memoria 2008 nixtamalizacion

NNiixxttaammaalliizzaacciióónn:: DDeell MMaaíízz aa llaa TToorrttiillllaa

CCOONNTTEENNIIDDOO

LUNES .................................................................................................................................................... 5

El nuevo impulso a la innovación y a las redes temáticas ........................................................................................ 6 Maiz y tortilla: Alimento, Cultura y Tradición de México....................................................................................... 7 Algunas ideas sobre los orígenes de la nixtamalización........................................................................................... 8 La situación actual de la industria de la masa y la tortilla ........................................................................................ 9 Revaloración del maíz y la tortilla. Estudio del consumo de tortilla y productos a base de maíz en dos áreas

contrastantes de México ......................................................................................................................................... 11 Efecto de la nixtamalización del maíz con cal y con ceniza vegetal ...................................................................... 16 Razas de maíz de Oaxaca y su potencial de industrialización ................................................................................ 17 La importancia del maíz nativo en la economía campesina en la Sierra Juárez de Oaxaca.................................... 19 Interacción genotipo-ambiente en la expresión de los atributos químicos del grano de maíz ................................ 23 Parámetros de calidad de grano de maíz de acuerdo a su uso final ........................................................................ 27 Presencia de metales pesados en cultivos del valle del mezquital por riego con aguas negras .............................. 33 Productos nixtamalizados a partir de maíces amarillos .......................................................................................... 34 Sistemas de inocuidad en la elaboración de tortilla................................................................................................ 39 Inocuidad de tortillas .............................................................................................................................................. 40 Relación Estructura-Digestibilidad del almidón en tortilla .................................................................................... 41 Cambios morfológicos y micro estructurales en pericarpio de maíz y su influencia en el fenómeno de

transferencia de masa (agua y calcio) durante la etapa de cocción en el proceso de nixtamalización.................... 42 Efecto del calentamiento con microondas sobre las propiedades fisicoquimicas del grano de maiz y su relacion

con la calidad en masa y tortilla ............................................................................................................................. 58 Caracterización nutrimental de harinas comerciales de maíz nixtamalizado producidas en México. .................... 59 El uso de la cal como aditivo para alimentos ......................................................................................................... 63 “Neutralización del nejayote en los molinos de nixtamal”..................................................................................... 64 Desarrollo y caracterización de harinas fortificadas con calcio y fibra de Nopal.................................................. 65

SESION DE POSTER I ....................................................................................................................... 70

Relación entre el tiempo de nixtamalización del grano de maíz y características del nixtamal, y la dureza y

humedad del grano crudo ....................................................................................................................................... 71 Características del grano y las tortillas producidas a partir de diferentes razas de maíz mexicanas....................... 75


Aprovechamiento de subproductos de la nixtamalización del maíz para la obtención de productos con aplicación

industrial................................................................................................................................................................. 79 Efecto de fecha de siembra sobre la calidad comercial del grano de maiz y sus tortillas....................................... 80 Revaloración del maíz y la tortilla. Estudio del consumo de tortilla y productos a base de maíz en dos áreas

contrastantes de México. ........................................................................................................................................ 86 Electrical conductivity as an alternative method to measure thermal parameters in starches ................................ 92 Propiedades fisicoquímicas y térmicas durante la nixtamalización a diferentes temperaturas con y sin agitación 93 Análisis de los efectos ambientales en los atributos físicos y de calidad del grano en maíz .................................. 97 Estudio “in situ” de la etapa de cocción del proceso de nixtamalización en un equipo prototipo (celda fotoacústica

diferencial) ........................................................................................................................................................... 101 Del maíz a la arepa, estudio sobre las propiedades fisicoquímicas de harinas de maíz utilizadas para preparar

arepas en Colombia .............................................................................................................................................. 106 Mecanismos de absorción de humedad y calcio durante el proceso nixtamalización a diferentes temperaturas con

y sin agitación....................................................................................................................................................... 111 Potencial de los maíces criollos del estado de Hidalgo para su destino a la industria de botanas nixtamalizadas116

MARTES............................................................................................................................................. 120

Tecnologías Viables de Producción de Bioetanol en México .............................................................................. 121 Effect of addition of flaxseed meal to tortilla on in vitro digestibility and predicted glycemic index.................. 122 Uso de energía en los molinos de nixtamal .......................................................................................................... 125 Microondas en maíz humidificado ....................................................................................................................... 131 Caracteristiscas sensoriales claves de la tortilla ................................................................................................... 132 Los maíces de Alta Calidad Proteínica (ACP) en la industria de la masa y la tortilla.......................................... 133 Conversión de maices criollos al carácter de alta calidad de proteina.................................................................. 136 Biofortificacion de maiz: Valor agregado a los maices de alta calidad proteica .................................................. 141 Los maíces QPM en la nutrición humana............................................................................................................. 143 Tortillas azules: ¿Color natural o sintético? ......................................................................................................... 163 Reología de masas de maíz: Desarrollo de tres métodos fundamentales.............................................................. 177 Obtención de harinas de maíz nixtamalizado usando calentamiento óhmico....................................................... 182 Optimización en la elaboración de tortilla de harina de maíz con adición de goma xantana por el proceso de

extrusión: Efecto en las características viscoelásticas y texturales de la masa y tortilla ...................................... 188 Calidad de grano, nixtamal y tortilla de híbridos de maíz para valles altos centrales de méxico ......................... 193 Efecto de la humedad y la temperatura de extrusión en botanas expandidas a partir de harinas frijol/nixtamal.. 197 Elaboración y caracterización de una masa multigrano........................................................................................ 203


Effect of different processing parameters on the physicochemical, functional and structural properties of

nixtamalized corn/bean snacks ............................................................................................................................. 208 Desarrollo de botanas extrudidas de mezclas de malanga y maíz nixtamalizado................................................. 209 Tortillas y tostadas ricas en fibra dietética ........................................................................................................... 214 Producción industrial de botanas bajas en grasa................................................................................................... 218

SESION DE POSTER II ................................................................................................................... 219

Elaboración y caracterización química y organoléptica de una botana a base de harina de maíz con harina de

garbanzo tostado................................................................................................................................................... 220 Evaluación de tostadas elaboradas con mezclas de harina de trigo/masa de maíz nixtamalizado........................ 226 Efecto de las condiciones y tiempo de almacenamiento sobre la textura de tortillas de maíz.............................. 230 Influencia de las condiciones de proceso de nixtamalización en los cambios microestructurales y morfológicos

del germen de maíz............................................................................................................................................... 236 Diseño, construcción, instrumentación y caracterización de un sistema piloto para el proceso de nixtamalización

.............................................................................................................................................................................. 241 Tostadas elaboradas con harina de trigo y harina deshidratada de masa de maíz nixtamalizado. ........................ 245 Establecimiento del tiempo de cocción de granos de maíz variedad QPM H368C con parámetros fisicoquimicos

.............................................................................................................................................................................. 250 Calidad nixtamalero-tortillera de maíces del inifap desarrollados para la costa del pacífico ............................... 254 Efecto de la percolación de calcio durante el proceso de nixtamalización explicado con un modelo matemático

.............................................................................................................................................................................. 259 Análisis proximal y evaluación sensorial de tamales de maíz enriquecidos con fríjol de soja............................. 264 Texture Profile Analysis and Sensory Evaluation of Nixtamalized Corn Tortilla Fortified with Soybean ......... 265

MIÉRCOLES ..................................................................................................................................... 266

El papel del calcio en la alimentacion de la mujer y el metabolismo oseo........................................................... 267 Análisis de proteínas de maíz durante el proceso de nixtamalización.................................................................. 268 Relación del grado de fijación del calcio con la calidad de la proteína para maíz qpm H-368c sometido a un

tratamiento térmico alcalino ................................................................................................................................. 273 Utilización de la tortilla de maíz nixtamalizada como vehículo para mejorar el estado de nutrición de la población

en México............................................................................................................................................................. 277 Efecto del tratamiento térmico alcalino en el contenido de triptófano y lisina de maíz de calidad proteínica ..... 279 Biotranformacion de la aflatoxina B1 en la fabricacion del nixtamal y la tortilla ........................................... 283 Inspecciones para determinar aflatoxinas en maíz en sinaloa .............................................................................. 284


Efecto de las enzimas digestivas humanas sobre la mutagenicidad de las aflatoxinas de las tortillas de maíz. ... 286 Producción in vitro de Beauvericina por cepas de especies de Fusarium aisladas de maíz cosechado en Sonora,

México.................................................................................................................................................................. 291 Efecto de la extrusión sobre el hidrolizado de fumonisina en maíz nixtamalizado .............................................. 295 Aflatoxinas en tortillas de maíz de la Ciudad de México ..................................................................................... 300 Cambios en la concentración de fumonisina B1 en su forma nativa, hidrolizada y conjugada, durante la

producción de harina de maíz nixtamalizada por extrusión................................................................................. 305 Efectos de la nixtamalización sobre las antocianinas de los maíces azules.......................................................... 309 Caracterización de compuestos fenólicos y actividad antioxidante de maíces blancos y pigmentados................ 310 Propiedades biológicas del maíz (Zea mays L.) antes y después del proceso de nixtamalización ....................... 311 Efecto protector del consumo de tortilla elaborada con maíces criollos sobre el desarrollo de cáncer de colon.. 312 Valor nutracéutico en tortillas de maíz azul ......................................................................................................... 317 Maíz y nixtamalización - Algunos de los eventos del pasado y retos para el futuro ............................................ 321

SESION DE POSTER III .................................................................................................................. 322

Determinación de micotoxinas en tortillas provenientes de 4 barrios de la delegación xochimilco..................... 323 Identificación de hongos micotoxigénicos en maíces criollos de Oaxaca ............................................................ 328 Elaboración y evaluación sensorial de tortillas adicionadas con diferentes fuentes de hierro.............................. 333 Enriquecimiento de tortilla de maíz nixtamalizado .............................................................................................. 339 Factores de riesgo nutricio relacionados con la densidad mineral ósea en mujeres perimenopaúsicas ................ 343 Harinas y tortillas de maíz (Zea mays L) transgénico con expresión de amarantina nixtamalizado: Propiedades

tecnológicas y nutricionales ................................................................................................................................. 344 Propiedades tecnológicas y nutricionales de harinas y tortillas de maíz (Zea mays L) de calidad proteínica

nixtamalizado y extrudido .................................................................................................................................... 364


1

COMITÉ ORGANIZADOR

Dr. Mario Enrique Rodríguez García

Dr. Feliciano Sánchez Sinencio

Dr. Juan de Dios Figueroa Cárdenas

Dr. Carlos Alberto Gómez Aldapa

Dr. Luis Gerardo Hernández Sandoval

Dra. Maria Luisa Mendoza López

Dr. José Alberto Monroy Rivera

Dr. Benjamín Ramírez Wong

Dr. Sergio Serna Saldivar

Dra. Juana Isela Rojas Molina

M. en I María de los Ángeles Cornejo

Villegas

M. en C. Elsa Gutierrez Cortez

Dra. Esther Pérez Torrero

Dr. Miguel Galván Ruíz

Q. Carmen Vázquez Ramos

M. en C. Rubén Velázquez Hernández

M. en C. Diego Germán Espinosa

Arbeláez

Ing. Luz Adriana Sánchez Echeverri

Ing. Alexander Peñafiel Castro

M. en C. Alexander Villada Villalobos

M. en C. Margarita Hernández Urbiola

M. en C. Margarita Contreras Padilla

TSU. Maria Miriam Guzmán

M. en C. Alin Jael Palacios Fonseca

Ing. Andrés Antonio Acosta Osorio

Lic. Gisela Bejarano Rincón

Ing. Luis Alejandro Ruíz Ida

Ing. Pilar Cristina Muñoz Alvarez

Ing. Hector Manuel Palacios Ramírez

Ing. María de Lourdes Dávalos


1

EDITORES Luz Adriana Sánchez Echeverri

Centro de Física Aplicada y Tecnología Avanzada. Universidad Autonoma de Mexico.

Querétaro, Mexico.

M.C. Diego Germán Espinosa Arbeláez


Querétaro, Mexico.

Dr. Mario Enrique Rodriguez García


Querétaro, Mexico.


2

PREFACIO El objetivo del 3er Congreso Internacional de Nixtamalización del Maíz a la Tortilla fue

fomentar el intercambio de experiencias, abrir un espacio para el debate sobre prácticas y

lecciones alrededor de la nixtamalización. Esta oportunidad fue brindada gracias a la

participación de estudiantes, profesionales, investigadores y empresarios del sector público,

oficial y privado que trabajan entorno al maíz. En este evento, se estableció la importancia que

tienen los aportes que cada uno de ellos hacen para identificar cuáles son los problemas y retos

que enfrentan al trabajar con maíz. Este congreso es también una oportunidad única para vincular

practicantes y empresarios con la academia y el gobierno. Su finalidad es divulgar los avances

alrededor del proceso de nixtamalización e incentivar el desarrollo o la aplicación de nuevas

tecnologías en esta área, además de apoyar el desarrollo de otras prácticas realizadas al maíz.

La idea de la elaboración de un libro nació durante el Primer Congreso Nacional de

Nixtamalización realizado en Querétaro, México y obedece a la necesidad de tratar en forma

detallada el proceso alimentario más practicado en México y Centro América: la

nixtamalización. Este proceso fue determinante para incrementar el valor nutricional del maíz y

de los productos derivados del maíz, como la tortilla, que se consumen en el mundo. La tortilla

ha sido la esencia de la dieta en México y Centro América y ha permitido el desarrollo de nuestra

cultura y la sobrevivencia de nuestra gente por casi cuatro milenios. Este tomo del libro trata en

forma detallada y profunda los efectos del proceso de nixtamalización en el valor nutritivo de las

tortillas y en la desactivación de las micotoxinas. La industria de la tortilla se ha desarrollado

especialmente durante lso últimos 50 años. Actualmente los productos en base de maíz como la

tortilla, botanas, totopos, tacos, tostadas, enchiladas y nachos entre muchos otros de la dieta de

México y Centro América han incrementado su popularidad en el mundo y el proceso ancestral

de la nixtamalización es practicado en países tan lejanos como Australia, China y Sudáfrica


3

donde ha habido mucho interés sobre las investigaciones sobre los procesos para elaborar dichos

productos.

Se presenta, en primer lugar, un compendio de trabajos de investigadores que han dedicado

parte de su vida al fascinante mundo de la Nixtamalización, proporcionando una panorámica

completa de como ha evolucionado este campo de investigación. También se presenta un

enfoque del estudio del contenido de calcio y fósforo en el grano de maíz, el nixtamal, las

harinas y las tortillas. El contenido de calcio es uno de los cambios más dramáticos que sufre el

grano en este proceso lo cual tiene una fuerte influencia desde el punto de vista nutrimental en la

población mexicana. Se estudia tambien la relación Ca/P aspecto en el cual la tortilla dicha

relación es mayor a 1, que como se ha establecido por especialistas es la razón ideal para la

formación de huesos. Un aspecto importante y novedoso es la relación existente entre el

contenido de calcio y de proteína en función del tiempo de reposo para un maíz de alta calidad

nutricia como es el QPM H368C. Este estudio cuantifica simultáneamente el contenido de calcio

en el grano y estudia los cambios de lisina y triptofano.

Se presenta conjuntamente el libro que pretende servir como una guia para científicos,

profesores, nutriólogos y estudiantes interesados en el valor nutrimental y el papel de la

alimentación que juega la tortilla y sus productos relacionados que han alimentado y nutrido al

pueblo de México y Latinoamérica desde tiempos inmemoriales. Y también puede ser el

comienzo de una nueva aventura en el estudio de un proceso ancestral que requiere

modificaciones o adecuaciones y que debe seguir acompañando no solo al pueblo mexicano en

su dieta sino que merece un conocimiento mundial que permita su expansión para beneficio de la

humanidad.


4

AGRADECIMIENTOS Antes que nada queremos agradecer a todos los participantes y patrocinadores de este

congreso por su valiosa contribución para la realización del evento ya que sin su entusiasta

cooperación éste no habría sido posible. También debemos reconocer el gran esfuerzo realizado

por nuestro equipo de trabajo para lograr esta publicación. Además, agradecemos especialmente

al Dr. Mario Rodríguez García por incentivar estos ambientes de intercambio entre el estado, la

empresa y la academia.

En este texto de resúmenes se compilaron las ponencias más representativas presentadas en

este evento. Agradecemos especialmente a la Universidad Autónoma de Querétaro por la

publicación de estos trabajos en un libro, que divulgará las conclusiones con el objetivo de dar a

conocer lo más novedoso y trascendental sobre este tema.

Las opiniones expresadas en este texto son responsabilidad única de cada ponente y no

expresa necesariamente las opiniones del comité organizador.


5

LLUUNNEESS


6

EEll nnuueevvoo iimmppuullssoo aa llaa iinnnnoovvaacciióónn yy aa llaass rreeddeess tteemmááttiiccaass

Leopoldo Rodríguez

Conacyt


7

MMaaiizz yy ttoorrttiillllaa:: AAlliimmeennttoo,, CCuullttuurraa yy TTrraaddiicciióónn ddee MMééxxiiccoo..

Juan de Dios Figueroa Cárdenas

Centro de Investigación y Estudios Avanzados del IPN, Unidad Qeretaro

[email protected]

El maíz apareció hace 7,500 años y para consumo humano fue procesado en Mesoamérica siguiendo la técnica de nixtamalización. Después de 4000 años de la aparición del maíz, se desarrollaron utensilios como el metate, la olla de barro, y el comal que fueron indispensables para el desarrollo de la tecnología de nixtamalización. Este procedimiento fue determinante para incrementar el valor nutricional del maíz y productos de maíz que todavía se siguen consumiendo. La industria de la tortilla, nace hace 100 años con las investigaciones tecnológicas para la sustitución del metate por el molino de nixtamal y el desarrollo de la máquina tortilladora. El gran logro tecnológico en este campo ha sido la fabricación de harina instantánea nixtamalizada que se desarrolló hace apenas 50 años, de no haberse desarrollado esa tecnología la tortilla la producción manual para la preparación de la tortilla por parte de la mujer tendría que ser enorme. Sin embargo, ninguno de los nuevos desarrollos tecnológicos de la vida moderna se han incorporado al proceso o a los equipos. Por otra parte, la comida mexicana y en especial el taco que es el 'fast food' mexicano esta aumentando su popularidad en el mundo. Por su alta ingeniería, la tortilla es un producto alimentario que tiene la versatilidad de combinar con los alimentos de la cocina internacional sin dominar su sabor de nixtamal y aún seca es comestible, no se descompone y es también fácil de hidratar. Esta versatilidad ha permitido a la comida mexicana y en especial a la cultura del taco sin ninguna propaganda ganar por derecho propio la preferencia del mercado mundial. A pesar de las ventas de 14 mil millones de dólares anuales que tiene el mercado de la tortilla en México y de las bondades de calidad que he mencionado, el proceso tradicional de nixtamalización con sus 3500 años de edad esta desde el punto de vista ecológico en sus primeras etapas evolutivas y presenta muchas limitantes tecnológicas. El problema de la tortilla ha venido incrementándose en México desde 1998 en que se dio la liberación del mercado, hasta alcanzar niveles difíciles de manejar ya que consumimos 14 millones de toneladas de tortillas por año. En este contexto los precios se incrementaron de $ 2.4 en 1998 hasta 5 a 11 pesos el kg hoy, lo cual motivó a una desordenada proliferación de tortillerías y mala calidad en algunos establecimientos. La oferta incidió en la reducción de ventas por establecimiento de 550 a 300kg/día. Los altos costos de la tortilla han incidido en una reducción del 10 al 15% del mercado y la sustitución por sopas y otros productos de trigo. Los nuevos tiempos exigen mayor eficiencia en el abasto del maíz y mejor calidad en los productos para ser competitivos en el mercado actual y venidero con la apertura del TLC en 2008 a productos básicos como el maíz y el uso de este grano en biocombustibles. Los industriales han centrado sus esfuerzos hacia nuevas estrategias de ventas como entrega a domicilio que todavía no con cuenta con regulaciones y su posible impacto en la industria.


8

AAllgguunnaass iiddeeaass ssoobbrree llooss oorrííggeenneess ddee llaa nniixxttaammaalliizzaacciióónn

Augusto S Trejo González1 Ma Noemí Castillo Tejero2

1UPIBI-IPN, 2INAH

El hallazgo en las cercanías de Tehuacan, Puebla de unas estructuras de construcción de mampostería con forma de tina o “piletas” en un sitio arqueológico con una antigüedad de ocupación humana desde hace 110 años d.c., posibilita la hipótesis de que se haya podido realizar ka Nixtamalización a temperatura ambiente en esos “recipientes” del sitio.

Se hace una breve revisión retrospectiva de los avances en los procedimientos que pudieran haber sido antecedentes de la práctica del proceso de Nixtamalización hasta nuestros días.


9

LLaa ssiittuuaacciióónn aaccttuuaall ddee llaa iinndduussttrriiaa ddee llaa mmaassaa yy llaa ttoorrttiillllaa

Tomas Puebla

Industrias del maíz, Puebla

Actualmente, aunque no existe información precisa, se estima que existen más de 17.000

tortillerías y 2.300 molinos de nixtamal en la zona metropolitana de la Ciudad de México y más

de 80.000 tortillerías y 12.000 molinos en todo el país, empleando a mas de 250.000 personas en

forma directa, procesando 7.000.000 de toneladas de maíz anualmente y representando mas del

1% del PIB del país y con un consumo per cápita de 95Kg.

La cadena maíz-tortilla tiene un gran impacto en la alimentación y nutrición de los mexicanos,

ya que suministra el 45 % de las calorías de la población y lo más importante es que suministra

el 70% del consumo diario mínimo de calcio requerido para una bueno nutrición, según el

instituto nacional de la nutrición; así mismo, tiene gran importancia en la economía nacional, al

representar por sí sola el 1% del PIB, con una derrama económica de 69 mil millones de pesos al

año.

Después de la liberalización del mercado de la tortilla, la eliminación del subsidio y liberación

de su precio en 1999, hubo una desordenada proliferación de tortillerías, por lo que se estima que

habrá entre 55.000 y 60.000 establecimientos, con un tamaño del mercado de la tortilla de 4.200

millones de dólares al año y un punto de vista muy importante es que la gran mayoría de estos

negocios no están en la economía formal.

El mercado de la tortilla en México es de alrededor de 11.9 millones de toneladas al año, que

requieren de 6 millones de toneladas de maíz. Debido al incremento del número de tortillerías, la

venta promedio por establecimiento ha bajado en los últimos años de 750 a 350 kg por día. El

consumo per capital de tortilla ha bajado de 325 g a 245 g.

Se estima que hay aproximadamente 12,000 molinos de nixtamal, que surten la masa para

producir el 52.5 % del mercado de tortilla en México; el 47.5 % del mercado restante se produce


10

con harina de maíz nixtamalizada, de la cual Maseca tiene alrededor del 70 % del mercado,

Minsa el 22% y el resto harineras independientes.

Las tortillerías tienen la siguiente composición, según el tipo de insumo que utilizan:

% Tortillerías % Mercado Tortillerías que utilizan 100% Nixtamal 36 30 Tortillerías que utilizan 100% Harina de Maíz 31 30 Tortillerías que mezclan Nixtamal y harina 33 40

Los precios de la tortilla subieron de un nivel de 75 centavos de peso por kg en 1995 a un

rango que fluctúo en el año 2006 entre 5.5 a 11 pesos por kg, dependiendo de la región del país.

Ante los fuertes incrementos en los precios internacionales del maíz, en Enero del 2007 se firmó

un pacto entre los diferentes actores de la cadena productiva del Maíz a la tortilla, para mantener

el precio en 8.5 pesos por kilo en las tortillerías, 6.5 pesos por kilo en los autoservicios y 8.5

pesos por kilo la tortilla Milpa Real de BIMBO en 300.000 puntos de venta.

Se hace insistencia en la participación activa y generosa de la comunidad científica que ya ha

desarrollado procesos muy valiosos, pero que son como piezas sueltas de un rompecabezas, que

hay que armar y vincular lasos de unión, con los industriales es necesaria, pues dada su

experiencia y disponibilidad de instalaciones, para lograr que los nuevos procesos puedan

implementarse en la práctica, con todos los beneficios para la Industria de la cadena del Maíz-

Tortilla, para la alimentación de los consumidores y en general para el país.


11

RReevvaalloorraacciióónn ddeell mmaaíízz yy llaa ttoorrttiillllaa.. EEssttuuddiioo ddeell ccoonnssuummoo ddee ttoorrttiillllaa yy

pprroodduuccttooss aa bbaassee ddee mmaaíízz eenn ddooss áárreeaass ccoonnttrraassttaanntteess ddee MMééxxiiccoo

Yolanda Hernández Franco

Universidad Autónoma Metropolitana -Iztapalapa

Introducción Entre muchos otros, México se debate entre tres conjuntos de problemas de salud pública que

atañen directamente a la alimentación: 1. La desnutrición y la hambruna abarcan a un porcentaje

nada reducido de la población en México –5,1 millones de personas subnutridas algunas zonas

del país (FAO, 2006)-, tanto en el ámbito urbano como en el rural. 2. Asociado a éstos, se

encuentran el sobrepeso y la obesidad como factor antecedente o concomitante a otras

enfermedades como la diabetes y la hipertensión. 3. La anorexia-bulimia constituyen el tercer

problema de enfermedad asociadas a los desórdenes de la alimentación. El primer grupo es

producto, principalmente, de la falta de acceso a la canasta básica y al cambio en la dieta, en

tanto que los otros dos se establecen en el cambio del modelo de alimentación.

En este escenario es importante conocer de forma detallada y actualizada los tipos de

alimentos que se consumen en México, es por lo que la investigación se enfocó al consumo de la

tortilla, primero en Iztapalapa y posteriormente en la zona metropolitana, específicamente en la

zona urbana de Huixquilucan, Estado de México.

El primer estímulo para el estudio de la masa y la tortilla se debió a que proviene del principal

cereal producido en México, mismo del que se vislumbraba un problema severo de acceso

debido al Tratado de Libre Comercio con América del Norte (TLCAN), en ese escenario, aún no

se estimaba el impulso y consecuente impacto en la reducción de su abasto debido a su destino

como bioenergético. El segundo, es por la natural asociación con la industria del nixtamal y su

crisis también en el marco del TLCAN. La preocupación si bien se centró en principio en la

producción de masa nixtamalizada y los molinos, en poco tiempo, la tortilla y su consumo se


12

convirtieron en dos aspectos fundamentales e indisociables de la cadena maíz-tortilla. Lo

anterior, se sumó a la preocupación de los industriales consultados en cuanto a la calidad de los

granos y al valor nutrimental del alimento, lo que contribuyó también a la orientación del

estudio.

La investigación se realizó en dos áreas; una dentro del Distrito Federal en Iztapalapa (varias

colonias); y, otra, en fraccionamientos residenciales y en colonias populares de Huixquilucan,

Estado de México.

Concuerdo con Carrasco [2003] en que el problema del modelo de alimentación prevaleciente

está íntimamente relacionado con los conceptos de lo tradicional y lo moderno. Teóricamente, lo

tradicional y lo moderno (Ortega, 2003) se debaten entre la permanencia o el cambio. Lo que se

hace por tradición o por costumbre. Lo que se debiera hacer para estar ya sea a la moda o por

adoptar un conjunto de hábitos que se interiorizan en los grupos sociales existentes para

pertenecer a un conjunto dialécticamente homogenizado. El análisis de la realidad social, debe

revisarse a la luz del concepto de clase social ya que éste atraviesa todo el sistema y la estructura

de las relaciones sociales en torno a la alimentación. Otros elementos son la dimensión cultural,

la producción, la distribución y el consumo de éste alimento, el acceso, la preparación de

alimentos y los hábitos de la comida. El estudio es un primer acercamiento al tema de

alimentación y los modelos y cambios que hay en México.

Objetivo Dar a conocer la importancia que aún tiene el consumo de la tortilla en diferentes contextos

sociales y culturales, para motivar al estudio de forma integral y multidisciplinaria a fin de

reconstruir el modelo de alimentación mexicana, teniendo como cimientos el maíz y la masa

nixtamalizada, por el alto valor que adquieren, en la nutrición, al ser combinados con otros

productos vegetales y animales de bajo costo.

Metodología Se logró contar con un total de 40 entrevistas (piloto) en el área de Iztapalapa, además de las

94 que se levantaron en Huixquilucan. En las primeras se seleccionó a mujeres adultas para

poder contar con los datos requeridos (ingreso y guisos). En el caso de Huixquilucan se procedió


13

de la misma forma para las colonias populares, en tanto que para las áreas de fraccionamiento

(alto ingreso) se hizo un diseño de encuesta distinta a partir de la piloto de Iztapalapa y se aplicó

a hombres y mujeres adolescentes y adultos y tanto integrantes de la familia como empleadas

domésticas de las casas. En ambas, lo importante fue saber las características básicas de su

consumo ubicadas en tres temas: 1. Culturalmente, las características sobre sabor, color, aroma,

flexibilidad y durabilidad de la tortilla; los guisos y acompañamientos que elabora a partir de

tortillas y de masa nixtamalizada; y, los lugares donde prefiere comprar por el trato recibido, la

limpieza, horario y calidad de la tortilla. 2. Económicamente, la frecuencia y cantidad, y, el

gasto que destina a su compra, como el porcentaje que representa del gasto total familiar. 3.

Socialmente, número de integrantes del grupo familiar, grupos de edad y sexo y preferencias del

consumo. También el registro de otros consumos como sopas instantáneas y panes y tortillas de

harina de trigo.

De manera específica la tortilla, fue le alimento mediante el cual se trabajó con la población

de diferentes estratos económico y en espacios culturales diversos.

El análisis es de tipo cualitativo, el uso de cuestionario se debió a contar con un instrumento

que fuera fácil de aplicar en situaciones de calle (la desconfianza y la inseguridad se han palpado

como un obstáculo en la investigación urbana tanto en Iztapalapa como en Huixquilucan y lo

mismo en unidades económicas que en unidades de residencia), que se pudiera contar con

información homogénea para establecer categorías y en obtener un diagnóstico económico en

recursos económicos y de tiempo.

Resultados Los resultados obtenidos indican la importancia que aún tiene la tortilla en la mesa de los

hogares tanto en estratos de bajos ingresos como en los de mayor ingreso. En ambos casos casi el

100 por ciento de los entrevistados declararon comer tortilla de maíz. Lo que cambia es la

frecuencia y la cantidad en el consumo. En las zonas populares (Iztapalapa y Huixquilucan) más

del 70 por ciento declaró comprar tortillas todos los días de la semana, a diferencia de familias de

mayor ingreso (fraccionamientos) quienes establecen compras regulares cada semana. Una


14

notable diferencia en las zonas populares es la cantidad de tortilla adquirida como se aprecia en

la Figura1.

En el análisis por edad, los adultos mayores disminuyen la ingesta de tortilla según lo

declararon en la encuesta de fraccionamientos no así en las zonas populares. Tanto en zonas

populares como la de fraccionamientos los adultos varones son los que mayor consumo de

tortilla hacen al igual que las empleadas domésticas.

La lista de productos elaborados a base de maíz y con tortillas de maíz es amplia y revela que

los guisos tradicionales se siguen elaborando en ambos sectores de la población, con intervalos

de una semana a cada quince días, entre guisos y guisos.

Aunque se destaca la calidad de la tortilla y la higiene, ésta se compra en los establecimientos

cercanos aunque no sea la preferida. Esta situación es generalizada en los estratos observados.

Las tortillas a base de maíz criollo o de masa recién preparada, lo mismo que las elaboradas a

mano son las preferidas. Las tortillas con mayor predilección son las que provienen de

comunidades rurales; las tortillas a veces se encargan a las empleadas domésticas desde sus

lugares de origen, según entrevistas en Huixquilucan.

Conclusiones Desde la academia es necesario hacer una profunda revisión teórica y establecer enfoques que

ayuden a comprender el fenómeno de la alimentación no sólo como un hecho biológico sino

como un hecho social y cultural. El enfoque multidisciplinario en materia de salud es más que

TABLA 1. Comparativos de las propiedades del maíz a la tortilla.

Datos (por 100ml o 100g de porción comestible)

Maíz blanco, crudo, seco

Masa de maíz blaco,

con cal, fresca

Tortilla de maíz blanco, cocida

Agua (g) 10,6 62,2 42,4Proteínas (g) 7,9 3,5 5,9Grasas (g) 4,7 1,9 1,5Cenizas (g) 1,3 0,6 0,8Fibra dietética (g)Carbohidratos totales (g) 75,5 31,8 49,4Carbohidratos disponibles (g)Energía (Kcal) 376 158 235Ácidos grasos saturados (g) 0,6 0,2 0,1Ácidos graos monoinsaturados (g) 1,3 0,5 0,4Àcidos grasos polinsaturados (g) 2,5 1 0,8Colesterol (mg) 0 0 0Sodio (mg) 1Potasio (mg) 284Clacio (mg) 159 70 108Fósforo (mg) 228 91 111Hierro (mg) 2,3 1,6 2,5Zinc (mg)Vitamina A Equiv. Totales (µg) 1 0 2B-caróteno Equiv. Totales (µg)Tiamina (mg) 0,36 0,13 0,17Riboflavina (mg) 0,06 0,04 0,08Niacina (mg) 1,9 0,6 0,9Vitamina C (mg) 0 0 0Fuente: FAO internet 2008.


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indispensable para desechar mitos y revalorar alimentos ricos en nutrientes que deberán ser de

fácil producción y acceso para cambiar la situación actual de la salud social y que la salud

pública ha sido incapaz de prevenir y combatir eficientemente.

Del estudio se desprende que: 1. El consumo de la tortilla sigue siendo importante en la mayor parte de los hogares, si bien

existen variaciones importantes en la cantidad de la ingesta. 2. Falta un conjunto de

investigaciones multidisciplinarias que ayuden a comprender el nuevo modelo de alimentación,

los cambios más evidentes en los hábitos de consumo alimentario y la implicación en la comida

como hecho cultural. 3. Para poder hacer recomendaciones reales es necesario contar con

estudios específicos sobre las propiedades de las tortillas y su enriquecimiento con las

combinaciones vegetales y de proteínas animales, entre otros.


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EEffeeccttoo ddee llaa nniixxttaammaalliizzaacciióónn ddeell mmaaíízz ccoonn ccaall yy ccoonn cceenniizzaa vveeggeettaall

M. R. Pappa, R. Bressani, A.S.C. de Ruiz y P.P. de Palomo

Centro de Ciencia y Tecnología de Alimentos Universidad del Valle de Guatemala

El objetivo del estudio fue el de obtener información de la composición química, propiedades funcionales, calidad sensorial y calidad proteica de tortillas preparadas de la nixtamalización del maíz usando cal o cenizas vegetales. En cuanto al contenido de minerales se encontró mayores niveles de Ca en la cal mientras que en las cenizas vegetales mostraron mayores concentraciones de Zn, Fe, Mg, especialmente K y solamente 71% del calcio de la cal. El nivel de agente nixtamalizante utilizado fue de 0.8% respecto del peso del maíz. Todas las otras condiciones del procesamiento se mantuvieron constantes. El pH del líquido de cocción fue 12.0 para el caso de la cal y de 10.9 para el de la ceniza vegetal. El contenido de humedad del maíz a los 60 minutos de cocción fue de 45.8% para los dos tratamientos, sin embargo después de 12 horas de remojo, el contenido de humedad fue 51.0% para el tratamiento de cal y solamente 46.8% para el de ceniza vegetal. Sólidos en el líquido de cocción con cal fue mayor (2.4%) que en el de ceniza vegetal (1.0%). La composición química de los productos de cocción con cal y con ceniza vegetal fueron similares en la masa y en la tortilla; sin embargo, tanto la masa como la tortilla absorbieron relativamente mayor cantidad de todos los minerales incluyendo el hierro y el zinc. Los diferentes tratamientos alcalinos influyeron en las propiedades funcionales en particular la dureza, la cual fue mayor para el tratamiento con cenizas, alto en K. El color de la tortilla fue mas amarillo con la cocción con cenizas. Las características de las tortillas fueron similares, sin embargo el contenido de humedad fue más estable en la tortilla de cenizas. Aunque algunas diferencias se mostraron en la caracterización sensorial, los panelistas que las analizaron no las rechazaron.


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RRaazzaass ddee mmaaíízz ddee OOaaxxaaccaa yy ssuu ppootteenncciiaall ddee iinndduussttrriiaalliizzaacciióónn

Flavio Aragón Cuevas, Juan de Dios Figueroa Cárdenas, Suketoshi Taba, Marcela Gaytán

Martínez, José Juan Véles Medina y Manuel Flores Zarate

INIFAP-CIRPS,Oaxaca

Oaxaca es centro de origen y diversidad del maíz, así lo demuestran los hallazgos arquelógicos encontrados en las Cuevas de Guilá Naquitz, en las cercanías de Mitla; la presencia de poblaciones vivas de sus parientes silvestres (Teocintle y Tripsacum), y la alta diversidad de materiales nativos. Los grupos indígenas y mestizos del estado siguen basando su alimentación en el consumo del maíz y poseen un alto conocimiento en su manejo y su uso. Dada la importancia de esta especie desde el punto de vista genético, biológico, económico, social y cultural, se ha desarrollado en Oaxaca una serie de acciones tendientes a colectar, conservar, caracterizar y documentar la riqueza genética presente. Después de 10 años de colectas en el estado, y del análisis de la información resguarda en los bancos de germoplasma de maíz del Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias (INIFAP) y del Centro Internacional de Mejoramiento de Maíz y Trigo (CIMMYT) se detectó la presencia de 35 razas de maíz en el estado: Ancho, Arrocillo, Bolita, Celaya, Chalqueño, Chiquito, Comiteco, Conejo, Cónico, Cónico Norteño, Elotes Cónicos, Elotes Occidentales, Mixeño, Mixteco, Mushito, Nal-Tel, Nal-Tel de Altura, Negro de Tierra Fría, Negro Mixteco, Olotillo, Olotón, Olotón Imbricado, Palomero Toluqueño, Pepitilla, Serrano, Serrano de Oaxaca, Serrano Mixe, Tabloncillo, Tehua, Tepecintle, Tuxpeño, Vandeño, Zamorano, Zapalote Chico y Zapalote Grande. Cada raza de maíz tiene algún uso que la distingue, aun cuando la mayoría se destina para la elaboración de tortillas. Por ejemplo, el maíz Zapalote chico es el predilecto para la elaboración de totopos, el maíz bolita para la fabricación de tlayudas y elaborar el Tejate (una bebida prehispánica de alto contenido proteínico), el maizón chatino para elaborar una bebida denominada Tepache, el tepecintle para fabricar tostadas, los tuxpeños para venta de elote y totomoxtle para tamales, el ancho para elote y pozole. En diferentes años se ha realizado el análisis de la calidad industrial y el uso potencial de las razas de maíz de Oaxaca. Se dispone de los análisis de calidad de 97 colectas de la región de la Costa, 96 colectas del Papaloapan, 152 colectas de los Valles Centrales, 102 de la Sierra Norte, y 333 Colectas de la Sierra Sur. También se cuenta con el análisis de calidad industrial de 91 colectas, con 27 razas estudiadas, el cual arrojó resultados interesantes en cuanto al uso potencial industrial de los materiales locales. Se encontró alta variabilidad en la calidad de los materiales de Oaxaca lo que permite seleccionar materiales apropiados para diferentes usos. El peso de mil granos varió de 130 a 540 g y su dureza de grano de 7.6 a 16.7 Kg-f, lo que permite aprovechar el grano para elaborar productos como atoles (baja dureza), tortillas por el proceso tradicional de nixtamalización (dureza baja a intermedia), harinas instantáneas de maíz para elaborar tortillas y botanas (alta dureza). De las muestras analizadas, la mayoría presentaron granos suaves con índices de flotación mayor de 40. También es importante indicar que se detectaron maíces con alto contenido de germen (mayor de 12%). Se puede mencionar que la colecta SS-605 (raza Mushito, de grano color blanco) presentó 19.6% de germen y 77.63% de endospermo. La muestra 41XV-233 (Raza Pepitilla, color blanco) y la SS-635 (de color blanco) presentaron altos contenidos de germen, con 15.04% y 15.43%, respectivamente, lo que las hace apropiadas para elaborar alimentos balanceados o para alimentar animales de traspatio. Es importante efectuar los análisis proximales en estos materiales para confirmar si tienen alto contenido de aceite y de ser posible registrar este material con propiedades especiales para la industria de extracción de aceite. Por otra parte, algunos materiales de maíz de color


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azul presentaron textura suave, y fueron los que mostraron las mejores calificaciones en la elaboración de tortillas (SS-275, SS-200 y SS-264).


