22, Acid-insoluble lignin in wood and pulp. USA: TAPPI; 2002.
[17] Norma NTC. Pulpas para papel. Método para determinar las células, alfa, beta y gama. Colombia: ICONTEC; 1973.
[18] Acuña Pinto HM. Extracción, caracterización y aplicación de almidón de ñame variedad blanco (Dioscoreatrifida) originario de la región amazónica colombiana para la elaboración de productos horneados (Tesis). Bogotá, Colombia: Universidad Nacional de Colombia; 2012.
[19] AMCHAM. Cacao: una apuesta colombina al mercado internacional. Bogotá, Colombia;
2014.
[20] Villamizar Jaimes YL, Rodríguez Guerrero JS, Leon Castrillo LC. Caracterización fisicoquímica, microbiológica y funcional de harina de cáscara de cacao (Theobroma cacao L.) Variedad CCN-51. Cuaderno activa. 2016;9:65-75.
[21] Jaimes Suarez Y, Aranzazu F. Manejo de las enfermedades del cacao (Theobroma cacao L) en Colombia, con énfasis en monilia (Moniliophthoraroreri). Bogotá: Produmedios; 2010.
[22] Barazarte H, Sangronis E, Unai E. La cáscara de cacao (Theobroma cacao L): Una posible fuente comercial de pectinas. Archivos Latinoamericanos de Nutrición. 2008;58(1):64-70.
[23] López Hernández MdP. Efecto del estado de madurez de materiales de cacao sobre la calidad final del grano en los valles interandinos secos (Tesis). Bogotá, Colombia: Universidad Nacional de Colombia; 2018.
[24] Vivanco Carpio E, Matute Castro L, Campo Fernandez M. Caracterización fisicoquímica de la cascarilla de Theobroma cacao L., variedades Nacional y CCN-51. Conference Proceedings UTMACH. 2017;2(1):213-222.
[25] Campos Vega R, Nieto Figueroa KH, Oomah BD. Cocoa (Theobroma cacao L.) pod husk: Renewable source of bioactive compounds. TIFS&T. 2018;81:172-184.
[26] Vriesmann LC, Dias de Mello Castanho Amboni R, de Oliveira Petkowicz CL. Cacao pod husks (Theobroma cacao L.): Composition and hot-water-soluble pectins. Ind. Crops and Products. 2011;34:1173-1181.
[27] Cardona M, Sorza J, Posada S, Carmona J, Ayala S, Álvarez O. Establecimiento de una base de datos para la elaboración de tablas de contenido nutricional de alimentos para animales. Revista Colombiana de Ciencias Pecuarias. 2002;15(2):240-246.
[28] Sangronis E, Soto MJ, Valero Y, Buscema I. Cascarilla de cacao venezolano como materia prima de infusiones. Archivos Latinoamericanos de Nutrición Alan. 2014;64(2):123-130.
[29] Gonzales Velandia KD, Daza Rey D, Caballero Amado PA, Matínez Gonzales C. Evaluación de las propiedades físicas y químicas de residuos sólidos orgánicos a emplearse en la elaboración de papel. Luna Azul. 2016;43:499-517.
[30] Adamafio NA, Afeke IK, Wepeba J, Ali EK, Quaye FO. Biochemical composition and in vitro digestibility of cocoa (Theobroma cacao) pod husk, cassava (Manihot esculenta) peel and Plantain (Musa paradisiaca) peel.Ghana J. Sci. 2004;44:29-38.
[31] Cárdenas Cornel WG, Vélez de la Rocha R, Siller Cepeda JH, Osuna Enciso T, Muy Rangel MD, Sañudo Barajas JA. Cambios en la composición de almidón, pectinas y hemicelulosas durante la maduración de mango. Chapingo Horticultura. 2010;18(1):5-19.
[32] Arpaia ML, Mitcham E, Cantwell de Trejo M, Reid M, Crisoto C, Suslow T, et al. Madurez, maduración y relaciones de calidad de la fruta. Estados Unidos: Universidad De California; Postharvest Technology Center; 2016.
[33] Cárdenas Freire MA. Extracción de almidón apartir de residuos de banano (Musa paradisiaca) para la elaboración de un biopolímero (Tesis). Cuenca, Ecuador: Universidad Politécnica Salesiana, Sede Cuenca; 2018.
