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harina platano
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INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL
Centro de Desarrollo de Productos Bióticos
PASTA ADICIONADA CON HARINA DE PLÁTANO: DIGESTIBILIDAD Y CAPACIDAD
ANTIOXIDANTE T E S I S
Que para obtener el grado de Maestría en Ciencias en Desarrollo de Productos Bióticos
PRESENTA
I.B.Q. Maribel Ovando Martínez
Directores de tesis Dr. Luis Arturo Bello Pérez Dra. Edtih Agama Acevedo
Yautepec, Morelos, 2008
Este trabajo fue realizado en el Laboratorio de Control de Calidad del
Departamento de Desarrollo Tecnológico del Centro de Desarrollo de Productos
Bióticos del Instituto Politécnico Nacional y en la Unidad Asociada de
Investigación Nutrición y Salud Gastrointestinal (UCM/CSIC) de la Facultad de
Farmacia en la Universidad Complutense de Madrid, bajo la dirección del Dr.
Luis Arturo Bello Pérez, la Dra. Edith Agama Acevedo y la Dra. Isabel Goñi
Cambrodon.
Se agradece al Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología
(CONACYT) y al Programa Institucional de Formación de Investigadores (PIFI-
IPN) por las becas otorgadas para la realización de estos estudios.
AGRADECIMIENTOS
A mis amigos Adriana, Alondra, Luz, Sandra, Brenda, Antonio, Alma y Karla, que Dios me los puso en el camino, y que me ayudaron mucho, los
quiero.
A mis amigos que he conocido en CEPROBI, Vicente, Carolina, Lorena, Verónica, Yunia y mi vecino Paul, por su ayuda en la maestría y por su
amistad.
A todas aquellas personas que se involucraron a lo largo de mi trayectoria
como estudiante de la maestría, por haberme hecho conocer mis errores y
defectos.
Al Dr. Luis Arturo Bello Pérez, la Dra. Edith Agama Acevedo, Dra. Perla Osorio Díaz, Dra. Isabel Goñi Cambrodon, M. en C. Sonia Guadalupe Sayago Ayerdi, que me apoyaron en el trabajo experimental de este proyecto
de tesis.
Al Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (CONACYT) y al
Programa Institucional de Formación de Investigadores (PIFI) por las becas
otorgadas para la realización de estos estudios durante el periodo de estudios
de maestría.
“Una sonrisa es un bello rostro de gigante”
DEDICATORIA
Dedico este trabajo a:
Mis padres Braulia Martínez Franco y Matías Ovando Castillo que me
apoyaron y estuvieron de acuerdo en que siguiera con mis estudios. En especial
a mi madre porque siempre estuvo y sigue dándome palabras de aliento a lo
largo de mi trayectoria como hija y como estudiante.
Mis hermanos Sindy, Alexis y Gustavo, que hemos vivido alegrías,
tristezas, enojos y triunfos a lo largo de la vida, la cual nos ha puesto muchos
obstáculos.
A mis tíos Gloria, Pedro, Maria y Pedro que han apoyado a mi madre en
las situaciones difíciles por las que ha pasado con la familia.
A Dios que siempre esta conmigo escuchándome y haciéndome sentir
bien, además de que gracias a el he llegado hasta aquí, por darme paciencia,
confianza, amor, fe, una gran familia y valiosos amigos.
“Sigue tu búsqueda si quieres volar alto”.
ÍNDICE
Página
LISTA DE FIGURAS I
LISTA DE CUADROS II
LISTA DE ABREVIATURAS III
RESUMEN VI
ABSTRACT VII
I. INTRODUCCIÓN 1
II. ANTECEDENTES 3
2.1 Plátano 3
2.1.1 Composición química del plátano 3
2.1.2 Uso del plátano como harina 4
2.1.2.1 Composición química de la harina de plátano
4
2.2 Biodisponibilidad de los carbohidratos 5
2.3 Almidón 9
2.3.1 Estructura química del almidón 9
2.3.1.1 Amilosa 9
2.3.1.2 Amilopectina 11
2.4 Digestibilidad del almidón 11
2.4.1 Digestión del almidón 12
2.4.2 Definición del índice glucémico 13
2.4.2.1 Métodos de evaluación del IG 15
2.4.2.2 Métodos in vitro para determinar el IG 15
2.4.3 Factores que afectan la digestibilidad del almidón 16
2.4.4 Almidón resistente 18
2.4.4.1 Clasificación del AR 18
2.4.4.2 Efectos fisiológicos del almidón resistente 20
2.5 Ácidos grasos de cadena corta 21
2.6 Fracción indigestible 22
2.7 Fibra dietética 25
2.7.1 Fibra dietética antioxidante 26
2.8 Compuestos fenólicos 27
2.9 Estudio de la capacidad antioxidante 30
2.10 Alimento funcional 33
2.11 Generalidades de la pasta 33
2.11.1 Pastas enriquecidas 34
III. JUSTIFICACIÓN 36
IV. OBJETIVOS 37
4.1 Objetivo general 37
4.2 Objetivos específicos 37
V. HIPÓTESIS 38
VI. MATERIALES Y MÉTODOS 39
6.1 Materiales 40
6.1.1 Materia prima 40
6.2 Métodos 40
6.2.1 Obtención de harina de plátano 40
6.2.2 Elaboración de la pasta 40
6.2.3 Análisis proximal de las pastas crudas 41
6.2.3.1 Humedad 41
6.2.3.2 Lípidos 42
6.2.3.3 Proteínas 42
6.2.3.4 Cenizas 43
6.2.4 Tiempo óptimo de cocción 43
6.2.5 Pérdidas por cocción 43
6.2.6 Preparación de la muestra 44
6.3 Análisis de biodisponibilidad 44
6.3.1 Almidón total 44
6.3.2 Almidón disponible 45
6.3.3 Almidón resistente 45
6.3.4 Fracción indigestible 47
6.3.5 Tasa de digestión de almidón in vitro 48
6.4 Estudios de actividad antioxidante 49
6.4.1 Determinación de compuestos polifenólicos 49
6.4.1.1 Extracción y determinación de polifenoles extraíbles
49
6.4.1.2 Determinación de taninos hidrolizables 49
6.4.1.3 Determinación de taninos condensados 50
6.4.2 Determinación actividad antioxidante, método ABTS 50
6.5 Análisis estadístico 51
VII. RESULTADOS Y DISCUSIÓN 52
7.1 Obtención de la harina de plátano 52
7.2 Análisis proximal de las pastas crudas 52
7.3 Tiempo de cocción 55
7.4 Pérdidas por cocción 56
7.5 Análisis de biodisponibilidad 58
7.5.1 Almidón total 58
7.5.2 Almidón disponible 59
7.5.3 Almidón resistente 61
7.5.4 Fracción indigestible 63
7.5.5 Tasa de digestión de almidón in vitro 65
7.6 Estudios de actividad antioxidante 67
7.6.1 Compuestos polifenólicos: Polifenoles extraíbles,
taninos condensados y taninos hidrolizables.
67
7.6.2 Actividad antioxidante 69
VIII. CONCLUSIONES 72
IX. PERSPECTIVAS 74
X. BIBLIOGRAFÍA 75
LISTA DE FIGURAS
Figura Página
1. Resumen de los factores que influyen en la biodisponibilidad de
carbohidratos 7
2. Estructura química de a) amilosa y b) amilopectina 10
3. Estructura de compuestos fenólicos 28
4. Diagrama experimental de trabajo. 39
5. Curva de hidrólisis in vitro de espaguetis cocidos, adicionados con harina de plátano en diferentes porcentajes de sustitución.
67
I
LISTA DE CUADROS
Cuadro Página
1. Composición química de harinas de plátano verde de diferentes variedades. 6
2. Clasificación de los carbohidratos de acuerdo a su biodisponibilidad. 8
3. Valores de índice glucémico (IG) de algunos alimentos. 14
4. Ejemplos de los tipos de AR presentes en los alimentos 19
5. Ácidos grasos de cadena corta (AGCC) producidos durante la fermentación
de diferentes polisacáridos como sustrato.
23
6. Fracción indigestible de algunos alimentos 24
7. Algunos polifenoles comunes en frutas 29
8. Factores que afectan la capacidad antioxidante de un alimento 32
9. Porcentajes de sustitución de harina de plátano utilizados en la elaboración
de espaguetis. 41
10. Análisis Proximal de espaguetis crudos adicionados con harina de plátano
(%).
53
11. Efecto de la adición de harina de plátano en las pérdidas por cocción de
espaguetis (%).
56
12. Porcentaje de almidón total de muestras de espagueti cocidas,
adicionadas con harina de plátano verde.
59
13. Porcentaje de almidón disponible en muestras de espagueti cocidas,
adicionadas con diferentes porcentajes de harina de plátano verde.
61
14. Porcentaje de almidón resistente de las muestras de espagueti cocidas y
liofilizadas que se adicionaron con harina de plátano verde.
62
15. Fracción indigestible de muestras de espagueti cocidas adicionadas con
harina de plátano verde.
64
16. Contenido de compuestos fenólicos en muestras de espaguetis
adicionadas con harina de plátano.
68
17. Capacidad antioxidante de espaguetis adicionados con harina de plátano. 70
II
ABREVIATURAS
Anotación Significado
AT Almidón total
AD Almidón disponible
AACC American Association of Cereal Chemistry
ABTS Ácido 2,2´-azinobis-(3-etilbenzotiazolin-6-sulfónico)
AGCC Ácidos grasos de cadena corta
AR Almidón resistente
AR1 Almidón resistente tipo 1
AR2 Almidón resistente tipo 2
AR3 Almidón resistente tipo 3
AR4 Almidón resistente tipo 4
ANDEVA Análisis de varianza
bs Base seca
CRCC Carbohidratos resistentes de cadena corta
CaCl2 Cloruro de calcio
cm Centímetro
DNS 3,5-dinitrosalicílico
DPPH 2,2-difenil-1-picrilhidracil
EURESTA European Research Project on Resistant Starch
FeCl3 Cloruro férrico
FI Fracción indigestible
FII Fracción indigestible insoluble
FIS Fracción indigestible soluble
FIT Fracción indigestible total
FRAPS Reducción del hierro/poder antioxidante
g Gramo
g Gravedad
g/L Gramo por litro
III
GLL Glucosa lentamente liberada
GOD-POD Glucosa oxidasa peroxidada
GRL Glucosa rápidamente liberada
h Hora
H2O Agua
H2SO4 Ácido sulfúrico
HCl Ácido clorhídrico
HPV Harina de plátano verde
IG Índice glucémico
Kcal/g Kilocalorías por gramo
KCl Cloruro de potasio
Kg Kilogramo
KOH Hidróxido de potasio
L Litro
L/h Litro por hora
M Molaridad
mg Miligramo
mg/g Miligramo por gramo
min Minuto
ml Mililitro
mm Milímetro
mM Milimolar
μl Microlitro
μg Microgramo
μmol/ml Micromol por mililitro
μM Micromolar
N Normalidad
NaOH Hidróxido de sodio
nm Nanómetro
PE Polifenoles extraíbles
% Porcentaje
IV
pH Potencial de hidrógeno
PNA Polisacáridos no amiláceos
PNE Polifenoles no extraíbles
s Segundo
ST Sémola de trigo
TC Taninos condensados
TH Taninos hidrolizables
V
RESUMEN
En años recientes, la formulación de las pastas se ha modificado, con la
adición de nuevos ingredientes para mejorar sus propiedades nutricionales y que
además presenten un efecto benéfico en la salud. Dentro de las sustancias que están
relacionados con efectos benéficos en la salud, se encuentran los polifenoles, que
presentan propiedades antioxidantes, así como los carbohidratos no digeribles, que
al ser fermentados en el intestino grueso por las bacterias colónicas, originan ácidos
grasos de cadena corta, los cuales están relacionados con algunos efectos
benéficos. El uso de plátano macho en estado inmaduro, en la elaboración de
espagueti, es de gran interés, debido a que presenta una fracción considerable de
almidón resistente; a la vez puede ser una fuente de compuestos antioxidantes
naturales. El objetivo de este trabajo fue evaluar la adición de harina de plátano
verde (Musa paradisiaca L.), en la digestibilidad in vitro del almidón, el contenido de
fracción indigestible, de polifenoles, así como la capacidad antioxidante, en
espagueti. Se elaboraron espaguetis sustituyendo la sémola por harina de plátano al
15, 30 y 45% (p/p), así como un control con 100% sémola. Al espagueti crudo se le
determinó el análisis proximal y pérdidas por cocción. A las muestras de espagueti
cocido, se les determinó la digestibilidad in vitro de los carbohidratos, el contenido de
polifenoles y su capacidad antioxidante. La adición de harina de plátano, disminuyó el
contenido de proteínas e incrementó las pérdidas por cocción de los espaguetis. El
contenido de almidón total fue mayor en el espagueti adicionado con harina de
plátano al 45%, mientras que éste mismo, presentó un menor contenido de almidón
disponible. El contenido de almidón resistente y fracción indigestible total aumentó
con la cantidad de harina de plátano adicionada, lo que disminuyó la velocidad de
hidrólisis. El contenido de polifenoles extraíbles y no extraíbles fue incrementando
con la adición de harina de plátano en los espaguetis; debido a esto, aumentó la
capacidad antioxidante de los mismos. Los resultados obtenidos, muestran que con
la adición de harina de plátano en espagueti, se desarrolla un alimento funcional, el
cual puede ser recomendado en dietas con regímenes especiales.
VI
ABSTRACT
In recent years, the formulation of pastas has changed with the addition of new
ingredients, in order to improve their nutritional properties, as well as to provide a
beneficial effect to health. The substances that are associated with beneficial effects
to health are the polyphenols, that show antioxidants properties, as well as non-
digestible carbohydrates that when fermented in the large intestine by colonic
bacteria, they originate short-chain fatty acids, they are relate with some beneficial
effects. The use of unripe banana to prepare spaghetti, is of great interest because it
presents a significant fraction of resistant starch; at the same time, it can be a source
of natural antioxidant compounds. The aim of this study was to evaluate the addition
of unripe banana flour (Musa paradisiaca L.), in the in vitro digestibility of starch,
indigestible fraction level, polyphenols and the antioxidant capacity in spaghetti.
Spaghettis where semolina was substituted with banana flour at 15, 30 and 45% (p/p)
and a control with 100% semolina were prepared. Proximal analysis and cooking loss
was determined to raw spaghetti. In vitro starch digestibility, polyphenols content and
the antioxidant capacity were determined in the cooked samples. The addition of
banana flour decreased the protein content and increased cooking loss of spaghettis.
The total starch content was higher in the spaghetti added with banana flour at 45%,
while it also showed a lower available starch content. The resistant starch and
indigestible fraction content increased with the amount of banana flour, reducing the
starch hydrolysis rate. The extractable and not extractable polyphenols level
increased with the addition of banana flour, increasing the antioxidant capacity. The
results showed that addition of banana flour to spaghetti produced a food with
functional properties that can be recommended in diets with special regimes.
VII
I. INTRODUCCIÓN
La pasta alimenticia, de acuerdo al Codex Stan 192-1995, es un producto que
no está tratado (no ha sido calentado, hervido, cocido al vapor, cocido,
pregelatinizado o congelado), solamente deshidratado, el cual es elaborado a base
de sémola de trigo y agua (FAO y WHO, 2007). Actualmente, tiene mucha
aceptabilidad entre la población porque resulta ser un alimento de bajo costo, fácil de
preparar, versátil y presenta una larga vida de anaquel (Tudorica y col., 2002; Goñi y
col., 2003; Torres y col., 2007a). En cuanto a su valor nutricional, la pasta alimenticia
no constituye una fuente especialmente rica en minerales, tiene un bajo contenido de
grasa y fibra alimentaria, además de que es un alimento rico en carbohidratos
digeribles y no digeribles (Kill y Turnbull, 2004).
Aunque la pasta tradicionalmente se elabora con harina o sémola de trigo
durum, es posible usar ingredientes alternos a estos para producirla (Torres y col.,
2007a). En los últimos años, diversos autores han modificado la formulación de las
pastas, utilizando nuevos ingredientes para intentar mejorar sus propiedades
nutricionales (Goñi y col., 2003; Hernández, 2006; Torres y col., 2007a, b). Entre los
diversos ingredientes utilizados en la sustitución de la harina o sémola de trigo durum
se encuentran: concentrado de proteína de pescado, harina de soya, de chícharo, de
lenteja, de garbanzo, aislados de soya, albúmina de huevo, polisacáridos no
amiláceos, almidón de yuca y plátano, entre otros.
Una de las tendencias actuales en la alimentación es el desarrollo de
alimentos con bajo contenido de carbohidratos digeribles, así como de lenta
digestión, los cuales produzcan baja respuesta glucémica.