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LLaa iimmppoorrttaanncciiaa ddeell mmaaíízz nnaattiivvoo eenn llaa eeccoonnoommííaa ccaammppeessiinnaa eenn llaa SSiieerrrraa

JJuuáárreezz ddee OOaaxxaaccaa

Ciro Aquino Vásquez*

Universidad de la Sierra Juárez

*[email protected]

Introducción La importancia del maíz radica en que tan sólo en América Latina, más de 2.5 millones de

hectáreas se cultivan con métodos agrícolas tradicionales, en forma de parcelas en desnivel,

policultivos y sistemas agroforestales, lo que evidencia la exitosa adaptación de un conjunto de

prácticas agrícolas a los entornos difíciles [1]. Para el caso de México, la agricultura tradicional

está representada por el 88% de los productores agrícolas de México [2], y de este sector agrícola

campesino, el 72% es de productores de subsistencia caracterizado por el reducido tamaño de sus

explotaciones, terrenos de mala calidad por su topografía, escasa profundidad, entre otros.

Las características geográficas y socioeconómicas imperantes en las comunidades de la Sierra

Juárez de Oaxaca da pie a una actividad agropecuaria bajo el esquema de economía campesina,

caracterizada, entre otras cosas, por la producción de autoconsumo, escasas relaciones de

mercado, uso de mano de obra familiar y diversificación de otras actividades no agrícolas como

la venta de fuerza de mano obra en las diferentes ciudades del país y del extranjero.

Debido a que corresponde en su mayor parte a zonas de temporal y humedad residual, el

sistema más frecuente está integrado por cultivos básicos (maíz y fríjol, principalmente), además

del uso de la yunta de “bueyes”, manejo de animales de traspatio y uso de mano de obra familiar,

incluso en la ejecución de alguna actividad extrafinca.

Objetivo Identificar la rentabilidad económica del cultivo de maíz nativo bajo condiciones de temporal

desarrollada en una agricultura tradicional en comunidades de la Sierra Juárez de Oaxaca, para


20

comprender su importancia como una estrategia de sobrevivencia en el sustento alimenticio de

las familias campesinas.

Metodología A través de los talleres rurales participativos realizados con habitantes de diversas

comunidades de la Sierra Juárez, donde el autor ha adquirido experiencia e información de

campo como prestador de servicios profesionales en diverso programas gubernamentales y

organizaciones no gubernamentales en la elaboración de Estudios de Ordenamiento Territorial.

Resultados Los campesinos han desarrollado una tecnología tradicional con el uso de yunta y la siembra

de cultivos en forma de cajete con la que enfrenta la incertidumbre de la producción año con año,

ante el riesgo de pérdidas por sequía, la que se refleja en trabajos como sembrar en las partes

altas de los cerros y fechas de siembra que de acuerdo a la cantidad y distribución de agua

obtienen diferentes rendimientos; la fertilización escasamente se realiza debido a la escasez de

recursos económicos.

A pesar de las inclemencias climatológicas que se han presentado en los últimos años, la

economía de los habitantes de las comunidades se sustenta principalmente en las actividades

agropecuarias. Principalmente, se practica la agricultura para el autoconsumo familiar, la

ganadería de traspatio y la crianza de aves de corral.

El uso de la tierra es básicamente para la agricultura, con la siembra de maíz, fríjol, caña y

café; así como otros cultivos menos importantes económicamente como plátano, mamey, mango,

durazno, lima, naranja, calabaza, aguacate, yuca, piña, "tepegilote", guayaba, vainilla,

cuajinicuil, zapote, cebollina, tomate y tomatillo, entre otros.

El cultivo del maíz en las comunidades de la Sierra Juárez se realiza principalmente en forma

de cajete, aunque ésta es una forma de siembra antigua, se realiza debido a las altas pendientes

de los terrenos de cultivo, lo que dificulta utilizar fuerza de tracción animal o el uso de

maquinaria agrícola.


21

Entre las características del cultivo se observó que su ciclo productivo es más corto en

comparación con la siembra en surco. El tiempo que tarda su ciclo es de aproximadamente 5

meses, debido a la humedad que se encuentra en el suelo permite que la semilla sembrada

inmediatamente germine y se desarrolle, siempre y cuando también haya un mayor cuidado de

manejo del cultivo, como es el deshierbe y aporque a tiempo, aunque no se aplique fertilizante.

Por lo tanto, la mazorca que se obtiene es más grande, resistencia a plagas y enfermedades en

almacén [3], en comparación con las cosechadas de sembradíos en surcos, en igual forma el

zacate también es más grande. Sin embargo, el tiempo que se requiere para sembrar y deshierbar

es demasiado, y los costos también son elevados.

Entre las actividades que los campesinos realizan en el cultivo del maíz se tienen las

siguientes: preparación del terreno, (algunos casos incluye roza, limpia y quema); siembra del

maíz (periodo de siembra, forma de siembra, semilla utilizada, el maíz tonamil, mano de obra);

control de malezas (periodo de control, forma de control, mano de obra ocupada); fertilización,

son escasos los productores, es decir, de 2 a 3 personas por comunidad son quienes aplican

fertilizantes como son Urea y el 18-46-00; plagas y enfermedades (entre las que se encuentran la

gallina ciega, gusano alfilerillo, gusano cogollero o trozador, principalmente); cosecha (periodo

de cosecha y rendimiento y precio local); almacenamiento (en tejabanas, casa habitación,

selección de semilla, etc.); y destino de la producción.

De acuerdo con las actividades realizadas en el cultivo de maíces nativos de la Sierra Juárez

de Oaxaca, se tiene un costo de producción de $6,100.00 por hectárea, es decir, para campesinos

que no utilizan fertilizante, mientras que quienes escasamente utilizan de 2 a 3 bultos de 50 kg

cada uno sobrepasa los $7,000.00 pesos por hectárea.

Conclusiones De acuerdo con los costos de producción, rendimiento por hectárea y precio del maíz, esto en

apariencia los resultados obtenidos son negativos, ya que muestran que el cultivo de maíz no

ofrece ninguna rentabilidad económica, sin embargo, si consideramos que la producción es

producto de una participación familiar organizada (esposo, esposa e hijos), tal vez la tesis se


22

revierta y esto permita hacer un cultivo rentable en especie. Es decir, que la familia desempeña

un papel importante en casi todo el proceso pues participa directamente en las labores de

siembra, limpia, fertilización (para quienes aplican) y la cosecha. Por otro lado, en estado elotero

se aprovecha para la elaboración de tamales y atole, principalmente. Pero, la producción en

grano es exclusiva para la alimentación familiar y en momentos de deficiencia monetaria el

campesino puede considerar su venta hasta en un 10%.

Por lo anterior, se concluye que la participación de la familia en las labores agrícolas reduce el

costo de producción de manera importante hasta en un 50 %, considerando con ello que es un

cultivo rentable desde la perspectiva de autoconsumo. Además, sirve de aprovechamiento

general para el complemento en la alimentación de los animales de traspatio con los que cuentan,

ya que al momento de la madurez del cultivo el campesino la aprovecha para el corte de pastura

dejando exclusivamente el tallo para su corte posterior en rastrojo una vez cosechada la mazorca.

Referencias [1] Altieri, M.A., M.K. Anderson y L.C. Merrick. Peasant agriculture and the conservation of crop and wild plant

resources, J. Soc. Conservation Biology, (1987) 1:49-58. [2] Volke H.V. y Sepulveda G. I. Agricultura de susbsistencia y desarrollo rural. México. Editorial Trillas. (1987)

12. [3] Turrent F. A. y Serratos H., J.A. El mejoramiento genético autóctono de maíz (domesticación continua) y el

maíz transgénico en México. Taller de Desarrollo Rural Sustentable y la soberanía alimentaria. (2006).


23

IInntteerraacccciióónn ggeennoottiippoo--aammbbiieennttee eenn llaa eexxpprreessiióónn ddee llooss aattrriibbuuttooss

qquuíímmiiccooss ddeell ggrraannoo ddee mmaaíízz

Froylán Rincón Sánchez *1, Natalia Palacios Rojas 2, Norma Angélica Ruiz Torres 3 y Luis

Alberto Galicia Flores 4

1 Profesor Investigador, Departamento de Fitomejoramiento, UAAAN, Buenavista, Saltillo, Coah. C.P. 25315 2 Centro Internacional de Mejoramiento de Maíz y Trigo;

3 Centro de Capacitación y Desarrollo en Tecnología de Semillas, UAAAN; 4 Laboratorio de Análisis de Calidad Nutricional en Maíz y Tejido Vegetal, CIMMYT, México.

*[email protected]

Introducción En términos fisiológicos, la calidad de la semilla está determinada por la capacidad de

germinación, vigor y sanidad; en su desarrollo, la calidad está influenciada por los efectos

genéticos (G), los efectos ambientales (E), como los factores bióticos, abióticos y el clima

(precipitación y temperatura), y los diferentes niveles de interacción entre estos factores (GxE).

Diversos estudios han reportado diferencias entre localidades en las propiedades térmicas del

almidón del grano de maíz, debido principalmente al tipo de suelo y precipitación, así como los

efectos de interacción entre los genotipos y el ambiente [2,3]. Pixley y Bjarnason [5] encontraron

efectos de interacción genotipo x ambiente en el contenido de proteína del grano en maíz, siendo

los valores más altos en los cultivares uniformes (cruzas simples). Estos autores concluyen que la

concentración de triptófano en la proteína fue el carácter más estable, seguido por el contenido

de proteína, la modificación del endospermo y el rendimiento de grano. Méndez-Montealvo et al.

[4] encontraron que el contenido de proteína fue mayor en los granos del tipo dentado y

semidentado, comparado con los tipos cristalinos y semicristalinos, y que estos valores fueron

mayores que lo maíces tipo QPM. Los objetivos del presente estudio fueron: determinar los

componentes químicos y analizar la influencia del ambiente de evaluación en la expresión de los

atributos químicos del grano de maíz.


24

Materiales y métodos El estudio consistió en la cuantificación de atributos químicos de 10 materiales genéticos de

maíz, de los cuales cinco son de color amarillo y cinco de color blanco. Las determinaciones

químicas fueron realizadas en el Laboratorio de Análisis de Calidad Nutricional en Maíz y

Tejido Vegetal del Centro Internacional de Mejoramiento de Maíz y Trigo (CIMMYT). La

semilla fue obtenida como una muestra representativa de las parcelas experimentales de un

ensayo de evaluación en tres ambientes contrastantes con tres repeticiones por sitio de

evaluación durante el 2007. Los ambientes de evaluación fueron: El Mezquite (MEZ), Galeana,

N. L. (1,890 msnm), San Juan (SNJ), Saltillo (1,825 msnm) y General Cepeda (GC), Coah.

(1,350 msnm). Adicionalmente, se incluyó una muestra de semilla remanente original (ORIG), y

otra, el incremento de la semilla original con polinizaciones controladas en Tepalcingo (TEP),

Mor. (1,100 msnm). Se determinó un análisis proximal del contenido de proteína (NProt25),

contenido de aceite (Nace8), temperatura de gelatinización (NTg10), viscosidad del almidón

(NRv7) y contenido de triptófano (NTrp21), utilizando curvas de predicción en el equipo de

infrarrojo cercano (NIR), expresados en porcentaje; el análisis químico del contenido de lisina

(Lis), triptófano (Trp), aceites (Ace), azúcares (Azu), compuestos fenólicos libres (Fen) y

almidón del grano (Alm), expresados en porcentaje del grano [1,7]. Los resultados fueron

estudiados a través de un análisis de varianza donde se probaron los efectos de los sitios de

evaluación, los materiales genéticos y la interacción entre ambos factores, utilizando los

procedimientos del programa SAS [6]. La interpretación de los efectos de interacción entre la

combinación de factores se hizo mediante modelos de dispersión gráfica “GGE Biplot” [8].

Resultados y discusión Los resultados mostraron diferencias significativas entre las localidades donde fue obtenida la

semilla en los componentes químicos, excepto en el contenido de aceites y fenoles libres. En el

análisis de la variación dentro de sitios sólo se presentó diferencia significativa (P ≤ 0.05) en el

contenido de almidón. Los materiales genéticos fueron diferentes en todos los componentes

químicos (P ≤ 0.01), con excepción del contenido de almidón.


25

Figura 1. Dispersión gráfica de la interacción de los ambientes por componentes químicos en

grano de maíz. MEZ, Localidad El Mezquite, N. L., SNJ y GC, Localidades de San Juan y

General Cepeda, Coah.; ORIG = Semilla remanente; TEP = Incremento de semilla con

polinización controlada en Tepalcingo, Mor.

La interacción genotipo por ambiente fue estadísticamente diferente en la mayoría de los

caracteres evaluados excepto en el contenido de lisina y almidón. Los resultados sugieren que los

sitios de evaluación, por ser contrastantes en las condiciones climáticas y altitud, así como la

diferencia entre materiales genéticos, ejercen influencia en la expresión de los niveles de calidad

del grano en maíz, así como en la interacción genotipo por ambientes. Resultados similares han

sido reportados en diversos estudios [2, 3,4]. La relación promedio entre los sitios de evaluación

(muestreo de semilla) y los componentes químicos del grano (Figura 1) muestra que se puede

diferenciar principalmente los efectos entre y dentro de ambientes en la expresión de la calidad

del grano. Lo anterior puede corroborarse al analizar la respuesta comparativa de la semilla

original (ORIG) y la semilla incrementada con polinización controlada (TEP).


26

Figura 2. Dispersión gráfica de la interacción entre los materiales genéticos y los componentes

químicos del grano de maíz. El círculo punteado indica los materiales de color amarillo y el área

sombreada los de color blanco.

Por otro lado, la descripción de los materiales genéticos a través de ambientes (Figura 2)

muestra un patrón de respuesta en relación a los componentes químicos, al diferenciarse en

grupo los maíces de color amarillo y los de color blanco. Lo anterior sugiere que la expresión de

los componentes químicos del grano está principalmente determinada por el ambiente de

evaluación, y de los efectos de de interacción entre los materiales genéticos y el ambiente de

producción del grano.

Referencias [1] Galicia, L., E. Nurit, A. Rosales and N. Palacios-Rojas, CIMMYT 2008 (In preparation). [2] Ji, Y., L. M. Pollak, S. Duvick, K. Seetharaman, P. M. Dixon, and P. J. White, Cereal Chem. 81 (2004) 59-64. [3] Krieger, K. M., L. M. Pollak, T. J. Brumm, and P. J. White, Cereal Chem. 75 (1998): 656-659. [4] Méndez-Montealvo, G., J. Solorza-Feria, M. Velázquez del Valle, N. Gómez-Montiel, O. Paredes-López y L. A.

Bello-Pérez, Agrociencia 39 (2005) 267-274. [5] Pixley, K. V. and M. S. Bjarnason, Crop Sci. 42 (2002) 1882–1890. [6] SAS Institute Inc., Cary, NC, USA (2004). 5121 p. [7] Vivek, B.S., A.F. Krivanek, N. Palacios-Rojas, S. Twumasi-Afriyie, and A.O. Diallo, CIMMYT, Mexico, D.F.

(2008), 50 p. [8] Yan W. and M. S. Kang, CRC Press LLC, New York (2003), 271 p.


27

PPaarráámmeettrrooss ddee ccaalliiddaadd ddee ggrraannoo ddee mmaaíízz ddee aaccuueerrddoo aa ssuu uussoo ffiinnaall

M.L. Reyes-Vega1, 2*, Gaytán-Martínez M.3, J.D. Figueroa-Cárdenas3, E. Morales-Sánchez1, F.

Rincón-Sánchez4.

1CICATA-IPN . José Siurob # 10. Col. Alameda C.P.76040. Querétaro, Qro, México. 2Food Research Department, Universidad Autónoma de Coahuila, Blvd. V. Carranza s/n, 25280 Saltillo, Coahuila,

25280, México, 3CINVESTAV - I.P.N., Libramiento Norponiente # 2000, Juriquilla, Querétaro, Qro., México.

4Universidad Autónoma Agraria Antonio Narro, Buenavista, Saltillo, Coahuila, 25070, México.

*[email protected]

Introducción La diversidad de productos obtenidos del maíz ha conferido especial importancia a su

selección para usos industriales. Esta selección se ha hecho tradicionalmente por sabores, aromas

y texturas, agronómicamente por razas, híbridos y variedades y en menor grado considerando la

evaluación de las propiedades fisicoquímicas y de calidad (Figueroa, 2002). Actualmente, con la

apertura de mercados y la globalización, los consumidores y procesadores de maíz están

buscando maíces apropiados para sus procesos y productos y la importancia de este concepto es

tal que se emplea el término “Maíces de Alto Valor Agregado” (US Grain Council, 2001) para

designar a granos como el maíz con características específicas que presenten ventajas

tecnológicas y económicas en ciertos procesos y productos. Este estudio analiza las

características del grano y las relaciona con las propiedades funcionales del mismo para asesorar

al productor sobre las características que debe buscar en el grano cuando lo destina a la

fabricación de un producto específico.

Materiales y métodos El material genético consistió de 21 maíces (estación experimental de la UAAAN,

Tepalcingo, Morelos).

Las propiedades fisicoquímicas del grano evaluadas fueron proteína (método 46-13 AACC,

1995), lípidos (método 7.062 AOAC, 1984), fibra (método 44-19 AACC, 1995), humedad


28

(método 44-19 AACC, 1995), amilosa (método Megazyme modificado), composición anatómica

del maíz (fraccionamiento manual y peso de los componentes), tamaño del grano (Vernier

Digital Mitutoyo), color del grano (Colorímetro Portátil MiniScan de Hunter Lab Reston

Virginia EUA), peso de 1000 granos (balanza granataría Ohaus), densidad, dureza (TA-XT2

texture analyzer, Texture Technologies Corporation, Stable Micro Systems; Surrey, England),

índice de flotación (Norma oficial Mexicana 2002), cristalinidad (difractómetro Carl Zeiss,

radiación de Cu lineal K, L = 1.542 °A monocromador de LiF), microscopía electrónica de

barrido (SEM).

Las propiedades térmicas de los maíces determinadas fueron perfil amilográfico (Rapid

Visco Analyser 3C), calorimetría diferencial de barrido (Mettler Toledo 852e), conductividad

eléctrica por método óhmico (70 V constantes).

Las características del producto evaluadas fueron elaboración de nixtamal (Norma Oficial

Mexicana 2001). La molienda se efectuó en un molino de piedras y a la masa se le determinó

rendimiento, cohesión y adhesión (Texture Analyser TA-XT2). Las tortillas (espesor, 1.2 mm.,

diámetro, 12.5 cm) se troquelaron con una tortilladora manual y se cocieron en comal (270 + 10

C) y se les determinó rendimiento, pérdida de peso, tensión y corte (Texture Analyser TA-XT2).

Análisis estadístico Se realizaron análisis de varianza y comparación de medias mediante pruebas de rango

múltiple de Tukey, así como componentes principales, utilizando el paquete computacional

Statiscal Analysis System (SAS, 1999).

Resultados La Figura 1 muestra el comportamiento de las variables fisicoquímicas de mayor influencia en

el análisis de CP, PMG, dureza, densidad, endospermo y almidón para CP1 y lípidos y

cristalinidad para CP2. Se observa que los maíces duros (D) están agrupados a la derecha y

muestran valores altos de contenido de almidón y endospermo, peso de mil granos, densidad y

TGA, mientras que los granos suaves (S) muestran valores altos de HG, fibra e índice de

flotación. Narváez et al. (2006) reportaron que los granos duros se caracterizan por un alto


29

contenido de endospermo y pericarpio y un alto grado de compactación de los gránulos de

almidón, por el contrario, los granos suaves muestran un alto contenido de humedad y amilosa

aparente, alto índice de flotación y bajo grado de compactación de los gránulos de almidón; lo

cual concuerda con los resultados de este estudio, confirmando la influencia de la estructura y

composición química del gránulo de almidón sobre algunas características fisicoquímicas del

mismo.

Los cambios en la estructura y en la composición química del almidón influyen también en

las propiedades térmicas de los maíces. Pflugfelder et al. (1988) encontraron que los cambios

significativos en la fracción de almidón del maíz modifican estas propiedades, lo cual imparte las

características de textura al producto final al cual se destina. Para la industria es importante

conocer la cantidad de energía que se usará durante un proceso así como el comportamiento

reológico del maíz hidratado, ya que esto afecta no solo al producto final sino al proceso mismo.

En la Figura 2, se presentan los CP para las variables térmicas, los primeros 5 CP explican un

93.22% de la calidad de los maíces. Las principales variables que definieron el CP1 fueron

temperatura de gelatinización (TGV), viscosidad, retrogradación, entalpía, temperatura inicial y

pico de gelatinización, mientras que energía es la variable que define el CP2. Las propiedades

térmicas y reológicas de las harinas proporcionan una valiosa información sobre su

funcionalidad. Las viscosidades pico indican el punto al cual los gránulos de almidón alcanzan

su máximo hinchamiento después de lo cual colapsan; es un indicador de su capacidad de

retención de agua (Beta et al., 2001; Wang y Wang, 2002). La temperatura de gelatinización

representa la disociación de la doble hélice de amilopectina y la fusión de los cristales de

almidón (Sasaki y Matsuki, 1998). Algunas propiedades funcionales, tales como viscosidad de

pastificación y entalpia de gelatinización se han relacionado a morfología, granulometría y

compactación de los gránulos de almidón (Seetharaman et al., 2001; Shinde et al., 2003). Puede

observarse que estas variables agrupan a los maíces que muestran baja viscosidad, entalpía y

temperaturas de gelatinización inicial y pico, así como alta energía. Estos maíces son excelentes

para la elaboración de botanas. Hacia la derecha de la Figura se observa otro grupo caracterizado

por una alta viscosidad, entalpía y temperaturas de gelatinización inicial y pico. Estos maíces se


30

destinan a la industria de almidones. La Figura 3 muestra el análisis de CP de las variables de

producto, se encontró que con los primeros tres componentes se obtiene el 99.95% de la

variabilidad. Las variables significativas para el CP1 las fueron RT, PP y corte., para el CP2

fueron la CAA y RM. Cada industria requiere que sus granos después de ser procesados

presenten ciertas características, para la industria de la masa y la tortilla es muy importante el

RT, como se observa en la Figura 3, los maíces agrupados en el extremo superior izquierdo

tienen una alta CAA y por consiguiente un alto RM; además, como presentan baja PP tienen un

alto RT y también muestran baja resistencia al corte.

-5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5-5

-4

-3

-2

-1

0

1

2

3

4

5

SS

S

S

S

S

S

I

I

I

I

I

ID D

D

D

D

D

D

Lípi

dos

RXS,

Anc

ho

HG, Fibra, IF ALM, PMG, DUR, D,TGA, %E

CP

2

CP1

-6 -5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6-4

-3

-2

-1

0

1

2

3

4

B

BB

B

BB

B

A

A

A

A

AA

A

A

A

A AA

A

AEn

ergí

a

Tpasting, RETRO VIS, TOH, ΔH, To, Tp

CP2

CP1

Figura 1. Componentes principales de maíces de acuerdo a sus propiedades fisicoquímicas

Figura 2. Distribución de componentes principales de las variables térmicas.

Estos maíces reúnen las características deseables para la industria de la tortilla. El RT

presentó una correlación negativa con la dureza del grano (-0.560**). La dureza es la variable

que tuvo mayor influencia en la calidad del grano y está relacionada con las otras variables

fisicoquímicas, térmicas y de calidad. Las micrográficas muestran que los granos apropiados

para la industria de tortilla y almidón (suaves), presentan gránulos de almidón esféricos y poco

compactados. Sin embargo, la industria de tortilla requiere maíces que produzcan baja viscosidad

al hidratarse, ya que una alta viscosidad afecta el procesamiento al favorecer la adhesividad de la

masa incrementando la dificultad del troquelado de la tortilla; por el contrario, la industria de

almidones requiere de maíces que desarrollen una alta viscosidad. En la industria de harinas y de

botanas se requieren granos duros pero de las harinas requiere que los granos de maíz den un


31

mayor rendimiento de tortilla, es decir, que formen un gel que evite la pérdida de agua durante

la cocción, a diferencia de la industria de las botanas que requiere una alta pérdida de peso

durante esta etapa, lo que producirá productos con mayor crujencía y menor absorción de grasa.

-4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4-4

-3

-2

-1

0

1

2

3

4

B

BB

B

B

B

B

B

B

BA

A

A

A

A

A

AA

A

AC

AA, R

M

RT PP, Corte

CP2

CP1

Figura 3. Distribución de componentes principales de las variables de producto.

Conclusiones La alta relación entre los conjuntos de variables indicó que no se puede explicar, con

solamente un conjunto, toda la compleja funcionalidad de los granos de maíz. En cada conjunto

de variables se reconocieron parámetros altamente importantes y mediante el uso de una

combinación de ellos, se puede realizar una selección exitosa de los granos para un uso

determinado. El hecho que los parámetros estructurales hayan estado altamente relacionados con

los físicos, y a la vez que la dureza haya sido el parámetro físico más importante, justifica la

razón por la cual los industriales han tenido relativo éxito en la selección de sus granos a lo largo

del tiempo. No obstante, a pesar de su importancia, la dureza no debe ser el único parámetro a

tomarse en cuenta para la selección de grano, ya que como se observó en este trabajo otros

parámetros son muy importantes para definir la calidad del grano para un uso específico.

Referencias [1] AACC. Approved Methods of Analysis.1995. 8th Ed. American Association of Cereal Chemists. St. Paul, MN,

USA. [2] AOAC. Official Methods of Analysis. 1984. 14th Ed. Association of Official Analytical Chemists. Washington,

DC, USA. [3] Beta T., Corke, H., Taylor, J. R. N., and Rooney, L. W. 2001. Effect of steeping treatment on pasting and

thermal properties of sorghum starches. Cereal Chem. 78:303-306.


32

[4] Figueroa J.D.C. 2002. Evaluation of Corn for Tortilla Production. Bussiness Development Conference of the Mexican Food Grade Corn Market. Sponsored by the US Grain Council and Illinois Department of Agriculture. Springfield, IL June 19.

[5] Narváez-González E. D., Figueroa-Cárdenas J. D., Taba S., Castaño-Tostado E, Martínez-Peniche R. A. and Rincón-Sánchez F. 2006. Relationships between the microstructure, physical features, and chemical composition of different maize accessions from Latin America. Cereal Chem. 83(6) 595-604.

[6] Sasaki, T., and Matsuki, J. 1998. Effect of wheat starch structure on swelling power. Cereal Chem. 75:525-529. [7] Seetharaman, K., Tziotis, A., Borras, F., White, P. J., Ferrer, M., and Robutti, J. 2001. Thermal and functional

characterization of starch from Argentinean corn. Cereal Chem. 78:379-386. [8] Shinde, S. V., Nelson, J. E., and Huber, K. C. 2003. Soft wheat starch pasting behavior in relation to A- and B-

type granule content and composition. Cereal Chem. 80:91-98. [9] Wang, Y., and Wang, L. 2002. Structures of four waxy rice starches in relation to thermal, pasting, and textural

properties. Cereal Chem. 79:252-256. [10] NMX-FF034-2001-SCFI. 2001. Norma Oficial Mexicana para la industria del nixtamal. [11] SAS (1999). SAS. User´s Guide. V. 6.0. 4th edn. Vol.1, Pp.943. Cary, N.C: Statistical Analysis System Institute

Inc [12] Pflugfelder, R.L., Rooney, L.W., Waniska, R.D. 1988. Fractionation and composition of commercial corn masa. Cereal

Chem. 65, pp. 262-266.


33

PPrreesseenncciiaa ddee mmeettaalleess ppeessaaddooss eenn ccuullttiivvooss ddeell vvaallllee ddeell mmeezzqquuiittaall ppoorr

rriieeggoo ccoonn aagguuaass nneeggrraass

F. Prieto Garcia1*; M. A. Méndez Marzo2; F. H. Martinez Pezina1; J. Prieto Méndez1

1Centro de Investigaciones Químicas. 2Centro de Investigaciones en Materiales y Metalurgia. Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo Pachuca,

Hidalgo, México.

*[email protected]

Los suelos contienen metales traza de varios tipos; las especies solubles, intercambiables y acomplejadas, son las de mayor movilidad en sólidos y rigen su migración y determinan su fitodisponibilidad hacia los cultivos. En este trabajo se evaluó la bioacumulación de Cd, Cr, Pb, As y Hg en cultivos de las municipalidades de Actopan e Ixmiquilpan, en el Valle del Mezquital, estado de Hidalgo. Se tomaron muestras de cultivos mayoritarios como nopales, magueyes, habas y maíz, cultivados en diferentes variedades de suelos con texturas variadas y que son regados con aguas negras. Se encontraron concentraciones elevadas de Pb (valores hasta 22.86 mg kg-1) y relativamente altas en As y Hg (valores hasta 0.69 y 1.45 mg kg-1, respectivamente), por lo cual es necesario emprender acciones con el fin de restaurar tanto la calidad del agua de riego así como de los suelos sobre los cuales se siembran dichos cultivos. Para los restantes metales, se pueden considerar bioacumulaciones de nivel bajos. Hace falta mayor investigación respecto a los factores que rigen la bioacumulación selectiva de elementos traza en los cultivos, ya que existe mucha controversia respecto a los mecanismos que gobiernan el paso de dichos elementos desde un medio contaminado hacia los cultivos.


34

PPrroodduuccttooss nniixxttaammaalliizzaaddooss aa ppaarrttiirr ddee mmaaíícceess aammaarriillllooss

Vázquez-Carrillo M G1, Natalia Palacios2 y Yolanda Salinas Moreno1

1Laboratorio de Maíz del Inst. Nacional de Investigaciones Forestales y Agropecuarias INIFAP.

2 Centro Internacional de Mejoramiento de Maíz y Trigo (CIMMyT).

Introducción En México, la demanda de maíces amarillos para la producción de tortillas, harina

nixtamalizada, botanas y cereales para desayuno ha crecido significativamente; la demanda anual

de maíz amarillo fue de 12.6 millones de toneladas, de las cuales 2.2 millones son demandadas

por la industria de almidón, cereales y botanas además de la reciente demanda para la producción

de harina nixtamalizada; estas cifras son importantes si se considera que la producción nacional

es de solo 500 mil toneladas y el resto de la demanda se cubre con maíz importado, lo que

ocasiona dependencia de la industria para abastecer esta materia prima [1]. El mejoramiento

genético ha permito la generación de maíces mejorados amarillos cuyos rendimientos

agronómicos y la calidad de sus productos, son semejantes a las de los maíces blancos. Desde

el punto de vista nutricional [2] se ha informado que los maíces amarillos son tan buenos como

los blancos y que su contenidos de carotenos, representan un beneficio adicional para el

consumo humano, ya que el β-caroteno es precursor de la vitamina A, la cual es importante para

el funcionamiento del organismo, particularmente en los sistemas: óseo, inmunológico y

reproductivo, es esencial para el crecimiento, mantenimiento y reparación de las células de las

mucosas, epitelios, piel, visión, uñas, cabello y esmalte de dientes; es fundamental para la visión,

ya que el Retinol contribuye a mejorar la visión nocturna, previniendo de ciertas alteraciones

visuales como cataratas, glaucoma, pérdida de visión, ceguera crepuscular, también ayuda a

combatir infecciones bacterianas como la conjuntivitis. Como Antioxidante: previene el

envejecimiento celular y la aparición de cáncer, al eliminar los radicales libres y protege al ADN

de su acción mutagénica [3]. Los objetivos fueron: 1) determinar el efecto de ciclo de cultivo

sobre las características físicas, químicas, la calidad de las tortillas y botanas en tres maíces

experimentales de grano amarillo así como el nivel de agrado de sus botanas, 2) Determinar la


35

distribución del contenido de carotenos en maíces de endospermo normal (criollos y mejorados)

y de alta calidad proteínica (ACP) por Cromatografía Liquida de Alta Resolución (HPLC) y 3)

cuantificar la pérdida de los carotenoides y triptofano después de la elaboración de las botanas.

Materiales y métodos En los ciclos primavera verano del 2004, 2005 y 2006 se produjeron tres híbridos

experimentales de grano amarillo (HE1, HE2, HE3), estos se analizaron en el Laboratorio de

Calidad de Maíz del Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias

(INIFAP). Las variables físicas evaluadas en el grano fueron: peso de 100 granos, índice de

flotación, peso hectolítrico y color (% de reflectancia). Los componentes químicos evaluados en

grano entero y en botanas fueron: aceite [4], proteína [5], lisina y triptofano [6]. La calidad de

nixtamal y tortillas se evaluaron con los métodos descritos por [7]. Conforme a su dureza, los

maíces duros tuvieron 40 min y los intermedios 35 min de nixtamalización. En las tortillas se

determinó: color y se reporta como % de reflectancia; humedad (%); rendimiento, expresado

como kilogramos de tortillas obtenidas por kilogramo de maíz nixtamalizado; y fuerza máxima

de compresión (dureza), la cual se informa en gramos fuerza (gf). Las botanas se elaboraron a

partir de masa nixtamalizada [8]. Las rodajas de masa se frieron en aceite a 210 ºC durante 1

min. En las botanas frías se determinó: humedad, color, rendimiento y textura; esta última se

evaluó en el equipo instron trabajado en modo de compresión, con la celda de 500 kg y 10 g de

muestra y el aditamento Kramer de 10 cuchillas que representan a la dentadura al masticar. Se

obtuvo la fuerza máxima de compresión y cizallamiento requerida para romper la botana, que se

expresó en kilogramos-fuerza (kgf). Para la evaluación de los carotenos se agregaron a los

híbridos experimentales, tres criollos (MC1, MC2, MC3) y tres maíces de Alta Calidad

Proteínica (ACP1, ACP2, ACP3) se obtuvo el perfil de carotenos por HPLC [9], en grano y en

botanas y se establecieron los porcentajes de pérdidas ocurridos durante la elaboración de

botanas. Los análisis se realizaron por duplicado y los resultados se analizaron bajo un diseño de

bloques al azar. Se obtuvo el análisis de varianza, las pruebas de comparación de medias

(Tukey) y las correlaciones, utilizando el programa Statistical Análisis System (SAS, 1999),

versión 9.1 para Windows.


36

Resultados El ciclo de cultivo afecto el color de los granos y la textura de estos. En el ciclo 2003, los

maíces fueron de un amarillo intenso y textura intermedia, en tanto que en el ciclo 2006 los

valores de reflectancia fueron mayores (correspondiente a amarillo más claro) y menor el índice

de flotación (textura muy dura). Se encontró que los maíces más duros fueron los de mayor

reflectancia (color más claro) (r = - 0.91. Los contenidos de proteína y aceite en el grano fueron

estadísticamente iguales en los ciclos 2003 y 2006 (X = 9.2 y 4.1 %), en el 2004 los valores

medios fueron de 10.4 y 3.6 % respectivamente. Lisina y triptofano registraron valores

semejantes a los informados para maíces de textura normal (0.223 y 0.039%).Su nixtamal

alcanzo en promedio 45 % de humedad, en tanto que sus masas estuvieron entre 56 y 60 % de

humedad, con lo que se obtuvo 40 % de humedad en tortillas y rendimientos entre 1.4 y 1.5 kg

que son altos. Requirieron un promedio 410 gf para romperse. El color de las tortillas fue mayor

que el de los granos. Las tortillas más amarillas fueron las del ciclo 2003. En el nixtamal para

botanas se redujo la humedad (38-40%) y la pérdida de sólidos (2.5%). Los maíces de textura

intermedia (2003) retuvieron mayor porcentaje de pericarpio (44 %) que los de textura dura

(PV04-39% y PV06-34%). La humedad promedio de las botanas fue de 1.0 a 1.7 %, lo que se

asocio con rendimientos de un kg/kg de maíz nixtamalizado, que se explica por el incremento en

el porcentaje de aceite en las botanas (25.6%). La prueba de nivel de agrado, mostró diferencia

altamente significativa (α = 0.01) entre maíces. Los consumidores prefirieron las botanas

elaboradas con el maíz HE3, por haber sido las de mejor color, este fue amarillo intenso y

brillante (52 % de reflectancia). Las variables de sabor, olor y textura fueron estadísticamente

iguales para los tres maíces.

Las botanas de maíces Mejorados (HE y ACP) tuvieron un color más puro (croma:51.49 y

51.75) y menor contenido de aceite (22%) que el testigo comercial (48.75 y 26%). En grano

entero y botanas se identificaron: luteína, β-criptoxantina, β-caroteno y dos carotenoides

desconocido posiblemente zeaxantina e isómero de β-caroteno. Los contenidos de carotenoides

variaron entre 4.33-20.7 μg/g, el mayor contenido en grano fue para los maíces experimentales,

destacaron HE1 y HE3, le siguieron los criollos y al final los maíces ACP (Cuadro 1). En


37

botanas se mantuvo este comportamiento, sin embargo, sobresalió el maíz criollo 3 (MC3) por

haber retenido las mayores cantidades de β-criptoxantina (80.6 %) y β-caroteno (60.6 %). Los

maíces ACP fueron los de menor contenido de carotenoides, no obstante, fueron los que más los

retuvieron en las botanas (Cuadro 1). El grano del HE1 presento el mayor contenido de β-

caroteno, β-criptoxantina y por tanto provitamina A (3.04 mg/g), pero sus botanas solamente

retuvieron 0.6 µg/g, registrando una pérdida de 80% de provitamina A, contrariamente el maíz

ACP2 tuvo 1.12 µg/g de proVitA en grano y en sus botanas 0.98 µg/g, lo que representa una

pérdida mínima de 12.5 %. La retención de carotenos y provitamina A durante la elaboración de

botanas, dependió del tipo de maíz. El mayor contenido de triptofano fue para los maíces ACP,

encontrando que en las botanas se mantienen los valores del grano. El incremento de triptofano

en las botanas de los HE y criollos, se atribuye a la concentración que sufre este aminoácido por

la eliminación de pericarpio y otros compuestos.