[34] De los Angeles Rosales A. Obtención de biopolímero plástico a partir del almidón de malanga (Colocasia esculenta), por el método de polimerización por condensación en el laboratorio 110 de la UNAN-Managua (Tesis). Managua, Nicaragua: UNAN-Managua; 2016.
[35] Arboleda GA, Montila CE, Villada HS, Varona GA. Obtaining a Flexible Film Elaborated from Cassava Thermoplastic Starch and Polylactic Acid. Int Jour of Poly Sci. 2015;2015:1-9.
[36] Jimenez A, Fabra MJ, Talens P, Chiralt A. Edible and Biodegradable Starch Films: A Review. Food And Bioprocess Technology. 2012;5(6):2058-2076.
[2] Torres Leal YJ, Caracterización de biomasa lignocelulósica (Theobroma cacao L.) para su uso en la obtención de etanol por vía fermentativa (tesis). Bucaramanga, Colombia: Universidad Santo Tomás, 2016.
[3] Villamizar Jaimes AR, López Giraldo LJ. Cáscara de cacao fuente de polifenoles y fibra: simulación de una planta piloto para su extracción. Respuestas. 2017;22(1):75-83.
[4] Cortes Ortiz WG. Materiales lignocelulosicos como fuente de biocombustibles y productos químicos. T. ESUFA. 011;16:41-46.
[5] Malin B, Vallejos M, Tanase Opedal M, Area MC, Chinga-Carrasco G. Lignocellulosics as sustainable resources for production of bioplastics - A review J. Cleaner P. 2017;162:646-664.
[6] Cortes Ortiz WG. Tratamientos Aplicables a Materiales Lignocelulósicos para la obtención de etanol y productos Químicos. Revista de Tecnología. 2014;13(1):39-44.
[7] Meza Ramos PN. Elaboración de bioplásticos a partir de almidón residual obtenido de peladoras de papa y determinación de su biodegradabilidad a nivel de laboratorio (Tesis). Lima, Perú: Universidad Nacional Agraria La Molina; 2016.
[8] Zhou H. Physico-chemical Properties of Bioplastics and its Application for Fresh-cut Fruits Packaging (tesis doctoral). Hokkaido, Japón: Universidad de Hokkaido; 2016.
[9] Niemenak N, Cilas C, Rohsius C, Bleiholder H, Meier U, Lieberei R. Phenological growth stages of cacao plants (Theobroma sp.): codification and description according to the BBCH scale. Ann Appl Biol. 2010;156:13-24.
[10] Norma AOAC. Método General de Codex para determinación del pH. 981.12. Budapest; 2012.
[11] Norma AOAC. Official methods of Analysis. Determinación de Acidez titulable. 939.05 USA: AOAC international; 2000.
[12] Norma AOAC. Determinación de humedad en plantas. 20.013. USA: AOAC International; 1980.
[13] Norma NTC. Determinación del contenido de grasa. Colombia: ICONTEC; 1976.
[14] Norma AOAC. Método Oficial, 962.09Fiber (Crude) in Animal Feed and Pet Food. USA: AOAC International; 2000.
[15] Norma TAPPI T 211 om-02. Ash in wood, pulp, paper and paperboard: Combustion at 525°C. USA: TAPPI; 2006.
[16] Norma TAPPI. TAPPI T22, Acid-insoluble lignin in wood and pulp. USA: TAPPI; 2002.
[17] Norma NTC. Pulpas para papel. Método para determinar las células, alfa, beta y gama. Colombia: ICONTEC; 1973.
[18] Acuña Pinto HM. Extracción, caracterización y aplicación de almidón de ñame variedad blanco (Dioscoreatrifida) originario de la región amazónica colombiana para la elaboración de productos horneados (Tesis). Bogotá, Colombia: Universidad Nacional de Colombia; 2012.
[19] AMCHAM. Cacao: una apuesta colombina al mercado internacional. Bogotá, Colombia;
2014.
[20] Villamizar Jaimes YL, Rodríguez Guerrero JS, Leon Castrillo LC. Caracterización fisicoquímica, microbiológica y funcional de harina de cáscara de cacao (Theobroma cacao L.) Variedad CCN-51. Cuaderno activa. 2016;9:65-75.