El plátano representa uno de los principales frutos en regiones tropicales y
subtropicales a nivel mundial. Esta fruta se consume madura, debido a su alto
contenido de azúcares o inmadura en varios platillos indígenas que requieren alto
contenido de almidón. En México y otros países latinoamericanos, el plátano se
consume maduro. Por ello, grandes cantidades de esta fruta se pierden durante su
comercialización como consecuencia de su deficiente manejo poscosecha
(Rodríguez-Ambriz y col., 2007). Debido a esto, se han considerado nuevas
estrategias económicas para el uso de este fruto; además de que varios autores
1
indican que el plátano presenta un elevado contenido en almidón resistente, siendo
este un componente importante para la salud (Englyst y col., 1992; Faisant y col.,
1995).
La digestibilidad de harina de plátano se ha estudiado en pan preparado
únicamente con esta harina, los resultados demostraron que este producto podría ser
consumido en dietas especiales, debido a la baja respuesta glucémica que produce y
altos contenidos de almidón resistente y fibra que disminuyen su digestibilidad
(Juárez-García y col., 2006). Adicionalmente, el uso de harina de plátano en estado
inmaduro puede ser una fuente de compuestos antioxidantes naturales.
2
II. ANTECEDENTES 2.1 Plátano Plátano es un término general que abarca un gran número de especies o
híbridos del género Musa de la familia Musaceae (Zhang y col., 2005). Las formas
más cultivadas de plátano se clasifican en dos principales grupos:
a) Plátanos comestibles como fruto cuando están crudos: 1.- Musa paradisiaca
var. Sapientum (L.), Kuntze (M. sapientum var. Paradisiaca Baker). 2.- Musa
nana Lour. (M. chinensis Sweet, M. cavendishii Lamb.).
b) Plátanos para cocer: M. paradisiaca L. (Ochse y col. 1982).
Este fruto crece ampliamente en regiones tropicales y subtropicales. En
México se consume en estado maduro, aunque va a depender de la variedad; en
algunas regiones del sureste del país la variedad denominada “macho” se llega a
consumir algunas ocasiones en estado inmaduro o verde en determinados platillos
típicos de esos lugares (Bello-Pérez y col., 2001).
2.1.1 Composición química del plátano
La composición química del plátano, va a depender del estado en el cual se
encuentre la fruta. En estado verde o inmaduro, el plátano presenta un 70-74% de
humedad, 1% de proteína, 0.3-0.5% de lípidos, 20-30% de carbohidratos totales,
0.5% de fibra total y 1% de cenizas. Este fruto alcanza aproximadamente un
contenido energético de 4 Kcal/g (Tobin y Muller, 1998; Chávez y col., 1992).
El polisacárido predominante en este fruto es el almidón, siendo este
remplazado por azúcares como la sacarosa, glucosa y fructosa cuando va
madurando.
3
2.1.2 Uso del plátano como harina
El estudio del almidón plátano como factor importante para la salud humana
ha aumentado debido a que presenta una fracción denominada almidón resistente.
De los almidones más resistentes se encuentran el de plátano verde (Englyst y col.,
1992; Faisant y col., 1995) y se ha reportado que podrían disminuir el colesterol en
sangre (Pacheco y col., 1998).
Juárez-García y col. (2006) estudiaron la digestibilidad de un pan elaborado
con harina de plátano al 100%; ellos concluyeron que este producto podría ser
recomendado en dietas especiales (Ej. personas con diabetes y obesidad), debido a
que produjo una baja respuesta glucémica in Vitro, y presentó altos contenidos de
almidón resistente y fibra.
Pacheco-Delahaye (2001) elaboró sopas deshidratadas a base de harina de
plátano verde a las cuales les realizó estudios nutricionales; encontró que las sopas
deshidratadas presentaron un bajo contenido de grasa, alto valor de fibra dietética y
almidón resistente, mientras que la hidrólisis del almidón presente en las sopas fue
lenta; debido a esto, concluyó que podrían ser utilizadas en regímenes especiales de
alimentación.
Varios trabajos de investigación indican que la harina de plátano verde
contiene una fracción considerable de almidón resistente, el cual presenta efectos
similares a la fibra dietética. Para diversificar el uso de esta fruta, la harina de
plátano verde seria de interés como una posible fuente de importancia para la
alimentación, debido a que esta harina puede presentar atractivas características
químicas y funcionales (Pacheco y col., 1998; Wahiszewski y col., 2003; Juárez-
García y col., 2006).
2.1.2.1 Composición química de la harina de plátano
La harina de plátano verde es un polvo fino, blanco, similar al aspecto del
almidón aislado de este mismo fruto; sin embargo, ésta se oscurece con el paso del
tiempo, quizás se deba probablemente a los compuestos fenólicos aun presentes en
4
La identidad química de los carbohidratos de la dieta esta definida por el tipo
de azúcar, los enlaces entre los azúcares y el grado de polimerización. Esta identidad
determina a nivel químico, sí las enzimas digestivas pueden hidrolizar a los
carbohidratos y en que forma están presentes para su metabolismo. La clasificación
de los carbohidratos de acuerdo a su biodisponiblidad se presenta en el Cuadro 2. La
biodisponibilidad de los carbohidratos describe la utilización y los efectos biológicos
de estos, ya que dependiendo de su destino en el tracto gastrointestinal, se definirá si
estos son glucémicos (absorbidos en el intestino delgado y disponibles para el
metabolismo) o no glucémicos (llegan al colon como sustrato para la fermentación)
(Englyst y col., 2005).
Estas características, junto con las propiedades fisicoquímicas del alimento,
determinan ampliamente el manejo y la utilización de los carbohidratos en el tracto
gastrointestinal (Figura 1) (Englyst y col., 2005).
Los carbohidratos componentes presentes en los alimentos y por lo tanto base
de la dieta se caracterizan por:
2.2 Biodisponibilidad de los carbohidratos
la harina. El análisis proximal realizado en harinas de plátano de diferentes
variedades (Cuadro 1) muestra que son muy similares en su composición. Se puede
observar que las principales diferencias se encuentran en la composición de
carbohidratos (Mota y col., 2000).
b) La matriz del alimento, aunada al origen botánico, esta determinada por el
grado de procesamiento del alimento durante su elaboración y preparación.
a) Su identidad química, que esta determinada por el origen botánico y en el
caso de alimentos compuestos, la mezcla de ingredientes usados.
5
6
Cuadro 1. Composición química de harinas de plátano verde de diferentes variedades.
Variedad Proteína (%N x 6.25)
Humedad (%)
Grasas (%)
Cenizas (%)
Almidón (%)
Fibra soluble
(%)
Fibra insoluble
(%)
Prata comun 2.5±0.02 5.8±0.43 0.58±0.48 2.8±0.06 72.4±3.6 3.05±0.12 7.41±0.4
Ouro de mata 2.8±0.13 4.69±0.36 0.33±0.35 2.6±0.06 65.7±2.8 2.10±0.15 6.85±0.2
Nanica 2.8±0.19 6.17±0.13 0.78±0.51 3.5±0.06 76.5±2.9 2.39±0.10 5.37±0.2
Prata añã 2.9±0.04 4.97±0.40 0.47±0.29 2.9±0.06 68.2±4.0 2.31±0.13 6.55±0.2
Mysore 2.6±0.06 4.92±0.45 0.42±0.24 3.2±0.06 61.3±6.9 2.98±0.29 12.56±0.2
Maçã 3.3±0.10 3.91±0.37 0.52±0.28 2.7±0.10 64.9±2.5 2.42±0.16 8.86±0.02
Fuente: Mota y col., 2000.
7
Figura 1. Resumen de los factores que influyen en la biodisponibilidad de
carbohidratos (Englyst y col., 2005).
8
Cuadro 2. Clasificación de los carbohidratos de acuerdo a su biodisponibilidad.
Tipo de carbohidrato
Componentes químicos
Agrupación nutricional Principal función biológica
Carbohidrato glucémico
Azúcares libres Fructosa y azúcares libres Metabolizado por el hígado. Posible efecto perjudicial en el metabolismo de lípidos
Maltodextrinas GRL y GLL GRL y GLL refleja la velocidad de la glucosa liberada del alimento, lo cual es un factor importante para el índice glucémico
Almidón Investigaciones sugieren que la respuesta metabólica asociada con los carbohidratos de lenta liberación (GLD) conducen más a una optima salud
Carbohidratos no glucémicos
AR Varia la velocidad y duración de la fermentación
PNA PNA intrínsecos: ocurren naturalmente como material de la
pared celular en alimentos vegetales
La matriz del alimento modera la liberación de carbohidratos Señalado para una dieta alta en fibra, rica en micronutientres
PNA adicionados Varían la velocidad y duración de la fermentación CRCC CRCC intrínsecos: naturales Varían la velocidad y duración de la fermentación
CRCC adicionados
Azúcares alcoholes Presentes naturalmente y
adicionados Absorbidos, pero no metabolizados. Son fermentados
CRCC: Carbohidratos resistentes de cadena corta; GRL: Glucosa rápidamente liberada; GLL: Glucosa lentamente liberada; PNA: Polisacáridos
no amiláceos; AR: Almidón resistente.
Fuente: Englyst y col., 2005.
2.3 Almidón
El almidón es una de las moléculas más grandes que se encuentran en la
naturaleza; es un carbohidrato que está compuesto por cadenas de glucosa (lineales
y ramificadas) (Eliasson, 1996). Representa una fracción importante en diversidad de
productos agrícolas como los cereales, cuyo contenido va del 30 al 80%;
leguminosas, con 25 a 50%; tubérculos, en los que el almidón representa entre 60 y
90%, y algunas frutas, como el plátano y el mango, que en su estado verde ó
inmaduro alcanzan contenidos de almidón de hasta el 70% en base seca (Bello-
Pérez y Paredes-López, 1999b). En los frutos, el almidón es una reserva energética
y su concentración varía con el estado de madurez (Bello-Pérez y col., 2006).
2.3.1 Estructura química del almidón
Químicamente, el almidón es un polisacárido, compuesto de un número de
monosacáridos o moléculas de azúcar (glucosa) unidas mediante enlaces α-D-(1-4)
y/o enlaces α-D-(1-6) (Sajilata y col., 2006).
El almidón puro consiste predominantemente (Tester y col., 2004) de dos
tipos de polímeros de glucosa: amilosa, considerada como una molécula
esencialmente lineal, y amilopectina, con una estructura altamente ramificada
(Coultate, 1990).
2.3.1.1 Amilosa
La amilosa esta conformada por moléculas de glucosa unidas mediante
enlaces glucosídicos α-(1- 4) (Figura 2). También presenta ramificaciones donde las
cadenas de glucosa se unen por enlaces α-(1- 6), sin embargo, tales ramificaciones
se encuentran de manera infrecuente y espaciadas, por tal la amilosa es considera
una molécula lineal. Típicamente constituye del 20 al 30% del almidón (Sajilata y col.,
2006).
9
Figura 2. Estructura química de a) amilosa y b) amilopectina (Tester y col., 2004)
10
2.3.1.2 Amilopectina
La amilopectina representa un 70 a 80% del almidón total en tipos comunes, y
casi 100% en los almidones cerosos. Esta molécula se compone de subunidades de
glucosa, las cuales se unen por enlaces α-(1- 4) y α-(1- 6). Los enlaces α-(1- 6)
forman puntos de ramificación dentro de la molécula. Las ramificaciones se
encuentran entre cada 20 a 30 unidades de glucosa (Figura 2) (Restrepo, 2002). La
amilopectina es la responsable de la estructura del gránulo de almidón, el cual
consiste de áreas cristalinas y no cristalinas, arregladas en capas concéntricas
(Sandoval-Aldana y col., 2005).
2.4 Digestibilidad del almidón
El almidón es uno de los principales carbohidratos digeribles en la dieta (Ao y
col., 2007), y contribuye con el 60-70% de los carbohidratos “disponibles” o
“glucémicos”, estos se definen como “la fracción del almidón digerida por las enzimas
digestivas humanas en el tracto gastrointestinal y absorbida al torrente sanguíneo
(principalmente como glucosa)” (Slaughter y col., 2001).
Los animales y humanos producen enzimas digestivas que hidrolizan al
almidón. La saliva de ambos contiene α-amilasa, causante de una pequeña
modificación en éste. El páncreas juega un papel importante en la digestión del
almidón, ya que este produce a la α-amilasa pancreática, responsable de hidrolizar
los enlaces α-(1-4), liberando glucosa, oligosacáridos y dextrinas (Tester y col.,
2004).
11
2.4.1 Digestión del almidón
La digestión del almidón, es un proceso que inicia en la boca a través de la
amilasa salival (Gray, 2003) (el pH óptimo de acción es 6.9), secretada por las
glándulas parotidas y submandibulares. Ésta enzima hidroliza al almidón en
disacáridos y oligosacaricos. La amilasa salival al llegar al estómago, es inactivada
por las condiciones acidas que este presenta. Al pasar el almidón y sus productos de
hidrólisis al intestino delgado, se inicia la actividad de la amilasa pancreática
(sintetizada en el páncreas), para luego desembocar en el duodeno (Heller, 1998).
En el duodeno, continua la hidrólisis de los enlaces α-(1-4) del almidón y sus
productos por la presencia de la α-amilasa pancreática (Heller, 1998). Los residuos
de esta hidrólisis para amilosa son: glucosa, maltosa y maltotriosa, mientras que para
amilopectina: glucosa, maltosa, maltotriosa y α-dextrinas (Eliasson, 1996; Tester y
col., 2004). Los productos de la acción de la amilasa salival y las amilasas
pancreáticas se difunden del lumen hacia el borde de cepillo del intestino delgado,
actuando sobre ellos las enzimas oligosacaridasas. Como resultado de la hidrólisis,
se obtiene glucosa, la cual es absorbida y transportada al torrente sanguíneo vía
vena porta hacia el hígado. El hígado mantiene los niveles de glucosa en sangre
convirtiéndola en glucosa-6-fostafo y glicógeno. La utilización de la glucosa por el
cuerpo dependerá de si hay o no glucosa disponible en este, es decir, en tiempos de
abundancia de glucosa, esta es convertida en glicógeno, y cuando los niveles de esta
son bajos, el hígado incrementa el suministro de glucosa en el cuerpo utilizando el
glicógeno almacenado (Brennan, 2005).
La velocidad a la cual el almidón y los azúcares son digeridos y absorbidos
durante el tránsito en el intestino delgado, ha recibido considerable interés debido a
la asociación con la respuesta glucémica y el metabolismo postprandial del substrato
(carbohidratos no glucémicos). Los carbohidratos de los alimentos que contienen
azúcares libres, almidón gelatinizado y que presentan una fácil dispersión de la
matriz del alimento, son digeridos y absorbidos más rápidamente. Sin embargo,
aquellos carbohidratos que restringen el acceso de las enzimas digestivas al almidón
y liberan a los carbohidratos lentamente de la matriz del alimento, prolongan el
12
proceso de digestión (Englyst y col., 2003). La respuesta glucémica generada por el
alimento después de su digestión y absorción, va a ser diferente dependiendo del
tipo de alimento consumido. Cuando se toma como referencia un alimento estándar
ésta puede reportarse como índice glucémico (Cangiano y col., 2001).
2.4.2 Definición del índice glucémico
En los años 70, se estudiaron los efectos de diferentes carbohidratos en la
respuesta glucémica, observándose que una misma porción de carbohidratos
procedentes de alimentos diferentes, producían respuestas glucémicas diferentes.
Fue así, que a finales del siglo pasado, el término índice glucémico fue concebido
como una herramienta para la medida dietaria de la diabetes tipo I (Jenkins y col.,
1981).
El índice glucémico (IG) se define como el área bajo la curva de respuesta
glucémica de una porción de 50 g de carbohidratos de un alimento de ensayo,
expresada en porcentaje de respuesta a la misma cantidad de carbohidratos de un
alimento estándar (glucosa o pan blanco) ingerido por el mismo sujeto (Jenkins y col.,
2002; Jiménez-Cruz y col., 2003; Englyst y col., 2005). Este puede determinarse
como:
x100estándar alimento del curva la bajo Área
estudio de alimento del curva la bajo Área=IG
El IG de un alimento es una herramienta para determinar la velocidad a la cual
los carbohidratos presentes en un alimento son digeridos y absorbidos como glucosa.
Generalmente, al alimento que tiene un efecto similar o más grande que el alimento
estandar (IG entre 70-100), es considerado un alimento de alto IG, los alimentos que
presentan un IG entre 55-70 son considerados como alimentos de IG medio,
mientras aquellos que tienen in IG debajo de 55 se clasifican como alimentos de IG
bajo (Brennan, 2005). En el Cuadro 3 se muestran los valores de IG para algunos
alimentos utilizando como alimento estándar glucosa y pan blanco.
13
Cuadro 3. Valores de índice glucémico (IG) de algunos alimentos.