Cuadro 1. Carotenoides y triptofano en grano y botanas de maíces amarillos (μg/g en base

húmeda).

Luteina β-criptoxantina β-caroteno Total carotenos identificadosξ Triptofano (%) Tipo de maíz

Grano Botanas Grano Botanas Grano Botanas Grano Botanas Grano Botanas Híbrido Exp1 16.54 6.24 2.25 0.55 1.92 0.40 20.70 7.19 0.04 0.05 Híbrido Exp2 6.67 6.00 1.68 1.05 1.45 0.74 9.80 7.79 0.05 0.05 Híbrido Exp3 13.64 6.68 1.00 0.36 1.08 0.37 15.71 7.41 0.04 0.05 X 12.28 6.31 1.64 0.65 1.48 0.50 15.40 7.46 0.04 0.05 MCriollo1 2.28 1.13 1.17 0.58 0.89 0.51 4.33 2.21 0.06 0.06 MCriollo2 11.27 4.71 0.84 0.52 1.53 0.77 13.63 6.00 0.05 0.05 MCriollo3 13.04 5.80 0.36 0.43† 1.09 0.66 14.49 6.88 0.05 0.06 X 8.86 3.88 0.79 0.55 1.17 0.65 10.82 5.03 0.05 0.06

‡ACP1 4.85 4.16 1.00 0.42 0.59 0.23 6.43 4.80 0.07 0.07 ACP2 3.30 2.58 1.20 0.61 0.53 0.23 5.02 3.41 0.08 0.08 ACP3 4.94 3.32 1.70 0.84 0.78 0.41 7.42 4.57 0.07 0.07 X 4.36 3.35 1.30 0.62 0.63 0.29 6.29 4.26 0.07 0.07

† En botanas se concentró el contenido de β-criptoxantina ξ Luteína + β-criptoxantina + β-caroteno ‡ Maíces de Alta Calidad Proteínica

Conclusiones Las propiedades físicas y químicas de los maíces Experimentales amarillos muestran que

tienen cualidades para elaborar con ellos tortillas y botanas de buena calidad comercial, cuyo


38

nivel de agrado fue superior al de una botaba comercial. Los híbridos experimentales registraron

los mayores contenidos de carotenoides (20.7, 9.8 y 15.7 mg/kg), de los cuales el 50 % se perdió

durante la elaboración de las botanas. En grano entero y botanas se identificaron: luteína, β-

criptoxantina y β-caroteno. Las botanas de los maíces ACP tuvieron 45 % más triptofano que las

de los maíces de endospermo normal.

Referencias [1]Cámara Nacional del Maíz Industrializado. http//wwwcnmaiz.org.mx/estadisticas_nacionales.php. 2006 [2] Bressani R, JC Turcios, L Reyes y R Mérida. Arch Latinoamer de Nutr. 2001; 51:309-313 [3] Francis FJ. Cereal Food World. 2000: 45(5):198-203 [4] American Association of Cereal Chemists (AACC). Approved Methods of the AACC 1998. St. Paul, Mn [5] Wall L L, W Gehrke (1974) Total protein measure automated Technicon BD/AAII. Method presented at the 88th

Annual Meeting of the AOAC. 50p. [6] Villegas E, E Ortega y R Bauer. Publicación CIMMYT.1985. El Batán México. 32p. [7] Salinas MY y G Vázquez C. Folleto Técnico 2006; No. 24. INIFAP-CEVAMEX. Chapingo, Edo. de México.

91 p [8] Coutiño EB, G Vázquez C, B Torres M y Y Salinas M. Rev. Fitotec. Mex. 2008; 31(No.Especial 3):9-14. [9] Kurilich A C, J A Juvik. J. Agric. Food Chem. 1999; 47:1948-1955.


39

SSiisstteemmaass ddee iinnooccuuiiddaadd eenn llaa eellaabboorraacciióónn ddee ttoorrttiillllaa

Dra. Mirna Leonor Suárez Quiroz

Instituto Tecnológico de Veracruz

El sistema HACCP ha sido incorporado a la legislación como un método de control de la contaminación de los alimentos en varios países. Este sistema permite seguir la cadena de alimentos desde el cultivo, a través de todas las etapas de manejo y procesamiento hasta el consumidor final. Debido a los múltiples factores que afectan la contaminación de los alimentos y a las numerosas ocasiones en que éstas pueden ocurrir, el sistema HACCP incorpora programas denominados pre-requisitos como son Buenas Prácticas de manufactura (BPM), Buenas Prácticas Agrícolas (BPA) y las Buenas Prácticas de Higiene (BPH) para asegurar su funcionalidad y garantizar la inocuidad del alimento.

A pesar del surgimiento de la NOM 187-SSA1 y el esfuerzo de las autoridades sanitarias y productores de la cadena de masa y la tortilla en material de sanidad, la industria de la tortilla continua operando en establecimientos con condiciones de higiene deficientes, y con prácticas que ponen en riesgo la inocuidad del producto, aunado a que la mayor parte de las tortillerías tradicionales operan con obsoleta y maquinaria tecnología, esto puede traer como consecuencia la pérdida de competitividad y el posible riesgo a la salud de los consumidores.

La solución a estos problemas debe ser integral, los pre-requisitos del sistema HACCP proporcionan las condiciones ambientales y operacionales básicas necesarias para la producción de tortillas seguras y saludables mientras que el sistema HACCP identifica, evalúa y controla la posibilidad de la presencia de peligros para la salud del consumidor que son específicos para cada producto y para cada línea de producción.


40

IInnooccuuiiddaadd ddee ttoorrttiillllaass

Castro Rosas, J.*; Estrada Hernández A.; Gómez Aldapa C.A.

Centro de Investigaciones Químicas. Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo. Hidalgo, México.

*[email protected]

Las enfermedades transmitidas por alimentos (ETAs) son una causa importante de mortalidad en todos los países, incluidos los desarrollados como los Estados Unidos de Norteamérica (EUA). Tradicionalmente, los alimentos que con mayor frecuencia se involucran en brotes de ETAs son los de origen animal (cárnicos o lácteos). No obstante la participación de otros, como las verduras crudas, va en aumento. Existen, sin embargo, muchos tipos de alimentos cuya participación en brotes se desconoce. Es común observar en los reportes que emiten los países, tablas de los brotes por alimento, en donde se incluye un apartado en el que un porcentaje importante de los brotes se produce por alimentos “desconocidos”. Esta falta de información puede ser debida a varios factores tales como la falta de una cultura para el estudio epidemiológico de los brotes, falta de presupuesto para la investigación de los brotes, alimentos que son consumidos solo en una región o en un país. En México existe una gran variedad de alimentos y bebidas que son producidos y consumidos en los diferentes estados de la república mexicana. Algunos de estos alimentos son producidos en varios estados y se han vuelto representativos de toda una región; el cual es el caso de la tortilla.

Se ha reportado que actualmente en México se consumen 19.7 millones de toneladas de tortillas al año. No obstante, a pesar de que la tortilla es un alimento básico para el pueblo de México y para muchos otros de Latinoamérica, existe muy poco avance en la tecnificación del proceso de producción y manejo higiénico de este producto. Más aun, prácticamente no existe información publicada en revista científicas sobre diferentes aspectos de la tortilla como por ejemplo, calidad, deterioro, higiene e inocuidad de tortillas que se producen en los países consumidores. Así por ejemplo, no se conoce si la tortilla es vehículo de bacterias, virus o parásitos patógenos al humano, ni qué tipo de microorganismos se pueden encontrar asociados a esta, ni su comportamiento en la tortilla, ni hay registros de brotes asociados a su consumo. No obstante, debido a que las tortillas son un producto que se encuentra expuesto a múltiples fuentes de contaminación durante todo el proceso de elaboración y además debido a la forma en que comúnmente se producen las tortillas, es de esperar la presencia de agentes patógenos en el producto final.

En este sentido, hemos realizado algunos estudios para conocer el grado de higiene de tortillas frescas que se comercializan en algunos municipios del Estado de Hidalgo, así como estudios para conocer el comportamiento de bacterias patogenas sobre tortillas almacenadas a diferentes temperaturas y se ha evaluado el calentamiento en microondas como una alternativa para eliminar a los posibles microorganismos patogenos potencialmente presentes en la tortilla fresca. Los resultados que hemos encontrado no son muy alentadores.

Es evidente la urgente necesidad de generar información científica que contribuya a solucionar la problemática relacionada con la inocuidad de la tortilla. Así como también, es necesario que los productores de tortilla implementen buenas practicas de manufactura y buenas practicas de higiene durante todo el proceso de producción.


41

RReellaacciióónn EEssttrruuccttuurraa--DDiiggeessttiibbiilliiddaadd ddeell aallmmiiddóónn eenn ttoorrttiillllaa

Luis Arturo Bello

Centro de Desarrollo de Productos Bióticos del IPN. Yautepec, Morelos, México.

[email protected]; [email protected]

La tortilla es parte básica de la alimentación en México y algunos países de Centroamérica. Constituye una fuente de carbohidratos donde se incluye la fibra dietética y el almidón, y hace algunos años se comprobó que una parte del almidón presente en muchos alimentos, no era digerido ni absorbido en el intestino delgado de los humanos. Desde que la tortilla es cocinada y almacenada, una serie de cambios se producen en el almidón, los cuales repercuten en su digestibilidad. Por lo que es necesario conocer los cambios en la estructura del almidón y relacionarlos con su digestión. El objetivo de este trabajo fue, estudiar la digestibilidad y los aspectos estructurales del almidón en tortillas. Las tortillas (azul, TA y blanca, TB) se elaboraron de acuerdo al método tradicional, se almacenaron a 4 ºC hasta 168 h. La digestibilidad del almidón consistió en determinar la fracción de almidón disponible (AD), almidón resistente (AR), resistente retrogradado (ARR), la tasa de hidrólisis (%H) in vitro y predicción del índice glucémico (IG); para los aspectos estructurales se determinaron los pesos moleculares del almidón a través de cromatografía líquida de alta resolución. El contenido de AD fue menor en la TA que en la TB y en ambos tipos de tortilla el contenido de AD disminuyó durante las primeras 48 h de almacenamiento, mientras el contenido de AR se incrementó. Dicho incremento se debió a la retrogradación del almidón. Puesto que, la mayor proporción de AR en la TB fue de ARR, mientras que en la TA hubo una menor proporción, lo cual coincide con una menor tendencia a la retrogradación de este tipo de tortilla. La %H del almidón de TA fue más baja que en la TB, y por consecuencia, un valor menor de IG. En la TB el IG disminuyó con el tiempo de almacenamiento; sin embargo, en la TA este valor permaneció constante. Con respecto a los estudios estructurales, la TB tuvo los valores de masa molar (MM) más altos, esto fue asociado a que durante el almacenamiento de las tortillas, la reasociación de las moléculas del almidón da como resultado moléculas de mayor MM, estos resultados coincidieron con la fracción de AR obtenidos en digestibilidad, donde la TB presentó los cambios mayores.


42

CCaammbbiiooss mmoorrffoollóóggiiccooss yy mmiiccrroo eessttrruuccttuurraalleess eenn ppeerriiccaarrppiioo ddee mmaaíízz yy ssuu

iinnfflluueenncciiaa eenn eell ffeennóómmeennoo ddee ttrraannssffeerreenncciiaa ddee mmaassaa ((aagguuaa yy ccaallcciioo))

dduurraannttee llaa eettaappaa ddee ccoocccciióónn eenn eell pprroocceessoo ddee nniixxttaammaalliizzaacciióónn

E. Gutiérrez-Cortez1,2; I. Rojas-Molina3; M. A. Cornejo-Villegas1,2and M. E. Rodríguez2,4

1Facultad de Estudios Superiores Cuautitlán-UNAM 2Posgrado en Ingeniería. Facultad de Ingeniería-UAQ

3Facultad de Ciencias Naturales-UAQ. 4Centro de Física Aplicada y Tecnología Avanzada-UNAM.

[email protected]

El pericarpio es la estructura anatómica más externa que rodea al maíz, representa un porcentaje minoritario del 5-7 % del total del grano y es impermeable al agua y al calcio. Sin embargo, el rol que juega en la primera etapa del proceso de nixtamalización es determinante en el trasporte de materiales. El pericarpio de maíz gobierna el fenómeno de transporte de masa, mediante los mecanismos de absorción, adsorción y difusión de agua-calcio al interior de las estructuras internas del cereal durante el tratamiento térmico o etapa de cocción en el proceso de nixtamalización. Los granos de maíz variedad QPM H368C fueron sometidos a diferentes temperaturas de cocción 72, 82 y 92 ºC en eventos independientes y con distintos tiempos de cocción; 65, 40 y 25 minutos correspondientemente.

En este trabajo se evaluaron los cambios morfológicos del pericarpio mediante micrografías obtenidas al finalizar la etapa de cocción, en un microscopio electrónico de barrido a bajo vacío (SEM LV) y los cambios micro estructurales con Difracción de rayos X (DRX). Los cambios en las propiedades fisicoquímicas de pericarpio se determinaron in situ al reproducir en un equipo prototipo o Celda Fotoacústica diferencial (DCP) la etapa de cocimiento, así como también por calorimetría diferencial de barrido a temperatura modulada (MDSC). También se determinó la concentración de calcio residual en el pericarpio para las diferentes temperaturas por espectroscopia de absorción atómica (EAA).

Introducción La nixtamalización consiste en dos etapas básicas, la primera un tratamiento térmico alcalino

que inicia a temperatura ambiente hasta alcanzar una temperatura definida, manteniéndola

isotermicamente en un periodo determinado previamente establecido. La segunda consiste en una

secuencia de operaciones unitarias para obtener un granulado y producir tortillas, donde están


43

inmersos una combinación de fenómenos de transporte; transferencia de momentum, de calor y

de masa [7,8].

El corazón del proceso de nixtamalización es el transporte de masa, que se presenta por el

mecanismo de difusión de agua y calcio debido a un gradiente de concentración entre la solución

y los granos de maíz.

El pericarpio es la estructura anatómica más externa que rodea al grano de maíz, representa un

porcentaje minoritario del 5-7% y es impermeable al agua y al calcio. Sin embargo, el rol que

juega en la primera etapa del proceso de nixtamalización al modificar su estado físico es

determinante en el trasporte de materiales. Por lo tanto, el pericarpio de maíz gobierna los

mecanismos de absorción, adsorción y difusión de agua y calcio al interior de los granos [4].

En este trabajo se presenta un estudio realizado al pericarpio de maíz sometido a diferentes

temperaturas 72, 82 y 92ºC durante la etapa de cocimiento, para demostrar como en conjunto, las

modificaciones morfológicas, micro estructurales y es sus propiedades fisicoquímicas permiten

la degradación del pericarpio y con esto se favorece la difusión de calcio a las estructuras

internas del maíz.

Objetivo Determinar cambios morfológicos, micro estructurales y en las propiedades fisicoquímicas

que ocurren en pericarpio de maíz en la etapa de cocción, para correlacionarlos con la difusión

de agua y calcio al interior de los granos, durante el proceso de nixtamalización.

Metodología

Preparación de las unidades experimentales Los granos de maíz fueron procesados en un equipo prototipo de nixtamalización. La etapa de

cocción utilizó temperaturas de 72, 82, 92ºC en eventos independientes, a una velocidad de

calentamiento de 2.5ºC/ min, como muestra la figura 1.


44

0 20 40 60 80 100

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Tem

pera

tura

(°C

)

T iem po (m in )

72°C 82°C 92°C

Zona A

Zona B

Figura 1: Rampas de calentamiento para la etapa decocción de los granos

La figura 1 muestra dos rampas de calentamiento, la primera que corresponde a la zona A,

inicia a temperatura ambiente, hasta alcanzar la temperatura de 72, 82 o 92ºC. La segunda

representa una isoterma, que mantuvo la temperatura por un tiempo de 60, 40 o 25 minutos

correspondientemente.

Microscopia electrónica de barrido a bajo vacío (SEM- LV) El estudio de la morfología del pericarpio de maíz y de su degradación fue evaluada

utilizando micrografías obtenidas por un microscopio electrónico de barrido a bajo vacío modelo

JEOL JSU-5600LV con una resolución de 5 nm, ajustado con un espectrómetro de rayos X con

energía de dispersión (Noran Instrument, Modelo 4.2.3 Voyager). Las condiciones del equipo

fueron: voltaje de aceleración electrónica de 20 kV, con una presión en el rango de 237.72–

396.20 kgf/m2 en la cámara de la muestra, las imágenes se obtuvieron a partir de la señal

electrónica de barrido [1].

Difracción de rayos X (DRX) Se obtuvieron los difractogramas de pericarpios nixtamalizados, estos se realizaron para

conocer como cambia la estructura amorfa del pericarpio en un difractómetro de polvos Siemens

D 5000. El equipo se operó: a 35 kv y 15 mA, con una radiación de CuKα, con longitud de onda


45

λ= 1.5406 Aº. Estos datos fueron recolectados de 4 a 30º En escala 2θ, con pasos de 0.05º a una

velocidad de 0.1º seg –1 y un tiempo de conteo por punto de 5 segundos [6].

Espectroscopia de absorción atómica (E. A. A.) Las lecturas de calcio fijado en el pericarpio en las muestra procesadas se realizaron en un

equipo de espectroscopía de absorción atómica de flama, utilizando como gases aire seco con

presión 12 psi, acetileno con presión 70psi para producir la flama, se hizo incidir la luz de una

lámpara de un cátodo hueco a través de una muestra vaporizada por una flama. Se eligió la

longitud de onda de 422.7 nm para calcio. Se obtuvo el porcentaje de absorción que es una

medida de la concentración de calcio [3].

Celda fotoacústica diferencial (DPC) La etapa de cocción se reprodujo a escala menor en una celda fotoacústica diferencial. Se

utilizaron granos de maíz QPM-H368C. En el reservorio de cocción se colocaron 40 gramos de

maíz, en una solución de 80 ml de agua destilada al 1% de Ca(OH)2 cerrándose la celda de

manera que se inundo todo el material y comenzó la etapa de cocción. La solución alcalina se

fue calentando a razón de 2.5 ºC/ minuto, partiendo de temperatura ambiente hasta 92ºC y se

mantuvo durante 25 minutos. El mismo procedimiento se realizó para temperaturas de 82ºC y

72ºC, con tiempos de cocción de 40 y 65 minutos respectivamente. Las determinaciones se

realizaron por triplicado para cada una de las temperaturas.

Se utilizo un láser con una longitud de onda de 532 nm y una potencia de 300 mW como

fuente de excitación, el tamaño del haz de luz fue de 40 µm, el 60% se dirige a la ventana de

cuarzo donde se encuentra la muestra y el restante se guía por medio de un lente plano hacia la

ventana de cuarzo que tiene la lamina de oro la cual sirve como referencia. Las señales de la

celda fotoacústica fueron guardadas y analizadas en su historia térmica de cocimiento realizando

una comparación de los efectos causados por cada temperatura, montando la técnica que

desarrollaron para obtener señales de diferentes muestras a distintas temperaturas [5,6].


46

Calorimetría diferencial de barrido a temperatura modulada (MDSC) Las muestras de pericarpio nativo se retiraron con pinzas del grano de maíz. Posteriormente,

se cortaron placas u hojuelas con un diámetro de 4mm con un punzón de acero inoxidable. La

hojuela con un contenido de humedad del 12% se colocó sobre la charola, la cual registró un

peso de 1.8 mg. En seguida se le agregó 3.4ml de solución alcalina de Ca(OH)2 preparada al

0.3%, el peso total que se registro fue de 7.2mg. La muestra se sello herméticamente y se colocó

en un calorímetro diferencial de barrido modulado (MDSC TA modelo, 2920). Instruments con

un sistema de enfriamiento mecánico (RCS) y utilizando Nitrógeno como gas de arrastre a

80minml en la celda y 25

minml en el RCS. El equipo fue calibrado con Indio y Mercurio a 158.4 y

-38 oC para constante de celda y temperatura. Para una constante de Cp se calibró con zafiro.

Los valores correspondientes son: Constante de celda = 1.0692, constante de Cp = 1.1711 y

pendiente de línea base de 0.0016.

El método aplicado a cada muestra consistió de tres pasos: el primero partiendo de 20ºC hasta

alcanzar 92ºC. El segundo; es una isoterma que mantiene la temperatura de 92ºC por 25 min. El

último una rampa de calentamiento hasta 140ºC. Posteriormente, se corrió a temperaturas de

82ºC y 72ºC con tiempos de la isoterma de 40 y 65 min respectivamente a una velocidad de

calentamiento de 2.5 oC/min, modulación de temperatura de 0.40oC por períodos de 60s y límite

final de rampa de 140oC.

Resultados

Microscopia electrónica de barrido a bajo vacío (SEM- LV) La evaluación de los cambios morfológicos del pericarpio se presenta mediante las

micrografías en la figura 2 a, tomadas en pericarpio nativo. b, c, d, e al terminó de la etapa de

cocción, procesado a 72, 82 y 92ºC.


47

Figura 2 a micrografía de pericarpio nativo, 2b, 2c, 2d sometido a tratamiento térmico alcalino a

72 , 82 92 ºC durante la etapa de cocción

El análisis de las micrografías obtenidas a bajo vacío demostró cambios de morfología que

explican que la temperatura de cocción es una variable crítica en el deterioro de las estructura y

con esto facilita el fenómeno de transferencia de masa a través del mecanismo de difusión de

calcio y agua.

En la figura 2a se muestra al pericarpio nativo que servirá como patrón para las evaluaciones

de cambios de morfología de la estructura ocurridos en la etapa de cocimiento. En la micrografía

aparecen perfectamente definidos los paneles direccionados verticales de fibras de celulosa y

horizontales de fibras de hemicelulosa, se muestra una estructura sin daño en el pericarpio y con

brillo proporcionado por las ceras presentes en la epidermis o capa más externa. En la figura 2b

tomada al término de la etapa de cocimiento de pericarpios sometidos a 72ºC, ya no se observa el

brillo característico de la capa exterior del pericarpio. Los paneles direccionados están menos

pronunciados, se pueden observar fracciones de gránulos blancos. En la figura 2c aparece la

micrografía del pericarpio al término de la etapa de cocimiento a 82ºC se puede observar que el

pericarpio de maíz sufre cambios en su morfología, perdió el brillo en la estructura,

evidentemente la temperatura afecta a la capa cerosa del pericarpio. Por otro lado las fibras de

celulosa y las fibras de hemicelulosa están completamente hinchadas, han aumentado

considerablemente su tamaño, esto se debe a la absorción de agua y de calcio, que ablando

a b c d


48

tejidos y permitió que se expandiera la matriz fibrosa que constituye al pericarpio. Con respecto

al la fijación de calcio se percibe acumulación de gránulos blancos entre las fibras hinchadas. Por

último, la micrografía que se muestra en la figura 2d, corresponde al pericarpio obtenido al final

de la etapa de cocción a 92ºC. En esta imagen se puede observar que los tejidos del pericarpio se

han roto, muy probablemente este desgarre sucedió por que el calcio reaccionó con los

componentes presentes y provocó la degradación de la estructura. Se puede decir que las fibras

de celulosa y las fibras de hemicelulosa no esta tan hinchadas como en la temperatura de 82ºC.

La fijación de calcio a la temperatura de 92ºC parece ser menor que a 82ºC, sin embargo esto no

es cierto, el hinchamiento de las fibras de la matriz parece darle ese efecto. Lo más importante

es que a temperatura de 92ºC, esta roto el pericarpio, esto significa que se facilita el transporte de

masa de agua y calcio al interior de las estructuras del grano de maíz. Se puede asegurar que a

esta temperatura se presentan dos mecanismos simultáneos absorción de calcio y agua con los

componentes del pericarpio y adsorción también de calcio y agua, esto quiere decir que a 82ºC,

hay mayor absorción, es decir atrapa agua en los tejidos, pero no reacciona, es como un efecto

esponja. Pero para el caso de 92ºC, atrapa y además reacciona con los componentes susceptibles

de hidrólisis.

Difracción de rayos X (DRX) En la figura 3 se presentan los difractogramas de pericarpios de maíz que fueron sometidos a

tres diferentes temperaturas 72, 82 y 92ºC durante la etapa de cocción

1 0 2 0 3 0 4 0 5 0 6 0

Inte

nsid

ad (a

.u)

2Θ

7 2 °C T .T 8 2 °C T .T 9 2 °C T .T N A T IV O

Figura 3 Difractogramas de Rayos X, etapa de cocción a 72, 82 y 92 ºC


49

La figura 3 corresponde a los patrones de difracción de rayos del pericarpio con tratamiento

térmico alcalino, a 72, 82, 92ºC en eventos independientes. Los patrones fueron desplazados para

una mejor comparación. El pericarpio nativo muestra un patrón amorfo porque está constituido

por una matriz, que es una mezcla de fibras; la celulosa forma aproximadamente el 23% del

pericarpio y presenta un grado de ordenamiento. La hemicelulosa y la lignina constituyen casi el

67% y son amorfas. El primer difractograma de la figura pertenece al pericarpio nativo, es en

esencia análogo al reportado para otras fibras celulósicas, presentó máximos de difracción de

8.90, 5.42 y 4.21 Aº correspondientes a las fibras de la celulosa- hemicelulosa en plantas. Es

evidente que el tratamiento térmico alcalino incrementa la calidad cristalina del pericarpio en

comparación con el pericarpio crudo. Esto puede ser explicado como sigue: la epidermis es la

capa más externa del pericarpio y contiene péctinas que se disuelven en agua y en soluciones

alcalinas como el licor de cocción, también son neutralizados los grupos ácidos fenólicos de la

lignina y urónicos localizados en la cadena principal de la hemicelulosa. El pericarpio es

particularmente rico en ácidos fenólicos, principalmente ferúlicos, diferúlicos y triferúlicos, los

cuales tienen un rol cooperativo con los ácidos urónicos que tiene gran habilidad de fijar calcio al

ser neutralizados. Además los puentes diferúlicos de las uniones de hemicelulosa-hemicelulosa

se rompen, al ocurrir esto se desprenden fracciones de matriz del pericarpio, principalmente

remoción de partes amorfas como la hemicelulosa, esto trae como consecuencia que en el

difractograma revele características más cristalinas en pericarpios tratados en comparación con el

pericarpio nativo o sin tratamiento por haberse perdido fracciones amorfas.

Espectroscopia de absorción atómica (E. A. A). La figura 4 se muestra el contenido de calcio en pericarpio de maíz al término de la etapa de

cocción. Las determinaciones se realizaron para tres temperaturas de cocción 72, 82 y 92ºC y se

obtuvó la tendencia de la difusión de calcio residual.


50

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

Ca

(%)

Tiempo de cocción (min)

72°C 82°C 92°CControl

Figura 4 Concentración de calcio residual en pericarpio de maíz

En la figura 4 cada punto de la gráfica corresponde a concentraciones de calcio residual. El

primer punto es el valor del calcio endógeno, que es el valor de la muestra control tratada

térmicamente y sin adición de calcio ni horas de reposo con un valor de0. 03 ± 0.10. Después se

tomaron muestras cada cinco minutos y se obtiene un incremento de calcio. La fijación de iones

de calcio se ve favorecida por la alta temperatura y un medio alcalino como se puede apreciar en

la figura, existe una dependencia del contenido de calcio con la temperatura, es decir si aumenta

la temperatura de proceso, se incrementa la concentración de calcio residual.

Celda fotoacústica diferencial (DPC) En la figura 5 se mestra la señal fotoacústica proveniente de la celda fotoacústica diferencial

relacionada directamente con los cambios que ocurren en el pericarpio durante la etapa de

cocción, se presenta la señal fotoacústica en forma Log-Log para tener una mejor visualización

del proceso.


51

10 100 1000

1

10

100

Am

plitu

d P

A (u

. a)

Tiempo de cocimiento (s)

92°C 82°C 72°C

Figura 5. Fotoacustigramas de pericarpios durante de la etapa de cocimiento

Los picos que aparecen en el acustigrama de la figura 5, representan un conjunto de cambios

que son difíciles de diferenciar por esta técnica. Sin embargo, se pueden obtener los cambios

generales de un material en cierto tiempo, esto es útil para establecer condiciones de proceso y

conoce cada uno de los componentes, se puede predecir cuales están siendo modificados por un

proceso determinado.

Por otra parte si el interés es conocer si el cambio es cinético o estructural, se puede

complementar con otras técnicas de evaluación, como es la calorimetría diferencial de barrido

con temperatura modulada.

El primer cambio, en la pendiente del acustigrama representa la difusión de agua y calcio en

el grano de maíz, porque se ha removido parte de las ceras o grasas de la epidermis, que es la

capa más externa y que la hacía ser impermeable, este cambio requirió cerca de los diez minutos.

Posteriormente, aparece un pico, probablemente debido a un conjunto de transformaciones;

formación de compuestos de calcio, la disolución de las péctinas presentes en la pared de las

células del pericarpio, en la lámela media y en el interior de la pared en presencia del álcali

forma geles termoreversibles con los iones de Ca2. El álcali promueve la hidrólisis tanto de los

ésteres como los enlaces glicosídicos, estos últimos por eliminación. Esta eliminación se verifica

mucho más fácilmente en los restos de ácido galacturonico con el grupo carboxilo esterificado,


52

puesto que en ellos el átomo de hidrógeno del C-5 es más ácido que en los restos con grupo

carboxilo libre. El segundo pico representa otro conjunto de cambios en la neutralización de los

ácidos urónicos de la hemicelulosa, rompimiento de los puentes diferúlicos y el tercero

representa el desprendimiento de lignina y hemicelulosa del pericarpio.

Estas modificaciones en el pericarpio, ocasionan cambios en su morfología y micro

estructura, su degradación es más notable a mayor temperatura, Las modificaciones ocurridas

favorecen el mecanismo de difusión de agua y calcio.

Calorimetría diferencial de barrido a temperatura modulada (MDSC) En la figura 6a se muestra el termograma de pericarpio con respecto al tiempo durante la

etapa de cocción, en la figura 6b se muestra el termograma con respecto a la temperatura.

Se puede apreciar en el termograma de la figura 6a un período entre los diez y los veinte

minutos de calentamiento que corresponde a la rampa no isotérmica, es un descenso donde

ocurre una transición endotérmica. Esto para las tres temperaturas 72, 82, 92 ºC. El rango de

temperaturas donde se presentó esta transición es entre los 25 ºC a 60 ºC, los únicos

componentes del pericarpio que pudieron ser afectados a esas temperaturas son las péctinas y las

grasas presentes en las capas más externas del pericarpio de maíz. Los tiempos máximos de los

picos sucedieron a 17.49, 15.33 y 20.16 minutos. Correspondientemente para las tres

temperaturas 72, 82, y 92 ºC.


53

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120-3.0

-2.5

-2.0

-1.5

-1.0

-0.5

0.0

Fluj

o de

cal

or to

tal (

W/g

)

Tiempo (min)

92ºC Isoterma 25 min 82ºC Isoterma 40 min 72ºC Isoterma 65 min

a)

20 40 60 80 100 120 140-3.0

-2.5

-2.0

-1.5

-1.0

-0.5

0.0

Fluj

o de

cal

or t

otal

(W/g

)

Temperatura (ºC)


b)

Figura 6 a) Termograma de muestras de pericarpio durante la etapa de cocción con respecto al

tiempo, 6 b) Termograma de muestras de pericarpio durante la etapa de cocción con respecto

ala temperatura.

En la segunda rampa o isoterma también se puede apreciar otra transición endotérmica, a

82ºC, la transición en esa etapa es más pronunciada, probablemente porque esa isoterma tiene

una duración de 40 minutos, que le da tiempo al hidróxido de calcio a reaccionar con los

componentes del pericarpio, mientras que la isoterma de 92ºC es muy corta de 25 minutos al

inició de la isoterma. Por otro lado a 72ºC la isoterma es más larga de 65 minuto y la

temperatura no es suficiente para producir cambios tan pronunciados en los componentes del

pericarpio y apenas se puede percibir una transición muy suave.

Los cambios ocurridos en esta transición tendrían que ver específicamente con la

neutralización de los ácidos urónicos y los ácidos fenólicos. Estos compuestos tienen gran

habilidad de fijar calcio, Al ocurrir el rompimiento de los puentes diferúlicos de las uniones de

hemicelulosa-hemicelulosa se presenta la ruptura de la matriz fibrosa y como consecuencia la

desfoliación del pericarpio. El tiempo es crítico porque permite actuar a la solución alcalina en la

estructura del pericarpio, Sin embargo, son un conjunto de variables que interaccionan para

generar cambios a las propiedades del material.


54

En la figura 6b se presenta el termograma obtenido a las mismas condiciones de flujo de calor

pero ahora con respecto a la temperatura. Los valores máximos de temperatura donde ocurrió la

primera transición fueron 56.47, 51.53, 62.87ºC correspondientemente para las tres temperaturas

82, 82, y 72ºC. Posteriormente, antes de iniciar la zona isotérmica a 92ºC se presenta otra

transición endotérmica muy poco pronunciada.

Durante el ciclo de calentamiento en el proceso de nixtamalización, la mayor parte de los

cambios de fase son endotérmicos, porque absorben energía, es importante mencionar a que

temperatura máxima ocurren, pero aun más significativo conocer la cantidad de energía que era

necesaria para que ocurriera la transición.

En un MDSC, para los experimentos isotérmicos, el flujo de calor reversible siempre es cero

puesto que la velocidad de calentamiento es cero, así el flujo de calor total es igual al flujo de

calor no reversible partiendo de la base que dQ/dt = Cp b+ f(T,t). En donde dQ/dt es el flujo de

calor resultante, Cp la capacidad calorífica de la muestra, b la velocidad de calentamiento o

velocidad de cambio en la temperatura (dT/dt) y, f(T,t) es el flujo de calor del proceso

cinético[9]. MDSC está basado en la modulación de la temperatura durante la etapa de

calentamiento constante en un experimento no isotérmico y diferencia cambios en el material,

ya que el análisis térmico se realiza a través del flujo de calor total como la suma de el flujo de

calor no reversible que corresponde a los cambios cinéticos y el flujo de calor reversible que

corresponde a los componente estructurales dependiente de la Capacidad Calorífica (Cp ) y de la

velocidad de calentamiento [2]

La menor energía gastada se presento a 82ºC, esto explica la correlación entre las

micrografías mostradas de la figura 2, que a esta temperatura sólo había hinchamiento de las

fibras de hemicelulosa y celulosa como resultado de la difusión de agua y calcio, es decir

cambios cinéticos predominantemente.

Sin embargo aquí se puede destacar que el valor de la entalpía para 92º C, fue mayor que a

82ºC, porque a la temperatura mayor hubo rompimiento de los tejidos del pericarpio, de tal

manera que ocurrieron cambios cinéticos pero también estructurales.


55

Como en el MDSC, para los experimentos isotérmicos, el flujo de calor reversible es cero, ya

que la velocidad de calentamiento es cero, esto quiere decir que en la etapa de cocción en la zona

isotérmica no hay cambios en el Cp, por lo tanto no hubo cambios en los componentes

estructurales del pericarpio en ese período de tiempo, pero sí cinéticos.

En la figura 7a se muestra el cmportamiento para la capacidad calorífica reversible, en el que

el tiempo máximo de cambio se presentan valores de 8 j/g/ oC con valores iniciales de 2 a

3.5j/g/oC por efecto de la incorporación de agua y, posterior a este tiempo se observan cambios

estructurales producto de las reacciones de la hidrólisis térmica y alcalina con los componentes

del pericarpio en las tres zonas de tratamiento como se puede observar en la figuras, en donde el

comportamiento de la capacidad calorífica reversible reduce su magnitud de cambio a medida

que la pérdida de agua se favorece por efecto del calentamiento.

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120

0

1

2

3

4

5

6

7

8

Cap

acid

ad c

alor

ifica

reve

rsib

le (J

/g/ºC

)

Tiempo (min)


a)

20 40 60 80 100 120 140

0

1

2

3

4

5

6

7

8

Cap

acid

ad c

alor

ifa re

vere

sibl

e (J

/g/ºC

)

Temperatura (ºC)


b)

Figura 7 a) Comportamiento de la capacidad calorífica reversible con respecto al tiempo en

zona no isotérmica, 7 b) Comportamiento de la capacidad calorífica reversible con respecto ala

temperatura en zona no isotérmica

Las dos últimas rampas de estudio se observan cambios dentro de la estructura y composición

del pericarpio que permiten ligeras variaciones de la capacidad calorífica reversible. Este

comportamiento podría atribuirse a que inmediatamente a la absorción, se presentan las


56

reacciones de hidrólisis desde la primera rampa no isotérmica continuando hasta el final del

proceso. Lo anterior considerando la acción de la hidrólisis térmica y alcalina, actuando en

particular sobre el contenido en pectina, almidón y ceras del pericarpio, pero también de la

neutralización de los ácidos.

En los tres casos para las temperaturas de 72, 82, y 92ºC, los cambios estructurales ocurrieron

previo a los 30 minutos del proceso, es decir en la rampa de calentamiento antes de la isoterma

de mantenimiento.

En la figura 7b se muestra el comportamiento de la capacidad calorífica reversible en

pericarpio en zona no isotérmica, con respecto a la temperatura.

Se pude observar que los cambios más drásticos ocurren entre un rango de temperatura de 40

y 70ºC, para las tres temperaturas, y que a temperatura de 72ºC los cambios en el Cp son con

menor intensidad que para las otras temperaturas.

Los cambios en la capacidad calorífica son una evidencia de las transformaciones

estructurales que suceden en la estructura del pericarpio, podemos ver que el área bajo la curva a

92ºC es mayor, después la de 82 y finalmente la de 72ºC, lo que demuestra que la magnitud de

los cambios en la estructura del pericarpio son mayores a 92ºC, pero no cinéticos

Conclusiones El análisis morfológico y estructural fueron excelentes herramientas que se utilizaron para

caracterizar pericarpios de maíz nativo y para evaluar sus transformaciones después de la

nixtamalización. Los cambios en la morfología son evidencias de la influencia de la temperatura

y del tiempo de reposo en el deterioro de la estructura. Al degradarse el pericarpio se facilita la

difusión de calcio al interior de la estructuras del grano provocando también importantes

transformaciones y fijando mayor cantidad de calcio en el maíz.

Durante el proceso de nixtamalización se persigue que se fije una mayor cantidad de calcio en

las estructuras internas del maíz, por esa razón se busca una temperatura que provoque cambios

físicos en el pericarpio, deteriore su estructura y modifique su permeabilidad, en otras palabras

que deje de ser una barrera a la difusión de calcio durante el proceso. Entre más rápido sucedan


57

esos cambios el tratamiento térmico alcalino se reduce y con esto disminuye también el alto

costo de la nixtamalización.

Referencias [1] Arenas, A. J. A. Instituto Nacional de Investigaciones Nucleares(1999) [2] Cao, J. (1999) Mathematical studies of modulated differential scanning calorimetry. Heat capacity

measurements. Thermochimica acta. 35.101-109. [3] Fernández-Muñoz, J.L; Rojas- Molina, I.; González-Dávalos, M. L.; Leal M.; Valtierra, M. E.; Martín-Martínez,

E. y Rodríguez, M. E. (2004). Cereal Chem. 81: 65-69. [4] Gutiérrez, E., Rojas-Molina, I., Pons-Hernández, J.L., Guzmán, H., Agua-Ángel, B., Arenas, J., Fernández, P.,

Palacios-Fonseca, A., Herrera, G. and Rodríguez, M.E., Cereal Chem., 84 (2007) 186-194. [5] Hurtado-Castañeda, D.M., Fernández, J., Gutiérrez, E., Rojas-Molina, I., Fernánez- muñoz, J. L. y Rodríguez, M.

