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Proyecto20050064 INTRODUCCIÓN El 45 % de las tortillas consumidas en México son elaboradas con masa de maíz procesado por el método tradicional de nixtamalización; para cubrir esta demanda, existen alrededor de diez mil comercios encargados de la producción y abastecimiento de tortillas. Actualmente, el consumo de tortillas y productos derivados de éstas, es muy popular en países desarrollados (Yau et al., 1994). Los productos elaborados a partir de maíz nixtamalizado, son importantes orígenes de calorías, proteínas, fibra dietaria y calcio. La tecnología para la producción de masa de maíz nixtamalizado es muy antigua, los aztecas daban al maíz un tratamiento térmico alcalino utilizando la ceniza volcánica como álcali para llevar a cabo la nixtamalización, proceso previo para la elaboración de tortillas (Reyes, 1990). El proceso de nixtamalización disminuye ligeramente el contenido y solubilidad de la proteína del grano de maíz, pero aumenta la biodisponibilidad de aminoácidos y calcio, así como el contenido de fibra soluble y almidón resistente; por lo tanto, desde el punto de vista nutritivo el maíz nixtamalizado presenta mayor valor que el maíz sin nixtamalizar. Durante el cocimiento del grano de maíz se originan reacciones bioquímicas, entrecruzamientos e interacciones moleculares que modifican tanto las características fisicoquímicas, estructurales y reológicas de la masa, como las propiedades estructurales y de textura de la tortilla producida. Un alto porcentaje de estos cambios se deben a modificaciones en la estructura del almidón, principal componente químico del maíz (70 %, en base seca). El almidón es un polisacárido de unidades de glucosa, formado por dos polímeros de diferente estructura: la amilosa, el componente esencialmente lineal, donde las glucosas se unen por enlaces α-(14), y la amilopectina que es la molécula ramificada, formada por cadenas de glucosa unidas principalmente por enlaces α- (14) y α-(16) en los puntos de ramificación (Whistler y Daniel, 1984). Los tratamientos térmicos afectan las características fisicoquímicas del almidón, ocasionando cambios en las propiedades funcionales y de biodisponibilidad. Uno de esos cambios es la gelatinización del almidón, que ocurre cuando el gránulo del almidón es calentado en presencia de agua. El gránulo de almidón absorbe agua y se hincha, lo cual va acompañado de la salida de amilosa, por lo que cambia la estructura del gránulo del almidón (Biliaderis, 1991). Cuando se cuece el grano de maíz con la cal, existe una gelatinización parcial del almidón; posteriormente durante la molienda del nixtamal, continua este fenómeno debido a la fricción de los gránulos del almidón y los rodillos del molino, y durante el cocimiento de la tortilla, se puede llegar a una gelatinización total. Otro cambio que sucede en los productos que contiene almidón es la retrogradación, que se 1

MATERIALES Y MTODOS - sappi.ipn.mxsappi.ipn.mx/cgpi/archivos_anexo/20050064_2402.pdfdisminución del tiempo de tránsito intestinal e incremento en el bolo fecal (Christl et al., 1991;

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INTRODUCCIÓN El 45 % de las tortillas consumidas en México son elaboradas con masa de maíz procesado por el método tradicional de nixtamalización; para cubrir esta demanda, existen alrededor de diez mil comercios encargados de la producción y abastecimiento de tortillas. Actualmente, el consumo de tortillas y productos derivados de éstas, es muy popular en países desarrollados (Yau et al., 1994). Los productos elaborados a partir de maíz nixtamalizado, son importantes orígenes de calorías, proteínas, fibra dietaria y calcio. La tecnología para la producción de masa de maíz nixtamalizado es muy antigua, los aztecas daban al maíz un tratamiento térmico alcalino utilizando la ceniza volcánica como álcali para llevar a cabo la nixtamalización, proceso previo para la elaboración de tortillas (Reyes, 1990). El proceso de nixtamalización disminuye ligeramente el contenido y solubilidad de la proteína del grano de maíz, pero aumenta la biodisponibilidad de aminoácidos y calcio, así como el contenido de fibra soluble y almidón resistente; por lo tanto, desde el punto de vista nutritivo el maíz nixtamalizado presenta mayor valor que el maíz sin nixtamalizar. Durante el cocimiento del grano de maíz se originan reacciones bioquímicas, entrecruzamientos e interacciones moleculares que modifican tanto las características fisicoquímicas, estructurales y reológicas de la masa, como las propiedades estructurales y de textura de la tortilla producida. Un alto porcentaje de estos cambios se deben a modificaciones en la estructura del almidón, principal componente químico del maíz (70 %, en base seca). El almidón es un polisacárido de unidades de glucosa, formado por dos polímeros de diferente estructura: la amilosa, el componente esencialmente lineal, donde las glucosas se unen por enlaces α-(1→4), y la amilopectina que es la molécula ramificada, formada por cadenas de glucosa unidas principalmente por enlaces α-(1→4) y α-(1→6) en los puntos de ramificación (Whistler y Daniel, 1984). Los tratamientos térmicos afectan las características fisicoquímicas del almidón, ocasionando cambios en las propiedades funcionales y de biodisponibilidad. Uno de esos cambios es la gelatinización del almidón, que ocurre cuando el gránulo del almidón es calentado en presencia de agua. El gránulo de almidón absorbe agua y se hincha, lo cual va acompañado de la salida de amilosa, por lo que cambia la estructura del gránulo del almidón (Biliaderis, 1991). Cuando se cuece el grano de maíz con la cal, existe una gelatinización parcial del almidón; posteriormente durante la molienda del nixtamal, continua este fenómeno debido a la fricción de los gránulos del almidón y los rodillos del molino, y durante el cocimiento de la tortilla, se puede llegar a una gelatinización total. Otro cambio que sucede en los productos que contiene almidón es la retrogradación, que se