Alimento IG(Glucosa=100) IG (Pan=100)
Tamaño de
porción (g)
Carbohidratos disponibles (g/porción)
Pastel de banana, hecho
con azúcar
47±8 67 50 29
Mollete de manzana con
azúcar
44±6 63 60 29
Mollete de salvado
60 85±8 57 24
Jugo de naranja
(Canadá)
46±6 66 - -
Gatorade 78±13 111 250 ml 15 Special K (Kellogg’s,
USA)
69±5 98±7 30 21
Amaranto 97±19 139 30 22 Helado de
crema 61±7 87±10 50 13
Yogurt 36±4 51 200 9 Manzana 40 57 120 16 Banana, madura, amarilla
51 73 120 25
Mango crudo 51±5 73±8 120 17 Noodles
instantáneos 47±1 67±2 180 40
Espagueti blanco cocido
42±3 60±4 180 47
Fuente: Foster-Powell y col., 2002
14
2.4.2.1 Métodos de evaluación del IG
Investigaciones realizadas en los pasados 25 años permiten hoy caracterizar
con mayor precisión la velocidad de difusión de la glucosa de los alimentos. La
metodología para determinar glucosa de rápida liberación (GRL) y glucosa de lenta
liberación (GLL) se ha desarrollado para describir la probable velocidad y duración de
la liberación de los productos del almidón y azúcares en el intestino delgado (Englyst
y col., 1992; Engliyst y col., 2005). Se ha demostrado que la GRD, en virtud de su
rápida digestión y absorción en el intestino delgado, es la principal determinante del
incremento postprandial de las concentraciones de glucosa en sangre, y también que
la GLD ejerce un efecto inferior en la respuesta glucémica (Englyst y col., 1999).
Para evaluar el índice glucémico de un alimento, existen métodos in vivo e in
vitro. En los métodos in vivo, la medida del índice glucémico requiere de individuos
humanos o animales para la evaluación de la respuesta de glucosa en sangre por un
tiempo de dos horas después de la ingesta de un alimento (Jenkins y col., 2002). Sin
embargo, este método no es rentable para el desarrollo de nuevos productos
alimenticios o para asegurar la calidad de estos. Las pruebas in vitro se propusieron
como un método más rápido y más efectivo para predecir el IG de productos
alimenticios durante su desarrollo (Germaine y col., 2008).
2.4.2.2 Métodos in vitro para determinar el IG
La medición de la velocidad a la cual los carbohidratos son digeridos in vitro
ha surgido como un método para predecir el IG de alimentos de una forma más
barata y menos tardada. Sin embargo, son pocos los alimentos que se han estudiado
tanto in vivo como in vitro; por lo que no se ha llegado a conocer si los métodos in
vitro son una indicación fiable de los efectos de la glucémia postprandial in vivo en
todos los tipos de alimentos (Foster-Powell y col., 2002).
Los estándares internacionales para las pruebas y métodos de digestibilidad in
vitro del almidón varían ampliamente. Las principales diferencias entre los métodos
publicados incluyen variaciones en la porción de carbohidratos disponibles para la
15
prueba, alimentos de referencia que no deben incluir AR, cantidad y tipo de enzima
utilizada, y el tipo de incubación, es decir, se utilizan sistemas no restrictos (tubos de
prueba) o sistemas restrictos (diálisis) (Englyst y col., 1992; Grandfeldt y col., 1992;
Goñi y col., 1997, Foster-Powell y col., 2002; McCleary y col., 2002). El uso de
sistemas restrictos se ha propuesto para alimentos que contienen fibras solubles
viscosas, ya que usan tubos de diálisis que simulan la absorción en el lumen
intestinal (Goñi y col., 1997; Grandfeldt y col., 1994).
Las variaciones antes mencionadas en los métodos in vitro, hacen que el
reporte de los resultados presente diferencias entre cada método. Debido a que el
análisis de los datos de la digestibilidad in vitro varía entre las publicaciones, algunos
autores utilizan el porcentaje de hidrólisis del almidón de manera directa, mientras
que otros seleccionan tiempos específicos de las curvas de hidrólisis del almidón
para predecir el IG (Englyst y col., 1992; Lijeberg y col., 1992; Larsen y col., 2000).
Los métodos in vitro no han remplazado a las pruebas de IG con humanos,
debido a la complejidad del proceso digestivo del hombre. Sin embargo, los métodos
de digestibilidad in vitro son más prácticos y menos costosos para predecir el IG de
alimentos ricos en almidón (Goñi y col., 1997; Lehmann y col., 2007).
2.4.3 Factores que afectan la digestibilidad del almidón
La digestibilidad del almidón en alimentos tanto in vitro como in vivo se ve
afectada por diversos factores como (Jenkins y col., 2002):
a) La macroestructura y propiedades de los alimentos amiláceos (por ejemplo; el
tejido de plantas que contiene gránulos de almidón intracelular, la matriz
almidón-gluten del pan blanco).
b) La estructura y propiedades fisicoquímicas de los gránulos de almidón
(tamaño del gránulo, relación amilosa-amilopectina, grado y tipo de
cristalinidad, longitud de la cadena de amilosa, grado de asociación molecular
entre los componentes del almidón), los cuales varían enormemente
dependiendo del origen botánico del almidón.
16
c) La presencia de otros componentes dietarios como la fibra y lípidos; así como
antinutrientes (proteínas inhibidoras de la α-amilasa).
d) Las condiciones de procesamiento, por ejemplo, los tratamientos
hidrotérmicos en donde el almidón es gelatinizado (Byoung-Wook y col., 2003;
Hoover y Zhuo, 2003; Englyst y col., 2005; Zhang y col., 2005).
La digestión de los gránulos de almidón es un proceso complejo que incluye
diferentes fases: la difusión de la enzima hacia el sustrato con el impacto de la
porosidad de éste; la absorción de la enzima al material amiláceo y el evento
hidrolítico (Colona y col., 1992).
La difusión de la α-amilasa al substrato es considerada una etapa importante
de la hidrólisis del almidón. La interacción del almidón con fibra, proteína y otros
componentes puede prevenir la difusión y absorción de la enzima. El tamaño de
partícula tiene un papel importante en la hidrólisis, ya que un tamaño de partícula
pequeño muestra una alta susceptibilidad enzimática, mientras que un tamaño de
partícula grande presenta un área superficial menor, que se ve reflejado en la
resistencia de los gránulos a la digestión enzimática (Lehmann y col., 2007).
A nivel molecular, la estructura cristalina y el ordenamiento de la fase amorfa afectan
la susceptibilidad enzimática. El arreglo tipo A o tipo B de los cristales afecta la
digestibilidad. Generalmente, el arreglo tipo A es más susceptible a la hidrólisis
comparado con el tipo B. Estos dos arreglos difieren en el empaquetamiento de las
dobles hélices y el contenido de agua. Los almidones que presentan un arreglo tipo A
tienen dobles hélices más cortas y muestran mayor cantidad de almidón rápidamente
digerible y almidón lentamente digerible, comparado con el arreglo tipo B, que
presenta un alto contenido de almidón resistente (Jane y col., 1997).
17
2.4.4 Almidón resistente
Durante mucho tiempo se consideró al almidón como un carbohidrato digerido
y absorbido totalmente en el intestino delgado. Sin embargo, actualmente se conoce
que una porción del almidón presente en los alimentos, llamada almidón resistente
(AR), escapa a la digestión enzimática en el intestino delgado y es fermentada en el
colon por la microflora colónica (Shamai y col., 2003).
El almidón resistente es definido como “la suma del almidón y sus productos
de degradación que no son absorbidos en el intestino delgado de individuos sanos”,
ésta definición surgió de diferentes grupos de trabajo de la Comunidad Europea, en
un proyecto conocido como EURESTA (Topping y Clifton, 2001; Lajolo y Wenzel,
2006).
El contenido de almidón resistente en un alimento es muy dependiente del
grado de procesamiento de un alimento, el cual puede resultar en un incremento o
decremento en su contenido con respecto al encontrado en su forma cruda. Debido a
esto, el AR deber ser medido en los alimentos como estos normalmente son
consumidos (Champ y col., 2003; Englyst y col., 2005).
2.4.4.1 Clasificación del AR
El almidón resistente consta de diferentes fracciones que contribuyen al total
del almidón indigestible en los alimentos. Originalmente, se clasificaba en tres tipos,
actualmente se conocen cuatro tipos de AR (Cuadro 4) (Lajolo y Wenzel, 2006).
El AR1 se encuentra en granos y semillas parcialmente molidas. Leguminosas
como frijoles o lentejas son principales fuentes de este tipo de almidón, debido a que
se encuentra atrapado dentro de la pared celular (Champ y col., 2003).
El AR2 corresponde a los gránulos de almidón nativo, los cuales presentan
fracciones no gelatinizadas de almidón y en el caso particular de aquellos almidones
que muestran un patrón de difracción de rayos X tipo B, el cual se caracteriza por
tener un arreglo cristalino del tipo hexagonal, que lo hace menos accesible a la
hidrólisis enzimática, provocando una disminución de su digestibilidad; en esta
18
categoría se encuentran los almidones de papa y plátano (Champ y col., 2003;
Lehmann y col., 2007).
Cuadro 4. Ejemplos de los tipos de AR presentes en los alimentos
Tipos de AR Ejemplos
AR1: Físicamente inaccessible Granos y semillas parcialmente molidos
AR2: Gránulos resistentes Almidones de papa, plátano verde, algunas
leguminosas
AR3: Retrogradado Papa cocida y enfriada, pan, hojuelas de maíz
AR4: Químicamente modificado Almidones eterificados, esterificados o
entrecruzados (usados en alimentos
procesados)
Fuente: Topping y Clifton, 2001.
19
El AR3 esta presente en la mayoría de los alimentos que han sido cocidos,
enfriados y almacenados por varias horas o meses. Corresponde a fracciones de
almidón retrogradado, que es el almidón que ha recristalizado después de la
gelatinización. Este tipo de almidón es producto de los cambios que han ocurrido en
las moléculas de amilosa y amilopectina, como consecuencia de los procesos de
calentamiento y enfriamiento de los alimentos (Champ y col., 2003; Lajolo y Wenzel,
2006).
El AR4 incluye la estructura de los almidones modificados por tratamientos
químicos como la esterificación y eterificación, así como también almidones
entrecruzados (Champ y col., 2003; Sajilata y col., 2006).
La formación de almidón resistente se ve afectada por factores como las
condiciones de procesamiento, concentración del almidón, condiciones de
almacenamiento, presencia de lípidos, origen botánico, relación amilosa-
amilopectina, presencia de azúcares y lípidos, cadenas largas de amilosa, estado
físico del material alimenticio, contenido de humedad, pH, temperatura y tiempo de
calentamiento, métodos de congelación, etc. (Langkilde y col., 2002; Hoover y Zhou,
2003).
2.4.5.2 Efectos fisiológicos del almidón resistente
Son varios los efectos fisiológicos que se le han atribuido al AR, los cuales han
probado ser benéficos a la salud (Sajilata y col., 2006). Las funciones que tiene el AR
son similares a las de la fibra dietética, dentro de las cuales se encuentran: efecto
prebiótico en la microflora del colon, alteración del metabolismo de lípidos, mejora el
metabolismo del colesterol y reduce el riesgo de colitis ulcerativa y cáncer de colon.
Puesto que el AR no es digerido en el intestino delgado, se reduce el índice
glucémico del alimento (Shamai y col., 2003).
El comportamiento del AR tiene importantes implicaciones para su uso en la
formulación de alimentos para personas con ciertos tipos de diabetes. En el colon, el
AR incrementa el bolo fecal, disminuye el pH de éste y la porción fermentada
produce ácidos grasos de cadena corta (AGCC), primeramente acetato, propionato y
20
butirato. La producción de ácidos grasos tiene un efecto positivo en la salud del
intestino, incluyendo incremento en la absorción de magnesio y calcio, proliferación
epitelial, balance de especies bacterianas y metabolismo bacterial de las sales
biliares (Haralampu, 2000; Hu y col., 2004).
2.5 Ácidos grasos de cadena corta Los componentes de la dieta no digeridos por las enzimas intestinales ni
absorbidos a nivel del intestino delgado, llegan al intestino grueso, donde pueden ser
degradados por la microflora bacteriana (Henningsson y col., 2002). Este proceso es
denominado fermentación colónica y consiste en la degradación anaeróbia de
sustratos, principalmente carbohidratos, llevada a cabo por la microflora intestinal con
la finalidad de obtener energía para el crecimiento y mantener la función celular
(Cummings y col., 1987). El proceso de fermentación ocurre principalmente en el
primer tramo del intestino grueso debido a la densidad bacteriana, y a que recibe el
mayor aporte de sustratos del intestino delgado, por tanto, es en el ciego y en el
colon ascendente donde se encuentra la mayor concentración de ácidos grasos de
cadena corta (AGCC) (Cummings y col., 1991).
Los principales productos finales de la fermentación son gases (hidrógeno y
metano), dióxido de carbono, agua, masa bacteriana (Cummings y col., 2001) y
ácidos grasos de cadena corta (AGCC) (ácido acético, propiónico y butírico).
Alrededor del 90% de estos AGCC son rápidamente absorbidos en la mucosa
colónica y hay evidencia que estos tienen efectos fisiológicos (Henningsson y col.,
2002).
Los AGCC contribuyen al buen funcionamiento del intestino grueso y la
prevención de patologías a través de su acción en el lumen, en la musculatura
colónica y vascular así como por medio del metabolismo de los colonocitos.
Disminuyen el pH intestinal, incrementan la absorción de agua y sales en el intestino
grueso (Topping y Clifton, 2001).
El ácido butírico es el principal substrato de energía para los colonocitos y
tiene un importante papel en la prevención y tratamiento de enfermedades de la
21
mucosa colónica como colitis ulcerativa y cáncer. Con respecto a este ultimo, se ha
reportado que el ácido butírico estimula la apoptosis en las células del colon e inhibe
el crecimiento de células cancerigenas in vitro. El ácido propiónico y el acético son
absorbidos y metabolizados por el hígado a través de diversos mecanismos, que
podrían disminuir los niveles de colesterol plasmático y actuar de forma positiva
sobre enfermedades cardiovasculares (García-Alonso y col., 1997).
Cummings y col. (1987) reportaron la producción de los AGCC en diversos
sustratos (Cuadro 5), encontrando que el ácido acético fue el mayoritario, seguido del
propiónico y del butírico. Además, la fermentación in vitro de compuestos
indigestibles aislados (almidón resistente, pectinas, hemicelulosas, beta-glucanos),
indicó que las pectinas son los sustratos que mas acetato producen. Posteriormente,
se encontró que el almidón resistente es el sustrato dietario que produce más ácido
butírico en el colon, y que altos niveles de este AGCC lo protegen contra el cáncer
(Pryde y col., 2002).
2.6 Fracción indigestible La mayor parte de los carbohidratos contenidos en los alimentos pueden ser
utilizados (son biodisponibles) por el organismo, ya sea a nivel del intestino delgado o
del intestino grueso. Los compuestos que no son absorbidos en ninguna zona del
tracto gastrointestinal, son excretados en las heces y pueden ser denominados
carbohidratos no biodisponibles. El conjunto de compuestos que resisten la digestión
en el intestino delgado se denomina fracción indigestible (FI) de los alimentos.
La fracción indigestible se ha definido como parte de los alimentos que no es
digerida o absorbida en el intestino delgado y que se libera en el colon, en donde
sirve como substrato a la microflora colónica (Saura-Calixto y col., 2000). Esta
fracción no sólo comprende a la fibra dietética, sino que también otros compuestos
que proveen resistencia a la acción de las enzimas digestivas tales como almidón
resistente, proteína resistente, ciertos polifenoles y otros compuestos asociados de
importancia nutricional (Saura-Calixto y Goñi, 2004).
22
La FI total, a su vez se divide en: fracción indigestible insoluble (FII), que
engloba al almidón resistente, fibra insoluble, proteína resistente, taninos
condensados, lignina y minerales, y fracción indigestible soluble, constituida por fibra
soluble, oligosacáridos (Saura-Calixto y col., 2000). En el Cuadro 6 se muestran
contenidos de fracción indigestible de algunos alimentos.
Cuadro 5. Ácidos grasos de cadena corta (AGCC) producidos durante la
fermentación de diferentes polisacáridos como sustrato.
AGCC (mg/mg polisacárido fermentado) Polisacárido
Acético Propiónico Butírico
Almidón 0.25 0.13 0.21
Arabinogalactano 0.19 0.20 0.04
Pectina 0.27 0.06 0.01
Fuente: Cummings y col., 1987.
23
Cuadro 6. Fracción indigestible de algunos alimentos.