E. 2005. The diffusion of calcium ion into the organic layers studied by a differential photoacoustic system. Journal Phsique . IV: 1251-1255.

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[7] Rojas-Molina, I., Gutiérrez-Cortez, E., Palacios-Fonseca, A., Baños, L., Pons-Hernández, J.L., Guzmán-Maldonado, S.H., Pineda-Gómez, P. and M.E. Rodríguez, Cereal Chem., 84 (2007): 304-312

[8] -Sefa-Dedeh, S., Cornelius, B., Sakyi-Dawson, E., and Ohene, E. Food Chem .,86 (2004):317-324. [9] Verdoonk E., Ko Schaap, y Thomas, L. (1999) A discussion of the principles and applications of modulated

temperature DSC (MDSC). International Journal of pharmeceutics, 192, 3-20.


58

EEffeeccttoo ddeell ccaalleennttaammiieennttoo ccoonn mmiiccrroooonnddaass ssoobbrree llaass pprrooppiieeddaaddeess

ffiissiiccooqquuiimmiiccaass ddeell ggrraannoo ddee mmaaiizz yy ssuu rreellaacciioonn ccoonn llaa ccaalliiddaadd eenn mmaassaa

yy ttoorrttiillllaa

Rodríguez-Chong A1., Figueroa J. D. C1., Martínez-Flores H. E2., Morales S. E3.,

Jiménez S.S1., González-Hernández J1.

1. CINVESTAV-IPN Unidad Querétaro. Libramiento Norponiente 2000, Querétaro, México. 2. Escuela de Quimicofarmacología, Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo, Morelia, Michoacán,

México. 3. Centro de Investigación en Ciencia Aplicada y Tecnología Avanzada del IPN., Querétaro, Qro. C. P. 76090.

[email protected]

El maíz (Zea mays L.) es el principal alimento del pueblo mexicano, consumido principalmente en forma de tortilla. El proceso tradicional de nixtamalización tiene un bajo rendimiento en masa y tortilla, limitado principalmente por las barreras físicas que compactan a los gránulos de almidón e impiden su hinchamiento durante la gelatinización, especialmente en maíces con endospermo duro. El objetivo de esta investigación fue la de evaluar el efecto del calentamiento con microondas en las propiedades fisicoquímicas en maíces duros, incrementando el bajo rendimiento en masa y tortilla y la calidad, utilizando el proceso de nixtamalización tradicional. Se evaluaron tres tipos de endospermo de maíz (blanco, amarillo y cacahuacintle). Se aplicó radiación con microondas durante 5, 15, 25, 35 y 45 s en 200 gramos de granos de maíz. Se utilizó maíz no irradiado con microondas como el tratamiento control. Las propiedades mecánicas del grano de maíz que se determinaron fueron dureza, stress, strain, modulo elástico y densidad. Los resultados de la dureza en los tres tipos de granos de maíz muestran dos zonas bien definidas. La zona 1, desde 0 a 15 segundos de calentamiento con microondas, se caracteriza con una disminución en la dureza (49.5 N) en el tratamiento control hasta 42.9 en el tratamiento de 15 s. La zona 2, desde 25 a 40 s, muestra que la dureza se incrementa hasta 50.5 N. El módulo de Young, indica que en la zona 1, durante el calentamiento (0-15 s) el grano pierde elasticidad (221.20 a 199.22 MPa), después en la zona 2 el grano incrementa su elasticidad hasta 260 Mpa. En los tratamientos de la zona 1, existe la tendencia a incrementar el rendimiento en masa y tortilla y su calidad, y en la zona 2 el rendimiento y la calidad son bajos. El análisis de microestructura (SEM) muestra diferencias en el diámetro del gránulo de almidón (P<0.05), se incrementa de 14.5 µm en el control a 14.9 µm en la nixtamalización tradicional, y hasta 16.7 µm en la nixtamalización tradicional con irradiación de microondas. En análisis con espectroscopia DRIFT y difracción con rayos-X, se muestra que el calentamiento con microondas rompe enlaces de hidrógeno entre la proteína y el almidón, ocurre un incremento de proteinas hélice-α a los 15 s, liberándose el gránulo de almidón del endospermo duro desde la matriz proteica, y mejorando el hinchamiento del gránulo de almidón durante la gelatinización.


59

CCaarraacctteerriizzaacciióónn nnuuttrriimmeennttaall ddee hhaarriinnaass ccoommeerrcciiaalleess ddee mmaaíízz

nniixxttaammaalliizzaaddoo pprroodduucciiddaass eenn MMééxxiiccoo..

A. J. Palacios-Fonseca1, C. Vazquez-Ramos2, M. E. Rodriguez1,2

1División de Investigación y Posgrado de la Facultad de Ingeniería, U A Q. Qro, México. 2Centro de Física Aplicada y Tecnología Avanzada, Departamento de Nanotecnología, U NA M, Qro, México.

En México por siglos, el maíz ha sido el cereal tradicional empleado como principal alimento

y las tortillas su principal forma de consumo. Actualmente, la industria de la masa y la tortilla es

una de las mayores industrias alimentarías de México y otros países de Latinoamérica y los

Estados Unidos. El empleo de harina de maíz nixtamalizado (HMN) es una práctica cada vez

más popular por su comodidad debido a que eliminan la tediosa labor (cocimiento, lavado y

molienda del maíz) y solamente necesitan ser hidratadas para producir masa para la elaboración

de tortillas u otros productos. El proceso de harina de maíz nixtamalizado, es basado en el

proceso tradicional el cual consiste en el cocimiento alcalino de maíz y que ha sido sistematizado

a una escala mayor.

El consumo de tortilla nixtamalizada tiene implicaciones nutrimentales para la población,

principalmente por el suministro de calcio y fibra. La producción industrial de HMN no

contempla las condiciones establecidas durante el proceso tradicional de la nixtamalización, en

consecuencia se obtienen tortillas, cuyas características organolépticas son muy diferentes

comparándolas con las obtenidas a nivel casero. Hasta el momento no existe un proceso alterno

que alcance los estándares de calidad de la tortilla tradicional como producto final.

En este trabajo se presenta un estudio sistemático de la caracterización nutrimental de tres

HMNC las cuales fueron evaluadas mensualmente durante un periodo de seis meses y

comparadas con una harina elaborada por el proceso tradicional de nixtamalización en función

del tiempo de reposo (0, 1, 3 y 7 h). Evaluando la distribución de tamaño de partícula, así como

el efecto de tamaño de partícula en el desarrollo de viscosidad máxima, valores de pH y

contenido de calcio.


60

De los resultados de este estudio, se concluye que en México, la producción de HMN

contiene menor cantidad de calcio que las harinas preparadas de la manera tradicional, lo que

podría influir en la dieta de gran parte de la población mexicana, debido al incremento de

elaboración de tortilla con HMN, incrementando la problemática de osteopenia y osteoporosis en

nuestra población. Por otro lado también se ve disminuido el aporte de fibra el cual podría verse

reflejado en enfermedades crónico degenerativas.

Al analizar la tabla de fibra total, se puede apreciar quelas harinas comerciales tiene menor

contenido de fibra que las obtenidas por el método tradicional, aunque es de recalcar que para

tiempos elevados de reposo, los productos tradicionales tienden a tener menores valores de fibra,

lo que esta asociado básicamente con la remoción de pericarpio debido al proceso de lavado y

solubilizacion de la fibra insoluble.

Fibra dietaria total

Mes HMNC A HMNC B HMNC C I 7.74 ± 0.04a 8.44 ±0.05b 9.03 ± 0.1b II 9.98 ± 0.04f 8.3 ± 0.06ab 9.83 ±0.005e III 9.44 ± 0.14d 8.6 ± 0.12b 8.15 ± 0.03a IV 8.72 ± 0.2b 8.14 ±0.18a 9.16 ±0.15bc V 9.6 ± 0.15e 9.82 ±0.34c 9.25 ±0.13cd VI 8.86 ± 0.11c 8.64 ±0.02b 9.28 ± 0.29d Horas Harina de Maíz Nixtamalizado tradicionalmente 0 11.28 ± 0.02c 1 11.13 ± 0.12c 3 10.52 ± 0.1b 7 8.47 ± 0.25a

Values ± SD followed by the same letter are not significantly different (P < 0.05).


61

I II III IV V VI0.05

0.10

0.15

0.20

0.25

0.30


0.10

0.15

0.20

0.25

0.30

-1 0 1 2 3 4 5 6 7 80.05

0.10

0.15

0.20

0.25

0.30


0.10

0.15

0.20

0.25

0.30

HCNC-B

Tiempo (meses)

Cal

cio

(%)

40US 60US 80US 100US

HCNC-A 40US 60US 80US 100US

HMNT

Cal

cio

(%)

Cal

cio

(%)


HCNC-C

Tiempo (meses)

Cal

cio

(%)

Tiempo de reposo (horas) Tiempo (meses)


Figura 1: Contenido de Calcio en función del tamaño de partícula

La figura 1, muestra el contenido de calcio en función del tamaño de partícula para las tres

harinas comerciales y la harina producida por el método tradicional. Ferenadez et al (2002) ,

Gutierrez et al (2007) and Rojas Molina (2008) determianron que el contenido de caclio en las

harinas elaboradas siguiendo el proceso tradicional esta entre 0.3 y 0.36%, con un contenido de

P=0.28%;: es claro que las harinas comerciales tiene hasta un 60% menos del contenido de calcio

de las tradicionales, este resultado es importante desde el punto de vista nutrimental, pues la

evaluación del contenido de fosforo de estas misma harinas arroja valores entre 0.264 y 0.28. La

relación de Ca/P ideal para la bio mineralización se ha establecido alrededor de 1.1, esto

significa que la bio disponibilidad de calcio depende entonces del contenido de fosforo y se ha

demostrado que para Ca/P mucho menor que 1 esta biodisponibilidad decrece dramáticamente.

De acuerdo a estos resultados, es evidente que desde el punto de vista nutrimental las harinas

deberían ser aunque suene contradictorio adicionadas con calcio o en otras palabras fortificadas

con este mineral.


62

Referencias [1] Almeida-Dominguez, H. D., Cepeda, M., & Rooney, L. W. (1996). Properties of commercial nixtamalized corn

flours. Cereal Foods World, 41,624-630. [2] AACC (2000) Approved Methods 08-01, 30-25, 46-13 and 44-19. St. Paul, MN. USA: American Association of

Cereal Chemists. [3] AOAC (2000) Official Methods of Analysis. 17th edn. Maryland, USA, Official Methods 925.10, 965.17,

974.24, 992.16: Association of Official Analytical Chemists. [4] AOAC (1998) Official Methods of Analysis. 16th edn. Maryland USA, Official Method 968.08: Association of

Official Analytical Chemists. [5] Fernández-Muñoz, J. L., Rojas-Molina, I., González-Dávalos, M.L., Leal, M., Valtierra, M.E., San Martín-

Martínez, E. & Rodríguez, M. E. (2004). Study of calcium ion diffusion in components of maize kernels during traditional nixtamalization process. Cereal Chem. 81(1), 65-69.

[6] Gutiérrez, E., Rojas-Molina, I., Pons-Hernández, J. L., Guzmán, H., Aguas-Angel, B., Arenas, J., Fernández, P., Palacios-Fonseca, A., Herrera, G., & Rodríguez, M. E. (2007). Study of calcium ion diffusion in nixtamalized quality protein maize as a function of the cooking temperature. Cereal Chem. 84,186-194.

[7] Rojas-Molina, I., Gutiérrez, E., Cortés-Acevedo, M.E., Falcón, A., Bressani, R., Rojas, A., Ibarra, C., Pons-Hernández, J.L., Guzmán-Maldonado, S.H., Cornejo-Villegas, A. & Rodríguez. M. E. (2008). Analysis of quality protein changes in nixtamalized QPM flours as a function of the steeping time. Cereal Chem. 85(3), 409–416


63

EEll uussoo ddee llaa ccaall ccoommoo aaddiittiivvoo ppaarraa aalliimmeennttooss

Miguel Galván Ruiz, Mario E. Rodriguez García

DEPFI- UAQ

Las formas tradicionales de consumo productos de maíz en México y Centroamérica implican un proceso de remojo en agua con cal, cocción, y trituración, llamado nixtamalización; el procedimiento no ha variado en muchos años. Independientemente de que el nixtamal vaya a ser molido artesanalmente con objeto de producir masa, o en instalaciones industriales para producir harina, la nixtamalización es semejante: consiste en remojar maíz en agua caliente con cal que al combinarse con el agua produce una súbita elevación del pH; durante este proceso se ablanda la cutícula u hollejo que cubre el grano, propiciando que se aglutinen tanto las fracciones de maíz como los almidones; todo ello favorece para que la consistencia y textura de las tortillas sea la adecuada (Rodríguez et al. [1]).

Cal es un término con el que usualmente se denomina indistintamente al óxido o al hidróxido de calcio con escasas impurezas y elevada reactividad. La cal se obtiene mediante la calcinación controlada de piedra caliza con alto contenido de CaCO3 y bajo contenido de impurezas. En la actualidad existen varias marcas de cal comercial para la producción de nixtamal que provienen de diferentes canteras, lo que hace diferentes a cada una de ellas. La cal usada para la nixtamalización del maíz en México y en Centroamérica es fundamentalmente la misma empleada en otras industrias como la de la construcción.

Luego de los análisis que incluyeron: difracción de rayos X por polvos (XRD), microscopía electrónica de barrido (SEM-EDS), espectroscopía infrarroja por transformada de Fourier (FTIR) y espectrometría de masas por inducción de plasma acoplado (ICP-MS), a que se sometieron las muestras procedentes de minas en Querétaro, se comprobó que los contenidos de plomo (<8mg/Kg), flúor (<40mg/Kg) y arsénico (<3mg/Kg), así como otros contaminantes peligrosos, se encuentran dentro de los límites aceptables para su uso como aditivo para alimentos en las normas del Codex Alimentarius (FAO), de la FDA y NOM NM-187-SSA1/SCFI-2002, productos y servicios. Masa, tortillas, tostadas y harinas preparadas para su elaboración (Galván et al. [2]).

Palabras clave: cal, nixtamalización, plomo, flúor, arsénico, uso seguro.

Referencias [1] Fernández, J., Rojas-Molina, I., González, M.,Leal, M., Valtierra, M.,San Martín, M., and Rodríguez, M. 2004.

Study of Calcium Ion Diffusion in Components of Maize Kernels During Traditional Nixtamalization Process. Cereal Chem. 81(1):65-69.

[2] Galván, M., Baños, L. and Rodríguez, M. Lime characterization as a food additive. 2007. Sens & Instrumen. Food Qual.


64

““NNeeuuttrraalliizzaacciióónn ddeell nneejjaayyoottee eenn llooss mmoolliinnooss ddee nniixxttaammaall””

Claudia Orozco, Rocío León, Gerardo Ramírez *, Juan José Ambriz, Yolanda Hernández

Universidad Autónoma Metropolitana, Unidad Iztapalapa *[email protected]

El procesamiento del maíz para consumo humano se realiza siguiendo un proceso de cocción alcalina conocido como nixtamalización, este proceso consume cantidades considerables de agua, tiempo y energía y del cual se pierde aproximadamente un 5% en peso en base seca de maíz, aproximadamente el 3% se encuentra suspendido y el 2% restante se encuentra en forma disuelta.

Las aguas residuales del proceso contienen residuos de maíz, así como los restos de cal usada durante la cocción del mismo, circunstancia que excede lo establecido en la NOM-002 DE ECOL. Esta materia orgánica e inorgánica representa una elevada carga contaminante desde el punto de vista ambiental, pues tiene un DQO diez veces más de lo dispuesto en la norma, presenta una temperatura de 40 a 70°C (2 o 3 veces por arriba de la norma) y un pH que oscila entre 12 y 14 (7 es lo que pide la norma), esto debido a la gran cantidad de cal y agua que se emplea durante el proceso y que contienen 1.14 g/L de hidróxido de calcio. Todo esto hace que cuando se arroja al drenaje o directamente a los acuíferos o al suelo se provoca un deterioro ambiental importante. A este efluente se le conoce con el nombre de nejayote.

En el presente trabajo se pretende mostrar una alternativa para la neutralización del nejayote, primero mediante la sedimentación de los sólidos y su posterior empleo y posteriormente realizando la neutralización del sobrenadante mediante el uso del CO2 que se produce en el propio molino, ahorrando con esto agua, aumentando el rendimiento de la masa y disminuyendo la contaminación. Patente UAM.

Los resultados obtenidos a nivel piloto muestran que es posible recircular los sólidos sedimentables del nejayote obteniéndose una tortilla con características similares a la tortilla normal pero con características de textura mejorada.

Aprovechando el sistema, se puede utilizar el nejayote como agua de acarreo del nixtamal con un ahorro de agua de hasta un tercio del consumo normal, además de que en el proceso de sedimentación el agua se enfría y queda a temperatura ambiente y con 1% de sólidos, que aunque todavía no cumple la norma es bastante menos contaminante.


65

DDeessaarrrroolllloo yy ccaarraacctteerriizzaacciióónn ddee hhaarriinnaass ffoorrttiiffiiccaaddaass ccoonn ccaallcciioo yy ffiibbrraa

ddee NNooppaall

M. A. Cornejo-Villegas 1,2, I. Rojas-Molina4, E. Gutiérrez-Cortéz1,2, M. A. Quiroga3 , Marcela

Gaytán4, and M. E. Rodríguez 5

1Departamento de Posgrado, Facultad de Ingeniería, Universidad Autónoma de Querétaro 2Departamento de Ciencias Químicas Facultad de Estudios Superiores Cuautitlán. UNAM

3Centro de Física Aplicada y Tecnología Avanzada, Departamento de Nanotecnología UNAM 4Facultad de Ciencias Naturales, Licenciatura en Nutrición, Universidad Autónoma de Querétar. Qro, México.

5Centro de Investigación y de Estudios Avanzados del IPN, campus Querétaro, Querétaro, Qro, México.

Este trabajo está enfocado al desarrollo y caracterización de harinas nixtamalizadas industriales fortificadas con calcio y fibra proveniente del Nopal, Se realizo una caracterización fisicoquímica del nopal y en función del tiempo de maduración y se estableció que el nopal de mayor grado de maduración es idóneo para suplementar harinas comerciales por que presentan los mejores contenido de calcio y fibra. Con la suplementación de 8% de harina de nopal se pueden obtener valores finales de calcio compatibles a los obtenidos en harinas fabricadas por el método tradicional (Gutierez et al, 2007, Rojas Molina 2007, 2008).

Las harinas se caracterizaron midiendo el tamaño de la partícula con un tamizado con mallas de la seria USA, la determinación de calcio se realizo con espectroscopia de absorción atómica, el análisis químico proximal se determino utilizando los métodos del AOAC, la determinación del pH se evaluó con un método potenciométrico, y finalmente la viscosidad aparente se midió con un analizador rápido de viscosidad.

Introducción Las tortillas y el nopal han estado presentes por años en la población de Mesoamérica, en

algunos países especialmente en México el nopal y la tortilla es básicamente parte de lña dieta

diaria, el consumo perca pita es de 234g de tortilla y de 16.1g de nopal por día ( Fuente:

siap.sagarpa 2005). Las harinas instantáneas de maíz nixtamalizadas son ampliamente utilizadas

en México, norte y Centroamérica, y este desarrollo se ha incrementado porque esto reduce el

tiempo de preparación y elaboración de tortilla.

El proceso tradicional de Nixtamalización es básico en los métodos comerciales para producir

tortilla y una variedad de botanas y productos mexicanos tales como tamales, gorditas,


66

chilaquiles, burritos, tostadas y tacos entre otros. Tortillas tradicionales elaboradas utilizando el

método (I. Rojas-Molina et al (2007), E. Gutierrez et al (2007) tienen una gran importancia

porque proveen el 70% de calorías y 50% de proteína consumida diariamente, asimismo

suministra el 37% de calcio requerido por adultos y también de fibra insoluble. Serna Saldivar et

al (1991, 1992) confirmó y demostró que el calcio de la tortillas es absorbido, metabolizado y

depositado en los huesos de ratas alimentadas con dietas basadas en tortillas de maíz normal y de

maíz de alta calidad proteica suplementadas con frijoles. El calcio de las tortillas QPM fue

aprovechado mejor que el calcio de las tortillas regulares. Estos autores calcularon que

aproximadamente el 50% del calcio ingerido por los Mexicanos proviene de las tortillas y

productos relacionados. Similarmente, Krause et al (1992) estimaron que la tortillas proveen la

mayoría del calcio de la dieta de los indígenas Guatemaltecos.

La producción de harinas industrializadas tiene diferencias marcadas con respecto a las

elaboradas de manera tradicional, una de las principales modificaciones son la reducción del

tiempo de cocción y reposo de los granos det maíz, dando como resultado harinas con bajos

contenidos de calcio, por otro lado en algunos casos parte del pericarpio es removido del

producto final con la consecuente disminución del contenido de fibra total en el producto.

(Gutierrez et al 2007)

La fortificación de las harinas industriales ayuda a proveer parte de estos nutrimentos que se

pierden durante el procesamiento, y que son necesarios para el buen funcionamiento del cuerpo

humano o en algunos casos a complementar dietas especificas. El nopal que es consumido como

vegetal por la mayoría de la población mexicana a diferentes estados de maduración que van

desde 20 a 45 días (Rodríguez et al 2007). Se puede utilizar como portador de una gran cantidad

de elementos nutrimentales, de acuerdo con reportes médicos en México se ha encontrado que

este alimento ayuda a reducir el peso corporal, así como también a reducir los niveles de

colesterol, glucosa e insulina (Frati Munari et al.). Al mismo tiempo también provee una gran

cantidad de calcio y fibra. Diferentes estudios han demostrado que el calcio ayuda a evitar

problemas de osteoporosis, hipertensión arterial, y cáncer de colon. Además de que el calcio

juega un papel muy importante como mensajero intracelular en muchos sistemas de la célula, por


67

lo que una ingesta diaria de 800 a 1200mg ayuda a tener una buena salud. En los países

desarrollados el 70% de la ingesta de calcio proviene del consumo de leche y sus derivados pero

en países subdesarrollados como México y centro América proviene de la tortilla el nopal y

algunas leguminosas.

Por otro lado también existe un 32.9% de la población que ha desarrollado intolerancia a la

lactosa, y este tipo de alimentos suplementados con otras fuentes diferentes de calcio ayuda a

suplir este tipo de problemas. En favor de la población consumidora de tortillas de maíz

industrializadas, se desarrolló y caracterizó una harina suplementada con nopal para promover

una harina para elaborar tortilla con un mayor aporte de calcio y fibra en beneficio de la

población consumidora.

Resultados

INCF-I INCF-II TNCF7hr-QPM TNCF7h-PUMA

0.1

0.2

0.3

0.4

(%)

Ca P

a)

INCF-I INCF-II TNCF7hr-QPM TNCF7h-PUMA0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

1.4

b)

Ca/

P ra

tio

Ca/P

La figura 1 muestra el contenido de calcio y fósforo y la relación de calcio fósforo, en 2 harinas

comerciales y en 2 harinas tradicionales. Como se puede apreciar el contenido de calcio en las

harinas industrializadas es bajo comparativamente con las que se obtienen con el método

tradicional. También podemos se aprecia que el contenido de fósforo se mantiene casi constante

en ellas. Cuando se calcula la relación Ca/P se observa que es mayor en las harinas

tradicionales, por lo que las industriales son candidatas a ser suplementadas con calcio. Se ha

encontrado que el nopal es rico en este mineral, la tabla 1 muestra la composición química para

nopal de 200 g,. Como se puede observar el nopal tiene uan cantidad importante de calcio y de

fibra que puede ser incorporada a una harina.


68

Tabla 1. Composición química de nopal de 200 gramos de peso

Humedad (%) 7.31±0.03 Proteina (%)* 11.39±1.24

Grasa 1. 96±0.02 Fibra soluble 14.91±1.09 Fibra insoluble 41.65±1.32 Cenizas(%) 23.24±1.17 Calcio (%) 3.30±0.08 Fosforo (%) 0.29±0.01 Sodio (%) 0.12±0.003 Oxalato de Calcio (mg/g) 3.94±0.26 Potasio (%) 6.02±0.13 Ca/P ratio 11.33

Si se incorporan en harinas industriales de 2 a 8% de harina de nopal se obtienen niveles de

calcio comparables a la tortilla tradicional, con un incremento en la fibra total de

aproximadamente 25%.

Conclusiones La suplementación de las harinas industriales de maíz nixtamalizado con polvo de nopal

ayuda a tener una mayor relación del Ca/P necesaria para la correcta absorción de calcio en el

organismo. El aporte de fibra que se da con esta suplemetación es significativo ya que aumenta

considerablemente la cantidad de fibra disponible, necesaria para una mejor digestión de los

alimentos.

Referencias [1] A.O.A.C. (2000). Official Methods of Analysis of AOAC International, 17th, Official Methods 965.17, 17 th

edition, Gaithersburg, MD, USA [2] I. Rojas-Molina, E. Gutiérrez, M. E. Cortés-Acevedo, A. Falcón, R. Bressani, A. Rojas, C. Ibarra, J. L. Pons-

Hernández, S. H. Guzmán-Maldonado, A. Cornejo-Villegas, and M. E. Rodríguez, (2008) Analysis of Quality Protein Changes in Nixtamalized QPM Flours as a Function of the Steeping Time Cereal Chem. 85(3):409–416

[3] E. Gutierrez, I. Rojas-Molina, J. L. Pons-Hernandez, H. Guzman, B. Aguas-Angel, J. Arenas, P. Fernandez, A. Palacios-Fonseca, G. Herrera, and M. E. Rodríguez. (2007) Study of Calcium Ion Diffusion in Nixtamalized Quality Protein Maize as a Function of Cooking Temperature Cereal Chem. 84(2):186–194

[4] Plant M. E. Rodríguez-Garcia, C. de Lira, E. Hernández-Becerra, M. A. Cornejo-Villegas, A. J. Palacios-Fonseca, I. Rojas-Molina , R. Reynoso, L. C. Quintero, A. Del-Real, T. A. Zepeda, C. Muñoz-Torres, Physicochemical Characterization of Nopal Pads (Opuntia ficus indica) and Dry Vacuum Nopal Powders as a Function of the Maturation. Plant Foods Hum Nutr (2007) 62:107–112

[5] Frati-Munari AC, Gordillo BE, Altamirano P, Araiza CR (1988). Hypoglycemic effect of Opuntia Streptacantha Lemaire in NIDDM. Diabetes Care, 11:63-6,


69

[6] Grijspaardt-Vink, C. (1996). Ingredients for healthy foods featured at European Expo. Food Tech. 2:30. [7] Serna-Saldivar, S.O., Rooney, L.W., and Greene, L.W. 1992. Effects of lime treatment on the bioavailability of

calcium in diets of tortillas and beans: Bone and plasma composition in rats. Cereal Chem. 69:78-81. [8] Serna-Saldivar, S.O., Rooney, L.W., and Greene, L.W. 1991. Effects of lime treatment on the bioavailability of

calcium in diets of tortillas and beans: growth/metabolic studies. Cereal Chem. 68:565-570. [9] Serna-Saldivar, S.O, Rooney, L. W. and Greene, L. W. (1991). Effect of lime treatment on the availability of

calcium in diets of tortillas and beans: rat growth and balance studies. Cereal chem. 68, 565-570.


70

SSEESSIIOONN DDEE PPOOSSTTEERR II


71

RReellaacciióónn eennttrree eell ttiieemmppoo ddee nniixxttaammaalliizzaacciióónn ddeell ggrraannoo ddee mmaaíízz yy

ccaarraacctteerrííssttiiccaass ddeell nniixxttaammaall,, yy llaa dduurreezzaa yy hhuummeeddaadd ddeell ggrraannoo ccrruuddoo

Katia Deyanira Becerra Eguía1*, Gerónimo Arámbula Villa2*, Edmundo Gutiérrez Arias2

1 Licenciatura en Nutrición. Facultad de Salud Pública y Nutrición. Universidad Autónoma de Nuevo León. 2 Centro de Investigación y de Estudios Avanzados del IPN. Unidad Querétaro

*[email protected].

En México, el maíz se consume principalmente en forma de tortilla. Este producto se obtiene de masa de maíz nixtamalizado. En la actualidad las grandes empresas que utilizan maíz nixtamalizado lo elaboran en forma empírica. En esta investigación se determinó la relación entre el tiempo de nixtamalización del grano de maíz y las características del nixtamal producido, respecto a la humedad y la dureza del grano de maíz, parámetros fácilmente medibles. Se utilizó grano de diferentes variedades de maíz. Se determinó la humedad y la dureza del grano crudo y nixtamalizado a las 0 y 24h. La nixtamalización se llevó a cabo en forma tradicional. El tiempo de nixtamalización se obtuvo en forma empírica. La dureza del grano crudo no presentó diferencias significativas. Después de 24h de reposo, el nixtamal de las tres variedades de maíces presentaron diferencias significativas. Este factor fue el más importante ya que mostró los efectos de la capacidad del grano para hidratarse, capacidad que está en relación directa a la serie de transformaciones químicas que se llevan a cabo dentro del grano durante el proceso de nixtamalización. Cada variedad requirió un tiempo diferente para su cocimiento. La variedad denominada “sinaloa” fue la que requirió menos tiempo para su cocimiento y las características de su nixtamal fueron las mejores. En la industria de la masa y la tortilla se prefieren variedades de maíces que requieran poco tiempo de cocimiento, pero que las características, tanto del nixtamal como de los productos que con este se van a elaborar, presenten sus mejores características de calidad.

Introducción En México al igual que muchos países de América Latina, gran parte de las actividades

religiosas, culturales y sociales de sus habitantes dependen del maíz. El maíz, de acuerdo con la

estructura de sus granos se puede clasificar en: cristalino, amiláceo, reventador, dulce, tunicado y

ceroso. En México se siembran y consumen alrededor de 8000 genotipos de maíces, entre

criollos e híbridos, y son los tipo cristalino o semicristalino los que representan el mayor

volumen de producción [1]. El grano de maíz se consume, en nuestro país, principalmente en

forma de tortilla. Esta se elabora a partir de masa de maíz nixtamalizado. La nixtamalización es

un procedimiento de antigüedad milenaria que logra a través de la cocción del maíz en agua


72

adicionada con cal, la gelificación de los almidones y otorga a la tortilla su flexibilidad y sabor

característicos. En la actualidad, las condiciones de proceso para la nixtamalización del maíz

varía dependiendo de multiples factores tales como: escala de producción (doméstica o

industrial), del equipo a utilizar (molino o tortilladora), hábitos regionales y formas de consumo,

y principalmente de la variedad del grano a utilizarse. Durante el proceso de nixtamalización se

presentan múltiples cambios físicos, químicos, fisicoquímicos, estructurales, reológicos, etc., en

todos los componentes del grano, que han sido reportados por diversos investigadores [2, 3, 4, 5,

6, 7]. En general, durante este proceso se producen interacciones hidrofóbicas, desnaturalización

de proteínas y entrecruzamientos proteicos, entre otros [8]. A pesar de los grandes avances

tecnológicos, en la actualidad las grandes empresas relacionadas con la industria de la masa y la

tortilla continúan utilizando el proceso de nixtamalización del maíz en forma totalmente

empírica.

Objetivo Determinar la relación entre el tiempo de nixtamalización del grano de maíz y las

características del nixtamal producido, respecto a parámetros fácilmente medibles como la

humedad y la dureza del grano de maíz crudo.

Materiales y métodos Se utilizó grano de diferentes variedades de maíz, cal grado alimenticio (Ca(OH)2), y agua

potable. La humedad se determinó mediante la técnica 22-45 [9]. La dureza se determinó con 5

granos de maíz tomados al azar, con un texturómetro (Texture Analyzer TA-XT2) utilizando una

punta de metal o punzón, a una velocidad de 2 mm/s, y 3 mm de profundidad. La

nixtamalización se hizo en forma tradicional (100 g de maíz, cal 1%, agua/grano 2:1, y 90°C).

El tiempo de cocimiento se determinó en forma empírica: durante el proceso se extrajo muestras

de grano, se presionaron entre los dedos hasta que el pericarpio se desprendió con facilidad.

Resultados El grano crudo presentó diferencias significativas en la humedad (Cuadro 1), aunque el rango

mostrado está dentro de lo considerado como seguro para su cosecha. La dureza del grano crudo

no presentó diferencias significativas respecto a las tres variedades de maíz evaluadas. Como se


73

esperaba, cada variedad requirió un tiempo diferente para su cocimiento. El maíz “Sinaloa” fue

el que más rápidamente se nixtamalizó. Este parámetro es muy importante ya que en la industria

de la masa y la tortilla se seleccionan variedades que requieran poco tiempo de cocimiento, pero

que las características, tanto del nixtamal como de las tortillas con este producido, presente sus

mejores características de calidad. En el caso de la humedad y la dureza del nixtamal recién

elaborado (0h) no mostraron diferencias significativas entre el maíz bolita y el blanco, pero si

entre estos dos y el sinaloa.

Cuadro 1. Parámetros de grano crudo y nixtamalizado, de tres variedades de maíz.

Tipo de

maíz Grano Crudo N i x t am a l

Humedad

(%)

Dureza

(g)

Tiempo de

nixtamalización

(min)

Humedad

0h reposo

(%)

Dureza

0hreposo

(g)

Humedad

24hreposo

(%)

Dureza

24hreposo

(g)

Bolita 12.56 c 15601 a 41 a 40.02 b 1660.6 a 46.45 b 1162.6 a

Blanco 14.42 a 13585 a 36 b 40.24 b 1729.7 a 46.48 b 1056.4 b

Sinaloa 13.30 b 13217 a 33 c 42.71 a 1539.9 b 48.42 a 977.8 c

Medias con la misma letra, en la misma columna no tienen diferencias significativas (Duncan,

p=0.05).

La humedad del nixtamal después de 24h de reposo (Cuadro 1) de las tres variedades,

mostraron diferencias significativas. Esta variable fue la más importante de este estudio, ya que

mostró los efectos de la capacidad del grano para hidratarse, capacidad que está en relación

directa a las transformaciones químicas que se llevan a cabo dentro del grano durante el proceso

de nixtamalización y que están influenciadas por la estructura del mismo.

Referencias [1] SEP/TRILLAS. (1998). Manuales para Educación Agropecuaria. Maíz, Area: Producción vegetal, 1ª ed. 7ª

reimpresión, edit. Sep/trillas. México D.F. [2] Cravioto, R.O., Anderson, R.K., Lockart,E.E.,Miranda,F.P. and Harris, R.S. (1945). Nutritive value of Mexican

tortilla. Science 102: 91-93. [3] Arámbula, V. G., Barron A., J. E. Moreno M. y G. Luna B. (2001). Efecto del tiempo de cocimiento y reposo del

grano de maíz (Zea mays L) nixtamalizado, sobre las características fisicoquímicas, reológicas, estructurales y texturales del grano, masa y tortillas de maíz. Archivos Latinoamericanos de nutrición 51: 187-194.


74

[4] Billeb de Sinibaldi Ana Cristina y Bressani Ricardo. (2001). Características de cocción por nixtamalización de once variedades de maíz. Centro de Ciencia y Tecnología de Alimentos, Instituto de Investigaciones. Universidad del Valle de Guatemala.

[5] Gomez M.H., C. M. McDonough., L.W. Rooney and R. D. Waniska. (1989). Changes in corn and sorghum during nixtamalization and tortilla baking. Journal Food Sciences 53:330-336.

[6] Ortega E. L., E. Villegas and S. K. Vasal. (1986). A comparative study of protein changes in normal and quality protein Maize during tortilla making. Cereal Chemistry 63:446-450.

[7] Wall J. W. and K. Carpenter J. (1988). Variation in availability of niacin in grain products. Food Technology 42:198-204.

[8] Serna-Saldivar S.O .Gomez, M.H. And Rooney L.W. (1990). Technology, chemistry and nutricional value of alkaline-cooked corn products. Cap. 4 En: Advances in cereal science and technology. Vol. X. Pomeranz. Ed. P. 243-307. American Association of Cereal Chemists. St. Paul MN.

[9] AACC. (1992). Approved methods of the American Association of Cereal Chemists. 8th edition. St Paul MN.USA. Vol. I and II. P. 296.


75

CCaarraacctteerrííssttiiccaass ddeell ggrraannoo yy llaass ttoorrttiillllaass pprroodduucciiddaass aa ppaarrttiirr ddee

ddiiffeerreenntteess rraazzaass ddee mmaaíízz mmeexxiiccaannaass

Sol Yalim Cervantes-Guerrero1*, Gerónimo Arámbula-Villa2, Anayansi Escalante-Aburto3,

Enrique Andrio-Enriquez1

1 Instituto Tecnológico de Roque, Celaya Gto., México. 2 Centro de Investigación y de Estudios Avanzados del IPN, Unidad Querétaro. Querétaro, Qro., México.

3 Instituto de Ciencias Básicas. Universidad Veracruzana. Jalapa, Veracruz, México. E-mail;

[email protected].

La tortilla de maíz representa la fuente principal de carbohidratos, proteínas y calcio para la población mexicana. Aunque se han realizado múltiples investigaciones sobre la tecnología y preparación de la tortilla, poco se ha reportado acerca de la calidad que se logra al utilizar cada una de las razas de maíces que hay en el mercado. En este trabajo se caracterizaron los granos de diez razas de maíz mexicanas, se elaboraron tortillas por el método tradicional, y se determinó su potencial para utilizarse para este fin. Los granos se caracterizaron, y de las tortillas producidas se analizaron: perdida de peso, grado de inflado, rolabilidad y humedad. Las tortillas con mejores características fueron aquellas elaboradas con maíces de las razas “reventador”, “bolita” y “tuxpeño”, en tanto que las de menor calidad fueron las provenientes de las razas “dulce” y “pozol patzcuaro”.

Introducción El maíz es uno de los tres cereales más importantes a nivel mundial, después del trigo y del

arroz. Pero indudablemente en México es el número uno, debido a los múltiples usos que tiene

dentro de la industria de los alimentos [1]. Aunque se conocen múltiples formas de consumir el

maíz, es en forma de tortillas como se hace preferentemente. La tortilla de maíz es uno de los

alimentos básicos en la dieta de la población mexicana. Sirve como complemento de las comidas

y es fuente importante de energía para los consumidores. En México, mientras menor es el

ingreso económico, mayor es la ingesta de este alimento. A pesar de su alto consumo, la calidad

de este producto varía fuertemente ya que es influenciada tanto por los parámetros de

procesamiento como la nixtamalización, la molienda y el cocimiento, así como por las

características físicas y químicas del grano que se utilice. Por lo anterior, en esta investigación se


76

evaluaron diez razas de maíz que se cultivan en México y que actualmente son utilizadas para

elaborar tortillas, y se determinó la calidad del producto producido.