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lleva a cabo cuando el almidón gelatinizado se almacena durante un tiempo, provocando que la amilosa y la amilopectina sufran un reordenamiento (Lineback y Rasper, 1988), ocasionando que los productos se endurezcan. Durante la etapa de reposo del nixtamal, se puede dar el fenómeno de retrogradación del almidón; además, cuando la tortilla es cocinada y después almacenada durante minutos, horas o días, se está llevando a cabo una mayor retrogradación del almidón. Se ha reportado que la retrogradación ocasiona que el almidón no pueda ser hidrolizado por las enzimas digestivas, produciéndose lo que se conoce actualmente como almidón resistente (AR). El AR se ha definido como el almidón y productos de su degradación que no pueden ser hidrolizados en el intestino delgado de individuos sanos (Asp, 1992). Existen diferentes tipos de AR, pero uno de los más importantes en alimentos procesados, es aquel que se forma a partir de almidón retrogradado (AR tipo 3). Esta fracción de almidón ha cobrado gran interés en los últimos años ya que a ésta se le ha asociado con la prevención del cáncer de colon, bajas respuestas glicéricas, reducción del colesterol en sangre, disminución del tiempo de tránsito intestinal e incremento en el bolo fecal (Christl et al., 1991; Goñi et al., 1995; Asp et al., 1996; Gordon et al., 1997). Por otro lado, para obtener un producto de buena calidad las condiciones del proceso son muy importantes. La textura es uno de los aspectos críticos en el proceso de elaboración de tortillas. Las características de textura en tortillas está relacionada con la forma de enlace y la cantidad de agua que contiene (Arámbula-Villa et al., 1999).

La masa es muy sensible al contenido extremo de humedad y cuando los vacíos entre las partículas se llenan de agua, se ha alcanzado la máxima cohesividad. La textura, la variedad del maíz, y el tipo de endospermo y las condiciones de secado, la mejor manera de producir una masa cohesiva es teniendo un tamaño de partícula fina y una óptima cantidad de agua. Cuando una masa presenta una textura adecuada, pueden hacerse fácilmente tortillas y pueden ser enrolladas después de calentarse antes de su consumo (Ramírez-Wong et al., 1993). Sin embargo, es de preferencia común que las tortillas sean flexibles y que se puedan recalentar. Las tortillas que recuperen la flexibilidad al calentarse antes de su consumo, son preferibles. El nivel de humedad de la tortilla juega un papel importante en este respecto. La tortilla debe tener suficiente humedad para recalentarse y mantenerse flexible, ya que tortillas con baja humedad se hacen rígidas. Las tortillas adquieren una textura firme y relativamente rígida cuando se enfrían y permanecen almacenadas, debido a una combinación de factores que incluyen la deshidratación, formación de una estructura poco flexible y retrogradación del almidón la cual afecta a la textura, aceptabilidad y digestibilidad de los alimentos que contienen almidón. Normalmente las tortillas adquieren cierta flexibilidad al recalentarse previo al consumo, pero nunca recuperan la textura original de una tortilla recién hecha. La