Fracción indigestible (%) Alimento
Total Soluble Insoluble
Arroz 12.13 2.19 9.94
Pan blanco 11.06 2.78 8.28
Espagueti 14.01 2.10 11.19
Chocolate 3.87 0.83 5.86
Garbanzo 28.03 2.02 26.01
Plátano 36.08 1.45 34.63
Manzana 16.97 3.07 13.9
Papa 12.18 5.50 6.68
Fuente: Saura-Calixto y Goñi, 2004.
24
La determinación de la FI es una alternativa para estudiar a la fibra dietaria,
debido a que la determinación de esta última subestima algunos componentes que
resisten a la digestión. Saura-Calixto y Goñi (2004), mencionaron que el uso de la FI
es más útil que la fibra dietaria, porque los valores de FI son más cercanos a la
cantidad de substrato liberada en el colon, además de que imita las condiciones
fisiológicas y evita las modificaciones artificiales de la digestibilidad de los nutrientes
y algunos errores asociados a la determinación analítica de la fibra. Menezes y col.
(2004), reportaron que el análisis de la FI es simple y tiene buena reporducibilidad,
por lo cual puede ser una alternativa para la determinación de la composición
proximal, aunque no proporciona información de cada uno de los componentes
indigestibles.
Los componentes de la FI sirven como sustrato para la microflora colónica. En
base al crecimiento bacteriano, se ha estimado que la liberación de 60 g de
carbohidratos al colon pueden ser necesarios para mantener el movimiento celular
bacteriano.
2.7 Fibra dietética
La fibra es una sustancia que presenta actividad funcional, ésta ha ido
adquiriendo mucha importancia en cuanto a nutrición y salud. Hoy día, es un
ingrediente que se utiliza en demasía en la elaboración de alimentos funcionales,
debido a su estrecha relación con la prevención y ayuda en el tratamiento de
enfermedades gastrointestinales (Saura-Calixto, 2006).
La fibra se ha definido como los carbohidratos y lignina, que resisten a la
hidrólisis de enzimas digestivas humanas y que son fermentados por la microflora
colónica y/o excretados por las heces (García y col., 2002). De acuerdo a la
American Association of Cereal Chemist (AACC), el término fibra se define como la
parte comestible de plantas o carbohidratos análogos, que son resistentes a la
digestión y absorción en el intestino delgado humano, con completa o parcial
fermentación en el intestino grueso. Nelson (2002) indica que la fibra incluye a los
polisacáridos, oligosacáridos, lignina y componentes asociados como los polifenoles.
25
La fibra dietética se clasifica como: fibra dietética soluble (se vuelve viscosa y retarda
por lo tanto la evacuación gástrica, haciendo a su vez más eficiente la digestión y
absorción de alimentos, generando una mayor sensación de saciedad), y fibra
dietética insoluble (el componente mayoritario es la celulosa, responsable del peso
fecal, es poco fermentable; está relacionada con la protección y alivio de algunos
trastornos digestivos) (Lewis y Heaton, 1997; Anderson y col., 2002).
En la actualidad, se recomienda consumir alimentos ricos en fibra dietética y
al mismo tiempo un adecuado nivel de antioxidantes que son importantes para la
salud (Vergara, 2005).
2.7.1 Fibra dietética antioxidante
En estudios realizados a fibras de leguminosas y de algunos subproductos
vegetales, se observó que tanto la fracción insoluble como la soluble, contenían
ciertos compuestos polifenólicos asociados, los cuales mostraban un comportamiento
fisiológico similar a la fibra (no digerible y fermentable en el colon). Estos dos tipos de
compuestos polifenólicos asociados a fibra son: extraíbles (se solubilizan en gran
parte en fluidos intestinales, pueden ser absorbidos en el intestino delgado y
fermentados en su mayoría en el colon), y no extraíbles (no se disuelven y son
degradados en pequeña porción por fermentación colónica). Debido al estudio de las
propiedades fisiológicas y nutricionales de algunos tipos de fibras con compuestos
polifenólicos asociados, se propuso estudiar la capacidad antioxidante con el fin de
evaluar los efectos potenciales en la salud ocasionados por la fibra (Jiménez-Escrig y
col., 2001; Vergara, 2005).
Muchas observaciones epidemiológicas han mostrado que una ingesta alta en
frutas y verduras está asociada con una baja incidencia de cáncer, especialmente del
tracto gastrointestinal. Esto es debido, entre otros factor al contenido de antioxidantes
que estas presentan (Serrano y col., 2007). Se han encontrado fibras con actividad
antioxidante alta en cáscara de mango, piña, lima, pulpa de guayaba y en uvas. Los
estudios realizados a estas fibras han mostrado que si se usan como un ingrediente
alimentario pueden prevenir la oxidación de alimentos (Jiménez-Escrig y col., 2001).
26
A partir de estos resultados, ha surgido el término “fibra dietética antioxidante”,
la cual se puede definir como aquella que contiene cantidades apreciables de
antioxidantes naturales asociados a la matriz de la fibra. Estas fibras antioxidantes
buscan la combinación de las propiedades derivadas de la fibra dietética de alta
calidad y de antioxidante natural en un solo producto, ya que se ha encontrado que
estas favorecen la eliminación de grasa, colesterol, tienen efectos
hipocolesterolémicos, reducen los niveles de oxidación de proteínas plasmáticas y
protegen de estrés oxidativo a la mucosa intestinal (Saura-Calixto, 1998). 2.8 Compuestos polifenólicos Actualmente, los polifenoles son objeto de interés ya que estudios
epidemiológicos sugieren asociaciones entre el consumo de alimentos o bebidas
ricos en polifenoles y la prevención de enfermedades. Una segunda razón está
enlazada con la naturaleza química de los polifenoles (Scalbert y Williamson, 2000).
Estructuralmente, los compuestos fenólicos están formados por un anillo
aromático, uno o más grupos hidroxilos, y un intervalo de moléculas fenólicas simples
a compuestos altamente polimerizados (Figura 3). Debido a ésta diversidad
estructural, el grupo de compuestos fenólicos es conocido como polifenoles. Los
polifenoles más comunes en las frutas se muestran en el Cuadro 7 (Balasundram y
col., 2006).)
27
Figura 3. Estructura de compuestos fenólicos (Balasundram y col., 2006).
28
Cuadro 7. Algunos polifenoles comunes en frutas
Esqueleto base Clase Fruta Ejemplo
C6 Fenoles simples Catecol, hidroquinona
C6-C1 Ácidos fenólicos Ácido p-hidroxibenzoico,
ácido salicílico
C6-C2 Ácidos fenilacéticos Ácido p-hidroxifenilacetico
C6-C3 Ácidos cinámicos
Ampliamente
distribuido
Ácido cafeico, ácido ferúlico
C6-C1- C6 Xantonas Mango Mangiferina
C6-C3- C6 Flavones Pera Quercetina
Flavonones Frutas
cítricas
Hesperidina
Antocianinas Ciruela Peonidina
Flavonoles Manzana (+)-catequina
Fuente: Robards y col., 1999.
29
Los compuestos polifenólicos incluyen entre otros fenoles simples, ácidos
fenólicos, flavonoides, taninos condensados e hidrolizables, ligninas, etc. (Naczk y
Shahidi, 2004). Los principales compuestos fenólicos en la dieta son los ácidos
fenólicos, flavonoides y taninos (Balasundram y col., 2006). Los compuestos
polifenólicos son un grupo complejo de sustancias con un amplio intervalo de peso
molecular, estos se encuentran libres o enlazados a proteínas o a fibra dietética. De
acuerdo a su solubilidad, se ha propuesto una clasificación de los polifenoles:
polifenoles solubles o extraíbles (PE), son compuestos fenólicos que presentan bajo
o intermedio peso molecular; estos son extraídos fácilmente usando diferentes
disolventes (agua, metanol, acetona, etc). Los polifenoles no extraíbles (PNE) son
principalmente taninos condensados (TC) de alto peso molecular, algunos se
encuentran en su forma libre y otros enlazados a proteínas y fibra, su estructura
básica está representada por el flavan-3-ol y flavan-3,4-diol (Saura-Calixto y col.,
1991; Jiménez-Escrig y col., 2001). Los polifenoles tienen diferentes efectos en el
intestino dependiendo de su solubilidad (Bravo y col., 1994).
Usando modelos de experimentación animal, ha quedado evidenciado que los
PE son biodisponibles mayoritariamente, mientras que los PNE son excretados casi
cuantitativamente y favorecen la excreción de lípidos, teniendo efectos positivos en el
tracto intestinal y en el metabolismo lipídico (Saura-Calixto y col., 2007).
Los polifenoles son agentes reductores, que junto con otros agentes como la
vitamina C, vitamina E y carotenoides, protegen los tejidos del cuerpo contra el estrés
oxidativo. Como antioxidantes, estos pueden prevenir varias enfermedades
asociadas con el estrés oxidativo, como lo son cánceres, enfermedades
cardiovasculares, inflamación y otros (Scalbert y Williamson, 2000). Los efectos a la
salud de estos dependen de la cantidad consumida y de su biodisponibilidad
(Manach y col., 2004).
2.9 Estudio de la capacidad antioxidante Existen diversos métodos para evaluar la actividad antioxidante, ya sea in vitro
o in vivo. Una de las estrategias más utilizadas en las medidas in vitro de la
30
capacidad antioxidante total de un compuesto, mezcla o alimento, consiste en la
determinación de la actividad antioxidante frente a sustancias cromógenas de
naturaleza radical: la pérdida de color ocurre de forma proporcional con la
concentración (Arena y col., 2001; Moyer y col., 2002). No obstante, las
determinaciones de la capacidad antioxidante realizadas in vitro, dan tan solo una
idea aproximada de lo que ocurre en situaciones complejas in vivo (Kuskoski y col.,
2005). Sin embargo, son varios los factores que la afectan (Cuadro 8), ya que un
antioxidante activo bajo condiciones particulares probablemente es menos activo
bajo otras condiciones. Por lo tanto, no es posible indicar un estado general en el
cual el antioxidante sea más activo.
Diversos compuestos cromógenos (ABTS, DPPH, FRAP, entre otros) son
utilizados para determinar la capacidad de los compuestos fenólicos que contienen
los alimentos, para captar los radicales libres, actuando así en contra de los efectos
perjudiciales de los procesos de oxidación, que implican a especies reactivas de
oxígeno (Re y col., 1999; Kim y col., 2002; Sellapan y col., 2002).
De los métodos más usados se encuentra el del ABTS. En este método, se
tiene que generar el radical ABTS.+ tras una reacción que puede ser química (dióxido
de manganeso, persulfato potásico), enzimática (peroxidasa, mioglobina) o
electroquímica. Con el ABTS se puede medir la actividad de compuestos de
naturaleza hidrofílica y lipofílica. El radical ABTS.+ tiene la ventaja de que su espectro
presenta máximos de absorbancia a 414, 654, 754 y 815 nm en medio alcohólico (Re
y col., 1999).
31
Cuadro 8. Factores que afectan la capacidad antioxidante de un alimento
Factores que dependen del antioxidante
Factores que dependen de la estabilidad del
alimento
Factores que dependen de las condiciones de
almacenamiento o calentamiento
Estructura química Distribución en fase
lipídica o acuosa
Temperatura de
almacenamiento
Potencial redox Presencia de pro-
oxidantes
Tiempo de
almacenamiento
Polaridad Presencia de otros
antioxidantes
Temperatura de
calentamiento
Solubilidad Presencia de agentes
sinergistas
Tiempo de calentamiento
Concentración Acceso del oxígeno
Fuente: Pokorný, 2007.
32
2.10 Alimento funcional
Actualmente, el desarrollo de nuevos productos alimenticios va aumentado, ya
que las recomendaciones energéticas y nutricionales de los individuos han ido
cambiando, debido a los problemas de salud asociados a la alimentación, como son
obesidad, hipertensión, problemas cardiovasculares y cáncer. Es por esto, que con la
necesidad de producir alimentos para la prevención y control tanto de deficiencias
como de excesos, ha surgido el término alimento funcional (Hernández, 2006)
Un alimento funcional es aquel que tiene ciertos ingredientes que
proporcionan efectos positivos (beneficios) en la salud, y que va más lejos del valor
nutritivo que contiene, mejorando la salud y/o reduciendo el riesgo de una
enfermedad (Araya y col., 2003; Ferrer y Dalmau, 2001; Lorente y Serra, 2001;
Palencia, 2006).
2.11 Generalidades de la pasta
La pasta alimenticia de acuerdo al Codex Stand 192-1995, es un producto que
no está tratado (no esta calentado, hervido, cocido al vapor, cocido, pregelatinizado o
congelado), solamente deshidratado, el cual se elabora a base de sémola de trigo y
agua. Las pastas alimenticias, tienen mucha aceptabilidad entre la población porque
son de bajo costo, fáciles de preparar, versátiles, tienen atributos sensoriales
adecuados y una larga vida de anaquel (Tudorica y col., 2002; Goñi y col., 2003;
Torres y col., 2007b). En cuanto a su valor nutricional, representan una buena fuente
de ácido fólico, niacina, riboflavina y tiamina, no constituyen una fuente
especialmente rica en minerales, tienen un contenido bajo en grasa y fibra
alimentaria y son un alimento rico en hidratos de carbono digestibles y no digestibles
(Kill y Turnbull, 2004). Goñi y col. (1997), reportaron un porcentaje de almidón
resistente y digestible para una muestra de espagueti de 2.49 y 71.08%
respectivamente y un índice glucémico de 68. Por ello, la pasta alimenticia resulta ser
un alimento que presenta índice glucémico moderado y contiene almidón resistente.
33
2.11.1 Pastas enriquecidas
La pasta de trigo es un alimento nutricionalmente no balanceado debido a que
presenta un bajo contenido de grasa, fibra dietética, y baja calidad de la proteína, la
cual no aporta todos los aminoácidos esenciales para el ser humano (Granito y col.,
2003). Durante mucho tiempo se han empleado diversos ingredientes en la
elaboración de la pasta, tales como espinacas, tomates, huevo y vitaminas. Las
espinacas y el tomate confieren color y muy poco sabor, pero no tienen un efecto
importante en el valor nutritivo de la pasta; a diferencia del huevo, que además de
dar el color amarillo a la pasta y aumentar su valor nutritivo, también mejora su
textura haciéndola más fuerte que una pasta normal (Kill y Turnbull, 2004).
Actualmente, se han hecho varios estudios acerca de la elaboración de pastas
con ingredientes distintos a la sémola de trigo: harina de frijol, de amaranto, de
lupino, de zanahoria y de maíz, así como almidón de yuca, de plátano (Musa
paradisiaca L.), etc. (Rayas-Duarte y col., 1996; Goñi y col., 2003; Granito y col.,
2003; Kill y Turnbull, 2004, Hernández, 2006). Granito y col. (2003) combinaron sémola de trigo con diferentes
concentraciones de harinas de trigo, de maíz desgrasado, de frijol Orituco y almidón
de yuca; encontraron que la sustitución de la sémola hasta un 45% con estas harinas
mejoran el contenido nutricional de las pastas, en particular el contenido de minerales
y fibra dietética total; concluyeron entonces que la pasta seleccionada en base a
parámetros de calidad tecnológica, sensorial y nutricional, fue la sustitución al 55%
con harina cruda de frijol y suplementada con 1% de gluten.
Por otro lado, Rayas-Duarte y col. (1996) evaluaron la calidad de espagueti
elaborado con harina de alforfón (trigo sarraceno), amaranto y lupino, con diferentes
porcentajes de sustitución (15, 25 y 30%), reportando que las pastas elaboradas con
estas harinas multigrano mostraron un contenido de lisina mayor del que ofrece la
pasta elaborada con harina de trigo durum al 100%, encontrándose aceptable la
calidad de cocción; sin embargo, reportaron un cambio negativo en la textura y sabor
en el espagueti que contenía 30% de alforfón ligero, 15% de alforfón oscuro, 25% de
amaranto y 15% de lupino.
34
Goñi y col. (2003) mezclaron harina de trigo durum y harina de garbanzo en
una relación 75:25, para la elaboración de espagueti, con el fin de obtener un
alimento nutritivo, de lenta digestión, rico en fibra dietética y con baja respuesta
glucémica.
Estos ingredientes que se han agregado a la pasta son para mejorar su valor
nutricional y para que ésta proporcione beneficios potenciales a la salud de los
consumidores, obteniendo de esta forma, un alimento funcional (Manthey y col.,
2004).
