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UNIVERSIDAD NACIONAL AUTONOMA
DE MEXICO
FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES
CUAUTITLAN
DESARROLLO DE UNA FORMULACIÓN PARA
GALLETA A BASE DE AMARANTO (Amaranthus
hypochondriacus L.) CON ALTA CALIDAD
NUTRIMENTAL.
TESIS
QUE PARA OBTENER EL TITULO DE:
INGENIERA EN ALIMENTOS
P R E S E N T A:
TANIA DIAZ MOLINA
ASESOR: DR. ENRIQUE MARTÍNEZ-MANRIQUE
COASESORA: I.A. ZOILA OLIVIA GONZÁLEZ GONZÁLEZ
2012 CUAUTITLAN IZCALLI, EDO. DE MEX
UNAM – Dirección General de Bibliotecas
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FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES CUAUTITLÁN UNIDAD DE ADMINISTRACIÓN ESCOLAR
DEPARTAMENTO DE EXÁMENES PROFESIONALES
DRA. SUEMI RODRÍGUEZ ROMO DIRECTORA DE LA FES CUAUTITLÁN PRESENTE
u. N. A.M..' ASUNTO:V~RIO
ATN: L.A. ARACELI HERRItID Jefa del Depart~fHiJllf;.ámenes Profesional~SAlfe>'f~ fFtSi:(?ilft'~titlán
Con base en el Art. 28 del Reglamento de Exámenes Profesionales nos permitimos comunicar a usted que revisamos la Tesis : Desarrollo de una formulación para galleta a base de amaranto (Amaranthus hipochondriacus L.) con alta calidad nutrimental
Que presenta la pasante: Tania Díaz Molina Con número de cuenta: 407012763 obtener el Título de: Ingeniera en Alimentos
Considerando que dicho trabaj o reúne los requisitos necesarios para ser discutido en el EXAMEN PROFESIONAL correspondiente, otorgarnos nuestro VOTO APROBATORIO.
ATENTAMENTE "POR MI RAZA HABLARA EL ESPÍRITU" Cuauti tlán lzcallí, Méx. a O I de Octubre de 2012.
PROFESORES QUE INTEGRAN EL JURADO
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PRESIDENTE M. en L Fernando Beristain ;kk:zrz:;--VOCAL Dra. María de los Angeles Cornejo Vi llegas ~- .
SECRETARIO M. en C. Enrique Martínez Manrique
ler SUPLENTE l.A. Alberto Solis Díaz
2do SUPLENTE LA. Verónica Jiménez Vera
NOTA: los sinodales suplentes están obligados a presentarse el día y hora del Examen Profesional (art. 120). HHA/pm
AGRADECIMIENTOS Y DEDICATORIAS
A Dios: Por la vida que me das, por Tu infinito amor y misericordia. Porque antes que cualquier otra cosa me permites ser hija tuya. A Mamá y Papá: Por todo su amor y apoyo a lo largo de la carrera. Por estar conmigo a cada momento. Nada de esto sería posible sin ustedes, sin duda, este logro es más suyo que mío. Los amo. A mis Hermanitos: Iván: Gracias por apoyarme a lo largo de este camino, por ser un gran ejemplo para mí. Roy: Gracias por tu paciencia, por cuidarme y preocuparte por mí. ¡Los amo hermanitos!
Gaby y Christian: Gracias por haber estado conmigo tanto en los logros como en los tropiezos. Por sus palabras de aliento, por las risas y por su entrañable amistad. Doy gracias a Dios por permitirme conocerlos. ¡Los quiero mucho! Dr. Enrique Martínez-Manrique y Profesora Verónica Jiménez Vera: Por su infinita paciencia y por su confianza en este proyecto. ¡Gracias por todo!
i
ÍNDICE
RESUMEN ..................................................................................................................................... 1
INTRODUCCIÓN........................................................................................................................... 3
I. ANTECEDENTES ...................................................................................................................... 5
1.1 AMARANTO......................................................................................................................... 5
1.1.1 Origen ........................................................................................................................... 5
1.1.2 Clasificación botánica y características de la planta .................................................... 7
1.1.3 Características del grano ............................................................................................ 10
1.1.4 Composición Química y Valor Nutritivo ...................................................................... 11
1.2 TRIGO ................................................................................................................................ 15
1.2.1 Origen ......................................................................................................................... 15
1.2.2 Clasificación botánica características de la planta y el grano .................................... 16
1.2.3 Tipos de trigo .............................................................................................................. 17
1.2.4 Composición química .................................................................................................. 19
1.2.5 Harina de trigo ............................................................................................................. 21
1.3 GALLETAS........................................................................................................................ 27
1.3.1 Definición, elaboración y función de los ingredientes ................................................. 27
1.3.2 Clasificación ................................................................................................................ 29
1.3.3 Producción y consumo ................................................................................................ 31
1.3.4 Calidad de las galletas ................................................................................................ 32
1.3.5 Valor nutritivo .............................................................................................................. 32
II. DESARROLLO EXPERIMENTAL .......................................................................................... 34
2.1 OBJETIVOS ...................................................................................................................... 34
2.1.1 Objetivo General ......................................................................................................... 34
2.1.2 Objetivos Particulares ................................................................................................. 34
2.2 MATERIALES Y MÉTODOS ............................................................................................. 35
2.2.1. Material Biológico ....................................................................................................... 35
2.2.2 Preparación de la muestra .......................................................................................... 35
2.2.3 Análisis Químico Proximal .......................................................................................... 35
2.2.4 Elaboración de Galletas .............................................................................................. 38
2.2.5 Pruebas de calidad de las harinas .............................................................................. 40
2.2.6 Pruebas de calidad de las galletas ............................................................................. 44
2.2.7 Determinación de la calidad nutrimental de la galleta ................................................ 44
2.2.8 Evaluación Sensorial................................................................................................... 45
2.2.9 Análisis estadístico ...................................................................................................... 45
III. RESULTADOS Y DISCUSIÓN .............................................................................................. 46
3.1 Análisis químico proximal de la materia prima .................................................................. 46
ii
3.2 Pruebas reológicas ............................................................................................................ 47
3.3 Pruebas de calidad galletera ............................................................................................. 49
3.4 Análisis Químico Proximal ................................................................................................. 50
3.6 Prueba de perfil de aminoácidos ...................................................................................... 52
3.7 Prueba de nivel de agrado................................................................................................. 54
CONCLUSIONES........................................................................................................................ 56
RECOMENDACIONES ............................................................................................................... 57
BIBLIOGRAFÍA........................................................................................................................... 58
iii
Índice de Figuras
Figura 1. Planta de amaranto .................................................................................... 5
Figura 2. Semilla de amaranto ................................................................................... 6 Figura 3. Planta e inflorescencia de (a) Amaranthus hypochondriacus L., (b) Amaranthus
cruentus L. y (c) Amaranthus caudatus L. ..................................................................... 9
Figura 4. Semilla de amaranto en corte longitudinal ..................................................... 10
Figura 5. Trigo ..................................................................................................... 15
Figura 6. Corte longitudinal de un grano de trigo ......................................................... 17
Figura 7. Molino Pertner Laboratory Mill 3100 ............................................................. 35
Figura 8. Cookie Test ............................................................................................ 40
Figura 9. Horno de columpio ................................................................................... 40
Figura 10. Farinógrafo-E Brabender ......................................................................... 41
Figura 11. Alveógrafo Chopin .................................................................................. 43
iv
Índice de Tablas
Tabla 1. Clasificación botánica del amaranto ................................................................ 7
Tabla 2. Áreas de origen y usos de distintas especies de amaranto. ................................. 8
Tabla 3. Composición química del amaranto y de algunos cereales (% en peso seco) ......... 11 Tabla 4. Contenido de aminoácidos esenciales de algunas semillas y requerimientos
recomendados por la FAO (en % en peso seco) .......................................................... 12
Tabla 5. Contenido de ácidos grasos en la semilla Amaranthus hypochondriacus ............... 13 Tabla 6. Contenido de vitaminas en el grano de amaranto en relación con otras hortalizas (en
100 g.) ................................................................................................................ 14
Tabla 7. Comparación de minerales contenidos en el amaranto y otros cereales ................ 14
Tabla 8. Clasificación taxonómica del trigo ................................................................. 16
Tabla 9. Clasificación de trigo de acuerdo a su tipo de gluten ......................................... 18
Tabla 10. Composición química de las diferentes partes del grano del trigo ....................... 19
Tabla 11. Contenido de cenizas del grano de trigo según su grado de extracción ............... 23
Tabla 12. Características y usos de la Harina Extrafina ................................................. 24
Tabla 13. Características y usos de la harina fina ........................................................ 25
Tabla 14. Características y usos de la harina semifina .................................................. 25
Tabla 15. Características y usos de las harinas suaves (galleteras) ................................. 26
Tabla 16. Principales ingredientes y funciones que se combinan para formar la galleta ........ 27
Tabla 17. Producción y consumo de galletas en México ................................................ 31 Tabla 18. Análisis químico proximal de las harinas de amaranto y trigo que serán usadas como
materia prima ....................................................................................................... 46 Tabla 19. Formulaciones propuestas para elaborar galletas con mezclas de harinas de
amaranto y trigo para mejor su calidad nutrimental ....................................................... 47 Tabla 20. Resultados de pruebas reológicas realizadas a las diferentes formulaciones
propuestas para la elaboración de galletas ................................................................. 48 Tabla 21. Resultados de la calidad galletera de los productos elaborados con las diferentes
formulaciones propuestas ....................................................................................... 49 Tabla 22. Resultados del análisis químico proximal realizado a las galletas elaboradas con las
diferentes formulaciones propuestas. ........................................................................ 50 Tabla 23. Comparación del Análisis Químico Proximal realizado a la mejor formulación
escogida y una galleta comercial .............................................................................. 52 Tabla 24. Perfil de aminoácidos esenciales presentes en la galleta elaborada con la mejor
formulación 80% amaranto - 20% trigo comparado con los requerimientos diarios
recomendados por la FAO. ..................................................................................... 53 Tabla 25. Resultados de la prueba de nivel de agrado a la que se sometió a la galleta
elaborada con la mejor formulación ........................................................................... 54
1
RESUMEN
El amaranto es un grano muy versátil para su transformación e industrialización y puede
utilizarse como cualquier cereal; con mayores ventajas nutrimentales; aunque por la falta
de gluten, debe mezclarse con harina de trigo para darle características adecuadas a
productos de panificación como las galletas (FAO, 1997). Las galletas son consumidas por
la mayoría de la población debido a su disponibilidad y facilidad de consumo, pero
desafortunadamente la calidad de estos productos es deficiente (Consumer Eroski, 2010).
Aunque antes se consideraba un problema exclusivo de los países de altos ingresos, el
sobrepeso y la obesidad están aumentando espectacularmente en los países de ingresos
bajos y medios, sobre todo en el medio urbano. Esto se debe a varios factores, como el
carácter sedentario del trabajo actual, el cambio en los medios de transporte y el
consumo de alimentos con alto poder calórico y baja calidad nutrimental (OMS, 2005). Por
lo tanto, usar un producto de alto y fácil consumo como las galletas mejorando su calidad
nutrimental, podría ayudar a disminuir este problema. Es por eso que en el presente
trabajo, se planteo como objetivo desarrollar una formulación para la elaboración de una
galleta que tuviera como uno de sus ingredientes principales harina de amaranto para que
mejorara su calidad nutrimental. Para lograr el objetivo se propusieron diferentes
formulaciones de harina de amaranto (100, 90, 80 y 70%) y harina de trigo. El
comportamiento de las mezclas de harina se analizó con un farinógrafo y se observó que
la formulación 80% amaranto – 20% trigo fue la mejor. Se elaboraron galletas con las
diferentes formulaciones y se evaluó su calidad mediante pruebas de calidad galletera y su
composición química; los resultados mostraron que la calidad galletera de la formulación
80% HA–20% HT fue la más parecida al control y también tuvo un mayor porcentaje de
proteína y minerales. Estos resultados junto con los obtenidos en las pruebas reológicas
permitieron seleccionar a la formulación 80% HA- 20% HT como la mejor. Posteriormente
se determinó el perfil de aminoácidos de la galleta seleccionada y se comparó con el
patrón de requerimiento diario de la FAO, los resultados mostraron que la galleta
presenta un alto contenido de aminoácidos esenciales y en todos los casos fue mayor o
estadísticamente igual (P≤0.05) al patrón de la FAO. Por último, se realizó una prueba de
2
nivel de agrado, para determinar el grado de aceptación del producto elaborado y se
encontró que el 74% de los jueces aceptó la galleta con una calificación de 7.29. Por lo
cual, se concluyó que la mejor formulación sí mejoró la calidad nutrimental de la galleta y
fue aceptada sensorialmente por el consumidor; por lo tanto, podía ser un buen vehículo
para contribuir a mejorar el nivel nutricional de los potenciales consumidores.