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adición de ciertos nutrimentos o ingredientes puede obedecer a propósitos fisicoquímicos, sensoriales, económicos o comerciales. Esto es, a propósitos no relacionados directamente con la nutrición y que buscan mejorar la calidad de productos nixtamalizados. En este sentido, las gomas hidrosolubles o hidrocoloides son macromoléculas que se disuelven o dispersan fácilmente en el agua para producir un aumento muy grande de la viscosidad y en ciertos casos, un efecto gelificante. Las gomas pueden ser definidas en términos prácticos como moléculas de alto peso molecular con características o hidrofílicas o hidrofóbicas que usualmente tienen propiedades coloidales, con capacidad de producir geles al combinarse con el solvente apropiado. De este modo, el término goma se aplica a una gran variedad de sustancias con características gomosas. Sin embargo, es más común la utilización del término goma para referirse a polisacáridos o sus derivados, obtenidos de plantas o por procesamiento microbiológico, que al dispersarse en el agua fría o caliente, producen soluciones o mezclas viscosas (Whistler and Daniel, 1985; Whistler, 1973). El término goma está basado en las características físicas y en el origen de los materiales en cuestión. Inicialmente, las gomas pueden ser descritas como exudados vegetales solubles o dispersables en agua, pero deben incluir en ella los polisacáridos microbianos y las gomas vegetales químicamente modificadas, además de un complemento referido a los polisacáridos de origen animal. Esta definición excluye proteínas y polímeros sintéticos que pueden ser utilizados como gomas en aplicaciones prácticas. Consecuentemente, las gomas pueden ser entendidas como polisacáridos de cadena larga, que pueden ser poco, mucho o nada ramificados, pero que deben interactuar con el agua (Walker, 1984). Las gomas realizan al menos tres funciones en el procesamiento de los alimentos; emulsificantes, estabilizantes y espesantes. Además, algunas también son agentes gelificantes, formadoras de cuerpo, agentes de suspensión y aumentan la capacidad para la dispersión de gases en sólidos o líquidos (Considine y Considine, 1983). La industria de procesamiento de alimentos, así como otras aplicaciones industriales de las gomas, aprovecha de sus propiedades físicas, especialmente su viscosidad y su estructura coloidal. En las mismas concentraciones, las gomas con moléculas relativamente lineales, como la goma tragacanto, forman soluciones más viscosas que las gomas de forma esférica como la goma arábica por ejemplo; y generalmente, son utilizadas en un intervalo de concentraciones entre 0.25 a 0.50 % que muestra su gran habilidad para producir viscosidad y formar geles (BeMiller y Whistler, 1996). Puesto que las gomas tienen funciones estabilizantes en muchos alimentos, es importante hacer notar que en el sentido más amplio del término, un estabilizante

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alimenticio es cualquier material que al ser adicionado a un alimento aumenta su tiempo de almacenamiento; aunque existe una definición menos amplia que define un estabilizante como un material que reduce la tasa en la cual suceden algunos cambios dentro de un producto alimenticio durante su almacenamiento, transporte y manipuleo; esto es, los estabilizantes retardan o evitan cualquiera de los siguientes procesos (Walker, 1984):

• Cristalización, usualmente del agua o del azúcar. • Sedimentación gravitacional de partículas en suspensión. • Encuentro entre partículas, gotitas o burbujas en un medio fluido. • Floculación, coagulación o coalescencia de fracciones dispersas. • Desagregación de agregados. • Descremado. • Pérdida de pequeñas moléculas o iones debido a cambios en el potencial

químico del ión o molécula disuelta, o debido a la formación de una película impermeable.

• Sinéresis en geles. Aunque la sinéresis usualmente sucede como resultado de la presencia de gomas, en algunos casos donde una goma es adicionada para formar un gel (esto es una función no estabilizante), una u otra goma pueden ser adicionadas para prevenir la sinéresis, convirtiéndose, por tanto en un estabilizante.

Por otro lado, las propiedades más importantes de los hidrocoloides desde el punto de vista nutricional, se pueden resumir de la siguiente manera: • Retardan el tiempo de vaciamiento gástrico • Suministran un sustrato fermentable para las bacterias del colon al producir

gas y ácidos grasos de cadena corta • Reducen la concentración plasmática del colesterol • Mejora la tolerancia de los diabéticos a la glucosa Los cambios en forma de vida moderna, el conocimiento de crecimiento del acoplamiento entre la dieta y la salud y las nuevas tecnologías de proceso han conducido a una subida rápida de la consumición de comidas confeccionadas de los alimentos de la novedad y del desarrollo de la fibra y de los productos alimenticios con poca grasa. En detalle, los productos que contienen hidrocoloides se han desarrollado específicamente para el uso como sustituto dietético en los alimentos. Esto por lo tanto ha conducido a una demanda creciente para las hidrocoloides. El sector alimenticio, en detalle, ha considerado un aumento grande en el uso de estos materiales en años recientes. Aunque están a menudo presentes solamente en las concentraciones de menos de 1%, pueden hacer que un significativo aumento, influencie en las características de textura y organolépticas de los productos alimenticios (Ferrero et al., 1993.).