35
III. JUSTIFICACIÓN
Actualmente, la industria alimentaria ha recurrido a la búsqueda de alimentos,
que presenten baja digestibilidad y generen efectos benéficos en la salud. Un
alimento que es de fácil acceso para todas las familias y cuyo consumo es amplio,
es la pasta. Debido a que la pasta es considerada un alimento nutricionalmente no
balanceado, se ha recurrido al uso de ingredientes alternos a la sémola de trigo
durum, para mejorar su valor nutritivo, cumpliendo por lo tanto, con las necesidades
energéticas y funcionales que demandan los consumidores. Debido a que el plátano
en estado inmaduro, representa una fuente de carbohidratos indigestibles, como
pueden ser almidón resistente, celulosa, hemicelulosa y lignina; además, de que se
pierden cantidades apreciables tanto pre-cosecha como poscosecha, se puede
utilizar para elaborar harina y ser adicionada a una pasta, con lo cual se obtendrá un
alimento que presente baja digestibilidad de carbohidratos y capacidad antioxidante.
De esta forma, se obtendría un alimento funcional que reduzca y/o prevenga el
riesgo de enfermedades crónico-degenerativas, diabetes, obesidad y sobrepeso.
36
IV. OBJETIVOS
4.1 Objetivo general
Evaluar la digestibilidad de los carbohidratos y capacidad antioxidante de
espagueti adicionado con diferentes concentraciones de harina de plátano verde.
4.2 Objetivos específicos
• Elaborar espagueti adicionado con harina de plátano verde en diferentes
concentraciones.
• Determinar la composición química proximal de los espaguetis
• Determinar las pérdidas por cocción de los espaguetis
• Determinar el contenido de almidón total, disponible y resistente.
• Evaluar la tasa de hidrólisis in vitro del almidón.
• Determinar el porcentaje de la fracción indigestible del espagueti.
• Cuantificar la concentración de polifenoles y valorar su actividad antioxidante.
37
V. HIPÓTESIS
El uso de harina de plátano verde, como ingrediente alterno a la sémola de trigo en la
elaboración de espagueti, disminuye la digestibilidad de los carbohidratos e
incrementa su capacidad antioxidante.
38
VI. MATERIALES Y MÉTODOS
El diagrama experimental de trabajo (Figura 4) consistió en la obtención de
harina de plátano verde (Musa paradisiaca L.). Posteriormente, se elaboró espagueti
de manera casera, sustituyendo a la sémola de trigo durum por harina de plátano en
diferentes porcentajes. Se realizaron pruebas de digestibilidad de carbohidratos y
capacidad antioxidante en las muestras de espagueti cocido. Para el análisis
proximal, los espaguetis fueron analizados crudos.
Harina de plátano verde (Musa paradisiaca L.)
Pasta
Sémola de trigo durum
Cruda Cocida
Análisis proxima
Digestibilidad: •Almidón total •Almidón disponible •Almidón resistente •Fracción indigestible •Hidrólisis in vitro
Capacidad antioxidante: •Polifenoles extraíbles y no extraíbles •Actividad antioxidante
Pérdidas por cocción
Figura 4. Diagrama experimental de trabajo
39
6.1 Materiales
6.1.1 Materia prima
Se utilizó plátano macho (Musa Paradisiaca L.), en estado inmaduro o verde,
el cual se compró en la central de abastos de Cuautla, Morelos, México. La sémola
de trigo durum se obtuvo de Harinera San Blas Puebla, Puebla, México.
6.2 Métodos
6.2.1 Obtención de la harina de plátano
Los plátanos fueron pelados y cortados en rodajas de 1 cm. Inmediatamente,
las rodajas se vertieron en una solución de ácido cítrico (3 g/L), posteriormente
fueron colocadas en mallas y sometidas a un proceso de secado a 50±1 ºC durante
24 h. Finalmente, estas fueron molidas en un molino Cyclotec (1093 Sample Mill) y
tamizadas en malla 40 (0.038 mm). La harina obtenida se almacenó a temperatura
ambiente en un recipiente de plástico.
6.2.2 Elaboración de la pasta
El diseño experimental consistió en la preparación de espaguetis; un
espagueti control elaborado con sémola de trigo durum al 100% y espaguetis
experimentales sustituidos con tres diferentes porcentajes de harina de plátano
(Cuadro 9). Para cada formulación se preparó un duplicado.
Los dos componentes se mezclaron con agua (50% en base al peso seco de
la muestra) en una mezcladora Kitchen Aid (Modelo KPRA, St. Joseph, MI. USA) por
5 min a velocidad 2 para obtener una pasta homogénea, la cual se dejó reposar en
una bolsa de polietileno durante 30 min. Posteriormente la pasta se laminó con un
rodillo de madera y se cortó con un rodillo cortador metálico marca Kitchen Aid
(Modelo KPRA, St. Joseph, MI. USA), con el cual se obtuvo la forma de espagueti.
40
Finalmente, este último se secó durante 4 h a 45±1 ºC. El espagueti obtenido se
almacenó en bolsas de polietileno para posteriores estudios.
Cuadro 9. Porcentajes de sustitución de harina de plátano utilizados en la
elaboración de espaguetis.
Espagueti % de sustitución Ingredientes
Control 15 30 45 Sémola de trigo durum 100 85 70 55
Harina de plátano verde 0 15 30 45
6.2.3 Análisis proximal de las pastas crudas
La determinación del análisis proximal se realizó en muestras de espagueti
crudo, molido y tamizado en malla 40 (0.038 mm).
6.2.3.1 Humedad
Se determinó por el método oficial 44-19, de la AACC (2000). Se pesaron 0.5
g de muestra en charolas de aluminio (puestas previamente a peso constante), se
colocaron en la estufa a 100±1 °C durante 3 h, posteriormente se enfriaron en un
desecador por 20 min. Finalmente se pesaron y se determinó la humedad por
diferencia de peso con la siguiente ecuación:
( )100
(g) muestra Peso(g) charola Peso-(g) final Peso-(g) muestra Peso
=Humedad% x
41
6.2.3.2 Lípidos
Se utilizó el método oficial 30-25 de la AACC (2000). Se pesaron 3 g de
muestra seca en cartuchos de celulosa. Se colocaron en el aparato de extracción
Soxhlet, se adicionaron 100 ml de éter de petróleo a los vasos del equipo y
posteriormente se realizó la extracción por 4 h. Finalmente, los vasos se secaron en
la estufa a 60±1 °C por 1 h y se pesaron para determinar el porcentaje de lípidos con
la siguiente ecuación:
100(g) seca base en muestra la de Peso
(g) vaso del inicial Peso- (g) vaso del final Peso=etéreo Extracto % x
6.2.3.3 Proteínas
La determinación de proteínas se realizó en muestras de espagueti
desgrasadas. Estas se cuantificaron con el método oficial 46-13 de la AACC (2000).
El porcentaje de proteínas se determinó indirectamente por la cuantificación de
nitrógeno total utilizando el método Kjeldahl. Se pesó 1 g de muestra y se pasó a un
tubo Kjendahl, al cual se le agregó 1 g de sulfato de cobre, 10 g de sulfato de potasio
anhídro y 15 ml de ácido sulfúrico concentrado. Este se colocó en el digestor y se
calentó gradualmente a 400 °C, hasta que el contenido del tubo presentó un color
verde claro. El tubo se dejó enfriar a temperatura ambiente. Se le adicionaron 15 ml
de agua para lavar los residuos que quedaron en la pared del tubo, posteriormente
se adicionaron 50 ml de hidróxido de sodio al 40%. Por otro lado, en un matraz
erlenmeyer se añadieron 50 ml de ácido bórico al 4% y 10 gotas de indicador
wesslow. Se realizó la destilación hasta obtener un volumen de 100 ml de la muestra
en el matraz preparado anteriormente. La muestra obtenida se tituló con ácido
clorhídrico 0.1N. Se calculó el porcentaje de proteína con la siguiente ecuación:
100F1000(g) seca base en muestra la de Peso
14Ntitulador del gastados ml=Proteína % xx
xxx
42
Donde
F: Factor de conversión a proteína, 5.85 para cereales
N: Normalidad
6.2.3.4 Cenizas
Se analizaron con el método 08-01 de la AACC (2000). Se pesó 1 g de
muestra en un crisol (puesto a peso constante), se carbonizó la muestra sobre la
flama de un mechero y se introdujo en la mufla a 550±1 °C por 5 h. Cuando las
cenizas estuvieron blancas, se enfriaron en un desecador. Finalmente se pesaron y
se calculó el porcentaje de cenizas como:
100(g) seca base en muestra la de Peso
(g) residuo del Peso=Cenizas % x
6.2.4 Tiempo óptimo de cocción
Se determinó con el método 66-50 de la AACC (2000). El tiempo óptimo de
cocción se estableció dispersando 3 g de pasta en 100 ml de agua hirviendo. Cada
minuto se tomó una pieza de espagueti y se comprimió entre dos placas de vidrio. El
tiempo óptimo de cocción se estableció cuando desapareció la línea blanca del
centro del espagueti observada después de la compresión entre las dos placas de
vidrio.
6.2.5 Pérdidas por cocción
Se realizó con el método 66-50 de la AACC (2000). El agua de cocción de
cada muestra de espagueti, se colectó después de cada tiempo óptimo de cocción y
se evaporó en una estufa a 105±1 °C. El residuo se pesó y se reportó como el
porcentaje de sólidos totales perdidos en el agua de cocción.
43
6.2.6 Preparación de la muestra
La pasta se coció en agua hirviendo, se escurrió por 2 min, se vertió en agua
fría, y nuevamente se escurrió por 2 min. Se envolvió en papel aluminio y se congeló
con nitrógeno líquido por 1 min. La muestra congelada se liofilizó, molió y tamizó en
malla 50 (0.028 mm). Se almacenó en recipientes de plástico a temperatura ambiente
para posteriores estudios.
6.3 Análisis de biodisponibilidad
6.3.1 Almidón total (Goñi y col., 1997)
Este método nos permite cuantificar el contenido de almidón total (AT) por
hidrólisis enzimática. Para ello, se realizó una solubilización del almidón en un medio
alcalino, finalmente, se hidrolizaron totalmente con amiloglucosidasa los enlaces α-
(1-4) y α-(1-6) de las cadenas de amilosa y amilopectina, constituyentes del almidón.
Esta hidrólisis total rindió glucosa libre, la cual fue cuantificada
espectrofotométricamente mediante el empleo de un test enzimático que contiene
glucosa-oxidasa y peroxidasa (GOD-POD).
Se pesaron 50 mg de muestra en base seca, en tubos de centrifuga de 50 ml.
Para solubilizar el almidón se añadieron 3 ml de agua destilada y 3 ml de KOH 4 M.
Se dejó mezclar y se agitó vigorosamente a temperatura ambiente durante 30 min.
Se adicionaron 5.5 ml de HCl 2 M y 3 ml de tampón acetato sódico 0.4 M (CaCl2 20
mM, pH 4.75). Se ajustó el pH a 4.75, se agregaron 60 μl de suspensión de
amiloglucosidasa (10102857, Roche, USA). Las muestras se mezclaron e incubaron
a 60±0.5 ºC durante 45 min en un baño de agua con agitación constante, para
alcanzar la hidrólisis completa de los constituyentes del almidón. Posteriormente, se
realizó la centrifugación de las mismas (15 min, 3000 g) y se recogió el sobrenadante
en matraces aforados de 50 ml. Los residuos se lavaron dos veces con 10 ml de
agua destilada, repitiéndose la centrifugación. El volumen total se llevó a 100 ml con
44
agua destilada. Para determinar la concentración de glucosa liberada durante la
hidrólisis enzimática en las muestras, se tomaron alícuotas de 50 μl del contenido del
matraz en tubos que contenían 1 ml de reactivo glucosa oxidasa/peroxidasa (GOD-
POD), se incubaron por 10 min a 37±0.5 °C y se midió el contenido de glucosa a 510
nm. Las muestras se leyeron a la par con una curva patrón de glucosa para poder
calcular la concentración de glucosa. Se realizó un análisis de regresión lineal para
calcular la concentración de la curva patrón. Para calcular el porcentaje de AT, se
utilizó la siguiente formula:
seca muestra de g100 x 0.9 x 50 x glucosa/ml de g
= AT%μ
μ
Donde:
0.9: Factor de transformación de glucosa a glucano
6.3.2 Almidón disponible
El contenido de almidón disponible se calculó por diferencia entre el almidón
total (AT) y el almidón resistente (AR) (Goñi y col., 1997).
6.3.3 Almidón resistente (Goñi y col., 1996)
Este método permitió determinar el contenido de almidón indigestible en
muestras tal y como se ingieren. Para ello, se analizaron las muestras como son
consumidas. Se realizó una hidrólisis proteica con pepsina a pH ácido para simular
las condiciones estomacales. Posteriormente, se hidrolizó el almidón digerible con α-
amilasa pancreática durante 16 h con un pH cercano a la neutralidad. Una vez
eliminados los productos de la hidrólisis por centrifugación, en el residuo permanece
la fracción de almidón indigestible. Esta fue dispersada en medio alcalino e
hidrolizada en su totalidad con amiloglucosidasa, la glucosa liberada se determina
mediante un método enzimático-colorimétrico.
45
Se pesaron 100 mg de muestra en base seca en tubos de centrífuga de 50 ml,
se adicionaron 10 ml de regulador KCl-HCl 0.2 M (pH 1.5) y se verificó que el pH
estuviera a 1.5. Se añadieron 0.2 ml de solución de pepsina (P-7000, Sigma, USA),
la cual se preparó solubilizando 1 g de pepsina en 10 ml de regulador KCl-HCl 0.2 M.
Las muestras con enzima, se mezclaron e incubaron en un baño a 40±0.5 °C con
agitación continua durante 60 min. Posteriormente se dejaron enfriar. A continuación
se añadieron 9 ml de regulador Tris-Maleato 0.1 M (pH 6.9). Se ajustó el pH a 6.9. Se
añadió 1 ml de solución de α-amilasa pancreática (A-3176, Sigma, USA), (40 mg de
α-amilasa en 1 ml de regulador Tris-Maleato 0.1 M). Se mezclaron e incubaron por 16
h en un baño con agitación constante a 37±0.5 °C. Las muestras se centrifugaron (15
min, 3000 g) y se eliminó el sobrenadante. Se realizaron dos lavados con 10 ml de
agua destilada y se repitió la centrifugación. Se agregaron 3 ml de agua destilada
sobre los residuos y se agitaron. Se añadieron 3 ml de KOH 4 M, se mezclaron y
agitaron vigorosamente a temperatura ambiente durante 30 minutos. Se adicionaron
5.5 ml de HCl 2M y 3 ml de regulador acetato sódico 0.4 M (CaCl2 20 mM, pH 4.75).
Se ajustó el pH a 4.75. Se añadieron 80 μl de suspensión de amiloglucosidasa
(10102857, Roche, USA). Se mezclaron e incubaron a 60±0.5 °C durante 45 min en
un baño con agitación continua. Se centrifugaron (15 min, 3000 g) y se recogió el
sobrenadante en matraces aforados de 50 ml. El residuo se lavó dos veces con 10 ml
de agua destilada y se repitió la centrifugación. El contenido del matraz se llevó a 50
ml con agua destilada. El contenido de glucosa liberada se midió con el reactivo
glucosa oxidasa/peroxidasa (GOD-POP) a 510 nm. Se realizó un análisis de
regresión lineal para calcular la concentración de la curva patrón. Empleando ésta,
se calculó la concentración de glucosa (μl/ml). El porcentaje de almidón resistente se
calculó con la siguiente formula:
g)( seca muestra de Peso0.9 x 100 x 50 x glucosa/ml de g
= AR%μ
μ
Donde:
0.9: Factor de transformación de glucosa a glucano
46
6.3.4 Fracción indigestible (Saura-Calixto y col., 2000)
Este método, para determinar la fracción indigestible en alimentos, surgió
como una alternativa para el análisis de fibra dietética.
Se pesaron 300 mg de muestra en base seca, en tubos de vidrio de 50 ml,
puestos previamente a peso constante, se adicionaron 10 ml de regulador HCl-KCl
0.2 M (pH 1.5). Se verificó el pH de 1.5. Se agregaron 0.2 ml de una solución de
pepsina (P-7000, Sigma, USA) (300 mg de pepsina/1 ml de regulador HCl-KCl) y se
incubaron en un baño de agua a 40±0.5 °C durante 60 min. Se agregaron 9 ml de
regulador tris-maleato 0.1 M (pH 6.9) y se verificó que el pH fuera de 6.9. Se adicionó
1 ml de solución de α-amilasa pancreática (A-3176, Sigma, USA) (120 mg de α-
amilasa pancreática/1 ml de regulador tris-maleato) y se incubaron en un baño de
agua a 37±0.5 °C por 16 h con agitación constante. Las muestras se centrifugaron
(20 min a 2500 g). Se recogió el sobrenadante en vasos de precipitados. Los
residuos se lavaron dos veces con 10 ml de agua destilada y se centrifugaron
nuevamente. El residuo de los tubos se secó a 100±1 °C durante 16 h para
posteriormente obtener el peso del residuo. Por otro lado, los sobrenadantes se
transfirieron a tubos de diálisis (12 000-14 000 MWCO), con una longitud de 17 cm,
los cuales fueron hidratados con agua a ebullición durante 15 min. Los tubos se
cerraron y se colocaron en un baño con un flujo de agua de 7.2 l/h, durante 48 h a
temperatura ambiente. El contenido de los tubos se transfirió a matraces aforados de
100 ml. Se ajustó el volumen de estos para tomar 17 ml de la muestra, en un matraz
erlenmeyer. Posteriormente se adicionó 1 ml de H2SO4 concentrado a cada matraz,
para hidrolizar la muestra. Se calentaron en un baño de agua a ebullición por 90 min.