[21] Jaimes Suarez Y, Aranzazu F. Manejo de las enfermedades del cacao (Theobroma cacao L) en Colombia, con énfasis en monilia (Moniliophthoraroreri). Bogotá: Produmedios; 2010.
[22] Barazarte H, Sangronis E, Unai E. La cáscara de cacao (Theobroma cacao L): Una posible fuente comercial de pectinas. Archivos Latinoamericanos de Nutrición. 2008;58(1):64-70.
[23] López Hernández MdP. Efecto del estado de madurez de materiales de cacao sobre la calidad final del grano en los valles interandinos secos (Tesis). Bogotá, Colombia: Universidad Nacional de Colombia; 2018.
[24] Vivanco Carpio E, Matute Castro L, Campo Fernandez M. Caracterización fisicoquímica de la cascarilla de Theobroma cacao L., variedades Nacional y CCN-51. Conference Proceedings UTMACH. 2017;2(1):213-222.
[25] Campos Vega R, Nieto Figueroa KH, Oomah BD. Cocoa (Theobroma cacao L.) pod husk: Renewable source of bioactive compounds. TIFS&T. 2018;81:172-184.
[26] Vriesmann LC, Dias de Mello Castanho Amboni R, de Oliveira Petkowicz CL. Cacao pod husks (Theobroma cacao L.): Composition and hot-water-soluble pectins. Ind. Crops and Products. 2011;34:1173-1181.
[27] Cardona M, Sorza J, Posada S, Carmona J, Ayala S, Álvarez O. Establecimiento de una base de datos para la elaboración de tablas de contenido nutricional de alimentos para animales. Revista Colombiana de Ciencias Pecuarias. 2002;15(2):240-246.
[28] Sangronis E, Soto MJ, Valero Y, Buscema I. Cascarilla de cacao venezolano como materia prima de infusiones. Archivos Latinoamericanos de Nutrición Alan. 2014;64(2):123-130.
[29] Gonzales Velandia KD, Daza Rey D, Caballero Amado PA, Matínez Gonzales C. Evaluación de las propiedades físicas y químicas de residuos sólidos orgánicos a emplearse en la elaboración de papel. Luna Azul. 2016;43:499-517.
[30] Adamafio NA, Afeke IK, Wepeba J, Ali EK, Quaye FO. Biochemical composition and in vitro digestibility of cocoa (Theobroma cacao) pod husk, cassava (Manihot esculenta) peel and Plantain (Musa paradisiaca) peel.Ghana J. Sci. 2004;44:29-38.
[31] Cárdenas Cornel WG, Vélez de la Rocha R, Siller Cepeda JH, Osuna Enciso T, Muy Rangel MD, Sañudo Barajas JA. Cambios en la composición de almidón, pectinas y hemicelulosas durante la maduración de mango. Chapingo Horticultura. 2010;18(1):5-19.
[32] Arpaia ML, Mitcham E, Cantwell de Trejo M, Reid M, Crisoto C, Suslow T, et al. Madurez, maduración y relaciones de calidad de la fruta. Estados Unidos: Universidad De California; Postharvest Technology Center; 2016.
[33] Cárdenas Freire MA. Extracción de almidón apartir de residuos de banano (Musa paradisiaca) para la elaboración de un biopolímero (Tesis). Cuenca, Ecuador: Universidad Politécnica Salesiana, Sede Cuenca; 2018.
[34] De los Angeles Rosales A. Obtención de biopolímero plástico a partir del almidón de malanga (Colocasia esculenta), por el método de polimerización por condensación en el laboratorio 110 de la UNAN-Managua (Tesis). Managua, Nicaragua: UNAN-Managua; 2016.
[35] Arboleda GA, Montila CE, Villada HS, Varona GA. Obtaining a Flexible Film Elaborated from Cassava Thermoplastic Starch and Polylactic Acid. Int Jour of Poly Sci. 2015;2015:1-9.
[36] Jimenez A, Fabra MJ, Talens P, Chiralt A. Edible and Biodegradable Starch Films: A Review. Food And Bioprocess Technology. 2012;5(6):2058-2076.