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Entre los productos que se pueden aplicar los hidrocoloides están:

• jugos de frutas • Mayonesa • Yogur • Salsas • Repostería • Tortillas

En cada una de ellas con una función especifica, como espesante, gelificante, realzando el sabor original del producto, entre otras funciones. En el caso de las tortillas los hidrocoloides comerciales mas utilizados han sido xantana y guar (Flores-Farías et al., 2002). La amplia aplicación de los hidrocoloides, ha conducido a una demanda creciente. El mercado de los hidrocoloides del mundo se valora actualmente en $4.4 mil millones aproximadamente, con un volumen total de cerca de 260.000 toneladas. El crecimiento con los años 90 ha estado en el índice del 2-3 %. La selección de los hidrocoloides es dictada por las características funcionales requeridas, pero influenciada inevitable por el precio y la seguridad de la fuente. Es por estas razones que los almidones son los agentes de espesamiento lo más comúnmente posible usados.

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MATERIALES Y MÉTODOS Para producir en el laboratorio nixtamal, masa y tortillas, se utilizaron granos de maíz blanco grado alimenticio. Se utilizaron cuatro hidrocoloides comerciales: Guar, Goma Arábica (Gum Technology Corporation, Tucson, AZ), Xantana y Carboximetilcelulosa (CMC). Todos los reactivos utilizados fueron de la marca Sigma-Aldrich®, Merck® (Steinheim, Germany), J. T. Baker® (México, D. F), Bayer® (Argentina), Boehringer® (Mannhein, Germany). Elaboración de masa y tortilla El nixtamal resultante del proceso de nixtamalización, fue molido para producir una pasta conocida como masa, utilizando un molino metálico de discos marca Corona. Para probar diferentes concentraciones en el uso de los cuatro hidrocoloides (Guar, Xantana, Goma Arábica y CMC), la masa fue mezclada con los hidrocoloides en diferentes concentraciones y de acuerdo con el diseño experimental (Cuadro 1); la masa fue moldeada formando discos (tortillas) con una maquina tortilladora artesanal.

Tratamiento Variables independientes

Código Valores Reales

X1 X2 X1 X2

1 - 1 - 1 0.3 3

2 1 - 1 1 3

3 1 1 0.3 14

4 - 1 1 1 14

5 - 1.41 0 0.1 8

6 1.41 0 1.44 8

7 0 - 1.41 0.65 1.23

8 0 1.41 0.65 16

9 0 0 0.65 8

10 0 0 0.65 8

11 0 0 0.65 8

12 0 0 0.65 8

X1 = Concentración del hidrocoloide (%); X2 = Tiempo de almacenamiento (días)

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Las tortillas fueron cocidas durante un minuto por cada lado en una estufa de gas con una temperatura aproximada de 2500 C. Estas se dejaron enfriar a temperatura ambiente y fueron empaquetadas en bolsas de polietileno (20 x 30 cm.), almacenadas por 1, 3, 8, 14 y 16 días, de acuerdo al diseño experimental (Cuadro 1) y mantenidas a una temperatura controlada de 40 C. Se utilizó también una muestra sin hidrocoloide (control) para la determinación de los parámetros de Almidón Disponible (AD) y Almidón Resistente (AR). Una vez que transcurrió el tiempo de almacenamiento las muestras fueron congeladas en nitrógeno líquido. Cada una de las muestras fue sumergida por espacio de 1 minuto en el nitrógeno líquido para su posterior secado por el proceso de liofilización. Todas las muestras ya liofilizadas fueron molidas y tamizadas, éstas fueron almacenadas en frascos de plástico y mantenidas a temperatura ambiente. Pruebas de digestibilidad in vitro El contenido de almidón potencialmente disponible (AD) fue medido siguiendo el método enzimático-colorimétrico propuesto por Holm et al. (1986), utilizando las enzimas amiloglucosidasa y alfa amilasa termoestable. Se pesó por triplicado 500 mg de muestra seca y liofilizada, finamente molida, se depositó en un vaso de precipitado de 50 mL. Se suspendió cada muestra en 20 mL de agua destilada, se agitó durante 10 minutos en la plancha magnética. Se añadieron 100 µL de la enzima α-amilasa termoestable (Sigma-Aldrich®), esta enzima rompe los enlaces α - (1-4) de la molécula del almidón, dejando como productos maltosas y dextrinas, que a su vez, son hidrolizados con la enzima amiloglucosidasa (Sigma-Aldrich®) para obtener glucosa liberada y calcular la cantidad equivalente de almidón que la produjo. Las muestras se colocaron en un baño en ebullición por 20 minutos, agitando cada 5 minutos. Transcurrido los 20 minutos, las muestras se dejaron enfriar a temperatura ambiente y se transfirió cuantitativamente el contenido a un matraz aforado de 100 mL. Se aforó con agua destilada y se mantuvo en agitación magnética. Se colocó en un tubo de ensaye 1 mL de amortiguador de acetato de sodio con pH 4.75. Se añadieron 25 µL de la solución de amiloglucosidasa (Sigma-Aldrich®) (200 µL de amiloglucosidasa en 560 µL de amortiguador de acetato). Se tomó una alícuota de 500 µL de la muestra del matraz de 100 mL, se colocó una barra de agitación magnética y se incubó durante 30 minutos a 600 C con agitación constante.