Se dejaron enfriar. Se tomó 1 ml de muestra, se vertió en un tubo que contenía 1 ml
de DNS. Se adicionó solución saturada de NaOH hasta que cambiara el pH de la
solución con la muestra de ácido a alcalino. Los tubos se calentaron a ebullición
durante 15 min. Se dejaron enfriar. Posteriormente se agregó a cada tubo 10 ml de
agua destilada, se agitaron para homogenizar la muestra. La fracción indigestible
soluble (FIS) se cuantificó como azúcares reductores presentes después de la
47
hidrólisis con ácido sulfúrico, mediante la reducción del DNS, utilizando una curva
estándar preparada con maltosa. Las absorbancias fueron leídas a 530 nm.
La fracción indigestible insoluble (FII), soluble (FIS) y total (FIT) se calculó con
la siguiente formula:
100(g) seca muestra Peso
(g) residuo del Peso=FII x
(mg) seca muestra Peso10.58 x (mg/L) Maltosa
=FIS
FIS + FII=FIT
6.3.5 Tasa de digestión de almidón in vitro (Holm y col., 1985)
Se pesaron 500 mg de almidón disponible en base seca o su equivalente en
un matraz erlenmeyer de 100 ml y se añadieron 50 ml de regulador de fosfato (pH
6.9). Se colocaron en un baño de agua a 37±0.5 °C con agitación constante. Se dejó
estabilizar la temperatura de la muestra con la del baño. En los primeros 5 minutos, y
antes de adicionar la enzima, se tomaron alícuotas de 0.2 ml de cada muestra para
marcar como tiempo cero. A intervalos exactos de 1 min, se añadió 1 ml de enzima
α-amilasa pancreática (A-3176, Sigma, USA) a cada frasco. A los 5, 15, 30, 45, 60,
75 y 90 minutos exactos, respetando los intervalos de un minuto entre muestras, se
tomaron alícuotas de 0.2 ml y se añadieron en tubos de ensayo que contenían 0.8 ml
de agua destilada y 1 ml de DNS.
Los tubos se calentaron en un baño de agua en ebullición durante 10 min. Con
un frasco dosificador, se añadieron 15 ml de agua destilada y se mezclaron bien. Se
leyeron las absorbancias a 530 nm en paralelo con una curva estándar de maltosa.
Se elaboró la curva estándar de maltosa y se realizó un análisis de regresión lineal,
48
para obtener el % de hidrólisis como el porcentaje de maltosa liberada durante la
reacción.
6.4 Estudios de actividad antioxidante
6.4.1 Determinación de compuestos polifenólicos
6.4.1.1 Extracción y determinación de polifenoles extraíbles
Se pesaron 500 mg de muestra en tubos de centrifuga (previamente puestos a
peso constante) y se adicionaron 10 ml de metanol ácidificado (0.8% de una solución
de HCl 2N en metanol/agua (50:50)). Se agitaron enérgicamente durante 1 h a
temperatura ambiente en un agitador Heidolph (tipo Reax 2, Germania). Se
centrifugaron a 2000 g durante 10 min para recuperar el sobrenadante en un matraz
aforado de 25 ml. Al residuo se le adicionaron 10 ml de una solución acetona:agua
(70:30), se agitó enérgicamente a temperatura ambiente durante 1 h, posteriormente
se centrifugó durante 10 min a 3000 rpm. El sobrenadante obtenido se mezcló con el
obtenido anteriormente y se llevo al aforo con una mezcla al 50% de las soluciones
utilizadas. El residuo se guardó a 4±1 °C para análisis posteriores. Los polifenoles
extraíbles se determinaron por el método de Folin-Ciocalteau (Singleton y col., 1999),
utilizando ácido gálico como patrón.
6.4.1.2 Determinación de taninos hidrolizables (Hartzfeld y col., 2002)
El residuo obtenido de la extracción anterior se mezcló con 20 ml de metanol y
2 ml de ácido sulfúrico concentrado; se incubó a 85±1 ºC por 20 h. Posteriormente se
centrifugó a 3000 rpm durante 10 min; se recuperó el sobrenadante en un matraz
aforado de 50 ml; se lavó el residuo con 10 ml de agua destilada dos veces
consecutivas, y se recuperó el sobrenadante en el mismo matraz. Se llevó al aforo
con agua destilada.
49
La determinación de taninos hidrolizables se realizó con el método de Folin-
Ciocalteau (Montreau, 1972). Una alícuota de 500 μl del líquido aforado, se mezcló
con 500 μl del reactivo de Folin-Ciocalteau (VINIKIT, Panreac, Química, S. A.); se
dejó reposar por 3 min y posteriormente se añadieron 10 ml de carbonato de sodio al
75% y 14 ml de agua. Se dejó reposar a temperatura ambiente por 1 h, agitando de
vez en cuando. Finalmente, se leyó la absorbancia a 750 nm en un
espectrofotómetro (Perkin Elmer UV/VIS Spectrometer Lambda 12). La concentración
se calculó con una curva patrón de ácido gálico.
6.4.1.3 Determinación de taninos condensados (Reed y col., 1982)
A los residuos obtenidos de la extracción de polifenoles extraíbles,
anteriormente descrito, se les adicionaron 10 ml de una solución butanol/HCl/FeCl3
(0.7 g de FeCl3.7H2O más 25 ml de HCl al 37%. Se añadieron 900 ml de 1-butanol y
se aforó a 1000 ml con este mismo), y se incubaron por 3 h a 100±1 ºC;
posteriormente, se centrifugaron a 2000 g por 10 min y el sobrenadante se recuperó
y se llevó a un aforo de 25 ml con la solución antes utilizada. Las muestras se
leyeron a una absorbancia de 555 nm en un espectrofotómetro (Perkin Elmer UV/VIS
Spectrometer Lambda 12). La concentración se calculó con una curva patrón de
taninos condensados (Algarroba de Nestlé, Ceratonia siliqua).
6.4.2 Determinación actividad antioxidante, método ABTS (Re y col., 1999 con una
modificación Pulido y col., 2003)
En este análisis se cuantifica la capacidad de un compuesto antioxidante para
captar el radical libre ABTS•+ (Ácido 2,2´-azinobis-(3-etilbenzotiazolin-6-sulfónico)).
Este radical catión pre-formado por oxidación de ABTS con persulfato potásico, es
reducido por la presencia de antioxidantes. Para ello se mide la decoloración
producida en la mezcla por el antioxidante y se valora frente a un control sin
antioxidante.
50
Generación del catión ABTS•+: El radical ABTS•+ se generó por reacción de
ABTS 7 mM con persulfato potásico 2.45 mM. Se añadieron 10 ml de la disolución de
persulfato potásico 2.45 mM sobre 38.4 mg de ABTS en un frasco color ámbar. La
mezcla se dejó en agitación suave de 12-16 h a temperatura ambiente en la
oscuridad. El radical catión se conservo a 4 °C y en ausencia de luz durante dos
días.
Medida de capacidad de secuestrar el radical ABTS•+: El ABTS•+ generado, se
diluyó con metanol puro hasta obtener una absorbancia de 0.70±0.02 a 658 nm
(aproximadamente 1 ml de ABTS•+ en 75 ml de metanol puro); al llegar a esta
absorbancia, el ABTS•+ se mantuvo a 30±1 ºC en un baño de agua. Para medir la
capacidad antioxidante de la muestras, se utilizaron cuatro celdas simultáneamente,
a la primera, como control, sólo se le adicionaron 3.9 ml de ABTS•+ con 100 μl del
disolvente de la muestra, al resto de las celdas, se les adicionaron 3.9 ml de ABTS•+
y 100 μl de muestra problema (polifenoles extraíbles, taninos hidrolizables o
condensados). El contenido de las celdas se mezcló por inmersión. Finalmente, se
leyó la absorbancia cada 20 s a 658 nm durante 7 min con un espectrofotómetro
Beckman Coulter DU®640. Se graficó el porcentaje de inhibición frente al tiempo y se
calculó el área bajo la curva de dicha gráfica. Aplicando el método anterior a distintas
concentraciones de Trolox (entre 3 y 20 μM, concentración final en la celda) y
representando el área bajo la curva frente a la concentración, se obtuvo una recta de
calibrado. De esta forma, el área bajo la curva de las muestras se expresó como
μmoles de equivalente trolox por gramo de muestra en base seca.
6.5 Análisis estadístico
Para el análisis estadístico de los resultados obtenidos, se utilizó un análisis
de varianza (ANDEVA) de una vía con un nivel de significancia α=0.05, utilizando el
paquete estadístico SigmaStat (Jandel Scientific, versión 2.03). Cuando se
encontraron diferencias estadísticas significativas entre las muestras se utilizó una
prueba de comparación múltiple de Tukey.
51
VII. RESULTADOS Y DISCUSIÓN
7.1 Obtención de la harina de plátano De los 30 kg de plátano macho en estado inmaduro se obtuvo un rendimiento
de 5.62 kg de harina y 0.8 kg de residuos (sólidos que no pasaron la malla al ser
tamizados).
7.2 Análisis proximal de las pastas crudas
La composición química proximal de los espaguetis crudos preparados sólo
con sémola de trigo durum (control), los adicionados con harina de plátano verde y
sus respectivas harinas se muestra en el Cuadro 10. Los valores de proteínas,
humedad y cenizas mostraron diferencias estadísticas significativas (α=0.05); sin
embargo, el contenido de lípidos no fue afectado significativamente (α=0.05) con la
adición de harina de plátano.
El contenido de humedad en el espagueti control, fue mayor (9.62%) a los
encontrados en los espaguetis adicionados con harina de plátano, los cuales fueron
disminuyendo al incrementar la concentración de harina de plátano (8.5-4.95%). Este
efecto esta relacionado con la disminución en el contenido de proteína, el cual
ocasionó que la red proteica fuera menor y por lo tanto aumentara la eliminación de
agua durante el secado. Pacheco-Delahaye (2001), encontró un contenido de
humedad de 4.40 y 4.69% en sopas deshidratadas a base de harina de plátano verde
y 6.61% en una sopa comercial. En espaguetis adicionados con harina de trigo
negro, amaranto y lupino al 5, 15, 25 y 30% se reportaron porcentajes de humedad
entre 4.5-5.7 %, mientras que en la muestra control el porcentaje de humedad fue de
6.5% (Rayas-Duarte y col., 1996). Los valores de humedad reportados por estos
autores son menores a los encontrados en las muestras de espagueti analizadas en
este trabajo, pero mostraron la misma tendencia de disminución al reducir la cantidad
de sémola de trigo durum.
52
El contenido de proteína en las muestras fue disminuyendo al ir sustituyendo
la sémola de trigo por harina de plátano. El porcentaje de proteína para la muestra
control (12.53%) fue menor al reportado para espagueti elaborado con 100% sémola
de trigo, cuyo valor fue de 16.2% (Goñi y col., 2003); también fue menor al reportado
por Torres y col. (2007a) con un valor de 14.8%. Sin embargo, este valor fue mayor
al reportado para macarrón elaborado con sémola de trigo (11.65%) (Herken y col.,
2007). Estas diferencias, pueden estar relacionadas con las variaciones en este
componente en las diferentes variedades de trigo durum utilizadas, ya que el
contenido de proteína en el trigo esta determinado por factores ambientales y la
calidad del gluten (Troccoli y col., 2000).
Cuadro 10. Análisis Proximal de espaguetis crudos adicionados con harina de plátano (%).
Muestra Humedad Proteínas*,Δ Lípidos* Cenizas*
Control 9.62±0.13e 12.53±0.05f 0.54±0.03c 0.97±0.03ª
15% 8.50±0.32d 10.86±0.10d 0.51±0.10b,c 1.49±0.05c
30% 6.25±0.25b 9.35±0.09c 0.48±0.04b,c 1.58±0.02d
45% 4.95±0.25a 8.07±0.18b 0.46±0.03b 1.83±0.03e
ST 9.56±0.02e 12.23±0.05e 0.87±0.06d 1.22±0.02b
HPV 7.75±0.12c 4.56±0.93a 0.34±0.02a 2.67±0.01f
* Los valores son la media ± error estándar, n=3, base seca. Δ N x 5.85 Letras diferentes en una misma columna indican diferencia estadística significativa (p<0.05) HPV: Harina de plátano verde; ST: Sémola de trigo
En cuanto a las muestras adicionadas con harina de plátano, estas mostraron
un porcentaje de proteínas mayor al reportado para sopas deshidratas elaboradas a
base de harina de plátano (6.80 y 6.53%) (Pacheco-Delahaye, 2001). La sustitución
de sémola por otros ingredientes en la elaboración de pastas, como harina de
chícharo, garbanzo, lupino, amaranto, trigo negro, entre otras, incrementa el
contenido de proteína; mientras que la adición de polisacáridos no amiláceos hace
53
que disminuya el contenido de ésta (Rayas-Duarte y col., 1996; Pacheco-Delahaye,
2001; Goñi y col., 2003; Brennan y Tudorica, 2007; Herken y col., 2007; Torres y col.,
2007 a, b). El contenido de proteína y calidad del gluten, son variables importantes
en la determinación de la calidad de cocción del espagueti (Troccoli y col., 2000),
debido a que la proteína forma una red insoluble que encierra a los gránulos
hinchados y gelatinizados de almidón. A medida que aumenta el contenido de
proteína, mejora la calidad de cocción del espagueti (Malcolmson y col., 1993).
A pesar de que el contenido de lípidos disminuyó ligeramente al incrementar la
concentración de harina de plátano, las muestras no presentaron diferencias
significativas (α=0.05); esto quizás se deba por una parte a que la harina de plátano
mostró tener un menor contenido de lípidos en comparación con la sémola de trigo y
por otra, a la posible formación de complejos amilosa-lípido, los cuales se han
relacionado con la disminución del contenido de lípidos y un aumento en la fracción
indigestible del almidón (Juárez-García y col., 2006). Estos valores son menores a
los reportados por Torres y col. (2007b), para muestras de pasta elaboradas con
100% sémola y suplementadas al 8 y 10% con harina de lupino libre de α-
galactosidos (0.7, 1.1 y 1.5%, respectivamente); y para espagueti elaborado con
100% sémola de trigo (1.81%) y espagueti fortificado con harina de garbanzo (2.60%)
(Goñi y col., 2003). Por otro lado, porcentajes menores de lípidos fueron encontrados
en espagueti adicionado con harina de trigo negro en diferentes concentraciones
(0.4% aproximadamente) (Rayas-Duarte y col., 1996); en espagueti elaborado con
sémola al 100% y adicionado con harina de gandul germinado (0.07 y 0.22%
respectivamente) (Torres y col., 2007a).
El contenido de cenizas fue aumentando (0.97% a 1.83%) con la adición de
harina de plátano. Esta misma tendencia se observó en espaguetis elaborados con
sémola de trigo y adicionados con harina de garbanzo (0.77 a 1.71%) (Goñi y col.,
2003). También, se encontró el mismo patrón en espaguetis elaborados con sémola
y suplementados con harina de lupino libre de α-galactosidos (0.56 a 1.08%) (Torres
y col., 2007b). Los valores reportados para cenizas por estos autores, son menores
para la muestra control y variaron dependiendo del tipo de ingrediente que sustituye
a la sémola de trigo.
54
El comportamiento observado en la composición química proximal de los
espaguetis analizados, se debe al efecto de concentración de la sémola de trigo en
las muestras, lo que ocasionó una disminución en el contenido de humedad, de
proteínas y un aumento en el contenido de cenizas. Ya que como puede observarse,
la sémola de trigo, presenta un alto contenido de humedad, proteína y lípidos;
mientras que presenta un bajo contenido de cenizas en comparación con la harina de
plátano verde (Cuadro 10).
7.3 Tiempo de cocción
La cocción es una etapa primaria de procesamiento para muchos productos
alimenticios (Park y Baik, 2004). El tiempo óptimo de cocción en una pasta es el
tiempo necesario para obtener una completa gelatinización del almidón (Tudorica y
col., 2002). Los tiempos óptimos de cocción del espagueti control y los adicionados
con harina de plátano al 15, 30 y 45% fueron de 11, 7, 6 y 5 min respectivamente. De
manera similar, Torres y col. (2007a) reportaron una disminución del tiempo de
cocción en espaguetis adicionados con harina germinada de gandul al 5, 8 y 10%.