3
INTRODUCCIÓN
La obesidad es un problema serio de salud que en los últimos años ha ido aumentando de
manera alarmante en México (Téllez, 2010). Estos problemas son resultado de una ingesta
alimentaria inadecuada, provocada en parte por la carencia de alimentos nutritivos
(UNICEF, 1998). Los cereales constituyen, para la mayoría de los países en vías de
desarrollo, su principal fuente de alimentación y les proporcionan valores calóricos
adecuados, pero no proporcionan los requerimientos óptimos de proteínas, grasa, fibra y
minerales (Shewry, 1995). Como consecuencia, las dietas basadas en un solo tipo de grano
resultan nutricionalmente deficientes. La ingesta de varias especies de cereales y/o
leguminosas puede resultar en una dieta balanceada en aminoácidos y ácidos grasos
esenciales, así como fibra y minerales (FAO, 1997), pero en general, la gente se ha
mostrado renuente a cambiar sus hábitos alimenticios. Por eso, entre las estrategias
utilizadas por algunos investigadores, para mejorar la calidad nutrimental de estos
alimentos, está la complementación con otros granos no convencionales como el
amaranto (Cabrera, 2007; Mujica et al., 1997; FAO, 1997; Álvarez y Genta, 1993). Las
proteínas del amaranto tienen lisina y triptófano, que son aminoácidos escasos en otros
cereales como maíz, arroz y trigo, por lo que, al combinar amaranto con estos granos, se
complementan permitiendo una importante mejoría en la nutrición (Hernández y
Herrerías, 1998; Bressani, 1989 y 1983). Además, el amaranto como harina puede
incorporarse en diferentes proporciones a diferentes platillos, lo que ofrece un sabor
parecido al de las nueces (Flores, 2011; UAEM, 1999).
Por otra parte, las galletas han formado parte de la dieta del hombre desde hace tantos
años que incluso hemos olvidado su principal función: complementar nuestra
alimentación, gracias a que poseen altas cantidades de carbohidratos, que aportan
energía rápidamente (Consumer Eroski, 2010). Además, las galletas son una valiosa opción
para obtener energía cuando no es posible tener un desayuno equilibrado y adecuado, así
como en la cena debido a que son fáciles de digerir (El porvenir, 2009).
4
En México, el consumo de galletas es muy frecuente, en diferentes comidas o también
como colaciones o entremeses (“snacks”). Su consumo ha tenido un crecimiento
exponencial en los últimos años, destacando como principales consumidores los niños y
jóvenes (Martínez & Villezca, 2003).
Debido a que las galletas son productos con baja calidad nutrimental pero de gran
aceptación, en este trabajo se ha planteado desarrollar una formulación para la
elaboración de una galleta que tenga como uno de sus ingredientes principales harina de
amaranto, para mejorar así su calidad nutrimental, por su alto contenido de proteína y
otros nutrientes, que podrían contribuir a mejorar el nivel nutricional de los
consumidores.
Para llevar a cabo esta investigación, se propondrán y evaluarán diferentes formulaciones
que tengan como mínimo 70% de harina integral de amaranto, para lograr complementar
la harina de trigo. Se realizarán pruebas reológicas a las masas y de calidad galletera y
análisis químico proximal a las galletas elaboradas con todas las formulaciones y con base
en estas pruebas se elegirá la mejor formulación. A la galleta elaborada con esta
formulación se le determinará su composición química y se comparará con el de una
galleta comercial así como su perfil de aminoácidos, esto para ver si su calidad nutrimental
aumentó comparado con la comercial y por último se le aplicará una prueba sensorial de
nivel de agrado para saber si es aceptada por el consumidor.
5
I. ANTECEDENTES
1.1 AMARANTO
1.1.1 ORIGEN
El amaranto es uno de los cultivos más antiguos de América y ha tenido importancia en la
alimentación desde la época prehispánica, tal como se manifiesta en códices como el
Florentino. Su nombre deriva del griego a=negación, maraíno= marchitarse, que alude a
su resistencia a la sequía (Figura 1).
Figura 1. Planta de amaranto
Se sabe que las semillas de amaranto (Figura 2) se utilizaban en ceremonias religiosas, a
semejanza de otros pueblos autóctonos de la parte central de México, para formar ídolos
pequeños que servían como amuletos para asegurar el éxito de las siembras y cosechas.
Algunos grupos indígenas sembraban el amaranto como fuente de pigmento para colorear
las hostias ceremoniales de pan de maíz que personificaban a sus dioses y que distribuían
a las personas a manera de comunión durante sus danzas tradicionales (Alejandre y
Gómez, 1986).
6
Figura 2. Semilla de amaranto
El huautli (amaranto) estaba también muy asociado con rituales paganos y sacrificios
humanos. Cuando los aztecas efectuaban el principal festival del año, dedicado a
Huitzilopochtli (dios de la guerra), el centro de la ceremonia consistía en un enorme ídolo
confeccionado con masa de huautli, miel y sangre humana, que se paseaba por la ciudad y
los suburbios en una tarima, para ser finalmente despedazado y comido por la gente. La
parte vegetativa de la planta también tenía un lugar importante en las ceremonias
religiosas. Con ella se elaboraban tamales denominados huauhquiltamalli para ofrecerlos
al dios del fuego (Santín y Lazcano, 1986).
Cuando Hernán Cortés invadió Tenochtitlán en 1519 inmediatamente comenzó a evitar
estas ceremonias religiosas consideradas paganas, con la finalidad de destruir esa religión
ligada a sacrificios humanos que no era bien vistos por la iglesia. Mandó eliminar el
cultivo, amenazando de cortarle las manos a todo aquél que se atreviera a sembrar la
planta, pues era considerada como base de cultos paganos. Pero la magnífica adaptación
de esta planta a climas adversos, su resistencia a las heladas y plagas, así como el sentido
tradicionalista de nuestro pueblo, impidieron su desaparición (Sánchez-Marroquín, 1980).
Debido a esto, su producción decayó entre los años 1577 a 1890 y solo lo cultivaban de
manera secreta. Durante este tiempo se perdió la importancia que se le daba, tanto por la
prohibición del cultivo, como por la introducción de otros cereales provenientes del
intercambio comercial entre las colonias, como fue el caso del arroz y el trigo; a su vez se
7
consolido la importancia del maíz y el frijol llegando a ser la base de la alimentación
Mexicana. Por todo esto, el amaranto y su cultivo quedaron en el olvido y sólo se utilizó de
manera ornamental y poco como alimento (Ortiz et al., 1993).
1.1.2 CLASIFICACIÓN BOTÁNICA Y CARACTERÍSTICAS DE LA PLANTA
El amaranto es una planta de la familia de las Amaranthaceae (Tabla 1), esta familia la
conforman más de 60 géneros.
TABLA 1. Clasificación botánica del amaranto
Amaranto
Reino Plantae
Subreino Embriofitas
División Magnoleophyta
Clase Magnoleopsida
Subclase Caryophyllidae
Orden Caryophyllales
Familia Amaranthaceae
Género Amaranthus
Especie
A. hypochondriacus
A. cruentus
A. caudatus
Fuente: UAEM, 1999
En este conjunto encontramos al género Amaranthus que posee alrededor de 800
especies de las cuales unas 10 son usadas en la alimentación del hombre (Tabla 2), y sólo
tres especies de amaranto se utilizan actualmente para la producción de grano: A.
cruentus L., A. caudatus L. y A. hypochondriacus L. (Transue et al., 1994).
8
TABLA 2. Áreas de origen y usos de distintas especies de amaranto.
Especie Origen Como se encuentra Usos
A. blitum Asia Cultivado Vegetal, ornamental
A. caudatus Sudamérica (Andes) Cultivado
Grano, vegetal,
ornamental
A. cruentus Guatemala Cultivado Grano, vegetal
A. dubius Sudamérica Maleza, cultivado Vegetal
A. hybridus Sudamérica Maleza Vegetal
A. hypochondriacus México Cultivado Grano, vegetal
A. retoflexus Norteamérica Maleza Vegetal
A. spinosus Asia Maleza Vegetal
A. tricolor Asia Cultivado Vegetal, ornamental
A. viridis África Maleza Vegetal
Fuente: Jurado, 1998.
La altura de la planta llega a ser de 2 a 3 metros, en la parte superior de la planta se
encuentra la inflorescencia que es una especie de saco en donde se producen una
cantidad significativa de semillas, que son de colores muy variados y van desde el blanco
amarillento, beige, café claro, hasta negras que son de especies silvestres (Figura 3)
(Becker y Wheeler, 1981). Cada semilla llega a pesar en promedio entre 0.6-1.2g (Hauptli y
Jain, 1980).
9
Figura 3. Planta e inflorescencia de (a) Amaranthus hypochondriacus L., (b) Amaranthus
cruentus L. y (c) Amaranthus caudatus L.
FUENTE: Tapia, 1997
El amaranto es una planta anual con excelente forraje y brillantes colores, su tallo es
estriado y hueco en el centro (en la etapa de madurez), tiene solo un eje central con pocas
ramificaciones, la raíz es corta pero robusta y provista de numerosas raíces secundarias,
sus hojas varían de forma y color, según la especie pueden ser largamente pecioladas,
romboides o cónicas; el color va de verde oscuro a púrpura (Becker y Wheeler, 1981;
Bressani y López, 1987).
Son plantas de rápido crecimiento y buena eficiencia de fijación de carbono a
temperaturas elevadas, en lugares soleados, ambientes secos y poca agua, esto se
atribuye a que el amaranto tiene una alta eficiencia fotosintética (convierte mayor
cantidad de carbón en azúcar por unidades de agua perdida). Por lo general, esta planta
lleva a cabo la fotosíntesis a través de la ruta C4, representando esto una mayor eficiencia
y la fijación del CO2, el cual al no ser eliminado se aprovecha completamente en el ciclo de
Calvin; lo cual permite que las hojas de la planta fijen más energía, produzcan más glucosa
y por lo tanto más biomasa (Trinidad et al., 1990).
10
El amaranto es una planta dicotiledónea a diferencia de los cereales que son
monocotiledóneas, pero tiene características agronómicas semejantes a los cereales,
sabor parecido y produce granos similares, es por eso que se considera un pseudocereal,
pero lo que más resalta de este grano es su mejor calidad nutrimental que los cereales.
1.1.3 CARACTERÍSTICAS DEL GRANO
La cubierta de la semilla consiste de una capa simple de células que están íntimamente
asociadas con el perispermo. En la región del embrión, la cubierta de la semilla está
añadida al endospermo, permaneciendo en la madurez de la semilla. La mayor proporción
del endospermo cubre la raíz. Las células del endospermo tienen paredes gruesas y largas,
que contienen cuerpos esféricos adheridos a una matriz esponjosa. Las células del
embrión tienen propiedades típicas de lípidos simples y complejos. Los cuerpos celulares
esféricos, adheridos a la matriz que contiene el lípido, son parcialmente digeridos por
tripsina, esto sugiere que son de naturaleza proteica. El perispermo que está localizado en
el centro de la semilla, contiene gránulos de almidón formados principalmente de
amilopectina. (Carlsson, 1980). La semilla es pequeña (alrededor de 1mm de diámetro) y
tiene forma lenticular. El embrión dicotiledóneo, es circular y se encuentra rodeando al
perispermo, el endospermo está pobremente desarrollado (Figura 4).