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Terminado el tiempo de incubación de la solución anterior, ésta se aforó en un matraz a 10 mL. Se tomó una alícuota de 50µL de esta dilución y se determinó la cantidad de glucosa liberada por digestión enzimática, mediante incubación con sistema de glucosa/ oxidasa peroxidasa (GOD-PAD de Bayer®), se leyeron las densidades ópticas a 510 nm. Los valores resultantes de la lectura se sustituyeron en la siguiente formula:

Hx

mgFGAAD

muestra %100100)3600)((%−

=

en donde: A = Absorbancia FG = Factor de glucosa 3600 = Factor de conversión H = Humedad El almidón resistente (AR) fue medido utilizando dos protocolos:

(1) de acuerdo al método "Lund" modificado por Saura-Calixto et al. (1993), en donde el contenido de Almidón Resistente Retrogradado (ARR) fue medido como los remanentes del almidón presente en los residuos de fibra dietaria. Este método se lleva acabo en dos pasos:

Obtención de fibra dietética insoluble. Se colocaron 100 mg de muestra en tubos de centrífuga. Se adicionaron 12.5 mL de amortiguador de fosfato 0.1 M con pH de 6.0. Se agregaron 100 µL de la enzima α- amilasa termoestable (Sigama-Aldrich®), se agitaron los tubos hasta homogeneizar la muestra. Los tubos se colocaron a ebullición por 20 minutos, agitando cada 5 minutos. Una vez terminado este tiempo, las muestras se dejaron enfriar a temperatura ambiente y se agregó 1 mL de HCl 0.4 M (a 40 C), se ajustó el pH a 1.5 con HCl 5 M. Se agregaron 500 µL de pepsina (Baker®) (100 mg/mL agua). Los tubos con la muestra se incubaron una hora a 370 C con agitación constante. Al término de este tiempo de incubación se adicionaron 500 µL de NaOH 5 M y se ajustó el pH a 6.8 con NaOH 1 M. Se adicionaron 500 µL de pancreatina (Baker ®) (100 mg/mL agua) y se incubaron por una hora a 370 C con agitación constante. Una vez terminada esta segunda incubación, se adicionaron 0.25 mL de HCl 5 M, se ajustó el pH a 4.5, se centrifugaron por 10 minutos a 3000 g y se decantó el sobrenadante. Se agregaron 10 mL de agua destilada, se agitaron y se centrifugaron a 3000 g por 15 minutos y se decantó el sobrenadante; se repitió el paso anterior.