Esto indica que a un nivel de adición más alto, el tiempo de cocción disminuye. En un
estudio realizado con tallarines (noodles) salados, el tiempo óptimo de cocción de
estos varió ampliamente. Esto fue debido a la influencia del contenido de proteína y
amilosa presente en estos, ya que los noodles elaborados con harina de trigo
silvestre, que presentaron un alto contenido de proteína, tuvieron un tiempo de
cocción más largo que aquellos con un contenido de proteína menor, pero con igual
contenido de amilosa. Mientras que para noodles salados preparados con harina de
trigo con almidón ceroso y harina comercial con bajo contenido de amilosa,
generalmente requirieron un tiempo de cocción más corto, que aquellos preparados
con harina de trigo silvestre con mayor contenido de amilosa (Park y Baik, 2004).
55
7.4 Pérdidas por cocción
Para los consumidores, la calidad de cocción es el principal y más importante
atributo de calidad en una pasta. Durante la cocción, la pasta debe mantener su
forma sin desintegrarse, al igual que incrementar su volumen; mientras son liberadas
al agua de cocción pequeñas cantidades de material sólido (Cole, 1991). Las
pérdidas por cocción son usualmente usadas para predecir la calidad de cocción del
espagueti (Tudorica y col., 2002).
Los valores analizados relacionados con las pérdidas por cocción (%), como el
peso de sólidos totales lixiviados hacia el agua de cocción de los espaguetis, se
observan en el Cuadro 11. El menor porcentaje de pérdidas por cocción se encontró
en la muestra control. Se encontraron diferencias significativas (α=0.05) entre los
distintos espaguetis; sin embargo, los espaguetis adicionados con harina de plátano
al 30 y 45% no mostraron diferencias significativas (α=0.05). Se observó un
incremento en las pérdidas por cocción en los espaguetis adicionados con harina de
plátano conforme se incrementó la adición de ésta. Este incremento en las pérdidas
por cocción, se puede atribuir a la adición de harina de plátano en los espaguetis, la
cual provocó una disminución en el contenido de proteína y a su vez en la cantidad
de gluten, que debilitó la red proteína-almidón, permitiendo de esta forma una mayor
liberación de sólidos del espagueti hacia el agua de cocción.
Cuadro 11. Efecto de la adición de harina de plátano en las pérdidas por cocción de
espaguetis (%)*.
Espagueti Pérdidas por cocción
Control 4.73±0.17a
15% 5.28±0.16b
30% 6.08±0.19c
45% 6.17±0.33c
* Los valores son la media ± error estándar, n=3, base seca. Letras diferentes indican diferencia estadística significativa (p<0.05)
56
Para la pasta control, las pérdidas por cocción encontradas fueron mayores a
las reportadas por Cleary y Brennan (2006), Torres y col. (2007a) y Torres y col.
(2007b) con un valor de 3-3.7%; mientras que valores más altos fueron reportados
por Rayas-Duarte y col. (1996) (6.5 %), Tudorica y col. (2002) (5.06%), Zhao y col.
(2005) (5-5.45 %) y Brennan y Tudorica (2007) (8.8%). En cuanto al incremento en
las pérdidas por cocción en los espaguetis adicionados con harina de plátano, se ha
observado la misma tendencia en otras investigaciones (Rayas-Duarte y col., 1996;
Tudorica y col., 2002; Zhao y col., 2005; Cleary y Brennan, 2006; Brennan y
Tudorica, 2007; Torres y col., 2007a, b). Los valores obtenidos en este trabajo para
los espaguetis adicionados, fueron semejantes a los encontrados en espagueti
adicionado con harina de chícharo, lenteja y garbanzo, en diferentes niveles de
sustitución, con un intervalo de 5.10 a 7.35% (Zhao y col., 2005); al igual que para
pasta adicionada con harina de lupino libre de α-galactosido, cuyas pérdidas por
cocción fueron aproximadamente de 5.2 a 7.2%. Sin embargo, otros autores han
reportado valores de pérdidas por cocción mayor en muestras de espaguetis
adicionadas con harinas de chícharo, lupino, amaranto, trigo negro y polisacáridos no
amiláceos con un intervalo de 7 a 11% (Rayas-Duarte y col., 1996; Tudorica y col.,
2002; Brennan y Tudorica, 2007).
Investigaciones previas han mostrado un claro enlace entre el contenido de
proteína, la composición del trigo durum y la calidad de cocción de la pasta (Fardet y
col., 1998). Se ha explicado que en la pasta, las proteínas de la sémola están
enlazadas por enlaces bisulfito, hidrógeno y enlaces hidrofóbicos que forman una
matriz, la cual da propiedades de viscoelasticidad a la pasta. Durante el proceso de
cocción, esta matriz gradualmente se desintegra. Si la matriz proteica se
desorganiza, se tiene como resultado una desintegración más rápida durante la
cocción. Una proteína débil o discontinua, permite la liberación de grandes
cantidades de exudados durante la gelatinización del gránulo de almidón, lo cual se
ve reflejado en la cantidad de sólidos liberados en el agua de cocción (Cleary y
Brennan, 2006).
57
7.5 Análisis de biodisponibilidad 7.5.1 Almidón total
El contenido de almidón total (AT) en las muestras de espagueti, aumentó con
la adición de harina de plátano (Cuadro 12). Esta tendencia fue más evidente para
las muestras adicionadas al 30 y 45%, ya que entre la muestra control y la
adicionada al 15% no se encontraron diferencias significativas (α=0.05). El valor de
AT más alto (78.90%) se observó en la muestra adicionada al 45%, mientras que la
muestra control obtuvo el valor mas bajo (72.32%). Era de esperarse que el
contenido de almidón total disminuyera con la sustitución de sémola de trigo por
harina de plátano, debido a que esta última presentó un contenido de almidón total
menor (73.70%) al encontrado para la sémola de trigo (76.04%); sin embargo, se
observó lo contrario. Este efecto puede estar relacionado con el aumento de las
pérdidas por cocción de los espaguetis, donde los polisacáridos no amiláceos
presentes en la harina de plátano son eliminados en el agua de cocción; así mismo,
puede estar relacionado con la disminución del contenido de proteínas al aumentar la
concentración de harina de plátano. Varios autores indican que el contenido de
proteína, calidad y la formación de una red proteica continua, es de gran importancia
para atrapar al almidón (Cleary y Brennan, 2006). De manera que al incrementar la
adición de harina de plátano, se alteró la estructura de la matriz proteica, permitiendo
una completa gelatinización del almidón y por consecuencia, éste pudo incrementar
su disponibilidad a la acción de las enzimas digestivas (Tudorica y col., 2002).
El contenido de AT de la muestra control (72.32%) fue menor al reportado por
varios autores para espagueti elaborado con 100% semolina, cuyos contenidos son
de 74% (Goñi y col., 1997), 85.09% (Rosin y col., 2002), 74.1% (Goñi y col., 2003) y
73.9% (Torres y col., 2007a, b). En cuanto al efecto en el contenido de AT, en
espaguetis adicionados con ingredientes alternos a la sémola de trigo durum, Goñi y
col. (2003) reportaron para espagueti adicionado con harina de garbanzo al 25% un
porcentaje de AT del 72.9%. Este valor fue similar al obtenido en espagueti
adicionado al 15% con harina de plátano (72.48%). Otros autores reportaron un
58
contenido de AT del 71.07% y 74.32% para espagueti adicionado con harina de
lupino libre de α-galactosidos al 8 y 10%, respectivamente (Torres y col., 2007b).
Ellos encontraron que estos espaguetis aumentaban su contenido de AT conforme se
incrementa la harina de lupino. Esta tendencia es similar a la aquí reportada para
espaguetis adicionados con harina de plátano en sus diferentes porcentajes de
sustitución. Esto tal vez sea consecuencia de la debilitación de la red del gluten
ocasionada por la adición de harina (Torres y col., 2007b).
Cuadro 12. Porcentaje de almidón total de muestras de espagueti cocidas
adicionadas con harina de plátano verde.*
Muestra AT (%)
Control 72.32±0.30a
15% 72.48±0.34a
30% 74.05±0.54b
45% 78.90±0.43d
HPV 73.70±1.71a,b
ST 76.04±0.36c
* Los valores son la media ± error estándar, n=3, base seca Letras diferentes indican diferencia estadística significativa (p<0.05) HPV: Harina de plátano verde; ST: Sémola de trigo
Aunque la cantidad de almidón total en las muestras de espagueti adicionadas
con harina de plátano es alta, una buena proporción de ésta no es disponible a la
hidrólisis por enzimas digestivas (Juárez-García y col., 2006), como se verá más
adelante.
7.5.2 Almidón disponible
La determinación de la fracción de almidón que probablemente sea
rápidamente digerida en el intestino delgado es importante, ya que esta medida
reflejará la cantidad de carbohidratos digeribles en el alimento. De tal forma que los
59
valores obtenidos, se puedan relacionar con la magnitud de la respuesta glucémica
generada después del consumo del alimento (Englyst y col., 1996).
En el Cuadro 13 se muestra el contenido de almidón disponible (AD) de
muestras de espagueti adicionadas con harina de plátano y un espagueti control. No
se encontraron diferencias estadísticas significativas (α=0.05) entre las muestras
adicionadas al 30 y 45%. La muestra con un mayor porcentaje de harina de plátano
presentó un contenido de AD del 67.36%, valor que fue más bajo con respecto a la
muestra control, la cual mostró un porcentaje de AD del 71.17%. En general, la
adición de harina de plátano en los espaguetis ocasionó una disminución en el
contenido de almidón disponible. Esta tendencia quizás se deba al efecto de
concentración ocasionado por la adición de harina de plátano, la cual mostró un valor
de AD más bajo (27.57%) que la sémola de trigo (75.10%); también puede ser
atribuida a la cantidad de AR que presentaron los espaguetis conforme incrementaba
la cantidad de harina de plátano. Sin embargo, son varios los factores que influyen en
la biodisponibilidad enzimática del almidón y por tanto en la velocidad de digestión de
este, por ejemplo: la estructura y textura física del alimento, la hidratación del almidón
durante un tratamiento térmico (gelatinización y retrogradación), la estructura química
del alimento (relación amilosa-amilopectina), la presencia de ciertos componentes en
el alimento como antinutrientes, ácidos orgánicos, fibra, contenido y naturaleza de la
proteína, cantidad de lípidos, entre otros (Björck y col., 1994).
El contenido de AD obtenido para la muestra control fue similar al reportado
por Goñi y col. (1997) (71.08%) para espagueti comercial, también al reportado en
espagueti elaborado con sémola de trigo por Torres y col. (2007b) (71.15%), y por
Goñi y col. (2003) (71.1%). Sin embargo, Rosin y col. (2002) reportaron un valor de
AD en espagueti comercial (83.71%) mayor al encontrado en este trabajo para el
espagueti control. Esta diferencia quizás se deba al tiempo de cocción empleado
para la preparación de la muestra. Los autores para realizar el análisis de sus
muestras, cocieron los espaguetis durante 20 min, durante este tiempo, ocurrió una
pérdida de la estructura granular compacta del almidón, lo que ocasionó la liberación
de los componentes del almidón y por consecuencia, un incremento en la
disponibilidad del almidón a las enzimas digestivas (Holm y col., 1988). En cuanto al
60
contenido de AD en los espaguetis adicionados con harina de plátano, se encontró
que el espagueti con un 15% de adición presentó un valor semejante al reportado
para espagueti adicionado al 25% con harina de garbanzo (69.90%) (Goñi y col.,
2003).
Cuadro 13. Porcentaje de almidón disponible en muestras de espagueti cocidas
adicionadas con diferentes porcentajes de harina de plátano verde.*
Muestra AD (%)
Control 71.17±0.31d
15% 69.70±0.34c
30% 68.12±0.55b
45% 67.36±0.53b
HPV 27.57±1.20a
ST 75.10±0.36e
* Los valores son la media ± error estándar, n=3, base seca Letras diferentes indican diferencia estadística significativa (p<0.05) HPV: Harina de plátano verde; ST: Sémola de trigo
7.5.3 Almidón resistente
En décadas pasadas se creía que el almidón era una fuente de carbohidratos
completamente disponibles. Sin embargo, se ha demostrado que cierta porción de
almidón escapa a la digestión y absorción en el intestino delgado, y como la fibra
dietaria, llega al intestino grueso en donde es fermentado. Esta fracción fue
denominada almidón resistente (Björck y Asp, 1994).
En general, el análisis estadístico indicó que existieron diferencias
significativas (p<0.05) en el contenido de almidón resistente (AR) de los espaguetis
adicionados con harina de plátano con respecto al espagueti control (Cuadro 14). El
valor más alto de AR (12.42%) se encontró en la muestra adicionada al 45% con
harina de plátano, mientras que el valor más bajo se determinó en la muestra
elaborada con sémola de trigo durum (1.11%). El aumento en el contenido de AR se
61
debe a que la harina de plátano (cuadro 12) presenta un alto contenido de éste
(42.54%) en comparación con la sémola de trigo que obtuvo un porcentaje muy bajo
(0.94%). Faisant y col. (1995) mencionaron que el almidón de plátano es altamente
resistente a la hidrólisis enzimática, debido a factores como el grado y tipo de
cristalinidad y el tamaño del gránulo. Englyst y Cummings (1986) sugieren que los
gránulos del almidón de plátano (Musa paradisica sapientum) tienen un patrón
cristalino tipo B, el cual da una estructura compacta que no permite que sea
hidrolizado fácilmente. El incremento de AR también puede atribuirse a que algunos
residuos de la pared celular presentes en la harina de plátano, pueden atrapar a los
gránulos de almidón, protegiéndolos del ataque enzimático (Faisant y col., 1995).
Cuadro 14. Porcentaje de almidón resistente de las muestras de espagueti cocidas
y liofilizadas que se adicionaron con harina de plátano verde.*
Muestra AR (%)
Control 1.11±0.02 b
15% 2.84±0.04 c
30% 6.45±0.16 d
45% 12.42±0.35e
HPV 42.54±0.43f
ST 0.94±0.06a
* Los valores son la media ± error estándar, n=3, base seca Letras diferentes indican diferencia estadística significativa (p<0.05) HPV: Harina de plátano verde; ST: Sémola de trigo
El contenido de AR presente en la muestra control fue similar al reportado por
Rosin y col. (2002) (1.38%) en espagueti comercial. Sin embargo, valores mayores a
este fueron reportados por Goñi y col. (2003) (2.92%) y por Torres y col. (2007b)
(3.85%), ambos para espagueti elaborado con sémola de trigo durum al 100%. Para
las muestras adicionadas con harina de plátano, se encontró que la muestra con un
15% de adición presentó un valor de AR (2.84%) menor al reportado para espagueti
adicionado con harina de garbanzo al 25% (3.78%) (Goñi y col., 2003). Pero este
62
último valor es menor comparado con el obtenido para los espaguetis adicionados
con harina de plátano al 30 y 45%.
En la actualidad, el AR ha generado un amplio interés en el ámbito mundial
debido a sus beneficios potenciales en la salud, así como por sus propiedades
funcionales. Algunas investigaciones muestran que el AR tiene propiedades
fisiológicas benéficas en humanos, pudiendo prevenir algunas enfermedades. Debido
a esto, el almidón resistente puede ser considerado como un ingrediente funcional
que mejora la calidad de un alimento (Voragen, 1998; Pacheco-Delahaye, 2001). La
presencia de altos contenidos de AR en los espaguetis adicionados con harina de
plátano, hace de este producto un alimento funcional que puede ser recomendado
para regimenes especiales de alimentación.
7.5.4 Fracción indigestible
La fracción indigestible (FI) se enfoca en los alimentos principalmente a los
constituyentes no disponibles para la digestión en el intestino delgado, los cuales
llegan al colon, en donde sirve como sustrato para la microflora (Saura-Calixto y
Goñi, 2004; Juárez-García y col., 2006). De acuerdo a Saura-Calixto y col. (2000), la
fracción indigestible soluble (FIS) comprende monosacáridos, disacáridos y
oligosacáridos, mientras que la fracción indigestible insoluble (FII) incluye almidón
resistente, proteína resistente, polifenoles y polisacáridos no amiláceos como son la
lignina, celulosa y hemicelulosa.
Los porcentajes de fracción indigestible de los espaguetis adicionados con
harina de plátano se muestran en el Cuadro 15. En general, el contenido de fracción
indigestible insoluble al igual que la fracción indigestible total (FIT) fueron
estadísticamente diferentes (α=0.05) para todas las muestras. Sin embargo, el
contenido de fracción indigestible soluble no mostró diferencias significativas
(α=0.05) entre las muestras adicionadas con harina de plátano.