Figura 4. Semilla de amaranto en corte longitudinal
Fuente: Irving et al., 1981
11
La mayor cantidad de lípidos y proteínas están contenidas en la cubierta de la semilla y en
el embrión, juntos constituyen aproximadamente un cuarto del peso de la semilla y el
resto lo compone el perispermo que es el principal tejido de reserva de carbohidratos
(Betschart et al., 1981; Becker, 1994).
1.1.4 COMPOSICIÓN QUÍMICA Y VALOR NUTRITIVO
En la búsqueda de fuentes alternativas de proteína vegetal, la semilla de amaranto fue
redescubierta hace unas décadas y valorada por su gran calidad nutrimental. Presenta una
alta cantidad de proteína total y aceite en comparación con los cereales (Tabla 3).
TABLA 3. Composición química del amaranto y de algunos cereales (% en peso seco)
Amaranto
hypochondriacus1 Maíz 2 Trigo 2 Arroz 2
Proteína
cruda 17.9 10.2 12.2 8.1
Grasa 7.7 4.6 1.9 1.2
Fibra 2.2 2.3 1.9 0.5
Almidón 52.4 79.5 71.9 75.8
Cenizas 4.1 1.3 1.7 1.4
Fuente: *1. Singhal & Kulkami, 1988; 2. Lasztity, 1996; 3. Duffus & Slaughter, 1980.
Presenta un contenido de aminoácidos esenciales adecuado, de los cuales, es de particular
importancia la alta proporción de lisina y de aminoácidos azufrados (Tabla 4). El contenido
total de minerales es generalmente mayor que el encontrado en otras semillas,
principalmente tiene un alto contenido de calcio, fósforo, hierro y cobre (Pedersen et al.,
1987). Existen varios estudios sobre la composición química de la semilla de amaranto,
pero es común encontrar discrepancias significativas entre ellos, probablemente debido a
la gran variabilidad inter e intra especies que presenta esta planta por que se observa un
cambio importante en la composición en función de las condiciones de crecimiento y la
disponibilidad de nutrientes (Carlsson, 1980; Becker et al., 1981; Imeri et al., 1987;
Bressani et al., 1987).
12
TABLA 4. Contenido de aminoácidos esenciales de algunas semillas y requerimientos recomendados por la FAO (en % en peso seco)
A.
hypochondriacus1
Maíz2 Trigo2 Arroz2 FAO3
Histidina 5.4 2.75 2.3 2.7 1.9/1.9/1.6 b
Isoleucina 3.3 3.68 4.70 3.71 2.8/2.8/1.3
Leucina 5.4 2.65 6.7 8.45 6.6/4.4/1.9
Lisina 4.6 2.67 2.79 3.69 5.8/4.4/1.9
Treonina 3.45 3.60 2.84 3.91 3.4/2.8/0.9
Triptófano 2.5 0.70 1.28 1.15 1.1/0.9/0.5
Valina 3.7 4.85 4.48 5.51 3.5/2.5/1.3
Cisteína+Metionina 4.0 3.47 3.49 3.39 2.5/2.2/1.7
Fenilalina+Tirosina 7.7 8.71 8.68 8.64 6.6/2.2/1.9
b. 2-5 años/10-12 años/Adultos
FUENTES: 1. Saunders & Becker, 1984; 2. Lasztity, 1996; 3. FAO/WHO/ONU, 1985.
Los lípidos totales en el grano de amaranto están en un rango de 5.4 a 17%, y tienen un
alto nivel de instauración alrededor de 75%, además, su aceite es reconocido por ser la
fuente vegetal con mayor concentración de escualeno, contiene niveles entre 4.8 y 6.2%
(Tamer, 2006). Existen varias investigaciones que demuestran que cierto tipo de lípidos,
como el escualeno, los fotoesteroles y los polifenoles, contienen propiedades
antioxidantes, además el escualeno es precursor de la biosíntesis de esteroides en el
humano (Lehninger, 1981). Los ácidos grasos más abundantes son el linoleico (30-58%), el
oleico (19-38%) y el palmítico (11.5-21.3%) (Tabla 5), y posee una saturación de 25%
(Carlsson, 1980).
Esta alta cantidad de lípidos en el grano de amaranto es benéfica, ya que se puede utilizar
para reducir la cantidad de grasa agregada, cuando se utiliza la harina de amaranto como
ingrediente, en productos horneados tales como galletas y pasteles, donde la grasa
desempeña un papel importante en la textura y el sabor (Segura-Nieto et al., 1994).
13
TABLA 5. Contenido de ácidos grasos en la semilla Amaranthus hypochondriacus
Ácido graso Contenido (g/100g)
Ácido Oleico 29.3
Ácido Linoleico 44
Ácido Palmítico 18.4
Ácido Linolénico 1.3
Ácido Mirístico 0.2
Ácido Miristoleico 0.1
Ácido Palmitoleico 0.1
Ácido
Palmitolénico
0.8
Ácido Esteárico 0.9
Ácido Araquídico 3.8
Ácido Araquídico 1.2
*Fuente: Mujica et al., 1997
Se ha demostrado que el aceite de la semilla de amaranto presenta diversas aplicaciones
nutracéuticas, como es la disminución del nivel de glucosa en sangre, combinado con
otros cereales equilibra el patrón de aminoácidos, minerales y presenta un efecto
hipocolesterolémico (Chaturvedi et al., 1997). Además, los ácidos grasos son importantes
para producir las prostaglandinas que regulan muchos procesos corporales, por ejemplo,
la inflamación y la coagulación de la sangre.
Los granos de amaranto son buena fuente de vitaminas (Tabla 6), así como de minerales
(Tabla 7), lo cual favorece la buena alimentación de los individuos que los consumen. Su
buen balance de vitaminas, coloca al amaranto, comparado con otros alimentos de origen
vegetal (acelga, espinaca), como un alimento de elevado aporte nutrimental.
14
TABLA 6. Contenido de vitaminas en el grano de amaranto en relación con otras hortalizas
(en 100 g.)
Vitaminas Amaranto Acelga Espinaca
Vitamina A
(U.I.)
6100 3300 8100
Tiamina (mg) 0.08 0.06 0.10
Riboflavina (mg) 0.16 0.17 0.20
Niacina (mg) 1.4 0.5 0.6
Vitamina C (mg) 80 30 51
Fuente: Modificada de Leung y Flores, 1961; Saunders y Becker, 1984.
La semilla de amaranto contiene principalmente potasio y calcio, además de magnesio,
zinc, manganeso y hierro aunque en menor cantidad. Como se puede observar en la tabla
7, el amaranto supera los niveles de minerales comparado con el de otros cereales más
comunes como el maíz, el arroz y el trigo (Sánchez- Marroquín, 1981).
TABLA 7. Comparación de minerales contenidos en el amaranto y otros cereales
Mineral
(mg/100g) Amaranto Maíz Arroz Trigo
Fósforo 600 256 - 372
Potasio 563 284 214 370
Calcio 303 158 32 58
Magnesio 344 147 106 160
Hierro 5.3 2.3 1.4 0.9
Fuente: Santín y Lazcano, 1986.
Como se ha presentado, el grano de amaranto tiene una alta calidad nutrimental; por lo
cual, al combinarlo con un cereal, como el trigo, permitiría complementar la deficiencia
que estos últimos tienen en aminoácidos esenciales, además de aportar ácidos grasos
esenciales, fibra y minerales, y de esta forma lograr una importante mejoría en la
nutrición.
15
1.2 TRIGO
El trigo es una planta gramínea, su crecimiento promedio es de un metro de altura (Figura
5). Sus hojas brotan muy pronto y van seguidas por tallos muy delgados rematados por
espigas de cuyos granos molidos se saca la harina. Es uno de los cereales más utilizados
para la producción de alimentos (CANIMOLT, 2007)
1.2.1 ORIGEN
Se dice que el trigo (figura 5) llegó a nuestro país en la época de la conquista por medio de
los españoles, quienes introdujeron el uso del trigo para la elaboración de panes y harinas
así como el proceso productivo del mismo, almacenamiento y proceso de molienda,
dejando o intentando dejar de lado el maíz como la dieta básica que prevalecía en ese
entonces. El cultivo del trigo en la Nueva España, así como su transformación en harina y
posteriormente en pan, fue una necesidad imperiosa de los conquistadores, para
satisfacer aquí sus viejas costumbres en su alimentación.
También tuvieron la tarea de enseñar a los indígenas el proceso de molienda y la
elaboración del pan convirtiéndose en parte de la dieta de la Nueva España desde
entonces (López, 1981).
Figura 5. Trigo
Durante la conquista española el proceso de cultivo fue lento, debido a las costumbres
indígenas que utilizaban el maíz, frijol y chile como dieta básica a la que se fueron
acostumbrando los habitantes españoles debido a la poca participación de los indígenas
en el cultivo de este cereal, fue hasta el año de 1550 cuando los habitantes españoles
16
empezaron a darle mayor importancia a la agricultura (López, 1981), en especial a la
siembra del trigo, cuando se da la consolidación del imperio español.
1.2.2 CLASIFICACIÓN BOTÁNICA CARACTERÍSTICAS DE LA PLANTA Y EL GRANO
El trigo como los demás cereales, es una planta monocotiledónea perteneciente a la
familia de las gramíneas. Los trigos duros o cristalinos se clasifican botánicamente como
Triticum turgidum, subespecie durum, y los harineros como Triticum aestivum, subespecie
vulgaris el cual se utiliza básicamente en la producción de harina para pan, galletas y
repostería (Tabla 8).
TABLA 8. Clasificación taxonómica del trigo
Trigo
Reino Vegetal
División Fanerógramas
Subdivisión Angiosperma
Clase Monocotiledóneas
Orden Glumíforas
Familia Gramíneas
Género Triticum
Especie T. aestivum, T. compactum, T. durum, T. aethiopicum,
T. araraticum, T. boeticum, T. carthlicum, T. dicoccon.
FUENTE: Desrosier, 1989
La longitud del grano es en promedio, de 8mm y el peso de 35mg. El tamaño de los granos
varía ampliamente según la variedad. Los granos de trigo son redondeados en la parte
dorsal (el mismo lado del germen) y poseen un surco a lo largo de la parte ventral (lado
opuesto del germen). El surco, que abarca aproximadamente toda la longitud del grano,
penetra casi hasta el centro. Los dos carrillos pueden llegar a tocarse ocultando así la
verdadera profundidad del surco. Este surco no solo represente una dificultad para que el
17
harinero separe el salvado del endospermo con un buen rendimiento, sino que también
constituye un buen escondite para los microorganismos y el polvo (Hareland, 2003).
El grano de trigo puede ser dividido en tres partes morfológicamente diferentes: el
endospermo, que representa la mayor parte del grano; la capa de salvado, que envuelve
el grano; y el germen, que incluye el embrión y el escutelo (Figura 6) (Bogdan y Dendy,
2003).
Figura 6. Corte longitudinal de un grano de trigo
Fuente: Calaveras, 2004
1.2.3 TIPOS DE TRIGO
Los trigos en México se clasifican sobre la base de las propiedades del gluten del trigo,
esto a diferencia de Estados Unidos y Canadá en donde los trigos se clasifican por sus
hábitos de crecimiento.
18
Los principales tipos de trigo que se cultivan en México, de acuerdo a su tipo de gluten, se
dividen en cinco grandes grupos (Tabla 9), siendo los de mayor demanda los del Grupo 1 y
3; habiendo sin embargo, mayor crecimiento en la producción de trigos cristalinos.
(CANIMOLT, 2007)
TABLA 9. Clasificación de trigo de acuerdo a su tipo de gluten
Trigo Tipo de Gluten TEXTURA DE
GRANO/ENDOSPERMO
USOS
Grupo
1
Fuerte (muy
elástico) y
extensible.
Duro a semiduro
Lo utiliza la industria mecanizada de la
panificación, produciendo principalmente harina
para pan de caja. Se le utiliza como mejorador de
trigos débiles.
Grupo
2
Medio fuerte
(elástico) y
extensible.
Duro a semiduro.
Es para la industria del pan hecho a mano o
semi-mecanizado; se le utiliza como mejorador
de trigos débiles o trigos con gluten muy fuerte.