Objetivo Determinar las características físicas y fisicoquímicas de grano, y fisicoquímicas y de textura

de las tortillas producidas a partir de granos de diez diferentes razas de maíz mexicanas.

Materiales y métodos Se caracterizaron y utilizaron muestras (2kg) de diez diferentes razas de maíz mexicanas:

bolita, cristalino chihuahua, dulce, jala, pepitilla, pozol patzcuaro, reventador, tablón, tepecintle,

tuxpeño, proporcionadas por el Instituto Tecnológico de Roque.

Características del grano y tortillas. El tamaño del grano se determino midiendo el largo,

ancho y espesor de 10 granos tomados al azar. En cada muestra se calculó el peso de mil granos

[2]. Se obtuvo el peso hectolítrico de los granos siguiendo la técnica 55-10 [3]. El índice de

perlado se evaluó utilizando 20g de maíz [4]. En cuanto a la tortilla se refiere, se determinó

perdida de peso, humedad [3] y grado de inflado, y de textura se evaluó la rolabilidad [5].

Resultados y discusión De acuerdo a las características de los granos, mostradas en el Cuadro 1, de las razas

evaluadas los granos de menor tamaño fueron el “reventador” y el “dulce”, y los de mayor,

fueron: “pozol patzcuaro” y “pepitilla”. En el caso del peso de mil granos, los valores menores

correspondieron a los granos de menor tamaño y viceversa. Estos parámetros son importante

para el agricultor ya que el tamaño y peso del grano determinan el rendimiento, y por tanto sus

ganancias. Los granos con mayor peso hectolítrico fueron el “reventador” y “bolita”, y los de

menor peso, el “pozol patzcuaro” y “dulce”.


77

Cuadro 1. Características físicas y fisicoquímicas de grano de diez razas de maíz mexicanas.

RAZAS

LARGO (mm)

ANCHO (mm)

ESPESOR (mm)

PESO MIL

GRANOS (g)

PESO HECTO

LÍTRICO (g)

ÍNDICE DE

PERLADO (%)

HUMEDAD (%)

Bolita 12.21 ef 10.68 d 4.46 fgh 409.59 ef 796.11 c 8.21 gh 11.03 e CristalinoChihuahua 11.51 g 10.73 d 5.88 a 421.78 e N.D, 8.84 fg 10.73 fg Dulce 12.21 ef 7.57 h 4.68 ef 273.47 l 651.00 k 13.71 c 10.97 ef Jala 12.89 de 11.01 d 5.38 bc 509.22 c 723.00 h 11.70 d 11.00 e Pepitilla 19.02 a 8.32 g 4.19 hi 394.70 fg 662.00 j 12.17 d 10.27 h Pozol patzcuaro 15.38 b 15.19 a 4.83 def 633.19 a 623.00 l 11.85 d 11.03 e Reventador 9.20 j 7.45 h 4.18 hi 201.69 n 811.67 b 7.99 h 10.23 h Tablón 12.18 f 12.22 c 4.88 de 535.53 b 756.00 f 9.25 f 10.90 efg Tepecintle 12.94 d 8.87 f 4.30 ghi 309.70 k 768.00 e 7.97 h 12.73 a Tuxpeño 12.49def 9.88 e 5.05 cd 367.96 i 745.56 g 9.43 ef 10.97 ef

Medias con letras iguales, en la misma columna, no tienen diferencias significativas (Duncan,

p=0.05).

Respecto al índice de perlado, medida indirecta de la dureza del grano, resultó que los más

duros fueron “reventador” y “tepecintle”, y los considerados como harinoso o blandos fueron el

“dulce”, pepitilla” y “pozol patzcuaro”.

Al relacionar todas esta variables con aquellas obtenidas para las tortillas producidas con estos

granos (Cuadro 2), se tiene que: la mayor perdida de peso durante el cocimiento de la tortillas

correspondió aquellas elaboradas con las razas “tepecintle” y “pozol patzcuaro”, y los de

menores perdida, el “reventador”, “tablón” y “pepitilla”, Esta variable es muy importante ya que

es efecto del grado de retención de agua que logra el gel, indica la propensión de la tortilla a

deshidratarse, y afecta directamente el rendimiento grano-tortilla. Respecto a la humedad, solo

las tortillas elaboradas con las razas “dulce”, “tuxpeño” y “jala” resultaron con valores por

debajo de 40%, que se considera humedades no adecuadas para proporcionar flexibilidad a las

tortillas, el resto presentaron humedades entre 40 y 45%, correspondiendo el mayor valor

aquellas elaboradas con la raza “reventador”. En el grado de inflado y la rolabilidad, todas las

tortillas resultaron adecuadas para su consumo.


78

Cuadro 2. Características físicoquímicas y de textura de tortillas de diez razas de maíz

mexicanas.

RAZAS

PERDIDA DE PESO

(%)

HUMEDAD (%)

INFLADO ROLABILIDAD COLOR ΔE

Bolita 24.15 b 40.50 e 1.2 bc 5.0 a 67.450 cd Cristalino chihuahua

28.55 a

40.81 cde

1.4 bc

5.0 a

62.400 f

Dulce 22.59 bc 32.94 h 2.4 a 4.4 ab 41.328 g Jala 27.95 a 39.53 f 1.0 c 5.0 a 64.300 ef Pepitilla 19.81 cd 43.01 b 1.2 bc 5.0 a 71.525 a Pozol patzcuaro 29.39 a 40.75 de 1.4 bc 4.2 b 65.600 de Reventador 21.75 bc 45.67 a 1.0 c 5.0a 64.400 ef Tablón 19.99 cd 41.62 c 2.2 a 4.0 b 70.525 ab Tepecintle 29.49 a 41.36 cd 2.6 a 5.0 a 68.350 bc Tuxpeño 22.45 bc 37.94 g 1.0 c 5.0 a 62.350 f

Medias con letras iguales, en la misma columna, no tienen diferencias significativas (Duncan,

p=0.05)

Conclusiones En las diez razas de maíz evaluadas, existe una relación estrecha entre los parámetros físicos

del grano con respecto a la calidad de las tortillas. En general se puede concluir que las razas

“reventador” y “bolita” se pueden considerar como mejores elaborar tortillas de buena calidad,

comparados con el resto de las razas evaluadas.

Referencias [1] Espinosa C., A., A. Turrent F., H. Córdova O., N. Gómez M., M. Sierra M., E. Betanzos M., F. Caballero H., B.

Coutiño E., A. Palafox C., F. Rodríguez M., A. García B., O. Cano, R. Aveldaño S. (2001). Maíces de calidad proteínica: Una alternativa para el campo mexicano. Innovación y competitividad. Asociación Mexicana de Directivos de la Investigación Aplicada y el DesarrolloTecnológico, A. C. (ADIAT), Números 3 y 4: 10-15.

[2] Mauricio-Sánchez R A, J D Figueroa, S Taba, M L Reyes-Vega, F Rincón-Sánchez, A Mendoza-Galván (2004) Caracterización de accesiones de maíz por calidad de grano y tortilla. Rev. Fitotec. Mex. 27: 213-222.

[3] AACC. American Association of Cereal Chemists. (1983). Approved Methods of the AACC. St. Paul, MN [4] Buendía, G.M.O. (1981). Características morfológicas de mazorcas, propiedades físicas y de calidad proteica del

maíz (Zea mays L.) normal y mejorado relacionados con el proceso de nixtamalización. Tesis Lic. Universidad Autónoma de Chapingo. Chapingo, México. 159 p.

[5] Gerónimo Arámbula-Villa, Ernesto Moreno-Martínez, Jesús González-Hernández y Edmundo Gutiérrez-Arias. (2004). Evaluación de una metodología para determinar algunas características de textura de tortilla de maíz (Zea mays L.). Archivos latinoamericanos de Nutrición. 54(2):216-222.


79

AApprroovveecchhaammiieennttoo ddee ssuubbpprroodduuccttooss ddee llaa nniixxttaammaalliizzaacciióónn ddeell mmaaíízz ppaarraa

llaa oobbtteenncciióónn ddee pprroodduuccttooss ccoonn aapplliiccaacciióónn iinndduussttrriiaall

Quiñones-Pérez C, Z1; Nevárez-Moorillón V, G1; Quintero-Ramos A1; Rascón-Polanco G2*;

Rascón-Cruz, Q1.

1Facultad de Ciencias Químicas, Universidad Autónoma de Chihuahua, Cd. Universitaria, México. 2Molinos ANÁHUAC S.A. Chihuahua.

qrascó[email protected].

Los subproductos de desecho provenientes de la nixtamalización del maíz, contribuyen a generar un deterioro en el ambiente y pérdida de recursos naturales, sin embargo, poseen características que los hacen ser importantes recursos de biomasa, debido al potencial que presentan por su abundancia, disponibilidad y bajo costo, y que mediante su explotación se pueden obtener compuestos químicos y productos con rendimiento industrial. El nejayote y pericarpio son subproductos de la nixtamalización del maíz e importantes residuos agrícolas, debido a los beneficios que presentan. El Nejayote (7.42 % proteína, 22.77 fibra cruda, 1.48 extracto etéreo, 55.67 extracto libre de nitrógeno, 12.66 cenizas y 13.13 calcio), [1], y el pericarpio (77.7 fibra, 9.1 de proteína, 7.3 almidón, 1 % grasa y 4.4 vitaminas), [2], contienen material disponible para explotación como fuente de materia química y alimentos. Pueden ser utilizados como fuentes de carbono para el crecimiento de microorganismos y en la producción de enzimas de importancia industrial tales como xilanasas, feruloil esterasas, amilasas y glucoamilasas. El objetivo de este trabajo es aislar y caracterizar microorganismos productores de enzimas de interés industrial, a partir de subproductos de la nixtamalización del maíz. Se ha llevado a cabo el aislamiento de 78 cepas en medios generales y la obtención de cultivos puros por resiembra. Se hizo un ensayo de hidrólisis de almidón, encontrándose 27 cepas con capacidad amilolítica, ocupando el 34.6% del total de las cepas aisladas. Se realizaron las primeras pruebas para caracterizarlas, encontrando que el 3.8 % corresponde a cocos gram -, el 12.8 % a cocos gram +, el 7.6% a bacilos gram - y el 8.9% a bacilos gram +. Utilizando ensayos y sustratos específicos se seleccionarán y caracterizarán los microorganismos involucrados en la producción de xilanasas y feruloil esterasas.

Referencias [1] Velazco, M. M., Angulo, O. y Vázquez, C. D. L. Effect of Dried solids of Nejayote on Broiler Growth. Poultry

Science 76 (1997) 1531-1534. Veracruz, México. [2] Bartolo, P. P., Peña, J.L., Cruz, O. A. y Calderón, A. Estudio de la composición química de pericarpio de maíz

con las técnicas XPS y EDAX. Sociedad Mexicana de Ciencias de Superficies y de Vacío 8 (1999) 64-68. Mérida Yucatán, México.


80

EEffeeccttoo ddee ffeecchhaa ddee ssiieemmbbrraa ssoobbrree llaa ccaalliiddaadd ccoommeerrcciiaall ddeell ggrraannoo ddee

mmaaiizz yy ssuuss ttoorrttiillllaass

Claudia Fabiola Galicia García1 y Gricelda Vázquez Carrillo2*

1 Tesista del departamento de Ingeniería Agroindustrial. Texcoco, Méx.

2 Investigadora del laboratorio de maíz. Campo experimental Valle de México. Edo. de México Texcoco, Méx. *[email protected]

Introducción La calidad del maíz esta determinada por diferentes factores como el suelo y el clima que no

pueden ser modificados pero también influyen en la producción y la calidad de esta, las prácticas

culturales, así como las de manejo y transporte poscosecha, para conservar o al menos mantener

los niveles de calidad del grano [1].

El control de hongos productores de toxinas es de gran importancia para la industria del maíz.

Diferencias observadas en la susceptibilidad de genotipos de maíz a la colonización de sus

granos por hongos y a la consecuente contaminación con micotoxinas, dirigen las

investigaciones hacia la selección de cultivares resistentes como una alternativa económica y

segura para minimizar el problema. [2] Hongos como Fusarium pueden producir toxinas como

resultado de su metabolismo secundario, las que luego son excretadas al exterior contaminando

los diversos substratos que colonizan. [2]. Seguidamente se producen micotoxinas,

particularmente las fumonisinas que tienen efectos tóxicos cuando son consumidos por humanos

y animales. [2]

Con este trabajo se pretende conocer el efecto de las fechas de siembra y de diferentes

genotipos en la calidad del grano de maíz la cual esta relacionada directamente con la incidencia

de Fusarium ssp; y a su vez conocer la calidad de las tortillas elaboradas con dichos materiales.


81

Objetivos Determinar el efecto de cuatro fechas de siembra y de siete híbridos de maíz evaluados en

Mixquiahuala, Hidalgo, sobre la calidad comercial del grano y de sus tortillas,

Identificar la tecnología de producción, en la que se produzcan maíces de mejor calidad

comercial y por tanto se produzcan toritillas libres de fumonisinas.

Materiales y métodos Durante el ciclo agrícola primavera-verano del 2007 se produjo grano de maíz blanco de las

variedades: H-40, H-135, H-151M, H-159E(M2), 1790W, PANTERA y TORNADO XR en

Cinta Larga, ubicada Mixquiahuala, en el estado de Hidalgo, que fue sembrado en 4 fechas: 26

de marzo, 9 de abril, 27 de abril y 9 de mayo. Las muestras se evaluaron en el Laboratorio de

Maíz del INIFAP cuantificando: humedad de grano, % de granos dañados, peso hectolítrico,

dureza], color en grano y tortillas, distribución por tamaño de grano, textura del grano por

disección, pericarpio remanente en grano nixtamalizado, humedad de nixtamal, sólidos totales,

humedad en nixtamal, masa y tortilla, rendimiento maíz-tortilla, textura de tortillas recién

hechas y a las 24 horas siguiendo las metodologías de Salinas y Vásquez (2006)

Los datos se analizaron con un diseño factorial completamente al azar obteniéndose el

ANOVA y las pruebas de comparación de medias (TUKEY), usando el paquete estadístico SAS

(versión 9.1 para computadora)

Resultados y discusion En México la norma NMX-FF-034/1-SCFI-2002 establece las características de calidad

comercial que debe reunir el maíz blanco de consumo humano, para la elaboración de tortillas de

maíz y productos de maíz nixtamalizado. Los resultados obtenidos se encuentran dentro de la

norma y dentro de los parámetros requeridos por la industria de la tortilla. En general, la fecha

de siembra y la variedad influyeron notablemente en las caracteristicas fisicas del grano

principalmente en el peso de 100 granos. A su vez, el % de grano dañado fue menor en la

primera fecha de siembra y mayor en la ultima fecha por lo que la mejor calidad se obtiene con

maices sembrados a finales de marzo y principios de abril en todas las variedades; resultando con

menor porcentaje de daño la variedad pantera en las 4 fechas de siembra.


82

Cuadro 1. Propiedades físicas de grano de la variedad H-40 de maíz en las diferentes fechas de

siembra

Fecha de siembra Color (%) Reflectancia

P100G+ (g)

PH+ (kghL-1)

IF+ (%)

1 48.75f 36.075b 81.60b 19.86f 2 48.5f 37.29b 81.18b 21.42f 3 49f 36.32b 82.07b 21.41f 4 50.5f 38.85b 82.11b 29.11f

Medias con la misma letra no son significativamente diferentes (Tukey, 0.05)

+Uniformizados a 12% de humedad

P100G= Peso de 100 granos; PH= Peso hectolitrito; IF= Índice de flotación

Cuadro 2. Propiedades físicas de grano de la variedad H-135 de maíz en las diferentes fechas de

siembra


P100G+ (g)

PH+ (kghL-1)

IF+ (%)

1 58.8c 33.70f 79.61e 46.39c 2 57a 35.19f 80.14e 42.31c 3 59.5c 29.54k 79.32e 52.43c 4 61a 36.78a 78.75e 47.25c




Cuadro 3. Propiedades físicas de grano de la variedad H-151M de maíz en las diferentes fechas

de siembra


P100G+ (g)

PH+ (kghL-1)

IF+ (%)

1 56.75c 34.18f 82.13b 21.47f 2 54.25c 35.68f 78.94e 34.57f 3 57.5c 33.42g 80.82b 30.02f 4 56.5c 34.68f 81.01b 32.52f


83




Cuadro 4. Propiedades físicas de grano de la variedad H-159(M2) de maíz en las diferentes

fechas de siembra


P100G+ (g)

PH+ (kghL-1)

IF+ (%)

1 51f 36.39b 80.94b 21.47f 2 53c 33.95f 81.05b 34.57f 3 53.5c 35.08f 81.99b 30.02f 4 53.5c 33.94f 82.02b 32.52f




Cuadro 5. Propiedades físicas de grano de la variedad Pantera de maíz en las diferentes fechas

de siembra


P100G+ (g)

PH+ (kghL-1)

IF+ (%)

1 59c 32.77h 83.68a 11.17g 2 58.5c 35h 82.45a 21.26g 3 57.5c 30.10k 81.73a 31.55g 4 61c 28.86k 80.19a 32.99g





84

Cuadro 6. Propiedades físicas de grano de la variedad Tornado XR de maíz en las diferentes

fechas de siembra


P100G+ (g)

PH+ (kghL-1)

IF+ (%)

1 58.75c 31.51i 83.04a 16.16g 2 54.75f 32.73i 83.77a 16.29g 3 60.5c 27.30l 82.16a 20.82g 4 60c 28.18l 81.41a 22.33g




Cuadro 7. Propiedades físicas de grano de la variedad 1790W de maíz en las diferentes fechas de

siembra


P100G+ (g)

PH+ (kghL-1)

IF+ (%)

1 60c 23.45m 76.33g 84.25a 2 60c 23.77m 75.64g 78.30a 3 64c 24.36m 76.81g 79.86a 4 63c 29.89k 77.23g 55.38c




Referencias [1] Huereca T. E. (1964) Determinación de fechas de siembra para maíces en el Bajío. Tesis profesional.

DIA.UACh. p. 11 [2] Mazzani, O. B., Luzón O., Barrientos V. y Quijada P. (2000) Fusarium moniliforme, fumonisinas y Aspergillus

flavus en granos de híbridos de maíz en el Estado Guárico, Venezuela Revista. Facultad de Agronomia. 17: 185-195.

[3] Norma Mexicana para maices destinados al proceso de nixtamalización, NMX-FF-034-2002-SCFI-PARTE-1 (2002) Productos alimenticios no industrializados para consumo humano-cereales-maíz blanco para proceso alcalino para tortillas de maíz y productos de maíz nixtamalizado-especificaciones y métodos de prueba. Secretaria de Agricultura, Ganadería, Desarrollo rural, Pesca y Alimentación (SAGARPA). Dirección General de Normas. Mexico, D.F. 18p.


85

[4] Salinas M Y, G Vázquez C (2006) Metodologías de análisis de la calidad nixtamalera-tortillera en maíz. Folleto técnico No. 24. Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias. Campo Experimental Valle de México. Chapingo, Estado de México. México. 91 p.


86

RReevvaalloorraacciióónn ddeell mmaaíízz yy llaa ttoorrttiillllaa.. EEssttuuddiioo ddeell ccoonnssuummoo ddee ttoorrttiillllaa yy

pprroodduuccttooss aa bbaassee ddee mmaaíízz eenn ddooss áárreeaass ccoonnttrraassttaanntteess ddee MMééxxiiccoo..

Yolanda Hernández Franco

Área Antropología Social, Universidad Autónoma Metropolitana, Unidad Iztapalapa

Introducción Entre muchos otros, México se debate entre tres conjuntos de problemas de salud pública que

atañen directamente a la alimentación: 1. La desnutrición y la hambruna abarcan a un porcentaje

nada reducido de la población en México –5,1 millones de personas subnutridas algunas zonas

del país (FAO, 2006)-, tanto en el ámbito urbano como en el rural. 2. Asociado a éstos, se

encuentran el sobrepeso y la obesidad como factor antecedente o concomitante a otras

enfermedades como la diabetes y la hipertensión. 3. La anorexia-bulimia constituyen el tercer

problema de enfermedad asociadas a los desórdenes de la alimentación. El primer grupo es

producto, principalmente, de la falta de acceso a la canasta básica y al cambio en la dieta, en

tanto que los otros dos se establecen en el cambio del modelo de alimentación.

En este escenario es importante conocer de forma detallada y actualizada los tipos de

alimentos que se consumen en México, es por lo que la investigación se enfocó al consumo de la

tortilla, primero en Iztapalapa y posteriormente en la zona metropolitana, específicamente en la

zona urbana de Huixquilucan, Estado de México.

El primer estímulo para el estudio de la masa y la tortilla se debió a que proviene del principal

cereal producido en México, mismo del que se vislumbraba un problema severo de acceso

debido al Tratado de Libre Comercio con América del Norte (TLCAN), en ese escenario, aún no

se estimaba el impulso y consecuente impacto en la reducción de su abasto debido a su destino

como bioenergético. El segundo, es por la natural asociación con la industria del nixtamal y su

crisis también en el marco del TLCAN. La preocupación si bien se centró en principio en la

producción de masa nixtamalizada y los molinos, en poco tiempo, la tortilla y su consumo se


87

convirtieron en dos aspectos fundamentales e indisociables de la cadena maíz-tortilla. Lo

anterior, se sumó a la preocupación de los industriales consultados en cuanto a la calidad de los

granos y al valor nutrimental del alimento, lo que contribuyó también a la orientación del

estudio.

La investigación se realizó en dos áreas; una dentro del Distrito Federal en Iztapalapa (varias

colonias); y, otra, en fraccionamientos residenciales y en colonias populares de Huixquilucan,

Estado de México.

Concuerdo con Carrasco [2003] en que el problema del modelo de alimentación prevaleciente

está íntimamente relacionado con los conceptos de lo tradicional y lo moderno. Teóricamente, lo

tradicional y lo moderno (Ortega, 2003) se debaten entre la permanencia o el cambio. Lo que se

hace por tradición o por costumbre. Lo que se debiera hacer para estar ya sea a la moda o por

adoptar un conjunto de hábitos que se interiorizan en los grupos sociales existentes para

pertenecer a un conjunto dialécticamente homogenizado. El análisis de la realidad social, debe

revisarse a la luz del concepto de clase social ya que éste atraviesa todo el sistema y la estructura

de las relaciones sociales en torno a la alimentación. Otros elementos son la dimensión cultural,

la producción, la distribución y el consumo de éste alimento, el acceso, la preparación de

alimentos y los hábitos de la comida. El estudio es un primer acercamiento al tema de

alimentación y los modelos y cambios que hay en México.

Objetivo Dar a conocer la importancia que aún tiene el consumo de la tortilla en diferentes contextos

sociales y culturales, para motivar al estudio de forma integral y multidisciplinaria a fin de

reconstruir el modelo de alimentación mexicana, teniendo como cimientos el maíz y la masa

nixtamalizada, por el alto valor que adquieren, en la nutrición, al ser combinados con otros

productos vegetales y animales de bajo costo.

Metodología Se logró contar con un total de 40 entrevistas (piloto) en el área de Iztapalapa, además de las

94 que se levantaron en Huixquilucan. En las primeras se seleccionó a mujeres adultas para

poder contar con los datos requeridos (ingreso y guisos). En el caso de Huixquilucan se procedió


88

de la misma forma para las colonias populares, en tanto que para las áreas de fraccionamiento

(alto ingreso) se hizo un diseño de encuesta distinta a partir de la piloto de Iztapalapa y se aplicó

a hombres y mujeres adolescentes y adultos y tanto integrantes de la familia como empleadas

domésticas de las casas. En ambas, lo importante fue saber las características básicas de su

consumo ubicadas en tres temas: 1. Culturalmente, las características sobre sabor, color, aroma,

flexibilidad y durabilidad de la tortilla; los guisos y acompañamientos que elabora a partir de

tortillas y de masa nixtamalizada; y, los lugares donde prefiere comprar por el trato recibido, la

limpieza, horario y calidad de la tortilla. 2. Económicamente, la frecuencia y cantidad, y, el gasto

que destina a su compra, como el porcentaje que representa del gasto total familiar. 3.

Socialmente, número de integrantes del grupo familiar, grupos de edad y sexo y preferencias del

consumo. También el registro de otros consumos como sopas instantáneas y panes y tortillas de

harina de trigo.

De manera específica la tortilla, fue le alimento mediante el cual se trabajó con la población

de diferentes estratos económico y en espacios culturales diversos.

El análisis es de tipo cualitativo, el uso de cuestionario se debió a contar con un instrumento

que fuera fácil de aplicar en situaciones de calle (la desconfianza y la inseguridad se han

palpado como un obstáculo en la investigación urbana tanto en Iztapalapa como en Huixquilucan

y lo mismo en unidades económicas que en unidades de residencia), que se pudiera contar con

información homogénea para establecer categorías y en obtener un diagnóstico económico en

recursos económicos y de tiempo.

Resultados Los resultados obtenidos indican la importancia que aún tiene la tortilla en la mesa de los

hogares tanto en estratos de bajos ingresos como en los de mayor ingreso. En ambos casos casi el

100 por ciento de los entrevistados declararon comer tortilla de maíz. Lo que cambia es la

frecuencia y la cantidad en el consumo. En las zonas populares (Iztapalapa y Huixquilucan) más

del 70 por ciento declaró comprar tortillas todos los días de la semana, a diferencia de familias de

mayor ingreso (fraccionamientos) quienes establecen compras regulares cada semana. Una


89

notable diferencia en las zonas populares es la cantidad de tortilla adquirida como se aprecia en

la Figura1.

Tabla 1. Comparativos de las propiedades del maiz

Datos (por 100ml o 100g de porción comestible)

Maíz blanco, crudo, seco

Masa de maíz blanco, con cal, fresca

Tortilla de maíz blanco, cocida

Aguas 10.6 62.2 42.4 Proteinas 7.9 3.5 5.9 Grasas 4.7 1.9 1.5 Cenizas 1.3 0.6 0.8 Fibra dietética Carbohidratos totales 75.5 31.8 49.4 Carbohidratos disponibles Energía 376 158 235 Acidos grasos saturados 0.6 0.2 0.1 Acidos grasos monoinsaturados 1.3 0.5 0.4 Acido grasos poliinsaturados 2.5 1 0.8 Colesterol 0 0 0 Sodio 1 Potasio 284 Calcio 159 70 108 Fosforo 228 91 111 Hierro 2.3 1.6 2.5 Zinc Vitamina A Equiv. Totales (µg) 1 0 2 B-caroteno Equiv. Totales (µg) Tiamina (mg) 0.36 0.13 0.17 Riboflavina (mg) 0.06 0.04 0.08 Niacina (mg) 1.9 0.6 0.9 Vitamina C (mg) 0 0 0 Fuente: FAO intener 2008

En el análisis por edad, los adultos mayores disminuyen la ingesta de tortilla según lo

declararon en la encuesta de fraccionamientos no así en las zonas populares. Tanto en zonas

populares como la de fraccionamientos los adultos varones son los que mayor consumo de

tortilla hacen al igual que las empleadas domésticas.

La lista de productos elaborados a base de maíz y con tortillas de maíz es amplia y revela que

los guisos tradicionales se siguen elaborando en ambos sectores de la población, con intervalos

de una semana a cada quince días, entre guisos y guisos.


90

Aunque se destaca la calidad de la tortilla y la higiene, ésta se compra en los establecimientos

cercanos aunque no sea la preferida. Esta situación es generalizada en los estratos observados.

Las tortillas a base de maíz criollo o de masa recién preparada, lo mismo que las elaboradas a

mano son las preferidas. Las tortillas con mayor predilección son las que provienen de

comunidades rurales; las tortillas a veces se encargan a las empleadas domésticas desde sus

lugares de origen, según entrevistas en Huixquilucan.

Figura 1. Consumo de tortilla comparativo por zonas

Conclusiones Desde la academia es necesario hacer una profunda revisión teórica y establecer enfoques que

ayuden a comprender el fenómeno de la alimentación no sólo como un hecho biológico sino

como un hecho social y cultural. El enfoque multidisciplinario en materia de salud es más que

indispensable para desechar mitos y revalorar alimentos ricos en nutrientes que deberán ser de

fácil producción y acceso para cambiar la situación actual de la salud social y que la salud

pública ha sido incapaz de prevenir y combatir eficientemente.

Del estudio se desprende que:

1. El consumo de la tortilla sigue siendo importante en la mayor parte de los hogares, si bien

existen variaciones importantes en la cantidad de la ingesta. 2. Falta un conjunto de

investigaciones multidisciplinarias que ayuden a comprender el nuevo modelo de alimentación,


91

los cambios más evidentes en los hábitos de consumo alimentario y la implicación en la comida

como hecho cultural. 3. Para poder hacer recomendaciones reales es necesario contar con

estudios específicos sobre las propiedades de las tortillas y su enriquecimiento con las

combinaciones vegetales y de proteínas animales, entre otros.


92

EElleeccttrriiccaall ccoonndduuccttiivviittyy aass aann aalltteerrnnaattiivvee mmeetthhoodd ttoo mmeeaassuurree tthheerrmmaall

ppaarraammeetteerrss iinn ssttaarrcchheess

Eduardo Morales-Sanchez 1,*, Juan D. Figueroa-Cárdenas2, Marcela Gaytán-Martínez2, M.L.

Reyes Vega3, B. Jiménez contreras1

1 CICATA-IPN Unidad Querétaro. Cerro Blanco No. 141 Querétaro, Qro, México 2 CINVESTAV del I.P.N., Juriquilla Querétaro, Querétaro, México

3 Posgrado en alimentos. Universidad Autónoma de Coahuila. Saltillo, Coahuila, México

*[email protected]

Thermal properties of starch, the major component of cereals, tuberculous and leguminous, determine their processed food’s quality. Gelatinization, the main reaction of starch, has been studied using different methods: calorimetric, X-rays, SEM, DSC and RVA. Usually, the most reliable methods require expensive equipments. The objective of this work was to compare the thermal properties of starch corn measured by DSC that is the mostly used method with that from an alternative low-cost electrical conductivity method (EC). Parameters evaluated were the gelatinization temperatures: onset, peak and endset from potato, rice, corn and wheat starches. Data from DSC and EC showed the same range temperature for peak, onset and endset temperature for each starch. These results indicated that EC can be an alternative method, quite precise to evaluate starch thermal parameters in food systems.


93

PPrrooppiieeddaaddeess ffiissiiccooqquuíímmiiccaass yy ttéérrmmiiccaass dduurraannttee llaa nniixxttaammaalliizzaacciióónn aa

ddiiffeerreenntteess tteemmppeerraattuurraass ccoonn yy ssiinn aaggiittaacciióónn

Ruiz-Gutiérrez, M. 1, Quintero-Ramos, A.1*, Meléndez-Pizarro, C.1, Talamás-Abbud, R.1,

Márquez-Meléndez, R.1, Lardizábal-Gutiérrez, D.2 and Barnard John3.

1 Departamento de Investigación y Posgrado, Facultad de Ciencias Químicas. Universidad Autónoma de

Chihuahua. Chihuahua, Chihuahua. 2 Centro de Investigación en Materiales Avanzados, Chihuahua.

3 New York State Agricultural Experiment Station and Institute of Food Science, Cornell University, Geneva, NY.

*[email protected]

Introducción El proceso de nixtamalización consiste en la cocción del grano de maíz (Zea mays L.) en

solución alcalina, seguida de un reposo, lavado y molienda para producir harina, masa, tortillas y

productos derivados [1]. Durante el proceso de nixtamalización ocurren reacciones químicas y

fenómenos de transferencia de masa que son afectados por la temperatura, agitación y

concentración del medio alcalino [2]. Los principales cambios que ocurren durante el proceso, se

deben a la interacción del medio alcalino con los componentes del grano, causando la remoción

del pericarpio y la gelatinización del almidón, en esta última la absorción de calcio es primordial

para formación de redes de amilosa [2-4]. La absorción de calcio esta limitada por la presencia de

pericarpio, una vez que se remueve, la difusión de calcio se incrementa a niveles que producen

cambios fisicoquímicos directamente relacionados con la calidad final del producto [5]. El

objetivo de este estudio es evaluar el efecto de la temperatura en sistemas estáticos y agitados

durante la nixtamalización del maíz sobre las propiedades físicas, químicas y térmicas.

Metodología El grano de maíz utilizado en este estudio, fue maíz blanco dentado (Zea mays L) de

pericarpio delgado, cosechado en el Estado de Sinaloa, México. El maíz fue caracterizado

mediante métodos físicos y químicos [6-8]. Lotes de 2 kg de maíz fueron nixtamalizados en un

solución de Ca(OH)2 grado alimenticio [1.2% (w/v)] en una relación 1:3. La nixtamalización se


94

realizó a diferentes temperaturas (70, 80, 90, y 100°C) con y sin agitación; usando para la

agitación un agitador de paletas de 40 cm de diámetro a una velocidad de 25 rpm. Durante la

cocción se tomaron muestras de nejayote y de grano cada 10 min hasta los 60 min de cocción.

Posteriormente, se permitió una hora de tiempo de reposo. Cada condición experimental se

realizó por duplicado y se realizaron las cinéticas de sólidos solubles y suspendidos [9], azucares

totales [10], remoción de pericarpio [7], absorción de agua [6] y calcio [8], cada determinación se

realizó por triplicado. En el nixtamal fueron determinadas las temperaturas y entalpías de

gelatinización del almidón por duplicado mediante calorimetría diferencial de barrido.

Figura 1. Cinéticas de absorción de agua y calcio durante la nixtamalización a diferentes

tiempos y temperaturas de cocción con agitación (a y c) y sin agitación (b y d). ♦70° C, ▲80° C,

●90° C y ▬100° C.

Resultados Las cinéticas obtenidas a diferentes condiciones en nejayote para azucares totales, sólidos

solubles y suspendidos mostraron una tendencia lineal. Los sólidos solubles y suspendidos se

incrementaron (p<0.05) por la temperatura y la agitación, mientras que para los azucares totales

solo la temperatura fue significativa. El incremento de estos componentes puede ser atribuido al


95

proceso de lixiviación que ocurre durante el cocimiento, donde una fracción de pericarpio es

solubilizada debida a la interacción de los heteroxilanos con el medio alcalino produciendo

hidrólisis y pérdida de material al medio de cocción [2, 4, 5], así como una pequeña solubilización

del endospermo.

Así mismo el pericarpio removido fue significativamente afectado (p<0.05) por la

temperatura y la agitación. A 70ºC, presentó un comportamiento lineal, sin embargo a

temperaturas mayores a esta se observó una tendencia exponencial, logrando una remoción del

pericarpio mayor del 90%.

La absorción de agua y calcio por el grano (Fig. 1) presentaron una tendencia lineal durante el

cocimiento, sin embargo durante el reposo el calcio se incrementó notablemente. A 70 y 80º C

con agitación, la absorción de calcio y agua se incrementaron (p<0.05), mientras que a 90 y 100º

C con agitación la toma de estos solutos no fue significativa. Esto se debido a que al

incrementar la temperatura se provoca un aumento en la absorción de solutos [11], minimizando el

efecto de la agitación. El contenido de humedad requerido para la producción de harinas

instantáneas [12] se obtiene entre los 30 minutos de cocción y una hora de reposo dependiendo de

la temperatura del proceso.

Tabla 1. Temperaturas (º C) y entalpías (J/g) de gelatinización durante la nixtamalización a

diferentes tiempos de cocción y 1 h de reposo.

TEMPERATURA (° C)

TIEMPO COCCIÓN

(min)

TEMP MÁXIMA

(° C)

ENTALPÍA (J/g)

TEMPERATURA (° C)

TIEMPO COCCIÓN

(min)

TEMP MÁXIMA

(° C)

ENTALPÍA (J/g)

AGITADO ESTÁTICO 70 10 68.55 3.02 70 10 69.47 2.46

30 69.79 3.118 30 70.43 3.85 50 71.69 3.562 50 71.95 3.54 60 reposo 72.92 3.837 60 reposo 73.18 3.82

80 10 68.6 2.44 80 10 68.21 2.386 30 69.33 2.76 30 68.25 3.176 50 71.92 2.88 50 68.45 3.581 60 reposo 71.97 2.902 60 reposo 71.82 3.781

90 10 64.21 3.018 90 10 63.63 2.004 30 66.09 3.191 30 64.49 2.463 50 66.47 3.568 50 67.32 2.944 60 reposo 67.66 3.635 60 reposo 66.7 3.502

100 10 64.46 2.66 100 10 64.24 2.39 30 64.69 2.81 30 65.76 2.59 50 65.6 3.18 50 67.4 2.95 60 reposo 68.62 3.42 60 reposo 69.20 3.17


96

La temperatura y el tiempo de cocción afectaron significativamente (p<0.05) a la temperatura

y entalpía de gelatinización (Tabla 1). Durante la cocción el almidón absorbe agua y calcio, este

último parece interactuar con la matriz original no deformada de almidón [13], causando un

incrementó en los valores de estas propiedades térmicas.

Conclusiones El incremento en la temperatura de nixtamalización provocó aumentos en la absorción de

calcio y agua en el grano y solubilización de los componentes solubles. La agitación fue

significativa para la remoción del pericarpio. Incrementos en el contenido de calcio en el grano

generaron aumentos en la temperatura y entalpía de gelatinización.

Referencias [1] Martínez-Bustos, F.; Martínez Flores, H.; Sanmartín, E.; Sánchez, F.; Chang, Y.; Barrera, D., and Ríos, E. Effect

of the components of Maize on the quality of masa and tortillas during the traditional nixtamalization process. Journal of the Science of Food and Agriculture, 81(2001) 1455–1462.

[2] Laria, J.; Meza, E. Mondragón, M.; Silva, R., and Peña, J. L. Comparison of overall water uptake by corn kernel with and without dissolved calcium hydroxide at room temperature. Journal of Food Engineering, 67 (2005) 451-456.

[3] Alvarado, G.; Vargas, H.; Sánchez, F.; González, J., and Miranda, L. Effect of lime content on the processing conditions of cooked maize tortillas: changes of thermal, structural, and rheological properties. Opt. Engineering, 36 (1996) 348-357.

[4] González, R.; Reguera, E.; Mendoza, L; Figueroa, J. M., and Sánchez, F. Physicochemical Changes in the Hull of Corn Grains during Their Alkaline Cooking. Journal of Agricultural amd Food Chemistry, 52 (2004) 3831 – 3837.

[5] González, R.; Reguera, E.; Figueroa, J. M., and Sánchez, F. On the nature of the Ca binding to the hull of nixtamalized corn grains. Lebensm-WissU-Technology, 38 (2005) 119–124.

[6] AOAC. Official Methods of Analysis. Association Official Analytical Chemists. Washington.1998 [7] Arámbula Villa, G.; Gutiérrez Árias, E., and Moreno Martinez, E. Thermal properties of maize masa and

tortillas with different components from maize grains, and additives. Journal of Food Engineering, 80(2007), 55-60.

[8] Kirk R.S., Sawyer, R. y H. Egan. Composición y Análisis de los Alimentos de Pearson.C.E.C.S.A. México. 2000.

[9] Norma Oficial Mexicana. NMX-AA-034-SCFI-2001. Análisis de agua - determinación de sólidos y sales disueltas en aguas naturales, residuales y residuales tratadas - método de prueba. 2001

[10] Método colorimétrico del fenol-ácido sulfúrico para la micro-determinación de carbohidratos totales. 2008. http://bdigital.eafit.edu.co/bdigital/PROYECTO/P660.2812CDP977/anexos.