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Se añadieron 10 mL de etanol 96 %, se centrifugaron a 3000 g por 15 minutos y se decantó el sobrenadante. Los tubos conteniendo las muestras se guardaron en congelación para posteriormente continuar con la técnica en un tiempo máximo de 2 días. Determinación de almidón resistente. A la fibra obtenida en el procedimiento anterior, se le agregó 1 mL de agua destilada y se mezcló cuidadosamente utilizando un vortex. Se tapó los tubos y se colocó en ebullición por 20 minutos con agitación cada 5 minutos; finalizando este tiempo (20 min) se dejó enfriar a temperatura ambiente. Se agregó 1 mL de solución fresca de KOH 4 M. Se mezcló fuertemente y se dejó a temperatura ambiente 30 minutos con agitación constante. Pasado este tiempo de enfriamiento, se agregó 1 mL de amortiguador de acetato sódico 0.4 M con pH de 4.75 y 5.5 mL de HCl 2 M, se ajustó el pH a 4.75 con HCl 2 M. Se lavó el electrodo con 1.5 mL de amortiguador de acetato de sodio 0.4 M con pH de 4.75 después del ajuste de pH a cada muestra. Se agregaron 60 µL de la enzima amiloglucosidasa (Boehringer®) se mezcló y se incubó por 30 minutos a 600 C agitando cada 5 minutos. Se centrifugó por 10 minutos a 3000 g y se recogió el sobrenadante en un matraz aforado de 10 mL. Se agregó 1 mL de agua destilada al sedimento y se repitió la centrifugación, se recogió el sobrenadante. Se mezclaron los sobrenadantes y se aforaron a un volumen final de 10 mL. Se tomaron 50 µL de muestra y se determinó glucosa libre por medio del sistema GOD/PAP y se leyó la densidad óptica a 510 nm. Se realizó un análisis de regresión lineal para calcular la curva patrón de glucosa. Empleando ésta, se calculó la concentración de glucosa (µg / mL) y los valores resultantes se substituyeron en la siguiente formula:

)(1000)9.0)(100)()()(/(cos%

muestramgdiluciónvolumenmlgagluARR µ

=

(2) el método propuesto por Goñi et al. (1996) fue empleado para estimar la cantidad de almidón indigerible.

Para esta determinación se pesaron 100 mg de muestra en el tubo de centrífuga, se agregaron 10 mL de amortiguador de KCl-HCl con pH de 1.5, se ajustó el pH a 1.5 con HCl 2 M o NaOH 0.05 M. Se agregaron 200 µL de solución de pepsina (Merck®) (250 mg en 2.5 mL de amortiguador). Con esta enzima inicialmente se realiza una hidrólisis protéica a pH ácido para emular las condiciones estomacales. Las muestras se mezclaron y se dejaron en baño de agua a 400 C durante 60 minutos con agitación constante.

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Se sacaron las muestras del baño de agua y se dejaron a temperatura ambiente. Se adicionó a cada tubo 9 mL de amortiguador de Trismaleato con pH 6.9. Se ajustó el pH a 6.9 con HCl 2 M y NaOH 0.05 M. Se adicionó 1 mL de solución de enzima α-amilasa pancreática porcina (Sigma-Aldrich®) para llevar a cabo la hidrólisis del almidón digestible. La solución se preparó con 360 mg de enzima en 9 mL de amortiguador. Se mezclaron e incubaron por 16 horas en baño a 370 C con agitación constante. Una vez que se cumplió el tiempo de incubación, se centrifugaron las muestras durante 15 minutos a 3000 g y se decantó el sobrenadante. Se lavaron los residuos con 10 mL de agua destilada y se centrifugaron nuevamente, se decantó el sobrenadante para eliminar los productos de la hidrólisis y en el residuo permanece la fracción indigestible. Esta es dispersada en un medio alcalino e hidrolizado en su totalidad con la enzima amiloglucosidasa (Boehringer®), determinando así la glucosa liberada. Se adicionaron 3 mL de agua destilada al residuo, humedeciendo cuidadosamente la muestra. Se adicionaron 3 mL de KOH 4 M, preparado el mismo día, se mezclaron y dejaron por 30 minutos a temperatura ambiente con agitación constante. Se adicionaron 80 µL de la solución de amiloglucosidasa (Boehringer®) (200 µL de enzima en 560 µL de amortiguador). Se dejaron por 45 minutos en baño de agua a 600 C con agitación constante. Se centrifugaron por 15 minutos a 3000 g, se recolectó el sobrenadante, se lavó el residuo al menos una vez con 10 mL de agua destilada. Se centrifugó nuevamente, se combinaron los dos sobrenadantes y se aforaron a 50 mL; se tomaron 500 µL de muestra y se preparó una curva estándar de glucosa, se leyeron las densidades ópticas a 510 nm. Los valores resultantes de la lectura se sustituyeron en la siguiente formula:

1009.0% xmg

AxFGxARmuestra

=

en donde: AR = Almidón resistente A = Absorbancia FG = Factor de glucosa 0.9 = Factor de conversión Diseño experimental y análisis estadístico Para desarrollar algunos modelos matemáticos que pueda hacer posible una interpretación cuantitativa y describir la relación entre el tipo y concentración del hidrocoloide, se utilizó la metodología de superficie de respuesta utilizando un diseño rotacional compuesto.

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Por otro lado, para investigar las tendencias del AD, AR y ARR, los datos fueron analizados utilizando el programa JMP 4.04 para windows. La representación gráficas de los resultados fueron realizados para mostrar el efecto de la variable independiente, usando Sigma-plot 5.0.