Grupo
3
Débil
(ligeramente
elástico) y
extensible
Suave (blando). No
producen harinas
panificables por sí solos;
requieren mezclarse
con trigos Grupo 1 y 2
Se utilizan para la industria galletera y
elaboración de tortillas, buñuelos y otros;
aunque puede utilizarse en la panificación
artesanal. Como corrector de trigos con gluten
muy fuerte.
Grupo
4
Medio y tenaz (no
extensible) Duro a Semiduro.
No es panificable por su alta tenacidad. Se
mezcla con trigos fuertes. Es utilizado para la
industria de la repostería (pastelera y galletera).
Grupo
5
Fuerte, tenaz y
corto (no
extensible).
Es un grano muy duro y
cristalino. Endospermo
con alto contenido de
pigmento amarillo
(carotenoides)
No es panificable. Se usa para la industria de
pastas alimenticias (espagueti, macarrones,
sopas secas, etc.).
Fuente: CANIMOLT, 2007
19
1.2.4 COMPOSICIÓN QUÍMICA
El grano maduro está formado por hidratos de carbono, (fibra cruda, almidón, maltosa,
sacarosa, glucosa, melobiosa, pentosanos, galactosa, rafinosa), compuestos nitrogenados
(principalmente proteínas: albúminas, globulina, prolamina y gluteínas), lípidos (ácidos
grasos: mirístico, palmítico, esteárico, palmito oleico, oléico, linoléico, linoléico),
sustancias minerales (potasio, fósforo, azufre y cloro) y agua junto con pequeñas
cantidades de vitaminas (tiamina, ribofalvina y del complejo B), enzimas (B-amilasa,
celulosa, glucosiadas) y otras sustancias como pigmentos (Primo, 1987; Hoseney, 1991).
En la tabla 10 se presenta la composición general del grano de trigo (expresada en % peso
seco), desde luego estos porcentajes pueden variar, ya que influyen la variedad y las
condiciones geográficas.
TABLA 10. Composición química de las diferentes partes del grano del trigo
Peso % Almidón % Proteína % Lípidos % Minerales %
Trigo
Completo
100 60-70 10-14 1.5-2.5 1.6-2.0
Endospermo 82-85 70-85 8-13 1-1.6 0.3-0.8
Salvado 15 0 7-8 1-5 3-10
Germen 3 20 35-40 15 5-6
Fuente: Bogdan y Dendy, 2003
1.2.4.1 PROTEÍNA
El contenido proteico del grano se ha puesto de manifiesto mediante un simple
fraccionamiento basado en la solubilidad en agua, la presencia de cuatro tipos de
sustancias proteicas; de estás, dos son solubles en una solución salina diluida: una
albúmina, con un contenido porcentual respecto al total proteico del 12% y una globulina
con el 4%; dos son insolubles en agua y solubles en solventes polares, una prolamina, la
gliadina con el 44% y una glutelina, la glutenina con el 40%.
20
Las primeras dos tienen poca importancia en el trigo porque se presentan sólo en
pequeñas cantidades, en cambio la gliadina y la glutelina son proteínas de gran
importancia porque en contacto con el agua se unen con enlaces intermoleculares,
formando el gluten, que representa la sustancia que confiere resistencia y elasticidad a la
masa obtenida a partir de esta harina (Serna, 1996; Primo, 1997).
El gluten en su conjunto tiene una composición de aminoácidos de aproximadamente 6%
ionizables, 45%polares y 49% apolares; se caracteriza por su elevado contenido de prolina
y de glutamina (14 y 37%, respectivamente, del total de aminoácidos), pero ambas son
deficientes en lisina y metionina.
Por su parte, las albúminas y las globulinas del trigo desempeñan un papel importante en
la formación de la corteza de los productos de panadería (pan, galletas) debido a que
favorecen las reacciones de oscurecimiento no enzimático responsables del color y el
aroma típico de estos productos. Cabe indicar que tanto las gliadinas como las glutelinas
contienen una cantidad muy baja de lisina, ya que 85% de este aminoácido se localiza en
las albúminas y globulinas (Badui, 2006).
La mayoría de los productos de panadería y pastelería, incluyendo las galletas, se elaboran
a partir de trigo, el cual, como ya se mencionó es deficiente en aminoácidos esenciales
tales como la lisina y el triptófano, lo cual hace que la proteína que contienen sea de
menor calidad.
Debido a que las personas se muestran renuentes a cambiar sus hábitos alimenticios, una
de las estrategias para mejorar la calidad nutrimental de los alimentos es el
enriquecimiento proteico con fuentes no convencionales como el amaranto.
1.2.4.4 LÍPIDOS
Los lípidos se encuentran sólo en pequeños porcentajes en la composición química del
trigo y están localizados principalmente en el germen. Los componentes lipídicos más
importantes son los triglicéridos, fosfolípidos y los esteroles (sitosterol y campisterol). En
21
la composición de los ácidos grasos de los glicéridos y de los fosfolípidos sobresalen los
ácidos grasos insaturados, como el ácido oleico y linoleico (Quaglia, 1991; Serna, 1996).
Toda la harina posee una pequeña cantidad de grasa o aceite propios del trigo, pero la
cantidad es muy baja, porque durante la molienda se elimina el germen, para evitar
alteraciones por oxidación (Quaglia, 1991; Serna, 1996).
1.2.4.2 MINERALES
Los principales minerales presentes en el trigo son: el fósforo, potasio, calcio, magnesio,
hierro y azufre. La mayor parte de éstos se encuentra en el salvado y en la capa
aleurónica. Como consecuencia de su distribución en el grano, una harina tendrá un
contenido en cenizas más elevado cuanto mayor sean las partículas de salvado presentes
en ella, que estará relacionada directamente con el rendimiento de harina obtenida
durante la molienda (CANIMOLT, 2007).
1.2.4.3 VITAMINAS
En el trigo se encuentran principalmente vitaminas tales como la tiamina (B1), la
riboflavina (B2), la niacina, el ácido pantotenico, el ácido fólico y la vitamina E.
Su localización en el grano no es homogénea ya que casi toda se localiza en la parte
externa, por lo que se encuentra en gran parte en el producto de desecho de la molienda.
La harina blanca es deficiente en estos compuestos, porque entre menor sea el
rendimiento de harina obtenida durante la molienda, el porcentaje de vitaminas
disminuye. Es por eso la importancia de consumir harinas integrales, que contienen una
buena cantidad de salvado y por consecuencia de vitaminas.
1.2.5 HARINA DE TRIGO
La molienda de trigo consiste en separar el endospermo que contiene el almidón de las
otras partes del grano. El trigo entero rinde más del 72% de harina blanca y el resto es un
subproducto. En la molienda, el grano de trigo se somete a diversos tratamientos antes
de convertirlo en harina.
22
La harina es el polvo que se obtiene de la molienda del grano de trigo maduro, entero o
quebrado, limpio, sano y seco, en el que se elimina gran parte de la cascarilla (salvado) y el
germen. El resto se tritura hasta obtener un grano de finura adecuada.
La harina contiene entre un 65 y un 70% de almidones, además de contener
otros componentes como celulosa, grasas y azúcar (CANIMOLT, 2007).
El almidón es el principal componente de la harina, el efecto del almidón es de gran
importancia debido a su capacidad de absorción, su viscosidad y el tamaño de los gránulos
(Otto et al, 1997).
La capacidad de absorción depende del tipo de trigo con el que se elabore la harina, por
ejemplo los trigos blandos presentan una menor absorción debido a que producen un tipo
de harina con menor cantidad de almidón dañado en comparación con el trigo duro.
La harina de trigo contiene entre 8 y 14% de proteína dependiendo la variedad de trigo
utilizada, el 85% de estas proteínas poseen la característica de combinarse con el agua
dando lugar al denominado gluten (Rivera y Romo, 1996)..
El gluten está constituido por dos grupos principales de proteínas:
1. Gluteninas, son proteínas insolubles en soluciones salinas y neutras, pero son
solubles o dispersables en soluciones diluidas de ácidos o bases. Cuando se
hidratan, forman una masa muy tenaz y elástica
2. Gliadinas, son proteínas solubles en etanol, y se encuentran en una proporción
superior al 4%. Dan lugar a una masa más fluida, viscosa y poco elástica.
Un balance adecuado de elementos elásticos y viscosos es esencial en la masa. El gluten
puede ser fuerte y difícil de estirar o débil y fácil de estirar. El primero es el preferido para
pan, el último para galletas. Las restantes proteínas de la harina, el 15% de las totales
(dependiendo de su grado de extracción) son principalmente, albúminas y globulinas
(Rivera y Romo, 1996).
23
Las cenizas en la harina están principalmente formadas por potasio, sodio, calcio y
magnesio procedentes básicamente de las capas externas del grano de trigo. El contenido
de cenizas de una harina de trigo galletera es menor que el contenido de cenizas de una
harina de trigo panadero obtenidas por un mismo sistema de extracción (TABLA 11), de
acuerdo a la norma NMX-F-007-1982 se establece que la harina utilizada para panadería
debe contener un 0.55% máximo de cenizas ya que se considera que cenizas superiores a
0.7% no favorecen el desarrollo de la masa fermentada de forma natural, ya que estos
minerales se incrustan en las cadenas de proteínas formando cristalizaciones, por las que
puede existir pérdida de gas y su retención es menor; mientras que el contenido en
harina empleada para galletas puede variar del 0.4-1% (Rivera y Romo, 1996).
TABLA 11. Contenido de cenizas del grano de trigo según su grado de extracción
% de extracción
75% 85% 100%
% cenizas 0.5 1.0 1.5
Fuente: Pomeranz, 1978
1.2.4.5.5 CLASIFICACIÓN Y USO
Para clasificar las harinas se utilizan los siguientes valores:
W. Es la fuerza que tiene la harina.
P/L. Índica el equilibrio de la harina y ayuda a saber qué tipo de trabajo panadero
es más adecuado para cada harina.
Valor P. (Tenacidad). Es la absorción que tiene la harina sobre el agua.
Valor L. (Extensibilidad). Es la capacidad que tiene la harina para ser estirada
cuando se mezcla con agua. La absorción es un dato de mucha importancia en
panificación y depende de la calidad del gluten.
Falling Number. Es para medir indirectamente la actividad alfa-amilásica existente
en la harina.
24
Maltosa. Es el azúcar existente en la harina sobre el que actúa la levadura para
producir gas carbónico durante el proceso de fermentación.
Por consiguiente es necesario relacionar todos los valores y no limitarse a uno solo, ya
que puede darse el caso de que dos harinas tengan el mismo W pero diferente P/L, y por
lo tanto su comportamiento en panificación será muy distinto (Tabla 12-15).
HARINA EXTRAFINA
TABLA 12. Características y usos de la Harina Extrafina
Características Usos
W=270-330
Panes muy ricos y
bollería especial.
P/L=0,9-1,3
P=100-130
L=90-120
Gluten seco= 9-12%
Falling Number= 320-380
seg.
Índice de Maltosa= 2-2,4
Este tipo de harina requiere tener mayor fuerza y extensibilidad así como un mayor índice
de maltosa.
25
HARINA FINA
TABLA 13. Características y usos de la harina fina
Características Usos
W=180-270
Para panes especiales.
Fermentación larga y proceso
frío, de bollería y panadería.
P/L=0,5-0,7
P=50-90
L=100-120
Gluten seco= 0,9-11.5%
Falling Number= 320-380 seg.
Índice de Maltosa= 1,8-2,2
Este tipo de harinas dan lugar a masas fuertes y extensibles, el contenido de gluten
depende del tipo de pan que se va a realizar, también se emplean para procesos en frío.
HARINA SEMIFINA
TABLA 14. Características y usos de la harina semifina
Características Usos
W=110-180
Para procesos medios y
largos de fermentación.
Croissant, hojaldres y
bizcochos.
P/L=0,4-0,6
P=40-65
L=100-120
Gluten seco= 8-11%
Falling Number= 27-330 seg.
Índice de Maltosa= 1,8-2,2
Este tipo de harinas son dan masas de mediana fuerza, bastante extensibles y con gluten
poco tenaz.