[11] Crank J. The Mathematics of Diffusion. Oxford University Press: London, 1975. [12] Norma Oficial Mexicana. NMX-FF-034/1-SCFI-2002. Productos alimenticios no industrializados para

consumo humano - cereales – parte i: maíz blanco para proceso alcalino para tortillas de maíz y productos de maíz nixtamalizado – especificaciones y métodos de prueba. 2002

[13] Laria, J.; Meza, E., and Peña, J. L. Water and calcium uptake by corn kernel during alkaline treatment with different temperature profiles. Journal of Food Engineering, 78 (2007) 288–295.


97

AAnnáálliissiiss ddee llooss eeffeeccttooss aammbbiieennttaalleess eenn llooss aattrriibbuuttooss ffííssiiccooss yy ddee ccaalliiddaadd

ddeell ggrraannoo eenn mmaaíízz

Javier Gutiérrez Díaz1*, Froylán Rincón Sánchez2, Norma A. Ruiz Torres3, Humberto de León

Castillo4, Juan de Dios Figueroa Cárdenas5

1 Estudiante de Maestría en Ciencias en Fitomejoramiento, Universidad Autónoma Agraria Antonio Narro

(UAAAN), Buenavista, Saltillo, Coah.

2 Departamento de Fitomejoramiento, UAAAN. 3 Centro de Capacitación y Desarrollo de Tecnología de Semillas, UAAAN

4 Instituto Mexicano del Maíz, UAAAN 5 Centro de Investigación y de Estudios Avanzados del IPN, (CINVESTAV-IPN), Unidad Querétaro.

*[email protected]

Introducción Las características de calidad de grano son determinadas por factores genéticos y por

condiciones de producción y de manejo. En la producción de semilla de calidad se considera a la

dureza del endospermo, color, tamaño del grano, porcentaje de granos dañados, fracturados y

quebrados [1]. Entre las propiedades para uso alimentario del maíz, son importantes el tamaño de

grano, gravedad específica, así como la capacidad de absorción de agua, el rendimiento de masa

y tortilla, la pérdida de peso durante la cocción y resistencia al corte de la tortilla [4]. El factor

genético (cultivo y niveles de mejoramiento) y el medio ambiente (año y localidad) y los factores

bióticos y abióticos, contribuyen a la variación de las propiedades químicas del grano,

ocasionalmente que los genotipos responden diferente a las condiciones ambientales [3]. El maíz

es un cultivo que tiene diferentes usos, nutricional e industrial, las características del grano

pueden modificar a través del mejoramiento genético [2]. En el presente estudio los objetivos

fueron: analizar la expresión de los atributos físicos y de calidad de grano en respuesta a los

factores ambientales de producción.


98

Materiales y métodos Se analizó la calidad física y se determinaron los factores de calidad de 35 cruzas simples,

obtenidas a partir de la combinación de líneas de dos grupos germoplásmicos: el primero

corresponde al grupo Enano (7 líneas) y el segundo a maíces identificados por su alta calidad

proteica (QPM) (5 líneas). La semilla fue obtenida de parcelas experimentales en la evaluación

de los materiales genéticos en dos localidades: El Mezquite (MEZ), N.L. (1890 msnm), bajo

condiciones de riego y Derramadero (DER), Coah. (1745 msnm) en condiciones de temporal.

Adicionalmente se incluyó el incremento de la semilla obtenida mediante control de la

polinización en Tepalcingo (T1), Mor. (1,100 msnm). En todos los casos se analizó semilla F2.

Se determinaron atributos físicos como el porcentaje de desgrane (%), contenido de humedad

(%), índice de flotación (%), peso de mil semillas (g), peso hectolítrico (kg hl-1); atributos de

calidad como la capacidad de absorción de agua, rendimiento de tortilla (kg), temperatura inicial

y final de gelatinización (°C) y tiempo de cocimiento (min). Se realizó un análisis de varianza de

las propiedades físicas y de calidad del grano, donde se probaron los efectos de localidades, los

materiales genéticos y la interacción materiales genéticos por ambiente.

Resultados y discusión Se detectaron diferencias estadísticas entre localidades en las propiedades físicas del grano

(Cuadro 1), sin embargo, en los atributos de calidad no existió variación significativa. Dentro de

las localidades, se encontró variación significativa (Amb/Loc) principalmente en los atributos de

calidad, en tanto que en las propiedades físicas sólo se encontró diferencia estadística (P ≤ 0.01)

en el contenido de humedad. Por lo tanto, la variación dentro de las localidades juega un papel

importante en la expresión de las variables de calidad.

En los materiales genéticos y la interacción con el ambiente, sólo se presentó diferencia de

consideración en las propiedades físicas. De lo anterior se deduce que la variación de los

materiales son atribuibles a las propiedades físicas del grano, que están relacionadas con la

dureza, y el peso. Lo anterior indica que bajo las condiciones del estudio, la semilla procedente

de la evaluación de cruzas simples en maíz, no existe variación en los atributos de calidad como


99

la temperatura de gelatinización del almidón, la capacidad de absorción de agua y el rendimiento

de tortilla.

Cuadro 1. Cuadrados medios del análisis de varianza de los atributos físicos y de calidad de

grano evaluados.

Atributos Localidades Amb/Loc Cruzas Cruzas x Loc C.V. (%)

Físicos Desgrane (%) 0.006 ** 0.000 0.002 ** 0.007 ** 1.8 Contenido de humedad (%) 74.610 6.470 ** 0.280 0.350 9.1

Índice de flotación (%) 6,257.520 * 289.660 498.940 ** 158.670 81.3 Tipo de endospermo 10.900 0.470 1.000 ** 0.450 * 40.1 Peso de mil semillas (g) 144,936.590 ** 884.180 5,261.160 ** 1,862.360 * 9.5 Peso hectolítrico (kg hl-1) 123.320 * 5.090 18.990 6.130 ** 2.6 Calidad Capacidad de absorción de agua 0.050 0.210 * 0.003 0.006 9.4

Rendimiento de tortillas (kg) 0.070 0.410 ** 0.004 0.004 6.1

Temperatura de inicio (°C) 24,708.870 4,096.720 ** 919.670 * 333.030 17.7

Temperatura final (°C) 9,410.490 3,982.160 ** 763.470 422.490 15.3 Tiempo de cocimiento (min) 8.090 1.270 ** 0.450 0.270 14.0

*, ** Significativo al 0.05 y 0.01 niveles de probabilidad, respectivamente; gl= grados de

libertad; Amb= ambientes; Loc = Localidades; C.V (%) coeficiente de variación.

La dispersión gráfica (Figura 1) muestra la relación entre los ambientes, la variación dentro de

ambientes: El Mezquite, N. L. (M1 y M2) y Derramadero (D1y D2), así como la semilla

procedente de Tepalcingo, Mor. (T1). Las variables de temperatura inicial (T0), y final (TF) de

gelatinización y tiempo de cocimiento (TC) son caracteres correlacionados, y en éste caso, son

los que diferencian a los ambientes. Es decir, la semilla procedente de Tepalcingo, Mor. (T1), se

caracteriza por los valores inferiores de estos caracteres en la comparación relativa (Figura 1),

con características del grano menos densas, indicadas por los valores altos del índice de flotación

(IF). Por otro lado, el peso hectolítrico (PH), el contenido de humedad (HUM), el peso de mil

semillas (PMILS) y el índice de flotación (IF), influyen de manera independiente en la

discriminación entre los ambientes (Cuadro 1 y Figura 1).


100

Figura 1. Dispersión gráfica de la interacción de los ambientes por caracteres físicos y de calidad

del grano de maíz. M, Localidad El Mezquite, N. L., D, Localidad Derramadero, Saltillo, Coah.;

T1 = Incremento de semilla F1 con polinización controlada en Tepalcingo, Mor.

Conclusiones a) Los atributos físicos del grano están altamente influenciados por el ambiente de evaluación.

b) La variación dentro de ambientes tuvo una influencia directa en los atributos de calidad.

c) La semilla de cruzas simples entre los dos grupos germoplásmicos no mostró diferencias en

los atributos de calidad, en tanto que en las propiedades físicas además de las diferencias entre

materiales, se presentó una alta interacción con el ambiente.

Referencias [1] Almeida H. and L. W. Rooney, Industria Alimentaria 6 (1996):4-13. [2] Cirilo, A. G. y F. H. Andrade (Eds), Unidad Integrada Balcarce (1998). 315 p. [3] Ji Y., L. M. Pollak, S. Duvick, K. Seetharaman, P.M. Dixon and P. J. White, Cereal Chem. 81(2004) (1):59-64. [4] Mauricio S., R. A., J. D. Figueroa C., S. Taba, M. L. Reyes V., F. Rincón S. y A. Mendoza G. Rev. Fitotec. Mex.

27 (2004) (3):213-222.


101

EEssttuuddiioo ““iinn ssiittuu”” ddee llaa eettaappaa ddee ccoocccciióónn ddeell pprroocceessoo ddee nniixxttaammaalliizzaacciióónn

eenn uunn eeqquuiippoo pprroottoottiippoo ((cceellddaa ffoottooaaccúússttiiccaa ddiiffeerreenncciiaall))

E. Gutiérrez-Cortez1,2*; I. Reyes-Cortés1; C. Aguayo-Dorantes1; I. Rojas-Molina3; M. A.

Cornejo Villegas1,2; Alejandra Rojas-Molina4 ; Adriana Rojas-Molina2 ; R. Velazquez2, and M.

E. Rodríguez García5.

1 Facultad de Estudios Superiores Cuautitlán, Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM), Departamento

de Ingeniería y Tecnología LEM-A (Laboratorio Experimental Multidisciplinario-Ingeniería en Alimentos 2 Posgrado en Ingeniería, Universidad Autónoma de Querétaro. Querétaro, Qro. México.

3 Facultad de Ciencias Naturales, Licenciatura en Nutrición, Universidad Autónoma de Querétaro.Qro. México. 4 Facultad de Química. Departamento de Investigación de Productos Naturales. UAQ

5 Centro de Física Aplicada y Tecnología Avanzada, Universidad Nacional Autónoma de México. Querétaro.

*[email protected]

El pericarpio de maíz es la estructura que delimita al grano con su medio exterior, es la parte que entra en contacto directo con la solución alcalina en la etapa de cocimiento. Durante el proceso de nixtamalización el tratamiento térmico alcalino modifica el estado físico del pericarpio cambiando su permeabilidad. Como resultado de lo anterior se favorece la entrada masiva de calcio y agua a las estructuras internas del cereal; capa de aleurona, germen y endospermo. La etapa de cocimiento de los granos de maíz se reprodujo en un equipo prototipo Celda Fotoacústica Diferencial (DCP) a diferentes temperaturas 72, 82, y 92 ºC La técnica consiste en generar una señal fotoacústica dentro de una celda que contiene gas debido a la absorción de radiación modulada (láser). La muestra al absorber radiación, genera un calentamiento periódico local. Este calentamiento se difunde a través del material dando origen a una onda térmica que se propaga y se extingue en la interfase muestra-gas (generalmente aire). Los flujos periódicos de calor dentro de la celda que contiene el gas producen fluctuaciones de presión, que pueden ser detectadas como una señal acústica por medio de un micrófono de electreto, cuando se presentan cambios en el material resultado del tratamiento, la señal también cambia y de esta manera se detectan in situ mediante el uso de un amplificador lock-in que se interfaciaron a una computadora para obtener datos de amplitud y fase.

Introducción El pericarpio de maíz es la estructura que delimita al grano con su medio exterior, es la parte

que entra en contacto directo con la solución alcalina en la etapa de cocimiento. Durante el

proceso de nixtamalización el tratamiento térmico alcalino modifica el estado físico del

pericarpio cambiando su permeabilidad. Como resultado de lo anterior se favorece la entrada


102

masiva de calcio y agua a las estructuras internas del cereal; capa de aleurona, germen y

endospermo [3]

En México se ha permitido un amplio rango de temperaturas en que se procesa el maíz

dependiendo de la zona geográfica, es necesario contar con estudios a diferentes condiciones

para establecer tiempos de cocimiento para diferentes variedades. En este trabajo se presenta

estudios de la primera etapa del proceso de nixtamalización, utilizando un equipo prototipo para

pruebas in situ (DCP), utilizando temperaturas de cocimiento de 72, 82 y 92 ºC para obtener

cambios globales en el pericarpio que pueden ser morfológicos, micro estructurales o

fisicoquímicos.

Objetivo Procesar granos de maíz a diferentes temperaturas, mediante el uso de una celda fotoacústica

diferencial, para establecer la influencia de las condiciones de proceso en los cambios globales

en el pericarpio.

Metodología

Microscopia electrónica de barrido a bajo vacío (SEM- LV) La determinación del espesor del pericarpio y los cambios morfológicos se obtuvieron

utilizando un microscopio electrónico de barrido a bajo vacío modelo JEOL JSU-5600LV con

una resolución de 5 nm, ajustado con un espectrómetro de rayos X con energía de dispersión

(Noran Instrument, Modelo 4.2.3 Voyager). Las condiciones del equipo fueron: voltaje de

aceleración electrónica de 20 kV, con una presión en el rango de 237.72–396.20 kgf/m2 en la

cámara de la muestra, las imágenes se obtuvieron en la superficie a partir de la señal electrónica

de barrido [1].

Celda Fotoacústica Diferencial (DCP) El fundamento de ésta técnica consiste en generar una señal fotoacústica dentro de una celda

que contiene gas debido a la absorción de radiación modulada (láser). La muestra al absorber

radiación, genera un calentamiento periódico local. Este calentamiento se difunde a través del

material dando origen a una onda térmica que se propaga y se extingue en la interfase muestra-


103

gas (generalmente aire). Los flujos periódicos de calor dentro de la celda que contiene el gas

producen fluctuaciones de presión, que pueden ser detectadas como una señal acústica por medio

de un micrófono de electreto, cuando se presentan cambios en el material resultado del

tratamiento, la señal también cambia y de esta manera se detectan in situ mediante el uso de un

amplificador lock-in que se puede interfaciar a una computadora para obtener datos de amplitud

y fase. Los datos los podemos extraer a un archivo y pueden graficarse en base al tiempo real de

captura en algún programa de manipulación de datos que permita graficar.

Figura 1a: Preparación de la muestra Figura 1b:Corrida experimental

La etapa de cocción se reprodujo a escala menor en una celda fotoacústica diferencial como se

muestra en la figura 1a. Se utilizaron granos de maíz QPM-H366 con 3.56 mm de longitud y

2.12 mm de ancho. En el reservorio de cocción se colocaron 40 gramos de maíz, en una solución

de 80 ml de agua destilada al 1% de Ca(OH)2 cerrándose la celda de manera que se inundo todo

el material y comenzó la etapa de cocción. La solución alcalina se fue calentando a razón de 2.5

ºC/ minuto, partiendo de temperatura ambiente hasta 92ºC y se mantuvo durante 25 minutos. El

mismo procedimiento se realizó para temperaturas de 82 y 72ºC, con tiempos de cocción de 40 y

65 minutos respectivamente. Las determinaciones se realizaron por triplicado para cada una de

las temperaturas. Se utilizo un láser con una longitud de onda de 532 nm y una potencia de 300

mW como fuente de excitación, el tamaño del haz de luz fue de 40 µm, el 60% se dirige a la

ventana de cuarzo donde se encuentra la muestra y el restante se guía por medio de un lente

plano hacia la ventana de cuarzo que tiene la lamina de oro la cual sirve como referencia, como


104

muestra la figura 1b. Las señales de la celda fotoacústica fueron guardadas y analizadas en su

historia térmica de cocimiento realizando una comparación de los efectos causados por cada

temperatura, montando la técnica que desarrollaron para obtener señales de diferentes muestras a

distintas temperaturas [4], [5].

Difracción de rayos X (DRX) Se obtuvieron los difractogramas para conocer como cambia la estructura amorfa del

pericarpio en un difractómetro de polvos Siemens D 5000. El equipo se operó: a 35 kv y 15 mA,

con una radiación de CuKα, con longitud de onda λ= 1.5406 Aº. Estos datos fueron recolectados

de 4 a 30º En escala 2θ, con pasos de 0.05º a una velocidad de 0.1 º seg –1 y un tiempo de conteo

por punto de 5 segundos [6].

Espectroscopia de absorción atómica (E. A. A.) Las lecturas de calcio fijado en el pericarpio en las muestras procesadas se realizaron en un

equipo de espectroscopía de absorción atómica de flama, utilizando como gases aire seco con

presión 12 psi, acetileno con presión 70 psi para producir la flama, se hizo incidir la luz de una

lámpara de un cátodo hueco a través de una muestra vaporizada por una flama. Se eligió la

longitud de onda de 422.7 nm para calcio. Se obtuvo el porcentaje de absorción que es una

medida de la concentración de calcio [2].

1 0 1 0 0 1 0 0 0

1

1 0

1 0 0

Am

pli

tud

P

A (

u.

a)

T i e m p o d e c o c i m i e n t o ( s )

9 2 ° C 8 2 ° C 7 2 ° C

Figura 3 Fotoacustigramas de pericarpios de maíz durante la etapa de cocción


105

Resultados En la figura 3 mostramos la señal fotoacústica proveniente de la celda diferencial relacionada

directamente con los cambios que ocurren en el pericarpio durante la fase de cocción para

temperaturas de 72, 82 y 92ºC, r

En el fotoacustigrama de la figura 3 se muestran tres picos que se ven con mayor intensidad a

92 ºC. La rapidez con que aparece el segundo pico también es más notable a esta temperatura. La

interpretación del cambio de la señal fotoacústica como función del tiempo puede darse de la

siguiente manera: el primer pico muestra la disolución de las pectinas presentes en la capa cerosa

o epidermis, el segundo pico representa la neutralización de los ácidos urónicos presentes en la

cadena de hemicelulosa que forma la matriz fibrosa dentro del compuesto. El tercero se presenta

cuando se rompen los puentes diferúlicos entre las hemicelulosas, se desprende un porcentaje de

hemicelulosas de la matriz y se deposita en el nejayote

Conclusiones El estudio del proceso de nixtamalización in-situ en una celda fotoacústica diferencial

evidencio los cambios globales en pericarpio de maíz, mostró que estos tienen una clara

dependencia con la temperatura de proceso, estos fueron correlacionados con los cambios en su

morfología y micro estructura, mediante micrografías y difractogramas de Rayos X obtenidos del

pericarpio al finalizar la etapa de cocción.

Referencias [1] Arenas, A. J. A. Instituto Nacional de Investigaciones Nucleares(1999) [2] Fernández-Muñoz, J.L; Rojas- Molina, I.; González-Dávalos, M. L.; Leal M.; Valtierra, M. E.; Martín-Martínez,


Palacios-Fonseca, A., Herrera, G. and Rodríguez, M.E., Cereal Chem., 84 (2007) 186-194 [4] Hurtado-Castañeda, D.M., Fernández, J., Gutiérrez, E., Rojas-Molina, I., Fernánez- muñoz, J. L. and Rodríguez,

M. E. 2005. The diffusion of calcium ion into the organic layers studied by a differential photoacoustic system. Journal Phsique . IV: 1251-1255.

[5] Rodríguez, M.E., Velásquez-Hernandez, R., Mendoza-López, M.L., Hurtado-Castañeda D.M., Brieño-Enriquez K.M. & Pérez-Bueno, J.J. (2007). Differential photoacoustic cell for electrochemical and dynamic process with temperature control. Rev.Sci. Ins.t 78, 034904. A. Rosencwaig and A. Gersho, Journal Appl. Phys, 47, 64 _1976_.

[6] Rodríguez, M. E.; Yáñez-Limón, J. M.; Alvarado-Gil, J. J.; Vargas, H.; Sánchez-Sinencio, F.; Figueroa, J. D. C.; Martínez, B. F.; González- Hernández, J.; Silva, M. D., y Miranda, L. C. M. (1996). Cereal Chem. 73: 593-600.


106

DDeell mmaaíízz aa llaa aarreeppaa,, eessttuuddiioo ssoobbrree llaass pprrooppiieeddaaddeess ffiissiiccooqquuíímmiiccaass ddee

hhaarriinnaass ddee mmaaíízz uuttiilliizzaaddaass ppaarraa pprreeppaarraarr aarreeppaass eenn CCoolloommbbiiaa

P. Pineda Gómez1, 2*, D.F. Coral1, J. Obando1, A. Rosales-Rivera1, A.L.Giraldo. B1 ,

L.A.Sanchez3, M. E. Rodríguez3

1 Laboratorio de Magnetismo y Materiales Avanzados, Universidad Nacional de Colombia, sede Manizales. 2Universidad de Caldas, Manizales Colombia

3 Centro de Física Aplicada y Tecnología Avanzada, Deaprtamento de Nanotecnología, UNAM, México.

* [email protected]

Introducción Uno de los principales alimentos es Colombia es el maíz, de ahí la gran cantidad de productos

alimenticios que de él se obtienen. La arepa de maíz es por excelencia el alimento presente en

todas las dietas de los colombianos, para su elaboración se utilizan dos tipos de maíz, blanco y

amarillo que difieren ligeramente en sus propiedades. El grado de aceptación por parte del

consumidor de uno u otro tipo de arepa (blanca o amarilla) depende los atributos organolépticos.

El conocimiento de las propiedades de las harinas hace posible el mejoramiento en la calidad

alimenticia de este producto. Alrededor del 70% del grano de maíz es almidón, el cual a su vez

está formado por macromoléculas de amilosa y amilopectina. Las propiedades del maíz

dependen del estado físico en el que se encuentren estas macromoléculas, lo cual está

determinado por su cristalinidad, siendo la amilopectina más organizada que la amilosa. Estas

moléculas pierden su estructura cuando son sometidas a un calentamiento en presencia de altas

concentraciones de humedad. La temperatura a la cuál se presenta este fenómeno se conoce

como temperatura de gelatinización.

Objetivo Estudiar las propiedades fisicoquímicas de grano de maíz y harinas obtenidas para la

elaboración de arepas y evaluar los cambios asociados al tratamiento térmico del grano de maíz

para su transformación en harinas, mediante las técnicas de Calorimetría Diferencial de Barrido


107

(DSC), Termogravimetría (TGA), Difracción de Rayos X (XRD), y Microscopía Electrónica de

Barrido (SEM).

Metodología Para los análisis se usaron 5 muestras: tres de harina instantánea comercial, una de harina

fabricada artesanalmente y harina de maíz blanco sin procesamiento térmico, como muestra

control. Para la preparación de harina se seleccionó maíz blanco trillado donde pericarpio y

germen se separan previamente del grano por un proceso mecánico. La preparación artesanal de

la masa fue realizada de acuerdo con la metodología usada en Colombia para la obtención de

arepas en los siguientes pasos: se mezclaron 0.5 kg de maíz en 1,5 L de agua, realizando la

cocción a presión atmosférica durante 30 min y luego se dejó reposar el licor de cocción por un

tiempo de 2h. Se realizó una molienda húmeda y posterior secado de la masa a 50 ºC durante 12

h, finalmente la masa deshidratada fue molida y tamizada en malla # 60 para obtener la harina

homogénea instantánea de maíz. La muestra control fue obtenida por molienda y tamizado en

malla #60 del maíz seco de grano nativo. Las muestras de harina, obtenidas por este método, y

las muestras de harina instantáneas provenientes de procesos industriales se analizan para

determinar sus propiedades físico-químicas, usando técnicas de Absorción Atómica, análisis

microscópico SEM, Calorimetría Diferencial de Barrido (DSC) y análisis termogravimétrico

(TGA) y XRD. Se determinan la temperatura y entalpía de gelatinización del almidón en

presencia de humedad en las diferentes muestras.

Resultados El análisis de minerales realizado por la técnica de Absorción Atómica se muestra en la tabla

1. Los resultados indican que para los componentes de K y Mg se encuentran en mayor

abundancia en las harinas preparadas industrialmente, mientras que el Ca y el Na, tienen valores

mayores para la harina preparada artesanalmente. No obstante, cabe anotar que en comparación

con harinas nixtamalizadas [4], las usadas para la preparación de arepas son pobres

principalmente en calcio.


108

Tabla1. Contenido de minerales en las muestras de harina instantáneas y maíz nativo

Muestra Ca (mg/L)

K (mg/L)

Mg (mg/L)

Na (mg/L)

Zn (mg/L)

P (mg/L)

HIMB PAN 0.30 17.50 4.15 0.15 0.20 0.22 HIMB goya 0.25 22.00 4.80 -- 0.30 0.31 HIMA doña 0.25 15.00 3.35 015 0.25 0.18 HIMB artesanal 0.65 7.50 2.35 1.20 0.25 ND Maíz blanco nativo

0.28 34.00 19.00 0.21 0.35 ND

Los análisis de morfología sobre granos de maíz realizados por SEM indican que los granos

de almidón difieren en su forma para regiones del endospermo blando y duro [1]. La figura 1

muestras las formas típicas de los gránulos de almidón blando (forma esférica, fig 1.a) y duro

(forma poliédrica fig.1,c). Las figuras 1.b y 1.d corresponde a los gránulos de almidón en una

muestra de harina instantánea. Los cambios físicos en la morfología del grano originados en el

proceso de cocción están relacionados con el hinchamiento y disrupción del grano asociado con

el fenómeno de gelatinización, como puede corroborarse con DSC donde se observa una

disminución o desaparición del pico endotérmico que muestra la transición de de gelatinización

[2].

Fig.1. Imágenes SEM, X5000: a) Endospermo blando, grano maíz nativo. b) Endospermo

blando, grano gelatinizado en harina precocida. c) Endospermo duro, grano maíz nativo. d)

Endospermo duro, grano gelatinizado en harina precocida.

Como se ve en la figura 2, se presenta un pico endotérmico en la curva DSC caracterizado por

una entalpía para la muestra de maíz blanco nativo mientras que no existe pico en la curva para

la muestra de maíz cocido artesanalmente. En las curvas DSC de las harinas industriales el pico


109

es muy pequeño. Se puede inferir que las harinas preparadas industrialmente se encuentran

parcialmente gelatinizadas mientras que el proceso de preparación artesanal usado en Colombia

gelatiniza completamente el almidón. El cambio de entalpía en las curvas DSC esta relacionado

con el proceso de gelatinización por el que han pasado los granos de maíz y depende tanto la

temperatura y tiempo de cocción como del tiempo de reposo durante el tratamiento térmico

[1,2,5]. El grado de gelatinización del maíz también determina las propiedades reológicas [2] de

la masa con la cual se moldean las arepas.

60 65 70 75 80 85 90-2,0

-1,8

-1,6

-1,4

-1,2

-1,0

FLU

JO D

E C

ALO

R (W

/g)

TEMPERATURA (°C)

MBS MBC30

75,09°C

Fig. 2. Termograma DSC para

muestras de maíz blanco nativo (MBS)

y harina de maíz blanco cocido

(MBC30)

100 200 300 400 500 600 700 8000

20

40

60

80

100

0

10

20

30

40

POR

CEN

TAJE

DE

PES

O (%

)

TEMPERATURA (°C)

MBS

DER

IVAD

A (%

/min

)

Hm = 10,78%

Tonset= 240.40°C

D-Alm = 72.46%

Rs = 18.88%

Fig. 3. Termogramas TGA y DTG de

una muestras de maíz nativo blanco

(MBS).

En la Fig.3 se presenta un termograma típico de TGA para una muestra de maíz blanco nativo

en el cual se puede observar que hay una pérdida inicial de masa del 10.78% correspondiente al

porcentaje de humedad (Hm). A continuación hay una pérdida del 72.46% la cual es atribuida a

la degradación del almidón (D-Alm), se encontró que el todas las muestras el contenido de

almidón degradado está en el rango de 66 al 70% de la muestra. El 18.88% de residuo (Rs)

corresponde a otros componentes de la harina como minerales y preservativos. De los análisis

TGA en las muestras en estudio se observa la estabilidad térmica en las harinas la cual se halla

entre 230 y 240ºC. De igual modo se pueden observar cuantitativamente los residuos que se halla

en mayor proporción en las harinas industriales que en las de preparación artesanal.


110

Los análisis de XRD (cuyos difractogramas no se muestran aquí) indican que las muestras

gelatinizadas parcialmente han perdido parte de su estructura semicristalina, en buen acuerdo con

las micrografías SEM.

Conclusiones El estudio permitió conocer el grado de gelatinización, los componentes minerales, la

morfología y estructura del gránulo de almidón así como la estabilidad térmica tanto del maíz

nativo como de las harinas instantáneas usada para la elaboración de arepas en Colombia y

evaluar los cambios asociados al tratamiento térmico del grano de maíz para su transformación

en harinas. Este estudio se presenta como la fase inicial de una serie de estudios que serán

realizados para mejorar nutricionalmente las harinas y masa para arepas en Colombia.

Referencias [1] Isela Rojas Molina, Elsa Gutiérrez Cortéz, Alin Palacios-Fonseca, Leticia Baños, J.L.Pons-Hernández, S.H

Guzmán- Maldonado, P.Pineda-Gómez, and M.E.Rodríguez. Ceral Chemistry.84 (4) (2007) 304-312. [2] E. Gutierrez, I.Rojas Molina, J,L. Pons-Hernández, H Guzmán, B. Aguas-Angel, J. Arenas, P. Fernández, A.

Palacios Fonseca, G. Herrera and M.E. Rodríguez. Ceral Chemistry. 84 (2) (2007) 186-194. [3] Rodríguez, M.E., Yáñez-Limón, J.M., Alvarado, J.J., Vargas, H., Sánchez-Sinencio, F., Figueroa, F, Martínez,

B.F., González-Hernández, J., Silva, M.D., and Miranda, L.C.M. Cereal Chemistry, 73 (1996) 593-600. [4] Ricardo Bressani, Juan C. Turcios, Luis Reyes y Roberta Mérida. Archivos Latinoamericanos de Nutrición.

ALAN vol.51 no.3 Caracas Sept. 2001. [5] J.F Fernández-Muñoz, M.E Rodríguez, R. C. Pless, H.E Martínez-Florez, M. Leal, J.L Martínez and L.Baños.

Cereal Chemistry, 79 (1) (2002)162-166.


111

MMeeccaanniissmmooss ddee aabbssoorrcciióónn ddee hhuummeeddaadd yy ccaallcciioo dduurraannttee eell pprroocceessoo

nniixxttaammaalliizzaacciióónn aa ddiiffeerreenntteess tteemmppeerraattuurraass ccoonn yy ssiinn aaggiittaacciióónn

Ruiz-Gutiérrez, M.1, Quintero-Ramos, A.1*, Meléndez-Pizarro, C.1, Talamás-Abbud, R. 1,

Márquez-Meléndez, R. 1, Barnard John 2.

1 Departamento de Investigación y Postgrado, Facultad de Ciencias Químicas. Universidad Autónoma de

Chihuahua. Ciudad Universitaria s/n. Apdo. Postal 1542-C. Chihuahua, Chihuahua. 2 New York State Agricultural Experiment Station and Institute of Food Science, Cornell University, Geneva, NY.

*[email protected]

Introducción El proceso de nixtamalización del maíz, consiste en el cocimiento y reposo del grano en

soluciones acuosas de hidróxido de calcio Ca(OH)2. En éste toma lugar la difusión del agua y el

calcio en el grano. Este fenómeno de transferencia de masa es crítico ya que la solución alcalina

degrada y solubiliza los componentes de la pared celular, resultando la remoción del pericarpio

y suavización del endospermo externo, lo que permite la difusión del agua y calcio, en los

diferentes componentes anatómicos del grano; donde ocurren las principales transformaciones de

sus propiedades físicas y químicas [1, 2].

La difusión de agua [3,4] y calcio [5, 6] dentro del grano en medios líquidos es influenciada por la

temperatura [7,8] y la agitación del sistema. En tales operaciones, es deseable predecir la ganancia

de estos solutos como una función del tiempo y la temperatura para un mejor control de los

procesos. Algunos estudios se han realizados para evaluar el movimiento de la humedad en

granos, tales como maíz [2,3] y sorgo [9], empleando algunos modelos matemáticos como los de

Fick, para su predicción. La absorción de calcio, humedad y grado de gelatinización del almidón

en el grano de maíz, en presencia de soluciones de hidróxido de calcio a diferentes

concentraciones y temperaturas fue estudiado [10] asumiendo, que el proceso está regido por

reacciones químicas (gelatinización) y difusionales de agua y calcio, que podrían condicionarse.

Los resultados mostraron que ambas se incrementan a medida que la temperatura de cocción se


112

eleva. El movimiento del agua y de Ca+2 durante el tratamiento alcalino y reposo del grano de

maíz está asociado inicialmente al pericarpio, como una primera barrera a su difusión. En la fase

de la cocción, la absorción del calcio es mínima, sin embargo una vez que el pericarpio es

disuelto por efecto de la solución alcalina, el Ca+2 se difunde progresivamente al centro del

endospermo, en las fases de reposo, presentando tendencias exponenciales para tiempos largos[5].

El propósito de este estudio es evaluar los mecanismos de absorción de humedad y calcio y

determinar sus coeficientes de difusión a diferentes temperaturas con y sin agitación durante la

nixtamalización del grano de maíz.

Metodología Se utilizo maíz blanco dentado (Zea mays L) de pericarpio delgado, cosechado en el Estado

de Sinaloa, México. El maíz se caracterizó física y químicamente [3, 11]. Lotes de 2 kg de maíz

fueron nixtamalizados en un solución de Ca(OH)2 grado alimenticio [1.2% (w/v)] en una

relación 1:3. La nixtamalización se realizó a temperaturas de 70, 80, 90, y 100°C en sistemas

estáticos y agitados; usando para la agitación un agitador de paletas de 40 cm de diámetro a una

velocidad de 25 rpm. Durante la cocción se tomaron muestras de grano cada 10 min hasta los 60

min. Posteriormente, se permitió un tiempo de reposo de 48 h tomando muestras a 1, 8, 16, 24,

32, 40 y 48 h. Cada condición experimental se realizó por duplicado y en cada una de ellas se

determinaron las cinéticas de absorción de humedad y calcio, así como los coeficientes de

difusión para ambos solutos, aplicando la segunda ley de Fick [12] considerando geometría

cilíndrica y un radio promedio.

Resultados La absorción de calcio y agua por el grano de maíz para una hora de cocción y una hora de

reposo (Fig. 1 y 2), presentaron una tendencia lineal, sin embargo se observó que el contenido de

Ca+2 presentó un mayor incremento durante el reposo. A 70 y 80°C con agitación la absorción de

calcio y agua se incrementaron (p<0.05). Mientras que a temperaturas de cocción de 90 y 100°

C, no mostraron incrementos significativos (p<0.05). Esto puede atribuirse a que al aumentar la

temperatura de cocción, la difusión de solutos se eleva [12], minimizando el efecto de la agitación.


113

A largos tiempos de reposo las curvas de absorción de calcio exhibieron un comportamiento

exponencial (Fig. 1). Esta tendencia se explicó adecuadamente mediante modelos Ficksianos,

con variantes a temperaturas bajas (Tabla1). El comportamiento de la absorción de agua fue

diferente, esta se absorbió en el grano rápidamente, mostrando una tendencia lineal y

posteriormente un comportamiento asintótico con respecto al tiempo (Fig. 2). Esta tendencia

mostrada provocó que el modelo de Fick propuesto, no explicara la variabilidad de los datos

(Tabla 1).

Figura 1. Cinéticas de absorción de calcio durante la nixtamalización a diferentes tiempos y

temperaturas de cocción con y sin agitación. a. Sin agitación b. Con agitación (♦ 70° C, ▲ 80° C,

● 90° C y ▬ 100° C).

Figura 2. Cinéticas de absorción de humedad durante la nixtamalización a diferentes tiempos y

temperaturas de cocción con y sin agitación. a. Sin agitación b. Con agitación (♦ 70° C, ▲ 80° C,

● 90° C y ▬ 100° C).


114

TABLA 1. Coeficientes de difusión de calcio y agua a diferentes temperaturas de

nixtamalización con y sin agitación.

CALCIO AGUA TEMPERATURA COCCIÓN (° C) SISTEMA

D (m2/s) ×10-07 R2 D (m2/s) ×10-07 R2 70 ESTÁTICO 6.24 69.9 8.31 46.9 70 AGITADO 3.91 86.9 8.26 34.3 80 ESTÁTICO 7.23 90.3 8.31 5.3 80 AGITADO 4.36 93.1 8.32 84.0 90 ESTÁTICO 3.78 97.6 8.31 10.4 90 AGITADO 7.74 96.0 8.34 2.5

100 ESTÁTICO 9.43 95.9 8.20 0.0 100 AGITADO 6.33 96.9 8.29 41.2

Conclusiones La temperatura de nixtamalización afectó la absorción de agua y calcio, mientras que la

agitación fue significativa a temperaturas de cocción menores a 80°C. La absorción de agua y

calcio durante la cocción presentaron un comportamiento lineal; sin embargo durante el reposo,

el calcio mostró un comportamiento exponencial, que es explicado por el modelo de Fick, a

diferencia el agua presenta una absorción rápida durante la cocción y un comportamiento

asintótico a tiempo de reposo largos.

Referencias [1] Steffe, J. F., and Singh, R. P. Diffusivity of starchy endosperm and bran of fresh and rewetted rice. Journal of

Food Science, 47 (1980) 97-100 [2] Zazueta, C., Ramos, G., Fernández-Muñoz, J. L., Rodríguez, M. E., Acevedo-Hernández, G., and Pless, R. C. A

radioisotopic study of the entry of calcium ion into the maize kernel during nixtamalization. Cereal Chemistry, 79 (2002) 500–503.

[3] Charan, R., and Prasad, S. Moisture diffusion during hydration of maize. Journal of Food Science and Technology, 33 (1996) 383-388.

[4] Laria, J., Meza, E., Mondragón, M., Silva, R., and Peña, J. L. Comparison of overall water uptake by corn kernel with and without dissolved calcium hydroxide at room temperature. Journal of Food Engineering, 67(2005) 451–456.

[5] Fernández-Muñoz, J.L., San Martín- Martínez, E., Díaz –Góngora, J.A.I, Calderón, A., Alvarado Escobar, A., Ortiz-Cárdenas, H., and Leal-Pérez, M. Steeping time and cooking temperature dependence of calcium ion diffusion during microwave nixtamalization of corn. Journal of Food Engineering, 76 (2006) 568–572.

[6] Laria, J., Meza, E., and Pena, J. L. Water and calcium uptake by corn kernel during alkaline treatment with different temperature profiles. Journal of Food Engineering, 78 (2007) 288-295.

[7] Muthukumarappan, K., and Gunasekaran, S. Vapor diffusivity and hygroscopic expansion of corn kernels during adsorption. Transactions of the ASAE, 33 (1990) 1637-1641.

[8] Verma, R.C. and Prasad, S. Kinetics of absorption of water by maize grains. Journal of Food Engineering, 39 (1999) 395-400.

[9] Fan, L. T., Chu, P. S., and Shellenberger, J. A. Diffusion of water in kernels of corn and sorghum. Cereal Chemistry, 40 (1963) 303-313.