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RESULTADOS Y DISCUSIÓN Almidón disponible (AD) Como se puede observar en la figura 1 de la superficie de respuesta, el AD disminuyó cuando el tiempo de almacenamiento incrementó y, cuando la concentración del hidrocoloide disminuyó, éste parámetro también se ve afectado (Cuadro 2). Este comportamiento es debido al fenómeno de retrogradación, como ha sido reportado para tortillas elaboradas con masa (Rendón-Villalobos et al. 2002).

Figura 1.- Contenido de Almidón Disponible (%) de tortillas preparadas con los

d) guar c) goma arábica

a) xantana b) CMC

hidrocoloides: xantana, CMC, goma arábica y goma guar.

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Cuadro 2.- Contenido de almidón disponible (AD), almidón resistente (AR) y almidón resistente retrogradado (ARR) en tortillas con hidrocoloides. Valores en porcentajes (%).

Trat. Hidrocoloide

Control Xantana CMC Arábica Guar AD AR1 ARR2 AD AR1 ARR2 AD AR1 ARR2 AD AR1 ARR2 AD AR1 ARR2

1

70.20 2.60 0.72 65.7 3.0 1.02 66.4 2.4 1.15 67.80 2.47 0.91 60.18 2.47 1.16

2

70.20 2.60 0.72 64.1 1.7 1.06 66.9 1.7 1.08 59.20 1.71 1.06 62.02 2.01 1.16

3

66.91 5.23 3.05 64.3 3.3 1.19 63.3 1.8 1.19 60.80 1.83 1.12 60.10 2.64 1.26

4

66.91 5.23 3.05 63.3 4.7 1.22 65.9 4.7 1.23 59.17 4.75 1.20 60.36 4.65 1.27

5

68.38 5.04 2.83 65.6 2.6 1.10 66.0 2.6 1.13 61.30 2.64 1.07 61.70 3.15 1.05

6

68.38 5.04 2.83 66.0 2.8 1.18 65.0 2.7 1.15 59.94 2.77 1.10 61.12 3.05 1.18

7

71.31 2.47 0.82 69.7 2.2 1.23 69.0 2.7 1.01 75.00 2.70 0.91 74.50 2.95 0.95

8

65.10 5.70 3.90 61.7 4.8 1.27 60.5 4.5 1.33 54.20 4.51 1.22 56.64 4.40 1.29

9

68.38 5.04 2.83 66.1 3.2 1.18 65.9 2.7 1.19 60.49 2.74 1.07 60.75 3.05 1.20

10

68.38 5.04 2.83 66.5 2.8 1.15 66.2 3.3 1.14 60.99 3.30 1.12 58.35 3.02 1.23

11

68.38 5.04 2.83 66.9 2.7 1.03 67.3 2.2 1.13 60.99 2.29 1.08 59.90 3.69 1.21

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68.38 5.04 2.83 66.3 2.9 1.07 67.4 3.1 1.13 60.72 3.06 1.02 60.06 3.68 1.21

1 Usando el método de Goñi et al. (1996). 2 Usando el método de Saura-Calixto et al. (1993).

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Cuadro 3.- Valores de los coeficientes estimados por la regresión linear múltiple para los parámetros de almidón disponible (AD), almidón resistente (AR) y almidón resistente retrogradado (ARR).

AD

AR1 ARR2

Coef.