26
HARINAS SUAVES (GALLETERAS)
TABLA 15. Características y usos de las harinas suaves (galleteras)
Características Usos
W=80-110 Para panificaciones muy rápidas
y muy mecanizadas. Con una
Fermentación máxima de 90 minutos
También se pueden usar para
magdalenas y otras elaboraciones
abizcochadas.
P/L=0,2-0,3
P=30-40
L=60-75
Gluten seco= 7-9%
Falling Number= 250-300 seg.
Índice de Maltosa= 1,6-1,8
Fuente: CANIMOLT, 2007.
Las harinas galleteras tienen la característica de dar lugar a masas flojas, con poca fuerza y
elasticidad así como un bajo índice de maltosa y gluten, ya que no requieren esponjar, ni
aumentar el tamaño del producto final.
De las tablas anteriores podemos resumir que en general las harinas forman masas fuertes
con gran absorción y elasticidad que dan lugar a productos de panadería que requieren
esponjar durante la fermentación a diferencia de las harinas galleteras que forman masas
menos fuertes, elásticas y que no requieren de fermentación.
Las galletas son un alimento de alto consumo en la población en general, debido a su alta
disponibilidad, son fáciles de digerir y debido a que están elaboradas a partir de cereales
(los cuales se deben consumir como parte de una dieta adecuada) proporcionan energía a
través de los carbohidratos, también contienen vitaminas y minerales; y además, los
cereales nos aportan fibra.
27
1.3 GALLETAS
1.3.1 DEFINICIÓN, ELABORACIÓN Y FUNCIÓN DE LOS INGREDIENTES
En general, las galletas son los productos que se elaboran de trigo suave y se caracterizan
por una fórmula alta en azúcar, grasa y relativamente baja en agua. Debido a que la
diversidad de galletas es muy amplia, la Dirección General de Normas las ha definido en la
norma NMX-F-006-1983 como: El producto elaborado con harinas de trigo, avena,
centeno, harinas integrales, azúcares, grasa vegetal y/o aceites vegetales comestibles,
agentes leudantes, sal yodatada; adicionados o no de otros ingredientes y aditivos
alimenticios permitidos, los que se someten a un proceso de amasado, moldeado y
horneado. Las funciones de los principales ingredientes utilizados en la elaboración de
galletas se muestran en la tabla 16.
TABLA 16. Principales ingredientes y funciones que se combinan para formar la galleta
Ingredientes Función
Harina Proporciona forma y cuerpo. En combinación con los demás ingredientes
darán las características sensoriales deseadas en el producto.
Agua Constituye el vehículo disolvente de algunos ingredientes. Da plasticidad a
la masa.
Azúcar Da características de dulzura. Tiene efecto ablandador en las proteínas de
la harina. Promueve la suavidad del producto.
Grasa Influye en la textura, mejora el sabor e interviene en la fineza de la miga y
la corteza.
Agentes
leudantes Airea la pasta haciéndola ligera y porosa.
Fuente: Cuahonte, 2001
28
Las condiciones de proceso más importantes son: el amasado y el horneado. En forma
general el amasado es una de las variables de mayor contribución en la calidad final del
producto ya que si se realiza a una baja velocidad y tiempo de amasado el esfuerzo
cortante será suficiente para la incorporación de ingredientes, para que se lleve a cabo la
absorción de agua y la interacción con los lípidos, sin embargo, el utilizar demasiada
energía y tiempo de amasado dará como resultado una alta incorporación de aire, así
como una despolimerización del almidón y modificaciones estructurales en los lípidos lo
que propiciará la expansión y formación de gluten, sin embargo el tipo de impulso y
tiempo de amasado dependerán en gran medida de las modificaciones en cuanto a la
formulación que se realice.
En el horneado se funde el azúcar, dando más fluidez a la masa, permitiendo que ésta se
esponje y se expanda en todas direcciones por efecto de la gravedad hasta que la
viscosidad del sistema se hace excesiva, presumiblemente como efecto de la falta de
gelificación del almidón.
Si esta condición no es controlada, se podrán presentar grietas en las galletas, debido a la
cristalización superficial del azúcar que retendrá el agua proporcionaba moldeabilidad a la
superficie, por lo tanto se secará y romperá (Manley, 1989).
1.3.1.1 AGUA
Es un ingrediente particular en las masas de galletería. Es un aditivo en el sentido de que
es una sustancia no nutritiva, pero es más bien un catalizador ya que permite que se
produzcan cambios en otros ingredientes, tanto para formar una masa como para
producir una textura rígida después de cocer. Toda el agua añadida a la masa es eliminada
en el horno, pero la calidad del agua utilizada puede tener su comportamiento en la masa
(Manley, 1989).
1.3.1.2 BICARBONATO DE SODIO
En presencia de humedad, el bicarbonato sódico reaccionará con cualquier sustancia
ácida, produciendo anhídrido carbónico, al formarse la correspondiente sal sódica y agua.
En ausencia de sustancias ácidas al calentarse, el bicarbonato liberará algo del dióxido de
29
carbono y permanecerá como carbonato sódico. Como muchos ingredientes, incluyendo
la harina, tienen reacción ácida, suele resultar conveniente utilizar bicarbonato sódico
para ajustar el pH de la masa y de las piezas resultantes (Manley, 1989).
1.3.1.3 GRASA
En las masas tiene una función de antiaglutinante y funciones de textura, de forma que las
galletas resultan menos duras de lo que serían sin ellas.
Durante el amasado hay una competencia por la superficie de la harina, entre la fase
acuosa y la grasa. El agua o disolución azucarada, interacciona con la proteína de la harina
para crear el gluten que forma una red cohesiva y extensible. Cuando algo de grasa cubre
la harina, esta estructura es interrumpida y en cuanto a las propiedades comestibles,
después del procesamiento, resulta menos áspera, más fragmentable y con más tendencia
a deshacerse en la boca. Si el nivel de grasa es alto, la función lubricante en la masa es tan
pronunciada que se necesita muy poca agua para conseguir la consistencia deseada, se
forma poco gluten y el hinchamiento del almidón y la gelificación se reducen también
resultando en una textura muy blanda. Cuando el nivel de azúcar es alto, la grasa se
mezcla en el horno con la disolución azucarada impidiendo que se transforme en una
masa vítrea y dura al enfriarse (Manley, 1989).
1.3.2 CLASIFICACIÓN
La diversidad de galletas producidas es bastante amplia; varían no solamente en la
fórmula, sino también en el tipo de fabricación. De acuerdo a la manera en la que se
fabrican las galletas se pueden clasificar de la siguiente manera:
Galleta de moldeadores – rotativos
En el sistema de moldeadores rotativos, la masa con cantidad de agua limitada (20%) es
forzada por un rodillo en los moldes de otro rodillo formador. Los pedazos de masa
moldeados caen por simple gravedad de una banda que alimenta al homo. La consistencia
30
de la masa debe ser tal que alimentará la hendidura en su totalidad, y se pueda extraer de
la cavidad sin ser deformada. Durante el cocimiento, la galleta no deberá esponjarse ni
diseminarse. Cualquier movimiento deformará el diseño estético de la galleta. (Manley,
1983).
Las fórmulas para las galletas de molde rotativo son caracterizadas por un contenido alto
de azúcar, grasa y cantidades muy bajas de agua (<20 con base en la harina e incluyendo
la humedad en la harina). La masa típica para este tipo de galletas es desmenuzable,
grumosa, y rígida, virtualmente con ninguna elasticidad. La galleta no esparce durante el
cocimiento a causa de su contenido bajo de agua, razón por la cual se requiere menos
energía para eliminarla durante el cocimiento. Las galletas de molde rotativo son
económicas para producir. (Manley, 1983). Un ejemplo son las galletas Marías.
Galletas de troquelado o estampado
En este sistema, la masa es progresivamente laminada con rodillos hasta lograr el grosor
deseado para posteriormente ser troquelada o cortada con un sistema rotativo o de
prensado que además proporciona un estampado. La masa para galletas producidas por
este sistema generalmente contiene más agua que las moldeadas por el sistema de
moldeado rotativo ya que generalmente es laminada hasta grosores de solamente 3 mm.
Los ejemplos típicos son las galletas de animalito, jengibre, etc. El contenido de azúcar es
relativamente bajo comparado con el nivel de la mayoría de las galletas. La masa se
expande durante el cocimiento de este tipo de galleta. (Manley, 1983).
Galletas de corte de alambre
La masa de galletas formadas y cortadas con alambre tiene propiedades similares a la del
sistema de troquelado, pero son formadas por medio de un extrusor y cortadas con un
sistema de alambre. La masa es forzada a través de un orificio por medio de un par de
rodillos. El orificio o dado de salida tiene la forma de la galleta deseada y el sistema de
corte lo constituye un alambre cuya velocidad de rotación o movimiento da al grosor del
pedazo de masa moldeada. Una fórmula típica, con base en el peso de la harina, puede
31
contener 50 - 75% de azúcar, 50-60% de grasa, y hasta 15% de huevo. El corte del alambre
forma galletas las cuales al cocerse se esponjarán y esparcirán, pero el tamaño final de la
galleta es determinado por la fórmula y la harina usada. Además de galletas comunes se
les pueden adicionar chispas de chocolate, en diferentes formas o barras que pueden ser
estrujadas y cortadas con el alambre (Manley, 1983). Un ejemplo de este tipo son las
galletas tipo polvorón o las galletas chokis.
Se elaboraron galletas por medio de moldeado rotativo, ya que este tipo de galletas son
económicas de producir y de esta forma pueden estar al alcance de toda la población,
además que las galletas representan un buen vehículo para mejorar la nutrición de la
población, ya que al complementar el trigo con harina de amaranto resultará en un
producto de mayor calidad y que además sea aceptable para el consumidor.
1.3.3 PRODUCCIÓN Y CONSUMO
Las galletas son consumidas por personas de todas las edades; debido a que son un
producto altamente disponible y que se puede ingerir a cualquier hora del día. En la Tabla
17 se muestran datos de consumo nacional, producción, y consumo per cápita, los cuales
sustentan la aceptación de este tipo de productos.
TABLA 17. Producción y consumo de galletas en México
Volumen
(miles de toneladas)
Precio por tonelada
($USDA)
Consumo Nacional 626
Producción Nacional 619 2,460
Importación 9.0 2,650
Exportación 2.0 5,967
Consumo per cápita anual 5.9 kg.
Fuente: CANIMOLT, 2007
32
1.3.4 CALIDAD DE LAS GALLETAS
1.3.4.1 FACTOR GALLETERO
Dentro del método se establece que la calidad de las galletas se determina tomando en
cuenta el ancho (W), el grosor (T), y la proporción W/T (factor de expansión o factor
galletero). Este método predice la calidad general de la harina de trigo blando para la
producción de galletas y productos de pastelería contemporánea. La alta calidad de la
harina de repostería se suele asociar con un mayor diámetro en las galletas. El método
también es útil para evaluar otros tipos de harina, harina de varios tratamientos, y otros
factores, tales como ingredientes, que afectan a la geometría (Kaldy, 1987).
El método AACC 10-54D es el más empleado para evaluar las propiedades funcionales de
las harinas suaves para la elaboración de galletas. Este método determina el factor
galletero (altura y diámetro), siguiendo un proceso de elaboración estandarizado. Después
de elaborar la masa, la misma se divide en cinco porciones las cuales se laminan bajo
condiciones estandarizadas de tal manera que el grosor de la lámina sea uniforme. De
cada una de las porciones se obtiene, con un molde redondo, una galleta con un diámetro
de 65 mm. Posteriormente, las galletas se hornean por 11 minutos a 204°C y se dejan
enfriar a temperatura ambiente. El grosor o altura promedio de las galletas se mide
después de sobreponer las cinco galletas. Para medir el diámetro, promedio se sigue el
procedimiento, de girar 90° cada galleta 3 veces sacando un valor promedio y sumando
los 5 promedios obtenidos. La división de diámetro/altura, da por resultado el factor de
expansión o factor galletero. Las harinas con mejor funcionalidad para galletas presentan
mayores valores de expansión que las harinas de inferior calidad (Domínguez, 1999).