115

[10] Herrera M., Zyman, J., García Peña, J., Segurajauregui, J.S., and Vernon, J. Kinetic studies on the alkaline treatment of Corn (Zea mays) for tortilla preparation. Journal of Food Science, 51(1986) 1486-1490.

[11] AOAC. Official Methods of Analysis. Association Official Analytical Chemists. Washington (1998).

[12] Crank J. The Mathematics of Diffusion. Oxford University Press: London (1975).


116

PPootteenncciiaall ddee llooss mmaaíícceess ccrriioollllooss ddeell eessttaaddoo ddee HHiiddaallggoo ppaarraa ssuu ddeessttiinnoo

aa llaa iinndduussttrriiaa ddee bboottaannaass nniixxttaammaalliizzaaddaass

Rodríguez V.L.1 2*, Figueroa J.D.C.1, Veles M.J.J.1, Gaytán M.M.1

1 Centro de Investigación y de Estudios Avanzados del IPN (CINVESTAV) Unidad Querétaro 2Universidad Autónoma de Querétaro. Centro Universitario

*[email protected]

Introducción El maíz (Zea mays L.) es el cereal más importante en la dieta de los mexicanos y sin duda es

el más versátil por la gran cantidad de productos que se elaboran a partir de su grano, éste aparte

de poseer un fuerte contenido sociocultural, es el alimento básico en nuestro país, el cual es

consumido de forma tradicional como tortilla. Sin embargo en los últimos años se ha

incrementado el consumo de maíz industrializado en sus diversas formas como lo son los

derivados del proceso de nixtamalización, donde se encuentra la producción de harinas

instantáneas, las cuales posteriormente son hidratadas y utilizadas para la producción de tortillas

y botanas, las cuales son consumidas alrededor de todo el mundo.

Ya que el almidón es el componente principal del maíz y por éste motivo se considera que las

propiedades de textura y organolépticas de los productos de maíz se deben principalmente al

almidón. Algunos de los cambios de éste polisacárido, que influyen sobre estas propiedades son

la reasociación de las moléculas, la gelatinización y la retrogradación, pudiendo éstos factores

afectar de manera diferente las características de los productos, dependiendo también del grado

de modificación [1]. Ya que durante la elaboración de botanas, se observa una reducción del

20% de la solubilidad del almidón la cual es atribuida a la estructura entrelazada debido a la

rápida deshidratación durante el freído.


117

Objetivo Debido a que la industria productora de botanas es cada día mas grande e importante se ha

planteado el siguiente objetivo, seleccionar las variedades de maíces criollos del Estado de

Hidalgo, apropiadas para la elaboración de botanas nixtamalizadas, determinadas en base a la

relación que existe entre las propiedades físicas del grano, las propiedades térmicas y reológicas.

Metodología

Evaluación de la dureza del grano con el texturómetro La dureza del grano se evalúa con un texturómetro TA-TX2, acoplado con una sonda de 30

grados. Las condiciones del método son: se realizó a una velocidad de 2 mm/s y una distancia de

penetración de 2mm [2].

Evaluación de las propiedades térmicas y reológicas del grano de maíz Perfil amilográfico.- Se evalúa con un viscoamilógrafo Rapid Visco Analyser 3C (Newport

Scientific PTY LTD, Sydney, Australia). Se utilizan muestras molidas y tamizadas de maíz,

suspendidos en 24 ml de agua destilada, dicha mezcla se somete a un programa de tiempos y

temperaturas. Durante el desarrollo de la prueba la computadora registra automáticamente, la

viscosidad en Unidades Relativas de Viscosidad y la temperatura de la muestra contra el tiempo

transcurrido en la prueba. Resultando una curva de viscosidad (gelatinización-gelificación-

retrogradación) llamada viscoamilograma. De estos perfiles se determina: la temperatura inicial

de gelatinización, la viscosidad inicial, el pico de viscosidad máxima, la temperatura de

viscosidad máxima y la viscosidad de retrogradación.

Análisis por calorimetría diferencial de barrido (DSC).- Se utilizó un DSC Mettler Toledo y

la técnica reportada por Figueroa (2003) [3] con pequeñas modificaciones. A partir de los

termogramas se determinó la temperatura inicial (To), temperatura pico (Tp), temperatura final

de gelatinización (Tf) y la entalpía (ΔH).

Resultados En la figura 1 podemos observar que los perfiles amilográficos indican que aquellos maíces

que son apropiados para la elaboración de botanas nixtamalizadas son de naturaleza córnea como


118

lo indica la dureza del grano (tabla 1), presentando dichos maíces picos de viscosidad

aproximados a 200 RVU, en tanto que también puede pude observarse que dichos maíces

retrogradan en mayor proporción que otros maíces que no son aptos para la elaboración de

botanas.

En lo que respecta a los perfiles térmicos los maíces seleccionados adecuados para botanas

requieren menor cantidad de energía para gelatinizar, considerando también que sus rangos de

temperatura de gelatinización son grandes

0 5 10 15 20 25

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

VISC

OSI

DA

D (R

VU)

TIEMPO (min)

A1 A2 A4 B5 B7

B10 B21

40

50

60

70

80

90

100

TEMPER

ATU

RA

(ºC)

40 50 60 70 80 90

TEM PERATURA ºC

A 1 A 2 A 4 B 5 B 7 B 10 B 21

FLU

JO D

E C

ALO

R (U

A)

Figura 1. Perfiles amilográficos Figura 2. Perfiles térmicos

Tabla 1. Parámetros evaluados

Muestra Indice Flotación Dureza Temperatura de

Viscosidad máximaViscosidad de

retrogradaciónEntalpia

Gelatinización

Temperatura inicial de

gelatinización

Temperatura de

gelatinizaciónA1 9 11,842 72 171 -4,74 60,85 68,79 A2 35 12,000 69 268 -4,74 62,70 70,77 A4 21 12,008 68 159 -5,05 61,71 69,29 B5 8 11,973 67 178 -4,61 61,96 68,33 B7 36 13,813 69 190 -4,43 62,63 70,67 B10 46 12,894 69 204 -4,66 63,00 70,16 B21 20 13,191 70 213 -5,06 60,18 68,52

Conclusiones Se justifica que aquellos maíces criollos con mayor dureza, requieren menor entalpía de

gelatinización y mayores rangos de temperatura para gelatinizar, debido a la relación directa que

tiene la dureza del grano con el tipo de almidón, donde los granos duros presentan en su mayoría


119

un endospermo de naturaleza córnea donde predominan las moléculas de amilopectina en su

mayor proporción. [4].

Referencias [1] Pflugfelder, R. L., L. W. Rooney, and R. D. Waniska,. 1988. Dry matter losses in commercial corn masa

production. Cereal Chem. 65: 262-266. [2] Mauricio, S. R. A. 2001. Caracterización fisicoquímica, térmica y eléctrica de razas mexicanas de maíz y

evaluación de sus posibles usos en la industria alimentaria. Tesis de Maestría. Universidad Autónoma de Querétaro. Departamento de Investigación y Posgrado en Alimentos. Facultad de Química. Santiago de Querétaro.

[3] Figueroa, J. D. C., R. A. S. Mauricio, A. G. Mendoza, M.M. Gaytán, E. S. Morales, S. Taba, F. S. Rincón, M. E. H. García, J. C. Díaz y J. J. M. Veles. 2003. Caracterización y agrupamiento de razas de maíces de México y del mundo en base a sus propiedades físicas, químicas y funcionales. Proyecto Conacyt R-34503B. Juriquilla, Qro., México.

[4] Gaytán-Martínez, M. 2004. Evaluación y validación de métodos para la clasificación de calidad alimentaria en maíces criollos. Tesis de Maestría en Ciencia y Tecnología de los Alimentos. Facultad de Ciencias Químicas. Universidad Autónoma de Coahuila. México. Pp.:144.


120

MMAARRTTEESS


121

TTeeccnnoollooggííaass VViiaabblleess ddee PPrroodduucccciióónn ddee BBiiooeettaannooll eenn MMééxxiiccoo

Dr. Sergio O. Serna Saldivar

Departamento Biotecnología e Ingeniería de Alimentos Tecnológico de Monterrey

Uno de los mayores retos que está enfrentando actualmente la humanidad son las problemáticas de las crisis alimentarias y de energéticos. Desafortunadamente ambas crisis están fuertemente ligadas afectando negativamente las economías de las personas más necesitadas. Los países desarrollados, con el afán de bajar su dependencia en el uso de energía fósil, están empujando fuertemente la producción de bioenergéticos a partir de recursos renovables que proveen de alimentos básicos. El bioetanol puede ser obtenido de caldos dulces extraídos de la caña de azúcar o de granos almidonosos donde destaca principalmente el maíz o bien mediante la bioconversión de plantas fibrosas o forrajes. Las dos primeras fuentes de etanol compiten directamente con la alimentación ya que ocupan las mejores regiones agrícolas y más productivas del país. Por lo tanto, mucha de la energía almacenada en los tallos de la caña de azúcar y granos que sustentan a los humanos y animales domésticos está siendo convertida a bioenergéticos con el consecuente desabasto e incremento en los precios. Se prevé que el problema de desabasto se incrementará debido a que prácticamente ya se llego a un máximo en la explotación de las tierras arables del mundo, abrir nuevas tierras de cultivo implica sacrificar importantes selvas y ecosistemas del mundo, los cambios climáticos están afectando a las cosechas y productividad de los principales graneros del mundo y para el año 2,050 la población mundial se incrementará en cuando menos 2,300 millones de personas. El mayor problema ocurre en países subdesarrollados. Estadísticas de la FAO indican que más de 30 mil niños mueren diariamente de desnutrición y que la competencia entre bioenergéticos y alimentos exacerbará esta problemática. En el ámbito nacional no es ningún secreto que todavía hay problemas de malnutrición infantil especialmente en el sur del país. Estadísticas de la UNICEF indican que aproximadamente 40% de nuestros niños tienen alguna carencia nutrimental. La población mexicana seguirá dependiendo del consumo del maíz transformado en tortilla y productos relacionados. La producción doméstica de este cereal sobrepasa los 20 millones de toneladas. Los programas de uso de etanol contemplan en una primera etapa la sustitución del oxidante MTBE presente en un 6% en la gasolina. El parque vehicular de México en la actualidad combustiona más de 120 millones de L de gasolina/día. La sustitución de solamente el 10% de los más de 120 millones de litros de gasolina usados diariamente por etanol implicaría la canalización del 50% de la producción nacional de maíz y el uso del 30% de las tierras arables. Nuestro país a diferencia de EUA y Brasil no está en la posición de sacrificar sus tierras agrícolas en aras de la producción de bioenergéticos y arriesgar el abasto de alimentos para los mas de 105 millones de Mexicanos. Las posibles soluciones a relativamente corto plazo son la producción de bioetanol a partir de cultivos alternativos a la caña de azúcar y maíz como el sorgo granífero, sorgo dulce y sorgo biomasa sembrados en regiones marginales. En esta plática se abordará la problemática del bioetanol en México y se discutirán alternativas viables para su producción. Se discutirán nuevos procesos capaces de producir eficientemente alcohol a partir de sorgo grano, sorgo dulce y bagazo o fibra que incluya uso de conjuntos de enzimas hidrolizadoras de los diferentes componentes de la fibra y del uso de microorganismos genéticamente modificados capaces de fermentar a los hidrolizados.


122

EEffffeecctt ooff aaddddiittiioonn ooff ffllaaxxsseeeedd mmeeaall ttoo ttoorrttiillllaa oonn iinn vviittrroo ddiiggeessttiibbiilliittyy

aanndd pprreeddiicctteedd ggllyycceemmiicc iinnddeexx

Rendón-Villalobos, Rodolfo*Bello-Pérez, L. ArturoPacheco-Vargas, Glenda

Centro de Desarrollo de Productos Bióticos del IPN. Mor. MÉXICO

*[email protected]

Flaxseed (Linum usitatissimum L.) is rich in polyunsaturated fatty acid (PUFAs), lignan,

dietary fiber and protein. Also, flaxseed contains no gluten[1]. Flaxseed is the richest known

terrestrial source of α-linolenic acid (ALA) with a total fat content of 35–45 % of which 45–63

% oil is ALA[2,3]. ALA is an omega-3 fatty acid and it has been reported to be useful in

prevention and treatment of coronary artery disease, hypertension, and type 2 diabetes [4-

7].Tortilla is a popular food and part of the basic diet of rural populations in Mexico. This product

is prepared from nixtamalised maize using an ancient technology developed by the

Mesoamerican cultures. Due to the expansion of the tortilla market, today them are produced

from nixtamalized corn flour (NCF) supplemented with hydrocolloids with the aim to yield

products with longer textural shelf-life. The nutritional health and well being of humans are

entirely dependent on plant foods. Plants are critical components of the dietary food chain in that

they provide almost all essential minerals and organic nutrients to humans either directly, or

indirectly when plants are consumed by animals, which are then consumed by humans[8].The

health benefits derived from flaxseed contribute to the prevention of cardiovascular disease,

stroke, cancer, osteoporosis, diabetes and the improvement of immune function, blood pressure

and kidney function[9].The specific objective of this study was to evaluate the in vitro

digestibility and predicted Glycemic Index (pGI) of freshly baked NCF tortilla and that added

with whole full-fat flaxseed meal.Tortillas were baked, freeze-dried in liquid nitrogen, ground

and then analyzed. Potentially available starch content was assessed following the

multienzymatic protocol of Holm et al[10]. The in vitro rate of hydrolysis (α-amylolysis) was

determined using hog pancreatic α-amylase according to Holm et al[11]. The in vitro estimated


123

glycaemic index (GI) was calculated from the % of available starch hydrolyzed within 90 min

(H90) in the α-amylolysis assay by applying the empirical equation GI = 39.21 + 0.803H90 (r =

0.91, P < 0.05) established by Goñi et al[12]. NCF tortilla alone (control), showed the highest

enzymatic hydrolysis rate followed by the samples containing 10 and 20% of flaxseed flour. At

15 min of reaction, the control tortilla exhibited 70% hydrolysis, while the tortilla containing

20% flaxseed flour showed a 38% starch hydrolysis only. Thereafter, a slight increase in the

hydrolysis value was detected, but after 45 min a plateau was reached for the four samples

studied (Figure 1), with significant differences (p < 0.05).

0

20

40

60

80

0 15 30 45 60 75 90Time (min)

Hyd

roly

sis

(%)

Control 10% 15% 20%

Figure 1.- In vitro starch hydrolysis of fresh NCF tortilla (□); with ground flaxseed 10 % (◊), 15

% (∆) and 20 % (○). Error bars represent standard error of the means (n= 9).

Predicted glycemic indices (pGI) were calculated from the 90 min degree of hydrolysis values

of fresh tortillas. The control sample showed a pGI of 101 (Table 1), and those tortillas added

with flaxseed flour had much lower pGI values (73-88%). These results suggest that the

intestinal glucose release after consumption of flaxseed-added tortilla might be lower than when

common white tortilla is ingested.


124

Table 1.- Predicted glycemic index (pGI) of Tortilla containing different ground flaxseed levels.

Sample pGI

Control

Tortilla + 10 % flaxseed



101.41

88.24

80.93

73.64

Flaxseed-added tortilla might be used to increase the consumption of α-linolenic acid in the

daily diet and modulate starch digestibility of corn tortilla. This kind of product may be used by

people with special diet requirements.

References [1] Wu, W., Huff, H. E., and Hsiehi, F. 31 (2007) J Food Proces Pres 31:211–226.[2] Wanasundara, P. K., and

Shahidi, F. (1998) Process-induced compositional changes of flaxseed. Plenum Press:New York. 307-325. [3] Oomah, B. D., and Mazza, G. (1998) Flaxseed products for disease prevention. Technomic Publishing Co,

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125

UUssoo ddee eenneerrggííaa eenn llooss mmoolliinnooss ddee nniixxttaammaall

Juan José Ambriz G, Hernando Romero P, Gerardo Ramírez R, Yolanda Hernández

Universidad Autónoma Metropolitana, Unidad Iztapalapa, México.

[email protected]

En este trabajo se presentan algunos resultados del análisis del consumo de energía de tres molinos de nixtamal de distintas capacidades de producción de masa. Para la obtención de la masa nixtamalizada, el proceso requiere electricidad y energía térmica; esta última es proporcionada mediante la combustión de gas l.p. Se observó que inmediatamente después del costo del maíz, el rubro de pago de energéticos es el que más impacta la economía del molino. Los molinos tienen una producción respectiva diaria de 3, 5 y 10 mil kilogramos. El proceso tecnológico para la obtención de la masa nixtamalizada es el mismo y únicamente replica el número de unidades del esquema básico, no obstante, en los molinos más grandes se recurre a más equipamiento para ahorrar mano de obra y trabajo y su estado de operación es mejor. Del análisis energético se identificaron y evaluaron las áreas de oportunidad para incrementar la eficiencia en de su uso y se concluyó que son rentables, lo cual puede redundar en la mejora de la rentabilidad de tales instalaciones.

Introducción Con seguridad un desarrollo tecnológico nacional es la producción mecanizada del nixtamal y

la tortilla, sin embargo, éste ha permanecido prácticamente sin ningún cambio; se estima que los

molinos mecánicos que utilizan piedras para moler el nixtamal y producir masa tienen alrededor

de 100 años y que las primeras máquinas tortilladoras automáticas fueron introducidas hacia

1947.

En años recientes, se han incorporado varias innovaciones tecnológicas que permiten ahorrar

agua y energía en el proceso, mediante el cocimiento a vapor del nixtamal o preparación de la

masa por extrusión mecánica, sin embargo, dichos avances sólo se aplican en las instalaciones de

grandes empresas y han tenido muy escasa difusión entre los pequeños molinos que componen la

mayor parte de la agroindustria del maíz. La producción de harina de maíz en grandes empresas

ha crecido de manera muy importante, sin embargo, se estima que aún el 70% del total del

consumo de maíz para uso humano proviene de la masa producida en los pequeños molinos de

nixtamal tradicionales.


126

El consumo de energía en un molino de nixtamal depende de numerosos factores, donde los

más importantes son el tipo de tecnología de cocimiento empleada, que puede ser desde una olla

con tapa en un fogón rústico, hasta una moderna autoclave calentada con vapor de agua, y la

fuente de calor disponible: leña en la antigüedad y todavía en la actualidad en los medios rurales

marginados del país, o a través del quemado de combustibles fósiles como el gas l.p. y gas

natural o aún con energía solar renovable. La molienda del maíz nixtamalizado para

transformarlo en masa se hace en molinos mecánicos operados con motores eléctricos en donde

se dispone de energía eléctrica; si no se tiene acceso a ella, los motores emplean gasolina como

combustible.

Objetivos Identificar las distintas variantes tecnológicas de los procesos de producción del nixtamal y

los equipos empleados de acuerdo con las capacidades típicas de producción.

Establecer el tipo de energéticos empleados, su importancia relativa, el impacto del consumo

de energía en los costos de producción, el consumo energético unitario y la comparación entre

distintos tipos de molinos.

Metodología Para este trabajo se seleccionaron tres molinos por sus distintas capacidades de producción de

masa, a los que se denominó: pequeño (3,000 kg/día); mediano (5,000 kg/día) y grande (10,000-

12,000 kg/día). Se asistió a cada uno de los molinos para la obtención de los datos de consumo

de energía y observación de las rutinas de operación. Posteriormente, en gabinete, se procedió a

la elaboración de las propuestas de ahorro.

El proceso es básicamente el mismo, si bien el grado de equipamiento depende del tamaño del

molino. El proceso inicia con la recepción y almacenado del maíz, que puede ser en costales para

el molino pequeño y mediano, o a granel para el grande, lo cual implica un mayor consumo de

energía debido a los elevadores de cangilones y tornillos sin fin accionados con motores

eléctricos de pequeña capacidad. Posteriormente, puede haber o no una operación de limpieza,

mediante cribas. La unidad de preparación se denomina “tina”, que es una recipiente que recibe

una carga de maíz y las cantidades requeridas de agua caliente y cal para la nixtamalización. El


127

maíz se alimenta a la tina mezcladora con un elevador tipo gusano (bazuca), accionado mediante

un motor eléctrico (3 hp) y una transmisión de cadena. La carga típica de una tina se integra con

700 kilogramos de maíz, 1.000 litros de agua caliente y 9.75 kilogramos de cal.

El agua caliente se alimenta a una temperatura de 90-92°C, para lo cual se emplea una

caldereta que emplea gas l.p. Las calderetas tienen un quemador abierto atmosférico que impulsa

el aire con un ventilador accionado con un motor eléctrico (1 hp). El agua caliente es enviada a la

tina mezcladora mediante el empuje de agua fresca que entra al calentador de agua. Ésta un

sistema de mezclado accionado con un motor eléctrico (3 hp) y transmisión de cadena. La

mezcla se agita de 10 a 20 minutos. Posteriormente, la mezcla se transvasa, por gravedad, a una

de las tinas de reposo, que no están aisladas térmicamente. El nixtamal se deja reposar entre 4 y

20 horas.

Cuando el nixtamal está listo para ser molido, se transfiere a un depósito en donde se drena el

líquido y recibe un enjuague somero con agua. A continuación se transporta al depósito del

banco de molienda. En los molinos pequeño y mediano, esto se hace mediante una banda de

tornillo sin fin con un motor eléctrico (2 hp). En el molino grande, por su diseño, el maíz

nixtamalizado desciende por gravedad hasta los bancos de molienda. El maíz es alimentado

desde arriba a la parte central de las dos piedras de molienda. Las ruedas de moler son de piedra

volcánica negra, con un peso unitario de aproximadamente 17 kg y un diámetro de 13 pulgadas.

Una de las piedras está fija sobre el eje y la otra es móvil y gira impulsada por un eje que recibe

el impulso de un motor eléctrico (30 – 40 hp), a través de bandas de transmisión. El operador

regula la distancia entre las dos ruedas de molienda para aumentar o disminuir la presión y

fricción entre ellas, con esto logra dar la calidad adecuada a la masa nixtamalizada, requerida por

sus clientes.

En el molino pequeño se tiene un banco de molienda (30 hp); en el mediano hay dos (30 y 40

hp), y en el grande hay 5 (de 30 hp, cada uno). Los horarios y tiempos de operación son

completamente diferentes en los tres molinos, pues dependen directamente de las condiciones de

compra establecidas por sus clientes, principalmente las tortillerías. La masa producida se pesa

en unidades de 50 kg denominadas “maletas”; se cubren con ligeras mantas y llevan a la


128

tortillería en el caso de los molinos pequeño y mediano o se cargan en los vehículos que las

llevan a los clientes en los molinos mediano y grande.

Resultados Para verificar la evolución de la eficiencia energética del proceso se emplea el índice

energético de consumo, que se define como el consumo de gas l.p., en litros, entre la unidad de

producción de masa (kilogramos), para el mismo período de uso:

meskgmeslitros

producidamasaplgasdeconsumoICG

//..

==

Sí el índice energético de consumo aumenta significa que la instalación está demandando más

energía para producir cada unidad de masa, es decir, es más ineficiente. Si por el contrario, el

índice energético disminuye significa que la instalación está siendo más eficiente

energéticamente hablando en sus procesos productivos (Figura 1).

En el molino grande muestra el ICG de los primeros tres meses se mantiene alrededor de 0.01

litros de gas/kg de masa, sin embargo, en los siguientes meses hasta julio, aumenta al doble es

decir a 0.02 litros de gas/kg de masa; en el mes de agosto, el molino se presenta como más

ineficiente pues obtiene un índice de consumo de 0.03 litros de gas/kg de masa y culmina el año

de nuevo en un valor de 0.02 litros de gas/kg de masa. Lo anterior muestra que el consumo de

energía es función de los niveles de producción. En el molino mediano, la evolución del ICG

muestra una disminución a partir del mes de mayo, pues pasa de un valor promedio de 0.060

litros/kg de masa a un promedio de 0.033 litros de gas/kg de masa, esto se debe, a la separación

de los contratos entre la tortillería y el molino. Entonces, el valor de los meses más recientes es

más representativo del consumo del molino y se puede constatar que corresponde a los peores

niveles de eficiencia obtenidos en el molino grande. En el molino pequeño, el ICG no varía

mucho en los primeros cuatro meses del año, ya que se encuentra entre 0.15 y 0.14 litros de

gas/kg de masa, sin embargo, de mayo a diciembre, el índice sí lo hace, ya que va de 0.083 y

0.138 litros de gas/kg de masa. Este índice refleja el consumo del molino y las 3 máquinas

tortilladoras. Si se descuenta el consumo estimado de las tortilladoras, el ICG promedio anual del


129

molino toma un valor de 0.02 litros de gas/kg de masa, que se sitúa aproximadamente en los

valores reportados por los otros molinos.

0.000

0.020

0.040

0.060

0.080

0.100

0.120

0.140

0.160

Enero

Febrer

oMarz

oAbri

lMay

oJu

nio Julio

Agosto

Septie

mbre

Octubre

Noviem

bre

Diciem

bre

MESES

ICG

(Litr

os/k

g m

asa)

PequeñoMedianoGrande

Figura 1. Índice de Consumo de Gas l.p. por molino (litros de gas/kg de masa).

También se determinó la evolución del Índice de consumo de electricidad (ICE), para estudiar

si la eficiencia del proceso en cuanto al uso de electricidad. El ICE se obtiene al dividir el

consumo de electricidad en kWh, entre la masa nixtamalizada producida, en kilogramos, en el

mismo período de tiempo:

meskgmeskWh

producidamasaadelectriciddeconsumoICE

//

==

Los resultados de ICE de los tres molinos bajo análisis se presentan en la Figura 2. Los

valores son bastante constantes y cercanos para los molinos grande y pequeño. El ICE promedio

del molino grande es de 0.038 kWh de electricidad por kilogramo de masa, mientras que para el

molino pequeño, el valor promedio es de 0.037 kWh/kg de masa. En cuanto al molino mediano

se puede observar que los valores son muy altos cuando se tenía un solo contrato para la

tortillería y el molino, pues alcanza un valor promedio de 0.056 kWh/kg de masa. Cuando se

deja sólo al molino, el valor del ICE se sitúa en aproximadamente 0.018 kWh de electricidad por

kilogramo de masa, es decir, casi la mitad de lo que valores observados en los otros dos molinos.


130

0.010

0.020

0.030

0.040

0.050

0.060

0.070

0.080

Enero

Febrer

oMarz

oAbri

lMay

oJu

nio Julio

Agosto

Septie

mbre

Octubre

Noviem

bre

Diciem

bre

MESES

ICE

(kW

h/kg

de

mas

a)

PequeñoMedianoGrande

Figura 2. Índice de consumo de electricidad por molino (kWh/kg de masa producida).

Conclusiones El pago por energía en los molinos de nixtamal representa una carga elevada para su

economía, por lo que cualquier acción encaminada a su disminución es relevante para la

operación de tales empresas. De este estudio fue posible constatar que existe un gran potencial de

ahorro de energía tanto en combustibles como en electricidad.


131

MMiiccrroooonnddaass eenn mmaaíízz hhuummiiddiiffiiccaaddoo

José Alberto Monroy Rivera

UNIDA-Instituto Tecnológico de Veracruz

La tortilla es la base de la alimentación de los pueblos mesoamericanos. El proceso de elaboración de tortillas se ha mantenido original desde la época prehispánica. El proceso básico, conocido como nixtamalización, inicia con un cocimiento térmico-alcalino del maíz entero seguido de un reposo de 12-16 h. El nixtamal así obtenido se lava para posteriormente molerlo y producir tortillas. La nixtamalización permite el ablandamiento del pericarpio, la adsorción de agua y calcio por parte del endospermo y la gelatinización parcial del almidón. Sin embargo, este proceso es altamente consumidor de tiempo y energía, y sus descargas (nejayote) son altamente contaminantes. Por cada tonelada de maíz nixtamalizado se producen al menos 3 toneladas de nejayote. Esta cantidad de aguas residuales coloca a la industria del maíz nixtamalizado para consumo humano dentro de los cinco principales contaminantes líquidos que se producen en el país. Con el objeto de eliminar las descargas de esta industria, se han propuesto modificaciones al proceso y buscado métodos alternativos de nixtamalización. El uso de microondas en la nixtamalización ha sido evaluado, como mecanismo de calentamiento en la cocción térmico-alcalina, debido a su alta eficiencia y bajos costos de operación. El uso de microondas en maíz humidificado presenta la ventaja de no producir aguas residuales con propiedades fisicoquímicas y sensoriales similares al proceso tradicional.


132

CCaarraacctteerriissttiissccaass sseennssoorriiaalleess ccllaavveess ddee llaa ttoorrttiillllaa

Dra. Jesús Ofelia Angulo Guerrero

Instituto Tecnológico de Veracruz

La ciencia sensorial presenta avances que han permitido el desarrollo de metodologías de optimización de productos de tal manera que las investigaciones tienden a identificar aquellos atributos sensoriales clave de los productos que motivan la compra por parte del consumidor. Tradicionalmente las pruebas de preferencia se realizaban utilizando la escala hedónica, y los datos se interpretaban directamente. Actualmente, los datos hedónicos se analizan considerando que la calificación máxima de nivel de agrado en la escala corresponde al producto ideal que el consumidor imagina. Así, la diferencia entre la calificación ideal y la calificación de nivel de agrado asignada al producto constituye una herramienta útil en la predicción de preferencias y en la optimización de productos. A fin de conocer los atributos clave del producto en evaluación se hace necesario conocer los descriptores sensoriales que lo definen. Para ello el análisis descriptivo, que es una de las técnicas mas sofisticadas de la ciencia sensorial, es muy importante. En esta presentación, se detallara a metodología de optimización a través del ejemplo del uso del conjunto de datos hedónicos y datos descriptivos de los productos de estudio.


133

LLooss mmaaíícceess ddee AAllttaa CCaalliiddaadd PPrrootteeíínniiccaa ((AACCPP)) eenn llaa iinndduussttrriiaa ddee llaa

mmaassaa yy llaa ttoorrttiillllaa

Francisco Reyes Reyes

Industrial de la masa y la tortilla, tortillería San Francisco, Tlahuelilpan Hidalgo

[email protected]

Introducción Es un trabajo en el que se plasma la experiencia adquirida en el año 2007, durante la

industrialización de maíz H-519 C en la tortillería San Francisco de Tlahuelilpan Hgo.; siguiendo

una manera muy similar en la industrialización de maíz blanco practicada por 4 años, en la que

se emplearon pailas de acero inoxidable, un molino Ortiz 1®, amasadora Batitec® y una

máquina tortilladora Celorio 100-K®; proceso al que no se adiciona ningún tipo de harinas.

Las características de flexibilidad, color blanco, vida de anaquel de al menos 3 días y sabor un

poco dulce que desaparece al degustar con guisos típicos mexicanos, hacen que la

industrialización de maíces ACP presenten un buen potencial para la aceptación del consumidor

de la región del Valle del Mezquital.

Objetivo Describir la experiencia adquirida en la elaboración de tortilla a nivel industrial a partir de

maíz de ACP (H-519 C), en Tlahuelilpan Hidalgo.

Identificar algunas características favorables o no durante el proceso de industrialización del

maíz ACP.

Metodología Los trabajos se realizaron durante el año de 2007, en la comunidad de Tlahuelilpan Hgo.,

localizada a unos 70 Km. de la capital Pachuca de Soto; en la tortillería San Francisco,

caracterizada por la elaboración de tortilla a base de maíz blanco, sin la adición de harinas.


134

Se emplearon dos toneladas de maíz híbrido H-519 C proporcionado por el M.C. Juan Pablo

Pérez Camarillo; la nixtamalización se efectuó en una paila de acero inoxidable con tapa, a la

que se adicionaron 400 o 300 l de agua potable dejándose hervir, inmediatamente después se

agregó 1.6 Kg de cal Quimex 95 disolviéndola cuidadosamente con una pala de acero

inoxidable, finalmente se agregaron 200 Kg de maíz H-519 C que en lapsos de 5 minutos se

efectuó una mezcla homogénea del maíz con la misma pala metálica, una vez transcurridos 20

minutos se apagó el fuego, y se dejó reposar por al menos 10 horas durante el transcurso de la

noche. En la mañana siguiente se lavó el maíz con agua corriente, con un molino Ortiz 1® se

efectuó la molienda, posteriormente la masa se uniformizó con una amasadora Batitec®, y

finalmente para la elaboración de las tortillas se utilizó una máquina tortilladora Celorio 100-

K®.

Se realizaron muestreos con la gente a la que se le obsequió una tortilla para saber si notaba

alguna diferencia entre aspecto físico y de sabor.

Resultados Al hacer observaciones directas, sin tener diseños experimentales o análisis estadísticos

durante el proceso de industrialización del maíz, se obtuvieron algunos datos interesantes; como

el hecho de saber que durante el proceso de nixtamalización se requiere de establecer una

relación de 1:2 entre los kilogramos de maíz y los litros de agua empleados, pues éstos

materiales requieren de una mayor cantidad de agua que los híbridos blancos que se procesan en

la tortillería (Tigre®, Bengala®, Oso® y Leopardo®).

Durante el proceso de la molienda el tiempo empleado fue ligeramente mayor lo que lleva a

un gasto de energía eléctrica también superior.

El aspecto físico de la tortilla cumple con los requisitos de textura, flexibilidad, color y

duración de al menos 3 días en la vida de anaquel, que los consumidores buscan en la zona.

Una característica que la gente identificó fue el sabor un tanto dulce o simplemente diferente a

lo que habían consumido, característica que se atenuó o desapareció al comer platillos de su

preferencia con tortillas hechas a base de maíz de ACP.


135

Conclusiones El proceso de industrialización del maíz ACP es muy similar al efectuado con los maíces

híbridos blancos que tradicionalmente se han empleado en la tortillería San Francisco.

Se requiere tener una relación de 1:2 en la proporción de maíz y agua empleada durante la

nixtamalización.

La flexibilidad de la tortilla ACP es muy buena, y su vida de anaquel es de cuando menos 3

días.

Existe un potencial en el consumo de maíz ACP en la zona.

Recomendaciones Ofertar al productor agrícola semillas de maíces ACP aptos para ser sembrados en el Valle del

Mezquital Hidalgo.

En las pailas de nixtamalización agregar agua suficiente que permita un cubrimiento total del

grano, en una proporción mínima de 1:2 (maíz:agua), para facilitar un cocimiento uniforme.

Fomentar el consumo de tortilla ACP de manera gradual y constante entre la población.


136

CCoonnvveerrssiióónn ddee mmaaiicceess ccrriioollllooss aall ccaarráácctteerr ddee aallttaa ccaalliiddaadd ddee pprrootteeiinnaa

Dr. Noel O. Gómez Montiel, Dra. Griselda Vázquez Carrillo, M.C. Guillermo Aguilar Castillo,

M.C.Hugo Mejía Andrade, Dr. Bulmaro Coutiño Estrada

INIFAP

Introduccion En México se siembran en promedio ocho millones de hectáreas con maíz, el 85% bajo

condiciones de temporal y el 70% con maíces nativos (Márquez, 2006), donde se han aislado

pequeños valles, lomeríos y laderas que se diferencian en clima y suelo y que son conocidos

como nichos ecológicos (Muñoz, 2003); en estos lugares se han desarrollado diferentes formas

de maíz por selección natural y artificial por productores. Estas formas se han agrupado en razas

que desde el punto de vista genético corresponden a un grupo de individuos con un número

significativo de genes en común. (Ron, et al, 2006).

La población que habita estos nichos ecológicos es principalmente indígena, siembra maíces

criollos porque los maíces mejorados introducidos no se adaptan favorablemente y además tiene

los mas altos índices de analfabetismo, pobreza y marginación y su alimentación básica es el

maíz, que carece de dos de los aminoácidos básicos para lograr un buen desarrollo físico y

mental; estos aminoácidos, lisina y triptófano, se encuentran en el mutante opaco 2, que con

modificadores del endospermo del grano dan origen al maíz de alta calidad de proteína (MACP),

conocido como QPM (Vasal, 1994).

En México existe una población de 31 millones con problemas de desnutrición, 58% padece

desnutrición severa, el 55% corresponde a etnias y el resto a población urbana de escasos

ingresos (INEGI, 2005); esta población se puede alimentar con MACP para disminuir su

desnutrición de un 10 a 15% (Morales, 2002).

Existen dos vías para que se siembren y consuman MACP, una es produciéndolo en áreas

potenciales con maíces de alto rendimiento y posteriormente llevar el grano a las áreas


137

marginales urbanas y/o rurales; otra manera es incorporar el carácter opaco 2 a maíces nativos

para que en las áreas rurales los agricultores produzcan y consuman su propio maíz convertido,

que además les ayudaría a alimentar animales de traspatio que tendrían en desarrollo más rápido.

En este trabajo se describe el avance que se ha logrado en el proceso de incorporar la Alta

Calidad de Proteína (ACP) a criollos regionales donde los maíces mejorados QPM introducidos,

no tienen buena adaptación.

Materiales y métodos

El germoplasma usado en la conversión a ACP corresponde a las poblaciones de las razas:

Pepitilla, Ancho y complejo Interracial para la Montaña de Guerrero, Bolita para los Valles

Centrales de Oaxaca, Zapalote chico para el Istmo de Tehuantepec, Olotón blanco y amarillo

para los Altos de Chiapas, comiteco blanco y amarillo para la Meseta Comiteco, Tuxpeño

supertardío blanco y amarillo para los suelos pedregosos de Yucatán y Cónico, Chalqueño y

Cacahuacintle para los Valles altos de México, Tlaxcala y Puebla.

La metodología de conversión corresponde a la retrocruza limitada para incorporar un gene

recesivo (Fehr, 1984; Márquez, 2000), usado como donante del carácter una línea, variedad o

hibrido y como progenitor recurrente el maíz nativo, y haciendo al menos una retrocruza hacia el

padre recurrente para recuperar el germoplasma del criollo regional y manter la adaptación al

nicho ecológico considerado. Como herramientas para monitorear la fijación del a carácter ACP

se usaron marcadores moleculares en planta viva y el análisis en el endospermo del grano, de las

cantidades de lisina y triptófano en el laboratorio de calidad. La recombinación para obtener la

F2 se hizo mediante autofecundaciones y en el proceso de fijación del carácter se trabajó con 200

familias de 20 plantas cada una para identificar plantas con ACP y para formar las variedades

sintéticas se seleccionaron de 10 a 12 familias que se recombinaron bajo un diseño dialélico.

Resultados Para los suelos pedregosos de Yucatán se obtuvieron las variedades convertidas Sac’ be

(blanca) y Chichen itza (amarilla) que rinden en promedio 3.0 ton de grano por ha-1 y que


138

superaron a la variedad criollo mejorada V-539 en promedio de dos años y tres localidades con

300 a 600 kg, tienen 0.356 y 0.369 de lisina; 0.065 y 0.076 de triptófano, respectivamente.

En el caso de las variedades ACP para la Montaña de Guerrero, Pepitilla, Ancho, Complejo

Interracial, Bolita y Zapalote chico se seleccionaron 10 a 12 familias, en promedio con 0.30 de

lisina y 0.08 de triptófano para formar las variedades MACP, después de hacer un análisis en el

laboratorio de más de 120 familias por variedad. Estas variedades ya están estabilizadas

genéticamente y en un año de evaluación experimental (Cuadro1) tuvieron rendimientos más

bajos que sus respectivas variedades originales.