El contenido de FII más alto lo obtuvo la muestra adicionada al 45% (26.18%)
en comparación con la muestra control (10.78%). Este aumento en la FII se debe a
que la harina de plátano (Cuadro 15), presentó un valor alto de esta fracción
63
(57.75%) en comparación con la sémola de trigo, que presentó el valor mas bajo
(9.31%). Juárez-García y col. (2006), reportaron un porcentaje de FII de 22.3% para
pan elaborado con harina de plátano, este valor fue más alto en comparación con el
pan control elaborado con harina de trigo (12.4%). Cabe mencionar que el alto
contenido de FII en las muestras, también se puede atribuir al porcentaje de almidón
resistente y taninos condensados presentes en las muestras adicionadas con harina
de plátano.
Cuadro 15. Fracción indigestible de muestras de espagueti cocidas adicionadas con
harina de plátano verde.*
Muestra FII (%) FIS (%) FIT ** (%)
Control 10.78±0.57b 5.12±0.30d 15.90±0.82b
15% 14.45±0.48c 4.19±0.31c 18.54±0.56c
30% 17.51±0.54d 3.87±0.49b,c 21.67±0.78d
45% 26.18±0.26e 3.37±0.22b 29.28±0.37e
HPV 57.75±1.87f 2.36±0.17a 60.23±1.85f
ST 9.31±0.54a 4.09±0.19c 13.41±0.62a
* Los valores son la media ± error estándar, n=3, base seca ** FIT es la suma de la FII + FIS Letras diferentes en una misma columna indican diferencia estadística significativa (p<0.05) HPV: Harina de plátano verde; ST: Sémola de trigo; FII: Fracción indigestible insoluble; FIS: Fracción indigestible soluble; FIT: Fracción indigestible total
En cuanto al contenido de FIS en las muestras, se observó el efecto contrario,
ya que hubo una disminución de esta fracción con el aumento de harina de plátano.
Esta misma tendencia fue encontrada en pan elaborado con harina de plátano, cuyo
valor de FIS (3.8%) fue menor que el obtenido para pan elaborado con harina de trigo
(5.9%) (Juárez-García y col., 2006). Sin embargo, Goñi y col. (2003) observaron un
efecto contrario en espagueti adicionado con harina de garbanzo, el cual presentó un
aumento en el porcentaje de FIS en comparación con el espagueti control. El efecto
en la disminución de la FIS observado en las muestras, puede estar relacionado con
el aumento de las pérdidas por cocción, conforme se incrementó la adición de harina
64
de plátano, de tal forma que los componentes que comprenden a esta fracción
pudieron ser solubilizados durante el proceso de cocción.
El contenido de FIS encontrado en la muestra control (5.12%) fue mayor al
reportado por Saura-Calixto y col. (2000) (2.10%). Mientras que el porcentaje de FII
fue menor (10.78%) al encontrado por otros autores (11.9%) (Saura-Calixto y col.,
2000, Goñi y col., 2003, Saura-Calixto y Goñi, 2004). Las variaciones observadas se
pueden justificar por las diferencias en el tipo de harina utilizada, el procesamiento
del alimento y su preparación (Menezes y col., 2004).
Los valores de FIT muestran que hay un aumento de componentes
indigestibles con el incremento en la adición de harina de plátano verde. Los
componentes indigestibles de un alimento, pueden ser fermentados en el intestino
grueso para producir ácidos grasos de cadena corta (AGCC), como el acético,
propiónico y butírico, los cuales son metabolizados por el epitelium colónico
(butirato), músculo (acético) y el hígado (propiónico). La producción de estos AGCC
genera efectos benéficos en la salud (Goñi y col., 2005). Los espaguetis adicionados
con harina de plátano podrían ser considerados como un alimento funcional,
recomendado para personas con regimenes especiales de alimentación.
7.5.5 Tasa de digestión de almidón in vitro
La velocidad de digestión de los alimentos es la principal determinante de la
respuesta glucémica (Mourot y col., 1988). El efecto de las propiedades de
gelatinización del almidón en la digestión del almidón y glucosa liberada se investigó
usando un estudio de digestibilidad in vitro. Las curvas del porcentaje de hidrólisis de
los espaguetis adicionados con harina de plátano verde se muestran en la Figura 5.
En general se observó que cuando se incrementó la cantidad de harina de
plátano en los espaguetis elaborados, los porcentajes de hidrólisis máximos
alcanzados fueron menores comparados con el espagueti control. A los 15 min de
reacción, el porcentaje de hidrólisis incrementó muy rápido en todas las muestras.
Sin embargo, la hidrólisis incrementó ligeramente y después de los 30 min de
reacción esta fue constante. El espagueti control presentó aproximadamente un 56%
65
de hidrólisis a los 15 min, mientras que el espagueti con un 45% de adición mostró
un porcentaje de hidrólisis de aproximadamente 35%. Estos resultados indican que
hay una menor concentración de carbohidratos digeribles, lo cual coincide con la
disminución del contenido de almidón disponible y el aumento en el contenido de
almidón resistente conforme se incrementó la cantidad de harina de plátano. Juárez-
García y col. (2006) mencionan que el grado de gelatinización del almidón, los
carbohidratos indigestibles y algunos compuestos no fibrosos, pueden reducir la
velocidad de digestión in vitro e in vivo, generando respuestas metabólicas bajas. Sin
embargo, son varios factores los que influyen en la hidrólisis in vitro de los alimentos,
quizás el procesamiento del espagueti es en parte responsable, dependiendo de si
se llevó a cabo una completa gelatinización del almidón durante la cocción del
espagueti. Pacheco-Delahaye (2001) menciona que puede existir una posible
encapsulación de los gránulos de almidón del plátano verde, la cual puede ser
responsable de su baja digestibilidad. Sin embargo, la estructura cristalina del
almidón de plátano puede ser más responsable de este efecto (Bello-Pérez y col.,
2005). Los porcentajes de hidrólisis menores obtenidos para los espaguetis
adicionados con harina de plátano, pueden estar relacionados con moderadas
respuestas glucémicas postprandiales in vivo (Holm y col., 1985), las cuales son un
factor importante en la medida dietaria de condiciones metabólicas alteradas, tales
como la diabetes (Englyst y col., 1992). Estudios realizados en pan elaborado con
harina de plátano, mostraron que éste pan producía bajos porcentajes de hidrólisis,
efecto que fue atribuido a los altos contenido de almidón resistente y fibra dietaria
(Juárez-García y col., 2006).
Otros estudios indican, que la limitación en la disponibilidad de agua, como
una consecuencia de la hidratación de los polisacáridos solubles no amiláceos,
puede restringir la gelatinización del almidón y por lo tanto reducir la hidrólisis por la
α-amilasa (Cleary y Brennan, 2006).
66
0
10
20
30
40
50
60
70
0 15 30 45 60 75 9
t (min)
% H
idró
lisis
0
CONTROL15%30%45%
Figura 5. Curva de hidrólisis in vitro de espaguetis cocidos adicionados con harina
de plátano en diferentes porcentajes de sustitución.
7.6 Estudios de actividad antioxidante 7.6.1 Compuestos polifenólicos: polifenoles extraíbles, taninos condensados y
taninos hidrolizables
Los polifenoles son los antioxidantes más abundantes en nuestra dieta, cuyo
interés científico ha aumentado porque previenen enfermedades relacionadas con la
edad, incluyendo enfermedades cardiovasculares y cáncer. Dilucidar su valor en la
salud humana, es esencial para conocer la cantidad de polifenoles que se consumen
en la dieta y su biodisponibilidad (Saura-Calixto y col., 2007). Los datos de
67
polifenoles en alimentos reportados en la literatura, tienen pequeñas variaciones en
el contenido de estos, lo que impide determinar su contenido en la dieta, ya que sólo
corresponden a los analizados en extractos acuosos orgánicos (polifenoles
extraíbles), mientras que cantidades significantes de polifenoles potencialmente
disponibles (polifenoles no extraíbles) en el tracto gastrointestinal, se quedan en los
residuos y son ignorados (Saura-Calixto y col., 2007; Serrano y col., 2007). Los
polifenoles extraíbles tienen un peso molecular bajo o intermedio, mientras que los
polifenoles no extraíbles son compuestos de alto peso molecular (taninos
condensados e hidrolizables) o que se encuentran unidos a la fibra alimentaria ó
proteínas (Pérez-Jiménez y col., 2005). En la literatura son escasos los datos
reportados del contenido de polifenoles no extraíbles de alimentos.
El Cuadro 16 muestra el contenido de polifenoles de los espaguetis control y
los formulados con harina de plátano. Los valores obtenidos para la muestra control
fueron menores con respecto a las muestras adicionadas. En los espaguetis
adicionados con 45% de harina de plátano, se presentaron valores de compuestos
polifenólicos más altos que el resto de las muestras, sobre todo con respecto al
contenido de taninos condensados.
Cuadro 16. Contenido de compuestos fenólicos en muestras de espaguetis
adicionadas con harina de plátano*.
Contenido de polifenoles (mg/g) Espagueti
PE TC TH
Control 1.33±0.05a 1.62±0.08 a 3.83±0.12a 15% 1.57±0.06b 6.24±0.18 b 4.45±0.14b 30% 1.56±0.04b 11.56±0.71c 4.75±0.22b,c 45% 1.68±0.09b 17.67±1.05 d 4.98±0.05c
*Los valores son la media ± error estándar, n=3, base seca ** Letras diferentes indican diferencia estadística significativa (p<0.05) PE: Polifenoles extraíbles; TC: Taninos condensados; TH: Taninos hidrolizables
68
Saura-Calixto y col. (2007) encontraron que el contenido de polifenoles no
extraíbles es mucho más alto al de los polifenoles extraíbles en todos los grupos de
alimentos, encontrándose altas cantidades de taninos condensados en frutas,
leguminosas y frutos secos, pero no se detectaron en cereales y vegetales; mientras
el contenido de taninos hidrolizables representó una fracción importante cuantitativa
de polifenoles en todos los alimentos analizados. Las frutas son usualmente más
ricas en polifenoles y estas contienen altas cantidades de antocianinas y
proantocianidinas (taninos condensados). También, se ha reportado que el consumo
de cereales aporta muy poca cantidad de polifenoles, ya que estos se pierden
durante la refinación (Scalbert y col., 2000). Esto explica que la adición de harina de
plátano incrementa el contenido de compuestos polifenólicos en los espaguetis.
Lim y col. (2007) mencionaron que el plátano, aunque no tiene una alta
cantidad de polifenoles, es un potente antioxidante secundario que contiene
componentes activos, que suprimen la formación de radicales libres y protegen a las
células contra el daño oxidativo.
7.6.2 Actividad antioxidante
Para determinar la actividad antioxidante, se ha utilizado un método que
cuantifica la capacidad de la muestra para secuestrar un radical libre.
El radical ABTS•+, generado con ABTS y persulfato potásico, muestra un color
azul-verde estable. La adición de antioxidantes al radical preformado reduce el ABTS
(el color del radical va disminuyendo) en proporción a la concentración del
antioxidante presente y la duración de la reacción (Re y col., 1999; Ragaee y col.,
2006).
La actividad antioxidante de los espaguetis analizados se muestra en el
cuadro 17. La muestra adicionada al 45%, presenta los valores más altos de
actividad antioxidante. Se observa que al aumentar la cantidad de harina de plátano
en la pasta, la capacidad de secuestrar al radical ABTS•+ por el antioxidante presente
en la muestra va aumentando. Estudios realizados por Vijayakumar y col. (2008),
indican que el plátano (Musa paradisiaca) presenta flavonoides, los cuales actúan
69
como un antioxidante efectivo, mientras que Leong y Shui (2002), reportaron una
capacidad antioxidante para plátano (Musa paradisiaca) de 48.3 mg/100 g, la cual
clasificaron como baja. En este trabajo, se encontró que los taninos condensados
presentan una mayor capacidad antioxidante que los taninos hidrolizables y estos a
su vez que los polifenoles extraíbles. La harina que se utilizó para elaborar los
espaguetis se obtuvo a partir de plátano en estado verde o inmaduro, el cual en este
punto presenta un sabor astringente que se debe al contenido de proantocianidinas o
taninos condensados. Macheix y col. (1990) se interesaron en diferentes tipos de
antioxidantes, entre ellos los compuestos polifenólicos presentes en la pulpa de
plátano inmaduro. Reportaron que la pulpa de plátano presenta taninos
condensados, los cuales solo pueden consistir de catequinas y galocatequinas.
Someya y col. (2002), estudiaron los compuestos antioxidantes de plátano (Musa
cavendish), y reportaron que uno de los antioxidantes presentes en este fruto fue la
galocatequina, la cual fue más abundante en la cáscara (158 mg/100 g de muestra
seca) que en la pulpa (29.6 mg/100 g de muestra seca).
Cuadro 17. Capacidad antioxidante de espaguetis adicionados con harina de
plátano*.
ABTS (μmol Trolox eq/g) Espagueti
PE TC TH
Control 0.55±0.09a 1.95±0.14a 0.19±0.08a 15% 0.70±0.05a 5.67±0.09b 3.31±0.69b 30% 0.65±0.08a 9.87±0.18c 4.75±0.82b 45% 0.89±0.07b 14.27±0.62d 6.68±0.19c
*Lo valores son la media ± error estándar, n=3, base seca ** Letras diferentes en una misma columna indican diferencia estadística significativa (p<0.05) PE: Polifenoles extraíbles; TC: Taninos condensados; TH: Taninos hidrolizables
70
Esto podría ser la razón de que las pastas adicionadas con harina de plátano
presenten este valor de actividad antioxidante en cuanto a taninos condensados se
refiere.
Se sabe que los taninos condensados presentan baja bioaccesibilidad en el
intestino delgado; sin embargo, pueden volverse disponibles en el intestino grueso
como consecuencia de la acción de las bacterias colónicas. En cuanto a los taninos
hidrolizables, existen pocos datos sobre su biodisponibilidad. Kondo y col. (2005)
mencionan que la actividad antioxidante en las frutas es notable, ya que son ricas en
compuestos polifenólicos y vitaminas, los cuales tienen un papel importante en el
secuestro de radicales libres.
71
VIII. CONCLUSIONES
• La adición de harina de plátano verde en los espaguetis elaborados disminuyó
el contenido de proteínas y humedad, aumentó el contenido de cenizas y no
afectó el contenido de lípidos.
• Las pérdidas por cocción de los espaguetis aumentaron con el incremento de
harina de plátano verde; sin embargo, no se afectó su calidad.
• Aunque el contenido de almidón total incrementó en los espaguetis
adicionados con harina de plátano verde, una buena porción de este no fue
disponible a la hidrólisis por las enzimas digestivas, debido a que el contenido
de almidón disponible disminuyó con el incremento de harina de plátano
verde. Este efecto hace de los espaguetis en estudio un alimento con baja
disponibilidad.
• Los espaguetis adicionados con harina de plátano mostraron mayor contenido
de almidón resistente, lo cual puede ser benéfico para la salud intestinal.
• El contenido de fracción indigestible insoluble y total en los espaguetis
incrementó con la adición de harina de plátano verde, obteniéndose espagueti
con altos contenidos de carbohidratos indigestibles.
• La velocidad de hidrólisis menor del almidón presente en los espaguetis
elaborados, conforme incrementó la adición de harina de plátano, es un
indicador de la capacidad de estos para generar respuestas glucémicas bajas.
• El contenido de compuestos polifenólicos en los espaguetis elaborados,
incrementó conforme aumentó el porcentaje de harina de plátano incorporada.
72
• La capacidad antioxidante de los espaguetis elaborados, aumentó con la
cantidad de harina de plátano incorporada. Esta procede de polifenoles
extractables, taninos hidrolizables y taninos condensados, siendo estos
últimos los que presentaron mayor actividad, seguidos de taninos hidrolizables
y polifenoles extraíbles.
• El alto contenido de almidón resistente, de carbohidratos indigestibles, el bajo
contenido de almidón disponible, las bajas tasas de hidrólisis y el aumentó en
el contenido de polifenoles y capacidad antioxidante, encontrado en los
espaguetis conforme se incrementó la adición de harina de plátano, es una
alternativa para obtener un alimento funcional, el cual puede ser recomendado
en dietas con regímenes especiales.
73
IX. PERSPECTIVAS
Para investigaciones futuras, se plantea que a los espaguetis elaborados se
les realicen pruebas de evaluación sensorial, para conocer la aceptabilidad
dependiendo del nivel de adición. Seria importante realizar pruebas de textura y
microscópicas, con la finalidad de conocer las características físicas de los
espaguetis.
Lo anterior serían determinaciones necesarias para demostrar la factibilidad
de fabricar un espagueti a nivel planta piloto y posteriormente a nivel industrial,
considerado como un alimento funcional que se consuma en dietas con regímenes
especiales.
74
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