1.3.5 VALOR NUTRITIVO
Las galletas son alimentos de gran valor energético debido a su alto contenido en hidratos
de carbono y grasas. Aportan una media de 450 calorías por cada 100 gramos, por lo que
son un complemento adecuado de desayunos, almuerzos o meriendas, teniendo en
33
cuenta la cantidad de consumo. Su ingesta resulta adecuada como aporte energético extra
en situaciones de desgaste físico que así lo requieren (Consumer Eroski, 2010).
Por otra parte, debido a que las galletas son elaboradas a partir de harinas refinadas, esto
las hace deficientes en nutrientes tales como proteínas, minerales y fibra; por lo tanto,
complementar las galletas con harina integral de amaranto permitirá obtener alimentos
de bajo costo y fisiológicamente adecuados que contengan mejores niveles de proteínas,
aminoácidos, fibra y minerales necesarios para satisfacer los requerimientos nutricionales
de la población en general.
34
II. DESARROLLO EXPERIMENTAL
2.1 OBJETIVOS
2.1.1 OBJETIVO GENERAL
Desarrollar una formulación para la elaboración de una galleta que tenga como uno de sus
ingredientes principales harina de amaranto para que mejore su calidad nutrimental.
2.1.2 OBJETIVOS PARTICULARES
1. Determinar la composición de la harina de amaranto y trigo que se utilizarán como
materias primas mediante un análisis químico proximal.
2. Evaluar diferentes formulaciones con mezclas de harinas de amaranto y trigo por
medio de pruebas reológicas y calidad galletera para elegir la mejor.
3. Evaluar la calidad nutrimental de las galletas elaboradas con la formulación
escogida del objetivo anterior mediante su perfil de aminoácidos.
4. Evaluar las galletas elaboradas con la formulación escogida por medio de una
prueba sensorial de nivel de agrado para determinar la aceptación del consumidor.
35
2.2 MATERIALES Y MÉTODOS
2.2.1. MATERIAL BIOLÓGICO
Se utilizó amaranto especie Amaranthus hypochondriacus, variedad Tulyehualco cosecha
2010; comprado en Santiago Tulyehualco. También se utilizó harina de trigo comercial
marca Selecta®.
2.2.2 PREPARACIÓN DE LA MUESTRA
El grano de amaranto fue sometido a molienda en un molino de martillos marca Pertner
Laboratory Mill 3100, que cuenta con una criba 120 serie Tyler. La muestra molida se
conservó a 4°C hasta su uso.
Figura 7. Molino Pertner Laboratory Mill 3100
2.2.3 ANÁLISIS QUÍMICO PROXIMAL
Se realizó un Análisis Químico Proximal a las materias primas, harina de amaranto y harina
de trigo, a las cuales se les aplicaron las siguientes pruebas: humedad, cenizas, lípidos,
proteína y fibra de acuerdo a los métodos propuestos por la AOAC (2000) y carbohidratos
por diferencia.
36
2.2.3.1 DETERMINACIÓN DE HUMEDAD
Se determinó el contenido de humedad por el método de secado por estufa; el cuál se
basa en la pérdida de peso de la muestra por evaporación del agua. El resultado se
expresó como porcentaje de humedad.
Donde:
w1= Peso de la muestra (g)
w2= Peso de la muestra húmeda (g)
w3= Peso de la muestra seca (g)
2.2.3.2 DETERMINACIÓN DE EXTRACTO ETÉREO
El contenido de grasa se determinó por el método Soxhlet; el cual consiste en una
extracción semicontinua con un disolvente orgánico, el disolvente se calienta, se volatiliza
y condensa goteando sobre la muestra la cual queda sumergida en el disolvente. El
contenido de grasa se cuantifica por diferencia de peso. El resultado se expresó como
porcentaje de grasa extraíble.
Donde:
W1= peso de la muestra (g) antes de la desecación
W2= peso del matraz sin grasa (g)
W3= peso del matraz con grasa (g)
2.2.3.3 DETERMINACIÓN DE PROTEÍNA
Se determinó el contenido de proteína por el método de micro-Kjeldahl; el cual se basa en
la determinación de la cantidad de nitrógeno orgánico contenido en la muestra y
comprende dos etapas:
37
a) La hidrólisis de la materia orgánica bajo calentamiento en presencia de ácido sulfúrico concentrado.
b) La cuantificación de la cantidad de amoniaco obtenida de la muestra
Donde:
V1= Volumen de HCl gastado en la muestra (ml)
V2= Volumen de HCl gastado en el blanco (ml)
N= Normalidad del HCl
W= Peso de la muestra (g)
F= Factor de conversión de nitrógeno a proteína (Amaranto: 5.87; Trigo: 5.7)
2.2.3.4 DETERMINACIÓN DE FIBRA CRUDA
La determinación de fibra se hizo mediante el método de Wendee, el cual establece qué la
fibra cruda es la pérdida de masa que corresponde a la incineración del residuo orgánico
que queda después de la digestión con soluciones de ácido sulfúrico e hidróxido de sodio
en condiciones especÍficas. El resultado se expresó como % de fibra cruda.
Donde:
W1 = Peso del papel filtro a 130° (g)
W2 = Peso del papel filtro con residuos secos a 130° (g)
W3 = Peso del crisol vacio (g)
W4 = Peso del crisol después de la incineración (g)
W5= Peso de la muestra previamente desengrasada (g)
38
2.2.3.5 DETERMINACIÓN DE CENIZAS
El contenido de cenizas totales se determinó por incineración, en este método se obtiene
el residuo inorgánico resultante de la calcinación e incineración de la materia orgánica a
530 °C. El resultado se expresó como porcentaje de cenizas totales.
Donde:
W1= Peso de la muestra (g)
W2= Peso del crisol sin muestra (g)
W3= Peso del crisol con las cenizas (g)
2.2.3.6 DETERMINACIÓN DE CARBOHIDRATOS
El contenido de carbohidratos se determinó por diferencia.
2.2.4 ELABORACIÓN DE GALLETAS
Método de moldeado rotativo. Para elaborar las galletas, se utilizaron las siguientes
formulaciones:
Formulación % Amaranto
(p/p) % Trigo (p/p)
1 100 -
2 90 10
3 80 20
4 70 30
39
Una vez obtenidas las mezclas de harinas con las formulaciones propuestas, se usaron los
siguientes ingredientes en los porcentajes señalados a continuación:
%
Mezcla de harina 47.85
Crema 40.79
Alta fructosa 0.72
Bicarbonato 0.12
Agua 10.53
Una vez pesados los ingredientes, se estableció el siguiente procedimiento:
Diagrama de elaboración de galletas Gruma ®
40
Para llevar a cabo los mezclados se utilizó un micro mezclador cookie test marca National
Manufacturing Company, en el cual primero se mezcló el agua, con el jarabe de alta
fructosa y el bicarbonato, dicha mezcla se agregó a la crema y se procedió a mezclarlo
todo por 1 minuto. Una vez mezclados dichos ingredientes se procedió a agregar la harina
y se mezcló por 30 segundos.
Figura 8. Cookie Test
Una vez obtenida la masa se colocó en una charola metálica, para después laminar y
cortar al tamaño deseado. Posteriormente se hornearon las galletas a una temperatura
de 204°C por 11 minutos en un horno de columpio.
Figura 9. Horno de columpio
2.2.5 PRUEBAS DE CALIDAD DE LAS HARINAS
2.2.5.1 PRUEBAS REOLÓGICAS
A continuación se presentan los procedimientos utilizados y los parámetros evaluados
durante las determinaciones reológicas realizadas a las harinas.
41
2.2.5.1.1 FARINÓGRAFO
Se determinó el tiempo de desarrollo (min), tiempo de ruptura (min), absorción de agua
(%), estabilidad (min), índice de tolerancia al amasado (FU) y la consistencia (FU)
utilizando un farinógrafo–E Brabender (Figura 10).
Figura 10. Farinógrafo-E Brabender
DEFINICIONES
· Absorción de agua (de una harina): Volumen de agua necesario para obtener, en el
farinógrafo, una masa con una consistencia máxima de 500 UF (Unidades Farinográficas).
Se expresa en mililitros por 100 g de harina, con un contenido de humedad de 14 g /100 g.
· Consistencia: La resistencia de una masa a ser amasada en el farinógrafo a una velocidad
constante establecida. Se expresa en unidades arbitrarias (Unidades Farinográficas o UF).
· Curva de absorción: Curva obtenida en el farinógrafo, previamente a la normal, con el fin
de determinar la cantidad de agua que necesita absorber la harina para que se obtenga en
el farinógrafo una masa de una consistencia de 500 UF ± 20 UF, es decir que pase por el
centro de la porción de la curva que tiene pendiente cero, la línea de 500 UF.
· Curva normal o farinograma: Curva obtenida en el farinógrafo al agregar, de una sola
vez, la cantidad de agua determinada en la curva de absorción a la cantidad de harina
especificada. Incluye el tramo de la curva obtenido durante 12 minutos, luego que
comienza a disminuir la consistencia de la masa.
42
· Tiempo de desarrollo de la masa: Tiempo transcurrido entre el instante en que comienza
el agregado de agua y el instante en que se alcanza la consistencia máxima. Se expresa en
minutos.
· Estabilidad: Diferencia de tiempo entre el punto en que la parte superior de la curva
alcanza, por primera vez, la línea de 500 UF y el punto en que la deja. Se expresa en
minutos, con aproximación de 0,5 minutos.
· Aflojamiento de la masa: Diferencia entre el centro de la curva en el punto en que
comienza la declinación y el centro de la curva 12 minutos después de éste. Se expresa en
Unidades Farinográficas. Si aparecen 2 picos se considera a partir del segundo.
· Unidad Farinográfica (UF): Corresponde a un momento de torsión de 100 g x cm, medido
en el eje de la amasadora
Para poder llevar a cabo la prueba, es necesario determinar el contenido de humedad, ya
que ésta influye en la capacidad de absorción de agua de la harina. El contenido de
humedad se determinó por el método de secado por estufa, utilizando la estufa
Brabender MT-C por 1 hora, agregando aproximadamente 10 gramos de la muestra a
analizar.
Una vez conocida la humedad de la harina, introducir el dato en el programa del control
del farinógrafo, el cuál indicara la cantidad de harina que se debe agregar a la mezcladora
(300g aproximadamente). Agregar la harina y encender el equipo; cuando la gráfica se
aproxime a un minuto se añade el porcentaje de agua requerido de acuerdo a su
absorción, el agua debe estar a una temperatura de 30±0.2 °C con ayuda de una bureta.
Cuando la masa se empiece a formar, se debe retirar de las paredes de la mezcladora la
masa pegada, introduciendo por los espacios de la cubierta de la mezcladora una espátula
de plástico. Observando el farinograma y de acuerdo a la curva que se forma se puede
agregar más agua para que la curva alcance las 500 unidades farinográficas UF.
Una vez terminada la prueba que tiene una duración de 12 minutos, se procede a limpiar
la mezcladora.
43
2.2.5.1.2 ALVEÓGRAFO
Se utilizó un alveógrafo Chopin , el cual determina el parámetro fuerza (W), la tenacidad
de la harina (P) la extensibilidad de la masa (G) y con estos datos calcula el índice de
elasticidad (P/G). Este alveógrafo se compone de tres elementos (figura 11): la mezcladora
para la preparación de masa, la cámara de fermentación y la registradora de la curva
(Alveolink).
Figura 11. Alveógrafo Chopin
La temperatura de la mezcladora y del alveógrafo debe estar a 24±0.2°C. Se debe conocer
el contenido de humedad de la harina a analizar y según sea éste se le agrega una solución
salina (cloruro de sodio al 2.5%), de acuerdo a una relación establecida, en la cual
mientras menor sea la humedad de la harina se agrega mayor cantidad de solución salina.
Para operar el instrumento se pesan 250 gramos de harina y se colocan en la mezcladora.
Se adiciona la solución salina con ayuda de una bureta. Después de mezclar un minuto, se
detiene el motor y se separa con una espátula la masa que esté pegada en las paredes de
la mezcladora. Se vuelve a encender y se mezcla por 6 minutos más.
Después de este tiempo se detiene la mezcladora, se abre la compuerta de extrusión y se
recibe la muestra en un pequeño plato. Se obtienen 5 pedazos y se hace pasar un rodillo
por encima de estos. Una vez uniformado el grosor de las muestras se cortan con ayuda
de un cortador circular, se colocan los cinco pedazos en la cámara de fermentación del
alveógrafo y se deja reposar durante 28 minutos.