Xantana Guar CMC Arábica Xantana Guar CMC Arábica Xantana Guar CMC Arábica

Β0 69.33 64.67

69.13 70.44 1.57 2.15 1.25 1.58 0.99 1.01 1.02 0.89

Β1 -0.72 0.46

0.56 -4.36 0.15 0.49 0.63 1.21 0.06 0.07 -0.02 0.07

Β2 -0.30 -0.65

-0.35 -0.86 0.15 0.11 0.14 0.12 0.01 0.01 0.01 0.01

Β3 -5.26 1.20 -3.48

-1.89 -0.68 -2.06 -2.24 -2.95 -0.02 -0.10 0.08 -0.04

Β4 0.06 -0.18

0.29 0.85 0.34 0.32 0.57 0.09 -0.01 -0.03 0.01 -0.08

Β5 -0.02 0.08 -0.02

0.06 0.01 0.00 0.06 -0.05 0.01 -0.05 0.01 -0.04

R2 0.64 0.59 0.74

0.74 0.98 0.81 0.74 0.77 0.53 0.66 0.82 0.87

P 0.18 0.26 0.08

0.07 0.01 0.03 0.08 0.05 0.35 0.15 0.02 0.01

1 Usando el método de Goñi et al. (1996). 2 Usando el método de Saura-Calixto et al. (1993).

Con los resultados del análisis se obtiene el modelo de regresión ajustado al resultado experimental, siendo este el de la ecuación 1 : y = ß0 + ß1 X1 + ß2 X2 + ß3 (X1 - 0.67) (X2 - 0.67) + ß4 (X2 - 8.22) (X1 - 0.67) + ß5 (X2 - 8.22) (X2 - 8.22) (1) donde X1 = concentración (%), X2 = tiempo (días). Se observa como las muestras que contienen el hidrocoloide guar y xantana, presentan coeficientes de correlación de 59 y 64 %, con valores altos de p (0.26 y 0.18). En el caso de las muestras con goma arábica y CMC, el modelo predice con gran exactitud la respuesta de las variables sobre el contenido de AD. Los coeficientes de correlación fueron de 74 % y son explicados con un nivel de confiabilidad de 92 y 93 %, respectivamente. Almidón resistente (AR) La superficie de respuesta para el AR muestra que este parámetro se ve afectado tanto por la concentración del hidrocoloide como el tiempo de almacenamiento (Figura 2).

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d) guar

b) CMC a) xantana

Figura 2.- Conte

hidro El contenido detranscurrió. Por cquien presentó vestos incrementovalores que van alcanzando un mAunque la muestercer día de almen el día 14 su v Por otro lado, epara explicar lahidrocoloides y q

c) arábica

nido de Almidón Resistente (%) de tortillas preparadas con los coloides: xantana, CMC, goma arábica y goma guar.

AR aumentó a medida que el tiempo de almacenamiento itar un ejemplo tenemos que en las muestras con goma arábica

alores más altos de AR en comparación con las demas muestras, s fueron muy pocos como se observa entre los días 3 al 8, con de 1.71 a 2.77 %; aunque después su incremento fue muy rápido

áximo de 4.75 % a los 14 días de almacenamiento en frío. tra con goma guar presentó un valor mayor de AR (2.01) en el acenamiento en comparación con la muestra con goma arábica,

alor fue relativamente más pequeño, de 4.65 %.

l modelo obtenido y presentado en la ecuación 1, es adecuado tendencia de la formación de AR en tortillas que tienen ue son almacenadas.

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Almidón resistente retrogradado (ARR) Los valores de ARR fueron más bajos que aquellos de AR que se presentaron en las muestras estudiadas (Cuadro 3), indicando que existen otras fracciones de almidón que contribuyen con el AR total. En este sentido los valores de ARR en la muestra con la goma CMC fueron los más altos, de 1.33 % a los 16 días de almacenamiento en comparación con su valor de AR de 4.5 % al mismo tiempo de almacenamiento. La figura 3 muestra como este parámetro se ve afectado por el tiempo de almacenamiento así como por la concentración y tipo de hidrocoloide. La goma xantana presenta valores que fueron similares entre el día 1 y 8, aunque siempre con la tendencia de ir en aumento a mediada que transcurre el tiempo de almacenamiento alcanzando un valor máximo de 1.27 % a los 16 días de almacenamiento. El modelo matemático obtenido muestra diferencias entre los hidrocoloides estudiados; xantana y goma guar presentan los coeficientes de correlación más bajos y probabilidades altas (Cuadro 3), indicando que le modelo explica sólo parcialmente la formación de ARR en tortillas que contengan este tipo de hidrocoloide. En el caso de los hidrocoloides CMC y goma arábica los coeficientes de correlación son altos y por consiguiente sus probabilidades bajas, indicando que este modelo predice los resultados obtenidos con un nivel de confidencialidad que esta entre 97 y 99 %. Conclusiones Con todo lo anterior, se puede decir que los hidrocoloides pueden extender la vida de anaquel de las tortillas por periodos grandes y que la formación de AR en las tortillas adicionadas con hidrocoloide puede ser predicha con el modelo con una alta precisión. Las diferencias fueron mostradas en los parámetros de AD y ARR, dependiendo del tipo de hidrocoloide usado. Para la formación de ARR en muestras con CMC y goma arábica el modelo predice con gran exactitud la formación de éste componente; sin embargo, el modelo debe ser usado con precaución, pero puede ser adecuado para ver las tendencias de estos parámetros.

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d) guar c) arábica

b) CMC a) xantana

Figura 3.- Contenido de Almidón Resistente Retrogradado (%) de tortillas

preparadas con los hidrocoloides: xantana, CMC, goma arábica y goma guar.

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