44
Transcurrido el tiempo se coloca la primera muestra en el plato para la formación de la
burbuja. Se abre la válvula hidrostática y se deja pasar aire hasta que reviente la burbuja;
se repite para todas las muestras.
Al momento de abrir la válvula hidrostática, la registradora dibuja la gráfica conforme la
deformación de la burbuja y los valores obtenidos. Una vez dibujadas las cinco gráficas
junto con los valores de los parámetros establecidos, se obtiene la media de estas y se
procede al cálculo de fuerza e índice de elasticidad.
2.2.6 PRUEBAS DE CALIDAD DE LAS GALLETAS
2.2.6.1 FACTOR GALLETERO
Se determinó el diámetro, altura y factor galletero de acuerdo a lo establecido en el
método AACC 10-50.05 (AACC, 2005), el procedimiento se describe a continuación.
Una vez elaboradas las galletas, se dejaron enfriar 15 minutos. Posteriormente con ayuda
de un vernier digital se midió la altura y diámetro de las galletas en 5 puntos diferentes.
Con los datos obtenidos se obtuvo el promedio de diámetro y altura, siendo la relación de
estos dos parámetros el factor galletero.
2.2.7 DETERMINACIÓN DE LA CALIDAD NUTRIMENTAL DE LA GALLETA
2.2.7.1 DETERMINACIÓN DE TRIPTÓFANO
El triptófano se determinó por un método colorimétrico, de acuerdo a lo propuesto por
Roa et al., (1974).
Para la determinación del contenido de triptófano de las proteínas, las alícuotas que
contienen cantidades conocidas de proteínas se dispersa en un matraz Erlenmeyer junto
con 1ml 5M de NaOH. Los matraces fueron sellados e incubados a 110 ° C durante 18 hr.
El contenido de triptófano de los hidrolizados alcalinos se determinaron
colorimétricamente por el método de Spies y Cámaras, modificado por Rama Rao et al.
El contenido de triptófano fue expresado como g/100g de proteína y fue comparado con
el patrón de referencia de la FAO/WHO (1991). El cálculo de triptófano se calcula como a
continuación se describe:
45
2.2.7.2 PRUEBA DE PERFIL DE AMINOÁCIDOS
Se realizó mediante cromatografía de líquidos de alta resolución (HPLC) basándose en lo
propuesto por Vázquez-Ortiz et al., (1995).
2.2.7.3 ANÁLISIS QUÍMICO PROXIMAL
Se realizó un Análisis Químico Proximal a la galleta elaborada con la formulación escogida,
a la cual se le aplicaron las mismas pruebas que a la materia prima.
2.2.8 EVALUACIÓN SENSORIAL
Se realizó una prueba sensorial de nivel de agrado, a la galleta elaborada con la mejor
formulación. La cual se eligió mediante los resultados de las pruebas reológicas y de
calidad galletera.
Se utilizó una escala no estructurada (llamada hedónica), sin mayores descriptores que los
extremos de la escala, en los cuales se puntualiza las características de agrado. Esta escala
debe contar con un indicador del punto medio, a fin de facilitar al juez consumidor la
localización en un punto de indiferencia a la muestra.
Dicha prueba se llevó a cabo con 100 jueces no entrenados, pidiéndoles que probaran la
galleta y marcaran sobre una escala no estructurada su nivel de agrado (anexo 7)
2.2.9 ANÁLISIS ESTADÍSTICO
Todas las pruebas se realizaron por triplicado, obteniendo promedio, desviación estándar
y coeficiente de variación. Para el análisis de los promedios se utilizó la prueba de rango
múltiple t- student.
46
III. RESULTADOS Y DISCUSIÓN
3.1 ANÁLISIS QUÍMICO PROXIMAL DE LA MATERIA PRIMA
Se analizó la materia prima, harina de amaranto y trigo, para determinar su composición
química y saber si la harina de amaranto tenía mayor cantidad de proteína y fibra que la
del trigo, lo cual podría ayudar a mejorar su calidad nutrimental. Los resultados se
muestran en la tabla 18.
Tabla 18. Análisis químico proximal de las harinas de amaranto y trigo que serán usadas
como materia prima
Muestra %Proteína %Humedad %Grasa %Fibra %Cenizas %CHOS*
Harina de
Trigo
7.17a* 14.99 a 0.74 a 2.01 a 0.73 a 74.36 a
Harina de
Amaranto
11.95b 8.45 b 7.24 b 4.62 b 2.61 b
65.13 b
Diferentes letras entre renglones indican diferencia estadísticamente significativa (P ≤0.05)
*OBTENIDA POR DIFERENCIA
Se observó que la harina de trigo y la harina de amaranto, cuentan con diferencias
estadísticamente significativas ((P ≤0.05) en todos los parámetros evaluados. Destaca el
mayor porcentaje de proteína y grasa en amaranto, los cuales se sabe presentan un
balance adecuado de aminoácidos esenciales y ácidos grasos respectivamente, mejores
que los del trigo (Pedersen et al., 1987). Además, tiene un mayor porcentaje de fibra; la
cual ayuda a acelerar el tránsito intestinal, permite eliminar el colesterol y ciertas sales
biliares, disminuye la cantidad de glucosa y de ácidos grasos en la sangre y procura un
medio favorable al desarrollo de ciertas bacterias del colon, que producen sustancias
47
útiles para el organismo y también tiene un mayor contenido de minerales (Guía de
Nutrición y Salud, 2008).
Por otra parte, cabe destacar que en la elaboración de la harina de trigo se lleva a cabo un
acondicionamiento, en el cuál se aumenta el contenido de humedad del grano a cerca de
14%, así como la eliminación del salvado para obtener harinas blancas, es por eso que en
el trigo, el contenido de humedad es alto y el de fibra y cenizas es muy bajo. En cambio, la
harina de amaranto se elaboró con la semilla completa y sin tener un acondicionamiento,
es por eso que muestra un bajo contenido de humedad y valores elevados de fibra y
cenizas (Saunders & Becker, 1984; Mujica et al., 1997).
Todo esto permitió concluir que, la harina de amaranto podría usarse para complementar
y mejorar la calidad nutrimental de las galletas que se elaboraran con estas materias
primas.
3.2 PRUEBAS REOLÓGICAS
Para la preparación de las galletas se propusieron diferentes formulaciones con mezclas
de harina de amaranto y trigo (Tabla 19), en las cuales se propuso como mínimo, un 70%
de amaranto para que se lograra aumentar la calidad nutrimental del producto final.
Tabla 19. Formulaciones propuestas para elaborar galletas con mezclas de harinas de
amaranto y trigo para mejor su calidad nutrimental
Formulación % Amaranto
(p/p) % Trigo (p/p)
1 100 -
2 90 10
3 80 20
4 70 30
48
Para evaluar la calidad de la masa que se obtenía con las diferentes formulaciones
propuestas y seleccionar la mejor se utilizó el farinógrafo (anexo 1). Los resultados
obtenidos (Tabla 20), mostraron que todas las formulaciones tuvieron una absorción de
agua estadísticamente (P≤0.05) igual al control (100% HT), en la consistencia de las masas
las formulaciones 80% HA – 20% HT y 70% HA – 30%HT fueron similares al control y por
último al analizar la estabilidad de la masa resultante de cada formulación, únicamente la
elaborada con 80%HA-20%HT no presentó diferencia significativa (P≤0.05) con el
resultado obtenido para la harina 100% HT.
Tabla 20. Resultados de pruebas reológicas realizadas a las diferentes formulaciones
propuestas para la elaboración de galletas
Harina Consistencia (UF) Absorción de
agua
Estabilidad
100% Trigo 505 a 56.9 a 2.8 a
100% Amaranto 298 b 65.9 a 0.6 b
90% HA –10% HT 419 c 65 a 3.5 c
80%HA – 20% HT 502 a 65.1 a 2.4 a
70%HA - 30% HT 543a 66.4a 1.2d
*Diferentes letras entre renglones indican diferencia estadísticamente significativa (P ≤0.05). HA-harina de amaranto y HT-harina de trigo.
Por lo tanto, la formulación con mejores características de su masa fue la formulación 80%
amaranto 20% trigo, por lo que se podría esperar que con esta formulación se obtuvieran
galletas de mejor calidad.
49
3.3 PRUEBAS DE CALIDAD GALLETERA
Una vez analizada la calidad de las masas de las diferentes formulaciones propuestas, se
elaboraron galletas con todas ellas como se indica en el diagrama de proceso, para evaluar
su calidad galletera, tomando como referencia o control los datos obtenidos de la galleta
hecha con 100% trigo. En los resultados (Tabla 21) se pudo observar que el factor galletero
de las formulaciones con amaranto es diferente al del control y esta diferencia es
estadísticamente significativa (P≤ 0.05).
Tabla 21. Resultados de la calidad galletera de los productos elaborados con las diferentes
formulaciones propuestas
*Diferentes letras entre renglones indican diferencia estadísticamente significativa (P ≤0.05)
También se observó que la galleta elaborada con 100% harina de amaranto tenía
diferencias estadísticamente significativas (P ≤0.05), en todos los parámetros evaluados,
con el control; esto probablemente ocurrió porque la harina de amaranto carece de
gluten y la masa que produce es más fuerte (Schnetzler & Breene, 1994). Para mejorar su
calidad galletera se agregó harina de trigo, siendo 70% de harina de amaranto el mínimo
empleado, para garantizar un aumento en la calidad nutrimental (Sánchez, 1983).
Muestra Diámetro (cm) Altura (cm) Factor Galletero
100% Trigo 7.974 a 0.944 a 8.447 a
100% Amaranto 6.583 b 1.231 b 5.348 b
90%A – 10% T 6.763 b 1.133 bc 5.969 bc
80% A – 20% T 6.951 ab 1.207 b 5.759 bc
70% A – 30% T 6.741 b 1.018 ac 6.622 c
50
De las formulaciones con trigo y amaranto sólo las que tuvieron 80% y 70% de amaranto
fueron estadísticamente (P ≤0.05) iguales al control, al menos en un parámetro de los
evaluados. Las diferencias en cuanto al diámetro y el factor galletero se deben
probablemente a la poca elasticidad de la masa que contiene amaranto, que impidió la
correcta expansión de la galleta, reflejándose en una mayor altura y menor diámetro en
las formulaciones con harina de amaranto que en el control; dando como resultado un
menor factor galletero. A pesar de estas diferencias, se observó que la formulación 80%
amaranto – 20% trigo tuvo un diámetro que no fue estadísticamente diferente (P ≤0.05) al
de la galleta 100% trigo y su factor galletero es de los más altos y parecidos al del control.
Esto quiere decir que, como se suponía por los resultados de la calidad de las masas, la
galleta con mejores características fue la elaborada con 80% de amaranto.
3.4 ANÁLISIS QUÍMICO PROXIMAL
Una vez realizadas las pruebas reológicas y de calidad galletera, se realizó un análisis
químico proximal a todas las formulaciones elaboradas (Tabla 22) para sustentar mejor la
decisión de cuál sería la mejor formulación (basada en el análisis químico proximal y la
calidad galletera). Los resultados se muestran en la tabla 22:
TABLA 22. Resultados del análisis químico proximal realizado a las galletas elaboradas con
las diferentes formulaciones propuestas.
Muestra %Proteína %Humedad %Grasa %Cenizas %CHOS
Galleta 100% Trigo
4.39a* 4.12 a 22.70 a 1.52 a 67.27 a
Galleta 100% Amaranto
6.72b 3.82 ab 22.87 a 2.57b 64.02 a
Galleta 90%Amaranto-
10%Trigo 6.15 bc 3.53 ab 23.18 a 2.39 b 64.75 a
Galleta 80%Amaranto-
20%Trigo 5.51c 2.79c 24.57 a 2.35 b 62.49 a
Galleta 70%Amaranto-
30%Trigo 4.79 a 3.36ab 24.79 a 2.39 b 64.67 a
*Diferentes letras entre renglones indican diferencia estadísticamente significativa (P ≤0.05)
51
Se observó que todas las formulaciones con amaranto tuvieron un mayor porcentaje de
minerales y proteína, mientras que el porcentaje de grasa y carbohidratos no muestran
diferencias significativas (P ≤0.05) con la galleta control. El contenido de grasa es similar
en todas las formulaciones porque, además de la que contienen las harinas de amaranto o
trigo, se adicionó grasa vegetal (tabla 23) en la misma proporción a todas las
formulaciones para mejorar su textura y sabor.
TABLA 23 Formulaciones empleadas para la elaboración de galletas
Formulación % Harina %Crema %Alta
fructosa %Bicarbonato %Agua
100%HT 47.85 40.79 0.72 0.12 10.53
100%HA 47.02 40.07 0.82 0.14 11.96
90%HA-10%HT 47.10 40.15 0.81 0.13 11.81
80%HA-20%HT 47.25 40.28 0.79 0.13 11.55
70%HA-30%HT 47.37 40.38 0.77 0.13 11.35
Las formulaciones 100%HA, 90%HA-10%HT y 80%HA-20%HT tienen un porcentaje de
proteína mayor al control, que era lo que se quería para poder mejorar la calidad
nutrimental de la galleta; mientras que la formulación 70% HA – 30% HT tiene un
porcentaje de proteína estadísticamente igual al control (P ≤0.05), debido a estos
resultados, se descartó esta última formulación. Por otra parte, las formulaciones con
100% y 90% de amaranto, aunque tienen el mayor porcentaje de proteína, la calidad de
las galletas que se elaboran es mala como se observó en las pruebas de calidad galletera.
En base a estos resultados, junto con los parámetros reológicos y de calidad galletera
expuestos previamente, se seleccionó la formulación 80%HA-20%HT como la mejor,
3.5 ANÁLISIS QUÍMICO PROXIMAL DE LA MEJOR FORMULACIÓN
Una vez seleccionada la mejor formulación, se realizó una comparación con una galleta
comercial de su composición química mediante un análisis químico proximal (tabla 24).
52
Tabla 24. Comparación del Análisis Químico Proximal realizado a la mejor formulación
escogida y una galleta comercial
Muestra %Proteína %Humedad %Grasa %Fibra %Cenizas %CHOS
Galleta 80%Amaranto-
20%Trigo
5.51a 2.79 a 24.57 a 2.29 a 2.35 a 62.49 a
Galleta Comercial 4.12 b
3.80 b
23.25 a
0.32 b 0.98 b 67.53 b
*Diferentes letras entre renglones indican diferencia estadísticamente significativa (P ≤0.05)
Una vez más, se puede comprobar que al incorporar harina de amaranto en la formulación
para elaborar galletas, resulta en un producto con mayor porcentaje de proteína, fibra y
minerales, y menor contenido de carbohidratos que una galleta comercial, y estas
diferencias son estadísticamente significativas (P ≤0.05); lo cual nos indica que su calidad
nutrimental se ha incrementado. También se observa que la formulación elaborada con
80%HA-20%HT no presenta diferencia significativa (P≤0.05) con la galleta comercial, en
cuanto al porcentaje de grasa, debido a la cantidad que de esta, se adiciona para
elaborarlas (tabla 23).
3.6 PRUEBA DE PERFIL DE AMINOÁCIDOS
Una vez elegida la formulación y habiendo comprobado que tiene un mayor porcentaje de
proteína, se procedió a llevar a cabo un análisis de su perfil de aminoácidos para verificar
su calidad biológica. Los resultados se muestran en la tabla 25.
53
Tabla 25. Perfil de aminoácidos esenciales presentes en la galleta elaborada con la mejor
formulación 80% amaranto - 20% trigo comparado con los requerimientos diarios
recomendados por la FAO.
*Únicamente metionina 1. Fuente: FAO, 1985
Se destaca el alto contenido de triptófano, el cual se encuentra en bajas cantidades en los
cereales (Habben & Larkins, 1999), también cuenta con una alta proporción de isoleucina
Aminoácidos
g aminoacidos /100 g PROTEINA
Patrón de
aminoácidos
(FAO)1
Galleta 80% A -20% T
Isoleucina 2.8a 4.05b
Leucina 6.6 a 5.84a
Lisina 5.8 a 4.02b
Metionina +
cisteína 2.5 a 2.49a*
Fenilalanina +
tirosina 6.3 a 10.23b
Treonina 3.4 a 2.94a
Triptófano 1.1 a 3.17c
Valina 3.5 a 4.20b
54
y fenilalanina+tirosina, y en general en todos los casos, el contenido de aminoácidos
esenciales en la galleta elaborada con amaranto fueron mayores o iguales
estadísticamente (P ≤0.05) a los valores recomendadas por la FAO como consumo diario
(FAO/WHO/ONU, 1985).
Únicamente el contenido de lisina fue un poco más bajo que el patrón (FAO), pero aún así
se puede decir que la galleta 80%HA-20%HT proporciona proteína de alta calidad.
El patrón que establece la FAO refiere la cantidad que debe consumirse diariamente de
cada aminoácido para satisfacer los requerimientos de nitrógeno de un individuo y al
mismo tiempo para cada uno de los aminoácidos esenciales para la síntesis de proteínas
tisulares (Mujica et al, 2001). Por lo tanto, una proteína que aporte estas cantidades de
aminoácidos esenciales será de mayor valor biológico y el alimento que la contiene tendrá
mayor calidad nutrimental. Es por eso que, con base en estos resultados y los obtenidos
del análisis químico proximal en los que se observó un mayor contenido de proteína, fibra
y minerales y menor contenido de carbohidratos en la galleta desarrollada en este trabajo
comparada con una galleta comercial, se puede decir que sí se mejoró la calidad
nutrimental de este producto.
3.7 PRUEBA DE NIVEL DE AGRADO
Para conocer si la galleta sería aceptada sensorialmente por consumidores, se le aplicó
una prueba de nivel de agrado (el cuestionario y la hoja de resultados de la prueba se
muestran en el anexo 2 y 3 respectivamente). El resultado de esta prueba indicó que el
sabor de la galleta fue aceptado por un 74% de los jueces afectivos que la evaluaron; lo
cual indica que el producto resultó agradable para el consumidor, y la calificación
promedio que le otorgaron fue de 7.29 (Tabla 26).
Tabla 26. Resultados de la prueba de nivel de agrado a la que se sometió a la galleta
elaborada con la mejor formulación
55
Galleta Número de
Jueces Calificación % Aceptación
80% A – 20% T 100 7.29 74
Con esto se puede concluir que, la galleta con 80% de amaranto -20% trigo obtuvo
siempre mejores características en cuanto a calidad galletera, calidad de su masa y que
tuvo mayores contenidos de fibra, minerales y proteína que una galleta comercial, así
como que el contenido de aminoácidos esenciales cumple con los requerimientos diarios
propuestos por la FAO; además la galleta fue aceptada sensorialmente por el consumidor.
Todo esto lleva a concluir que es la mejor formulación para elaborar galletas y que se
logró incrementar su calidad nutrimental.
56
CONCLUSIONES
La calidad nutrimental de la harina de amaranto usada como materia prima en el
presente trabajo fue mejor a la del trigo, por lo tanto, pudo usarse para desarrollar
una formulación con la cual elaborar una galleta con mejor calidad nutrimental
que una tradicional elaborada solo con trigo.
Se elaboraron adecuadamente galletas con las diferentes formulaciones
propuestas en el presente trabajo, aunque tuvieron diferentes características
sensoriales y químicas. En base a las pruebas reológicas, de calidad galletera y su
análisis químico proximal realizado a todas las formulaciones, se determinó que la
mejor fue la que contenía 80% de harina de amaranto y 20% de harina de trigo.
Se determinó que la calidad nutrimental de la galleta elaborada con 80% de
amaranto fue mayor con respecto al control preparado en el laboratorio y a una
galleta comercial las dos elaboradas con trigo, esto quiere decir, que se logró
mejorar la calidad nutrimental de la galleta agregando harina de amaranto.
En la prueba sensorial, la galleta fue aceptada por el 74% de los consumidores
que la probaron con una calificación de 7.29 en una escala de 10. Estos
resultados nos indican que el consumo de este nuevo producto sería viable si
se quisiera producir para su comercialización y podría contribuir a combatir el
grave problema de sobrepeso y obesidad que enfrenta nuestro país, debido al
contenido de fibra que presenta.
57
RECOMENDACIONES
En el presente trabajo se demostró que la galleta elaborada con amaranto tuvo
mayor contenido de proteína que una galleta comercial y que esta es de buena
calidad como lo mostró su perfil de aminoácidos; pero se recomienda confirmar
que será asimilada por quien la consuma, determinando su Relación de Eficiencia
Proteica (PER). Sería una confirmación porque ya se ha realizado esta prueba, en
otros productos elaborados con amaranto en nuestro grupo de trabajo y se han
obtenido muy buenos resultados.
El producto obtuvo una gran aceptación entre los consumidores, sin embargo, se
recomienda realizar un QDA para mejorar la calidad sensorial del producto y
conseguir una mayor aceptación para asegurar que sea un producto exitoso en el
mercado.
Como el producto que se obtuvo se desea comercializar, se recomienda llevar a
cabo un estudio de factibilidad financiera, para saber si sería rentable elaborarlo.
En caso de que fuera rentable, se recomienda explorar la posibilidad de
implementar una microempresa para desarrollar las galletas o buscar un contacto
con los productores de amaranto para que ellos lo puedan desarrollar.
58
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A
ANEXO 1
FARINOGRAMAS REALIZADO A LAS DIFERENTES FORMULACIONES
PROPUESTAS.
FARINOGRAMA HARINA DE TRIGO (HT) FARINOGRAMA 100% HARINA AMARANTO (HA)
FARINOGRAMA 80%HA-20%HT FARINOGRAMA 90%HA-10%HT
B
ANEXO 2
CUESTIONARIO PRESENTADO PARA LA PRUEBA SENSORIAL DE NIVEL
DE AGRADO
GALLETA
Edad: ___________ Sexo: M H Fecha: _______________________
Instrucciones: Pruebe la galleta y sobre la línea indique con una X su nivel de agrado. En el espacio
de abajo, explique brevemente porque tomo esa decisión.
¿Por qué? _______________________________________________________________________
________________________________________________________________________ ¡Gracias!
Es
indiferente
Gusta
mucho
Disgusta
mucho
-5 0
5
C
ANEXO 3
HOJA DE RESPUESTAS DE LA PRUEBA SENSORIAL DE NIVEL DE AGRADO
Prueba de nivel de agrado para la pasta 80% amaranto – 20% trigo
Escala de calificación: -5 Disgusta mucho a 5= Gusta mucho
Traducido a una escala de 10 centímetros
Juez (n) Calificación Juez (n) Calificación Juez (n) Calificación Juez (n) Calificación
1 6.6 26 7 51 7.2 76 9.7
2 6.5 27 9.5 52 6 77 8.8
3 7.4 28 10 53 9 78 4.1
4 6.1 29 10 54 5.1 79 8.7
5 5.4 30 10 55 9.3 80 8
6 4 31 8.7 56 5.2 81 10
7 6.5 32 7.8 57 10 82 5
8 7.2 33 9.5 58 6.7 83 10
9 8 34 9.8 59 5.1 84 10
10 7 35 10 60 9 85 5.1
11 2.9 36 10 61 8.2 86 10
12 7.2 37 10 62 9.4 87 7.1
13 3 38 7.9 63 9 88 8
14 7.1 39 6.5 64 9.3 89 8.1
15 9 40 7.5 65 8.5 90 4.1
16 6.7 41 5 66 7.2 91 2.6
17 6.8 42 0.3 67 5 92 5.1
18 6.9 43 5.2 68 5.1 93 8.8
19 7.9 44 10 69 6.4 94 5.1
20 8 45 6.9 70 5 95 8.3
21 5.2 46 8.2 71 5.3 96 0.7
22 6.7 47 5.2 72 5.7 97 10
23 7.4 48 7.8 73 5.2 98 10
24 9.5 49 10 74 6.3 99 8.6
25 8 50 8.6 75 6.7 100 10
PROMEDIO: 7.29 PORCENTAJE DE ACEPTACIÓN: 74 %
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