Cuadro 1. Rendimiento de grano en kg ha-1 de variedades criollas de alta calidad de proteína; 25

tratamientos, 2006. PV.

Variedad

Ahuacatilán Gro.

Teloloapan Gro.

Chilapa Gro.

Olinalá Gro.

Media

Pepitlla normal 5845 5127 6547 5303 5616 Pepitilla ACP 4977 4722 5549 5289 5174 CIST normal 5151 4501 5769 5321 5186 CIST ACP 5721 3933 4417 5529 4900 Bolita ACP 4820 4121 5164 5338 4861 Media 5548 4314 5269 5497 DMS 1342 1118 1400 1341 CV 13.7 14.6 14.1 14.9

Aún están en proceso de conversión las variedades de Comiteco, Olotón, cónico, Chalqueño y

Cacahuacintle; sin embargo, en pruebas preliminares se han observado ganancias del 5 al 24% de

lisina y del 7 al 34% de triptófano en la raza Olotón. En Comiteco, Cónico, Chalqueño y

Cacahuacintle aún no se han hecho análisis de calidad de proteína.

De las observaciones realizadas en el proceso de conversión se tiene, que en general las

cantidades de lisina y triptófano en el endospermo del grano no corresponden al doble de lo que

tiene un maíz normal; los valores más frecuentes son mayores al 50% y esporádicamente se

observan valores mayores al 0.40 de lisina y al 0.10 de triptófano. Las familias con mayor

cantidad de lisina y triptófano fueron en general las que tuvieron una textura intermedia y

esporádicamente se tuvo una textura dura. Una observación de interés es que cuando se usó


139

como hembra el donante del carácter se obtuvieron familias con mayor cantidad de lisina y

triptófano y que este carácter se ve influenciado fuertemente por el ambiente.

Se dice que las cantidades de lisina y triptófano se incrementan al doble (Mertz, 1964), lo cual

tampoco se observó en estos resultados; tal vez aporque las variedades criollas originales tenían

más almidón o bien como ya se dijo, una textura intermedia. Lo que si se observó es que los

criollos convertidos tuvieron mejores características agronómicas, dado que se cruzaron con una

líneas o hibrido mejorado en la incorporación del carácter.

De acuerdo a estas observaciones sería difícil que se adoptaran las variedades criollas MACP

y por lo tanto, se tendría que reconocer el valor agregado que tienen e impulsar programas

sociales donde se promueve la siembra y consumo de estos maíces, que ayudarían a disminuir la

desnutrición en las áreas marginales rurales y urbanas.

Conclusiones Ya están a disposición del productor las variedades criollas MACP para su siembra y

consumo con más del 50% de lisina y triptófano, entre ellas: Pepitilla, Bolita, Zapalote Chico,

ancho, y Tuxpeño supertardío para los suelos pedregosos de la Península de Yucatán; otras como

Cónico, Chalqueño, Cacahuacintle, Olotón y comiteco están en proceso de conversión.

Las variedades de textura intermedia a suave son las que mostraron mayor calidad de

proteína.

Referencias [1] Fehr, W.R. 1987. Principles of cultivar development. Vol. 1. Theory and Technique. Me millan Inc. New York.

P: 360-376, 428-437. [2] Márquez S. F., L. Saghún, J.A. Carrera V. y E. Barrera G. 2000. Retrocruza limitada para el mejoramiento

genético de maíces criollos. UACH, Chapingo, Méx. 52 páginas. [3] Márquez S., F. 2006, Mejoramiento genético de criollos mexicanos. Proyecto CEREMMAC-UACA. 1-8

páginas. Circulación interna. [4] Mertz, E.T., Bates, L.S. and Nelson, O.E. 1964. Mutant gene that changes protein composition and increases

lizine content of maize endosperm. Sciencie 145, 279. [4] Morales G., M. 2002. Efecto del consumo de maíz de Alta Calidad de Proteína en niño (a) s de familias

indígenas de las regiones Mazateca y Mixe del estado de Oaxaca. Tesis Doctor en ciencias. Colegio de Postgraduados, Montecillo, Texcoco, estado de México. 102 p.

[5] Muñoz O., A. 2003. Descifrando la diversidad del maíz en los nichos ecológicos de México. Pags. 133-1 43. En: Centli-Maíz. A. Muñoz O. Director, Colegio de Posgraduados, Montecillos, México.


140

[6] Pedraza O. F., J. A. 2001. Desarrollo de un sistema generador de modelos altimétricos para la República Mexicana. Tesis Maestría, especialidad hidrociencias, Colegio de Postgraduados, Montecillo, México. 54 páginas.

[7] Ron P., J.J.J. Sánchez G., A.A. Jiménez C., J. A. Carrera V., J. G. Martín L., M. M. Morales R., L. de la Cruz, S. A. Hurtado de la Peña., S. Mena M. y J. G. Rodríguez F. 2006. Maíces nativos de Ocicidente de México, 1. Colectas 2004. Scientia-CCIA 8 (1):1-139.


141

BBiiooffoorrttiiffiiccaacciioonn ddee mmaaiizz:: VVaalloorr aaggrreeggaaddoo aa llooss mmaaiicceess ddee aallttaa ccaalliiddaadd

pprrootteeiiccaa

N. Palacios-Rojas, E. Nurit, L. Galicia, A. Rosales, G. Atlin, K. Pixley.

Centro Internacional de Mejoramiento de Maiz y Trigo- CIMMYT. Km 45 carr. Mex-Veracruz, Texcoco, Edo. De

Mexico.

[email protected]

La biofortificacion de cultivos es una de las estrategias utilizadas actualmente para combatir

la deficicienca de micronutrientes o hambre oculta que padecen billones de personas en el

mundo.

Dicha estrategia consiste en incrementar los micronutrientes en los cultivos de tal forma que

sean beneficiosos al ser consumidos.

El maiz de alta calidad proteica (ACP) puede considerarse uno de los primeros ejemplos de

bioforticacion, donde debido a la presencia del gen opaque-2 y genes modificadores, el ACP

tiene mayor contenido de los aminoacids esenciales lisina y triptofano, al mismo tiempo que su

grano es similar a otros maices en cuanto a la resistencia a plagas de almacenamiento (Krivanek

et at., 2007). El trabajo de QPM en CIMMYT data de los annos 70 y ha sido una tarea ejemplar

de biofotificacion en donde las metodologías de laboratorio han sido esenciales para desarrollar y

garantizar la calidad del material.

Durante el desarrollo de maices ACP es necesario monitorear el contenido de proteina, lisina

y triptofano del grano con el fin de ir seleccionando solo aquellos que presentan un incremento

con respecto al maiz normal. Por tal razon se hace necesario la estandarizacion de metodologías

de analisis que permitan monitorear con eficiencia y precision dichos componentes; asi

actualmente nosotros determinamos el contenido de proteina por analisis de reflectancia del


142

espectro cercano (NIR: near infrared reflectance) y hemos desarrollado una metodología

alternativa para el analisis de triptofano basada en colorimetria. Esta metodología se basa en el

uso de acido glioxilico directamente y asi se evitan los incovenientes del metodo tradicional cuyo

base era el acido acetico (Nurit, E., Vivek et at., 2008).

Dentro del marco de dos programas de investigacion y desarrollo sobre biofotificacion de

cultivos, Harvest Plus y Agrosalud, se esta buscando incrementar por mejoramiento tradicional,

los contenidos de provitaminas A y Zinc en el grano de maiz. Millones de personas padecen de

enfermedades asociadas a la deficiencia de estos micronutrientes, tales como ceguera y

enfermedades oculares, retrazo en el crecimiento y desarrollo. Los carotenos mas comúnmente

presentes son luteína, zeaxantina, beta-criptoxantina, alfa-caroteno y beta-caroteno, de los cuales

los tres ultimos son provitaminas A dada su estructura quimica y al ser digeridos son convertidos

en vitamina A, esencial para los humanos. Se ha hecho un monitoreo de los carotenos presentes

en maices amarillos para identificar fuentes de provitaminas A, las cuales estamos actualmente

usando dentro de este programa de biofotificacion. De igual forma estamos estudiando

estrategias para incrementar el contenido de zinc en el grano y eventualmente combinar el

incremento de estos micronutrientes (provitaminas Aen plantas de maiz que sean competitivas

agronómicamente y de aceptación por el consumidor (Ortiz-Monasterio et al., 2008). Los

resultados y avances de este trabajo al igual que los ejemplos de biofortificacion para

provitaminas A y Zinc de maices ACP seran presentados en la ponencia.

Referencias [1] Krivanek, A.F., H. De Groote, N.S. Gunaratna, A.O. Diallo and D. Friesen. 2007. Breeding and disseminating

quality protein maize (QPM) for Africa. Afr. J. Biotech. 6(4):312-324. [2] Nurit, E., Tiessen, A., Pixley, K., Palacios-Rojas, N. Stable colorimetric method for tryptophan evaluation in

maize grains. In preparation. [3] Ortiz-Monasterio, I., N. Palacios-Rojas, E. Meng, K. Pixley, R. Trethowan, R.P. Penna (2007). Enhancing the

mineral and vitamin content of wheat and maize through plant breeding. Journal of Cereal Science 46:293-307 [4] Vivek B.S., A.F. Krivanek, N. Palacios-Rojas, S. Twumasi-Afriyie, and A.O. Diallo. [5] 2008. Breeding Quality Protein Maize (QPM): Protocols for Developing QPM Cultivars. Mexico,

D.F.:CIMMYT (ISBN publication)


143

LLooss mmaaíícceess QQPPMM eenn llaa nnuuttrriicciióónn hhuummaannaa

Helena Pachón

Centro Internacional de Agricultura Tropical (CIAT) Cali, Colombia

[email protected]

El maíz opaco-2 y su sucesor el QPM tienen mayores concentraciones de los aminoácidos esenciales lisina y triptófano que el maíz convencional, lo que mejora la calidad de su proteína vegetal. El propósito de este trabajo fue revisar la literatura que existe sobre el impacto que tiene el maíz opaco-2 y el QPM en la nutrición humana. Se presentan resultados de estudios sobre la concentración de lisina y triptófano, la biodisponibilidad de la proteína, la retención de los aminoácidos, la simulación del impacto en personas, la aceptabilidad organoléptica del maíz y los estudios de eficacia y efectividad del impacto nutricional del maíz opaco-2 y el QPM. La evidencia apunta a que el maíz opaco-2 y el QPM: efectivamente tienen mayores concentraciones de lisina y triptófano que el maíz convencional, no necesariamente tienen mayor digestibilidad pero sí un mayor puntaje de aminoácidos corregido por la digestibilidad (PDCAAS), sufre pérdidas de lisina y triptófano con el procesamiento pero mantiene niveles elevados en comparación con el maíz convencional, puede reducir el porcentaje de niños con una ingesta inadecuada de proteína, tiene una aceptabilidad sensorial variable dependiendo de la variedad de maíz y la receta que se estudió y mejora el estado nutricional de niños en comparación con el maíz convencional en estudios de eficacia pero aún no se demuestra su impacto en un estudio de efectividad. En resumen, la evidencia sugiere que con recetas de maíz del agrado sensorial del consumidor, el maíz QPM puede mantener sus niveles elevados de aminoácidos y así contribuir a una mayor calidad de la proteína lo que permite mejorar el estado nutricional de niños que lo consumen bajo condiciones de estudios altamente controlados. Al final, se ofrecen unas soluciones para incrementar el consumo de maíz QPM en Latinoamérica y el Caribe.

1. El maíz opaco-2 y el QPM En 1964, investigadores de la Universidad de Purdue en los EEUU descubrieron que cuando

el gene opaco-2 en el maíz es recesivo hay un incremento en el endosperma de la concentración

de lisina y triptófano (Mertz el al., 1964), dos aminoácidos esenciales que el ser humano debe

obtener de su dieta alimenticia para el funcionamiento fisiológico óptimo del cuerpo (IOM,

2001). Uno de los aminoácidos esenciales más limitantes en poblaciones en las que los cereales

constituyen la base de su alimentación, es la lisina (Howe et al., 1967). Los análisis

bromatológicos del maíz convencional indican que el contenido de su proteína cruda es ~9.4

g/100 g (INCAP, 2006), con contenido de lisina (28 mg/g proteína) (USDA, 2007) por debajo


144

del patrón de aminoácidos recomendado para la nutrición humana (51 mg/g proteína) (IOM,

2001).

Desde el descubrimiento del gene opaco-2, investigadores del Centro Internacional de

Mejoramiento del Maíz y Trigo (CIMMYT) en México y otras instituciones han aprovechado

este hallazgo para integrar este carácter en miles de líneas experimentales de maíz a través de

métodos de fitomejoramiento convencional; es decir, estos maíces no son transgénicos.

Originalmente denominado maíz opaco-2, el maíz biofortificado con más lisina y triptófano

inicialmente sufrió de problemas agronómicos como bajo rendimiento y mayor susceptibilidad a

plagas durante el almacenamiento (Krivanek et al., 2007). Los maíces que se llaman de alta

calidad de proteína (QPM por sus siglas en inglés: Quality Protein Maize) mantienen el alto nivel

de los aminoácidos que el opaco-2 y superaron los problemas agronómicos que presentaba. En

algunos casos, los maíces QPM tienen mejor comportamiento agronómico que el maíz

convencional como se puede observar en la Figura 1.

HHííbridos de ACP blancos, evaluados en 62 localidades bridos de ACP blancos, evaluados en 62 localidades de Latinoamde Latinoaméérica, Asia y rica, Asia y ÁÁfrica 2002 frica 2002 --20032003

Cortesía: H. Córdova, A. Krivanek, D. Bergvinson, A. Ramirez. CIMMYT, 2006

ACP

Test. Conv.

Figura 1. El rendimiento de maíz de alta calidad de proteína (ACP por sus siglas en español,

QPM por sus siglas en inglés) evaluados en 62 localidades. Con 2 excepciones, el maíz QPM

(columna amarilla) supera el rendimiento del maíz convencional (columna roja). Gráfica

cortesía de Hugo Córdova y colegas del Centro Internacional de Mejoramiento de Maíz y Trigo

(CIMMYT) en México


145

2. Evaluación del impacto del maíz opaco-2 y QPM Hay diferentes métodos que se siguen para evaluar el impacto que pueda tener una

intervención en el estado nutricional de las personas (King, 2002). Estos métodos, más otros, se

han organizado en un esquema para evaluar el impacto nutricional que puedan tener cultivos

biofortificados, aquellos que como el maíz QPM tienen mejores características nutricionales y

agronómicas que cultivos convencionales (Figura 2).

Estrategia para Evaluar Impacto Nutricional

Crear una cadena de evidencia

Concentración nutricional

Biodisponibilidad

Retención de nutrientes

AceptabilidadEficacia

Biofortificado No biofortificado>

Efectividad

SimulaciónCosto-

efectividad

Figura 2. Estrategia para evaluar el impacto nutricional de cultivos biofortificados. Se pretende

crear una cadena de evidencia, empezando con la concentración nutricional y terminando con el

costo-efectividad, donde se evalúa si el cultivo biofortificado presenta mejores o similares

resultados a cultivos no-biofortificados, es decir, cultivos convencionales. Esquema adaptado de

King (2002).

Lo que se pretende es evaluar si los cultivos biofortificados, en este caso el maíz QPM, tiene

mayor o igual resultado que el maíz convencional en cuanto a:

Concentración nutricional: ¿El maíz QPM tiene mayor concentración de lisina y triptófano

que el maíz convencional?

Biodisponibilidad o asimibilidad del nutriente: ¿El maíz QPM tiene mayor digestibilidad

proteica que el maíz convencional?

Retención de nutrientes: ¿La lisina y el triptófano en el maíz QPM se retiene después de su

cocción en el hogar o procesamiento industrial?


146

Simulación de impacto: Cuando se utilizan datos secundarios para estimar el impacto que

pueda tener el maíz QPM sobre la ingesta de lisina y triptófano ¿Es mayor al impacto que pueda

tener el maíz convencional?

Aceptabilidad organoléptica: ¿Los consumidores consideran aceptable aquellas recetas

elaboradas con maíz QPM en comparación con las elaboradas con maíz convencional?

Eficacia: En estudios altamente controlados ¿El consumo de maíz QPM mejora el estado

nutricional de una persona en comparación con el consumo de maíz convencional?

Efectividad: En el contexto de programas que se implementan en comunidades ¿El consumo

de maíz QPM mejora el estado nutricional de una persona en comparación con el consumo de

maíz convencional?

Costo-efectividad: Cuando se estima el costo de implementar programas de distribución de

semillas o granos de maíz QPM ¿Cuál es la relación costo-efectividad, es decir, cuánto cuesta

aumentar 1 kg de peso de los niños (u otra unidad de impacto nutricional) a través de un

programa que promueva el maíz QPM?

En el siguiente texto, se pretende presentar la evidencia que existe sobre estos eslabones en la

cadena de evidencia del impacto nutricional del maíz QPM.

2.1 Concentración nutricional La concentración de lisina y triptófano más no proteína debería ser mayor en el maíz opaco-2

y QPM. Con la excepción de 1 estudio realizado en Canadá, estudios publicados en los últimos

40 años demuestran que el maíz opaco-2 y el maíz QPM tienen mayores concentraciones de

estos aminoácidos en comparación con el maíz convencional (Cuadro 1). El Centro

Internacional de Mejoramiento de Maíz y Trigo en México evalúa miles de muestras de maíz

anualmente para su concentración de triptófano (Natalia Palacios, CIMMYT, comunicación

personal).


147

Cuadro 1. La concentración de lisina, triptófano y proteína en maíz opaco-2 o maíz QPM en comparación con maíz convencional.

Autor (año de la publicación)

Procedencia del maíz

Lisina Triptófano Proteína

Opaco-2 o QPM

Convencional Opaco-2 o QPM

Convencional Opaco-2 o QPM

Convencional

Maíz Opaco-2 Chávez (1972)1 Venezuela 4.3 g/16 g N 2.3 g/16 g N 0.79 g/16 g N 0.51 g/16 g N 10.7% 10.0% Chávez & Obregón (1986)

Venezuela 288 mg/g N 175 mg/g N 63 mg/g N 37 mg/g N 10.5% 10.1%

Clark et al. (1977) EEUU 4.53 g/100 g proteína

3.02 g/100 g proteína



1.46% N 1.37% N

Ortiz & Guerra (1983)2

Venezuela Sin dato3 Sin dato3 Sin dato3 Sin dato3 10.18% 10.76%

Morales de Leon et al. (2005)4

México 3.88 g/16 g N

2.54 g/16 g N 1.14 g/16 g N 0.63 g/16 g N 11.01 g/100 g 9.59 g/100 g

Maíz QPM Ahenkora et al. (1999)5

Ghana 3.70 g/100 g proteína




9.9% 9.7%

Fufa et al. (2003)6 Etiopia 4.25 g/100 g proteína




9.8% 8.6%

Graham et al. (1989) Guatemala 3.92% proteína

2.60% proteína 0.88% proteína

0.60% proteína 10.15% 8.20%

Zarkadas et al. (2000)7 Canadá 34.32 g/kg proteína

31.29 g/kg proteína 7.81 g/kg proteína

9.71 g/kg proteína

85.57 g/kg 102.67 g/kg


148

1 El investigador estudió 7 tipos de maíz opaco-2 y 1 maíz convencional; se presenta el primer

maíz opaco-2 estudiado.

2 Las investigadoras estudiaron 3 tipos de maíz convencional; se presenta la variedad más

similar al opaco-2: Venezuela-1.

3 Las investigadoras presentan las concentraciones de lisina y triptófano en las fracciones

proteínicas del maíz, pero no presentan la concentración total de lisina y triptófano en los granos

de maíz.

4 Los investigadores estudiaron 2 tipos de maíz convencional; se presenta el criollo.

5 Los investigadores estudiaron 4 tipos de maíz QPM y 2 tipos de maíz convencional; se

presenta el primer tipo en cada categoría.

6 Los investigadores estudiaron 5 tipos de maíz convencional; se presenta la primera variedad.

7 Los investigadores estudiaron 15 tipos de maíz QPM y 2 tipos de maíz convencional; se

presenta el primer tipo en cada categoría.

Biodisponibilidad o asimibilidad del nutriente Biodisponibilidad y asimibilidad son indicadores de la calidad de un nutriente o de la

capacidad que tiene el nutriente para ser absorbido y utilizado por el cuerpo humano. La calidad

de la proteína de un alimento se mide a través de la digestibilidad de la proteína y el perfil de los

aminoácidos, especialmente de los aminoácidos esenciales en comparación con un perfil

recomendado (IOM, 2001). Una manera de agrupar ambos conceptos es a través del protein

digestibility-corrected amino acid score (PDCAAS) o el puntaje de aminoácidos corregido por la

digestibilidad de la proteína (IOM, 2001).

Con el maíz opaco-2 y QPM, investigadores evaluaron la digestibilidad de proteína en

humanos, animales o in vitro (Cuadro 2). Los resultados no son consistentemente a favor del

maíz opaco-2 o QPM; sin embargo, dos estudios que calculan PDCAAS, y que simultáneamente

consideran la contribución de digestibilidad y el perfil de aminoácidos, demuestran una mayor

calidad del maíz QPM en comparación con el maíz convencional.


149

Cuadro 2. La digestibilidad proteica y el PDCAAS de maíz opaco-2 o QPM en comparación con

maíz convencional.

Autor (año) Modelo Digestibilidad Opaco-2 o QPM Convencional Opaco-2 Chávez (1972)1 Ratas 85.2% 76.7% Chávez & Obregón (1986)

Ratas 72.1% 79.4%

Clark et al. (1977) Humanos: hombres

68.8% 66.0%

Luna-Jaspe et al. (1971)

Humano: pre-escolares

57.9% 61.5%

QPM

Qollo: 80.3% Qollo: 76.5-80.1% Nefro: 78.3% Nefro: 77.2-80.1% Kitta: 79.0% Kitta: 75.5-80.0% Fufa et al. (2003)2 In vitro

Genfo: 78.3% Genfo: 76.5% Zarkadas et al. (2000) No aplica3 PDCAAS3: 54.4-72.6% PDCAAS3: 46.2-50.1%

Digestibilidad: 83.01% Digestibilidad: 82.30% Pachón et al. (datos inéditos)

In vitro PDCAAS: 64.1% PDCAAS: 43.6%

1 Los investigadores evaluaron la digestibilidad del grano entero, maíz pilado y arepas

elaboradas con maíz; en todos los casos la digestibilidad del opaco-2 era superior al del maíz

convencional. Se presentan los datos del grano entero.

2 Los investigadores estudiaron 3 recetas elaboradas con 5 tipos de maíz convencional, 1

variedad de maíz QPM y 1 receta elaborada con 1 tipo de maíz convencional y 1 de maíz QPM;

se presentan los rangos obtenidos para las diferentes recetas.

3 Los investigadores estudiaron 15 tipos de maíz QPM y 2 tipos de maíz convencional;

analizaron la concentración de aminoácidos y utilizaron los datos de digestibilidad de proteína

reportados por el Food and Drug Administration (FDA) de EEUU para calcular el PDCAAS.

2.3 Retención de nutrientes Un investigador (Chávez, 1972) reportó la retención de lisina y triptófano en arepas

elaboradas con maíz opaco-2 y convencional (Figura 3). El porcentaje de retención varía según

tipo de maíz y nutriente: 74% retención de lisina en opaco-2, 63% retención de lisina en


150

convencional, 56% retención de triptófano en opaco-2 y 67% retención de triptófano en

convencional. Es notable que aún después de su transformación a arepa, el opaco-2 tiene más

lisina y triptófano que el grano entero del maíz convencional. En el Centro Internacional de

Agricultura Tropical (CIAT) a través del Proyecto AgroSalud se adelanta un estudio similar

donde se evalúa la retención de triptófano y proteína soluble en varias recetas típicas

colombianas elaboradas con maíz QPM o convencional, tanto blanco como amarillo y con grano

tierno y seco (Paola Imbachí, Universidad del Cauca, comunicación personal).

Lisina y triptófano (g/16 g nitrógeno) en maíz opaco-2 y convencional, grano

entero y arepa

0

1

2

3

4

5

6

Lisina Triptófano

opaco-2 grano opaco-2 arepa convencional grano convencional arepa

74%

63%56%

67%

Figura 3. La retención de lisina y triptófano en maíz opaco-2 y convencional al transformar el

grano entero a arepa (Chávez, 1972).

2.4 Simulación de impacto El impacto potencial de un alimento se puede simular a través de modelos estadísticos que

toman en cuenta el consumo usual del alimento. Gunaratna (2007) realizó dicho trabajo para

estimar el impacto potencial de maíz QPM en el consumo de proteína en niños de Guatemala.

La introducción y el consumo de maíz QPM podrían reducir en 47-74% el porcentaje de pre-

escolares con una ingesta inadecuada de proteína. En el Centro Internacional de Agricultura

Tropical a través del Proyecto AgroSalud se desarrolló un protocolo para estimar el impacto

potencial del maíz QPM en la ingesta de lisina, triptófano y proteína de calidad, el cual está

disponible para investigadores que quieran aplicarlo a sus bases de datos y que tengan ingesta de


151

individuos recolectados a través de un recordatorio de dieta de 24 horas o peso directo de

alimentos (Yalina Disla, Yale University, comunicación personal).

2.5 Aceptabilidad organoléptica Si las cualidades organolépticas de un plato preparado con maíz QPM no son agradables para

el consumidor, es posible que no vuelva a consumir este tipo de maíz. Por eso investigadores

han estudiado las cualidades culinarias y sensoriales de recetas elaboradas con maíz opaco-2 o

QPM y convencional (Cuadro 3). Dependiendo de la preparación, los consumidores pueden

preferir el maíz opaco-2 o QPM, el maíz convencional o ninguno. Lo importante a destacar es

que estudios de este tipo se tienen que realizar, con diferentes recetas y diferentes variedades de

maíz QPM, antes de la introducción del maíz para (1) evaluar si hay rechazo por parte de los

consumidores de alguna variedad, (2) seleccionar la(s) variedad(es) que tendrá(n) mayor

aceptación y (3) mitigar un rechazo a través de educación nutricional, preparación de recetas y

degustaciones con variedades menos aceptables culinariamente. A través del Proyecto

AgroSalud, el Centro Internacional de Agricultura Tropical apoya la realización de un estudio

sensorial de tortillas elaboradas con maíz QPM o convencional, almacenado por diferentes

períodos de tiempo que se adelanta en Nicaragua (Miguel Lacayo, Instituto Nicaragüense de

Tecnología Agropecuaria, comunicación personal).

2.6 Eficacia La mayoría de los estudios de eficacia con maíz opaco-2 fueron realizados en niños

severamente desnutridos o recuperándose de desnutrición severa. De manera general, o se

comparaba una dieta donde predominaba el maíz opaco-2 en comparación con el maíz

convencional o el maíz opaco-2 en comparación con una proteína de fuente animal,

generalmente la leche. Los resultados principales que se estudiaban eran balance de nitrógeno e

indicadores clínicos, bioquímicos y antropométricos. Los últimos se resumen en el Cuadro 4.

Con el maíz QPM, se ha estudiado el impacto del consumo de este maíz en el crecimiento, la

morbilidad y la albúmina de los niños. Estos estudios sufrieron de diferentes problemas: tamaño

de muestra pequeña (< 25 niños) (Reddy & Gupta, 1974; Graham et al., 1989, 1990), altas

pérdidas de niños (>20%) entre la línea basal y final (Akuoma-Boateng, 2002) y un sub-análisis


152

de los datos (resultados no controlados por otros factores que podían influir en el crecimiento de

los niños) (Morales, 2002; Ortega et al., 2006). La tesis de Gunaratna (2007) resume 8 estudios,

en la mayoría trabajos inéditos, que apuntan a un efecto positivo del maíz QPM en el crecimiento

de niños pre-escolares. Con el apoyo del Centro Internacional de Agricultura Tropical, a través

del Proyecto AgroSalud, se espera realizar un estudio de eficacia en pre-escolares guatemaltecos

que superen los problemas metodológicos antes mencionados.

1 Los investigadores prepararon 6 tipos de recetas (sopas, frituras, horneados, arepas,

bollos/envueltos, otras) y las sometieron a una evaluación sensorial por un total de 1176 personas

(cada persona probó solamente 1 receta). Más del 50% de las personas (100% - [% preferencia

opaco-2] – [% preferencia convencional]) no señaló una preferencia para las recetas elaboradas

con alguno de los maíces.

2 Los investigadores elaboraron 3 recetas con 4 tipos de maíz QPM y 2 tipos de maíz

convencional; se presentan los resultados para el primer tipo de maíz QPM, maíz convencional y

receta reportada. El puntaje asignado a cada característica podía variar entre 1 (me disgusta

mucho) y 7 (me gusta mucho).

3 El porcentaje de personas que no expresaron una preferencia se calcula: 100% - [%

preferencia QPM] – [% preferencia convencional].


153

Cuadro 3. Las cualidades culinarias y sensoriales de alimentos elaborados con maíz opaco-2 o QPM y convencional.

Autor (año) Preparación Indicador culinario Opaco-2 o QPM Convencional Opaco-2 Chávez (1972) Maíz salcochado Tiempo total de cocción

Peso antes de lavar Consistencia

18 min 2.95 kg

Grano blando

42 min 2.50 kg

Grano duro Pardo et al. (1972)1 Sopas, frituras, horneados,

arepas, bollos/envueltos, otras preparaciones

Preferencia por el Sabor Olor Textura Consistencia Apariencia

22.6% 15.6% 16.4% 17.7% 11.6%

21.0% 14.4% 19.8% 18.3% 16.2%

QPM Ahenkora et al. (1999)2 Tuo zafi (receta elaborada

con masa de maíz fermentada)

Puntaje asignado a Color Lisura Apariencia Consistencia Sabor En general

5.33 5.86 5.40 5.76 5.67 5.87

5.07 6.07 5.53 5.33 5.60 5.36

Morales (2002) Maíz nixtamalizado Rendimiento (kg) Nixtamalización Masa Tortilla

8.6

10.3 8.1

7.6 8.8 7.1

Tortilla del primer día3 Preferencia por el sabor 56% 32% Tortilla del segundo día3 Preferencia por el sabor 51% 47%


154

Cuadro 4. Resultados de estudios de eficacia que reportaron resultados de indicadores clínicos, bioquímicos o antropométricos para niños

que consumieron maíz opaco-2 o QPM en comparación con niños que consumieron maíz convencional u otro alimento.

Autor (año) País Grupo

estudiado Indicador Opaco-2 o

QPM Convencional Otro alimento

Opaco-2 Reddy & Gupta (1974)

India Pre-escolares con kwashiorkor

Tiempo, desaparición de la edema Peso, ganancia en 30 días Albumina, ganancia en 30 días

15 días 0.7 kg 1.08 g/100 ml

No se estudió1 Leche descremada: 15 días Leche descremada: 0.9 kg Leche descremada: 1.23 g/100 ml

QPM Akuoma-Boateng (2002)

Ghana Pre-escolares Peso, ganancia en 12 meses Talla, ganancia en 12 meses

2.92 kg 14.76 cm

2.93 kg 12.37 cm

No se estudió

Pre-escolares Peso, ganancia en 12 meses Talla, ganancia en 12 meses Diarrea, incidencia Malaria, incidencia Sarampión, incidencia Enanismo, prevalencia después de 12 meses2

2.48 kg 13.10 cm 2.07 2.33 0.25 24%

2.31 kg 12.13 cm 2.11 2.36 0.37 43.3%

No se estudió

Graham et al. (1989)

Perú Pre-escolares recuperándose de desnutrición

Peso, ganancia en gramos por día Albumina, cambio durante la intervención

25 g/d 0 g/dL

18 g/d -0.3 g/dL

No se estudió

Graham et al. (1990)

Perú Pre-escolares recuperándose de desnutrición

Peso, ganancia Talla, ganancia en 30 días Talla-edad, diferencia en 90 días Peso-edad, diferencia en 90 días Pliegues, diferencia en 90 días Albumina, diferencia en 90 días

2.63 g/kg d 1.23 cm 5.1 meses 7.5 meses 4.8 mm -0.32 g/dL

No se estudió Fórmula infantil: 2.6 g/ kg d Fórmula infantil: 1.33 cm Fórmula infantil: 3.3 meses Fórmula infantil: 5.4 meses Fórmula infantil: 6.1 mm Fórmula infantil: 0.01 g/dL

Morales (2002) México Pre-escolares Desnutridos después de la 21/35 (60%) 28/32 (87.5%) No se estudió


155

desnutridos intervención Ortega et al. (2006)

Nicaragua Pre-escolares desnutridos

Peso-edad, cambio positivo3 Talla-edad, cambio positivo3 Peso-talla, cambio positivo3

16/24 (66.7%) 7/24 (29.2%) 8/24 (33.3%)

2/24 (8.3%) 1/24 (4.2%) 3/24 (12.5%)

No se estudió

Gunaratna (2007)

Varios4 Pre-escolares desnutridos

Peso, ganancia Talla, ganancia

8% mayor4 9% mayor4

--4 No se estudió

1 Los investigadores estudiaron el consumo de maíz opaco-2 o una dieta con base en leche descremada; no estudiaron un grupo de

niños que consumieron maíz convencional.

2 El enanismo, bajo talla para la edad según un puntaje Z <-2, era 18.2% y 20.9% al inicio del estudio para los grupos QPM y

convencional, respectivamente.

3 Los investigadores calcularon el porcentaje de niños que mejoraron su clasificación nutricional desde la línea de base a la línea

final, como por ejemplo de desnutrición severa a desnutrición moderada, de desnutrición moderada a desnutrición leve, etc.

4 La investigadora realizó un meta-análisis de 8 estudios realizados en África y Latinoamérica con niños con desnutrición leve o

moderado, incluyendo a los estudios de Akuoma-Boateng (2002), Morales (2002) y Ortega et al. (2006). Concluyó que niños que

habían consumido maíz QPM tenían un 8% y 9% mayor ganancia en peso y talla, respectivamente, que niños que habían consumido

maíz convencional.


156

2.7 Efectividad Un estudio de efectividad y un estudio de eficacia se diferencian de la siguiente manera: en un

estudio de eficacia se trata de controlar todos los factores que podrían influir en el resultado

principal (por ejemplo, crecimiento o albúmina) para poder concluir que bajo las mejores de las

circunstancias, los resultados observados se deben al consumo del maíz QPM. En cambio, en un

estudio de efectividad, se implementa un programa (por ejemplo, de distribución de semilla o

grano de maíz) pero no se trata de controlar todos los factores que podrían influir en el resultado

principal. Los resultados de estudios de efectividad permiten concluir que los resultados

observados en el contexto de un programa implementado en condiciones reales se deben al

consumo del maíz QPM. Generalmente, se logran ver mayores impactos en estudios de eficacia

que de efectividad, sin embargo los últimos tienen mayor relevancia para organizaciones no

gubernamentales y agencias gubernamentales que buscan aquellas alternativas que mejoran el

estado nutricional en el marco de programas y proyectos reales.

Un estudio que se realizó en Ghana no se denominó de efectividad, pero se incluye bajo esta

categoría porque en comparación con los otros estudios realizados en Ghana (Cuadro 4), en éste

no se le dio masa de maíz a las familias sino semilla de maíz, para que ellos lo sembraran,

cosecharan y prepararan para sus hijos. Es decir, se asemeja a un programa agrícola que entrega

insumos a las familias y a largo plazo se espera que ellos tengan un beneficio nutricional. En este

estudio (Akuamoa-Boateng, 2002) que duró 12 meses, no hubo una diferencia en la ganancia de

peso o talla de los niños pre-escolares (Cuadro 5). Sin embargo, este estudio también sufrió de

pérdidas de niños (41%) entre la línea basal y final y un sub-análisis de los datos. Con el apoyo

del Centro Internacional de Agricultura Tropical a través del Proyecto AgroSalud se espera

realizar un estudio de efectividad en pre-escolares nicaragüenses.


157

Cuadro 5. Resultados de un estudio de efectividad de niños pre-escolares que consumieron maíz

QPM o convencional.

Autor (año) País Grupo estudiado

Indicador Opaco-2 o QPM

Convencional

QPM Akuoma-Boateng (2002)

Ghana Pre-escolares Peso, ganancia en 12 meses Talla, ganancia en 12 meses

2.27 kg 10.6 cm

2.36 kg 9.91 cm

2.8 Costo-efectividad De acuerdo a mis conocimientos, no hay estudios que hayan evaluado el costo-efectividad del

maíz QPM en relación con su impacto en la nutrición humana. Con el estudio de efectividad

planificado para realizarse en Nicaragua, se hará un análisis del costo del programa para calcular

su costo-efectividad.

3. Soluciones para incrementar el consumo de maíz QPM Se adelantan unas propuesta para incrementar el consumo de maíz QPM en Latinoamérica y el

Caribe.

3.1 Desarrollo de maíz QPM con buenas características agronómicas El desarrollo de cultivos con mejores características agronómicas que los cultivos que

actualmente siembran los agricultores conllevará a una mayor adopción de estos cultivos

mejorados. Por ejemplo (Morris & López-Pereira, 2000)

“De 1966 a 1997, aproximadamente el 55% de todas las variedades e híbridos lanzados por los

programas públicos de mejoramiento contenían germoplasma del CIMMYT, y, contrariamente a

lo esperado, este porcentaje ha aumentado con el tiempo.

Si bien no siempre se dispone de información detallada acerca de los antecedentes genéticos

de los híbridos patentados, se estima que el 75% de toda la semilla de maíz vendida por las

empresas privadas en América Latina en 1996 contenía germoplasma derivado del CIMMYT.


158

En 1996 se sembraron 10.6 millones de ha con materiales mejorados que contenían

germoplasma del CIMMYT, que representaban más del 36% de la superficie total de maíz en

América Latina y más del 75% de la superficie sembrada con materiales mejorados.”

Estos éxitos históricos con el uso y adopción de maíces mejorados desarrollados por el

CIMMYT dan confianza que el maíz QPM con buenas características agronómicas pueda

alcanzar el mismo impacto en el futuro, llegando a un número importante de familias en

Latinoamérica y el Caribe que dependen de los cultivos que ellos producen para su alimentación

y nutrición.

3.2 Liberación y difusión de maíz QPM La liberación de un cultivo por parte de un Ministerio de Agricultura es el primer paso hacia la

difusión masiva de semilla mejorada, ya que implica que el gobierno aprueba esta nueva

variedad. A partir de aquí, su difusión depende de los mecanismos en cada país para multiplicar

y luego distribuir la semilla. Esto significa que se debe apoyar a los Ministerios de Agricultura

para que la liberación y difusión de maíz QPM se lleve a cabo. De hecho, con apoyo de

CIMMYT y el Proyecto AgroSalud, el Instituto Nicaragüense de Tecnología Agropecuaria

(INTA), el Centro Nacional de Tecnología Agropecuaria y Forestal (CENTA) de El Salvador y el

Instituto de Investigación Agropecuaria de Panamá (IDIAP), lanzaron comercialmente maíces

QPM en los últimos dos años. Además el Proyecto AgroSalud capacita a grupos de pequeños

agricultores en la auto-producción de semilla para evitar dependencia de otras entidades en la

obtención de la semilla.

3.3 Apoyo de los gobiernos Para que se haga el mejoramiento, el lanzamiento y la difusión de maíces QPM se necesita

tanto el apoyo técnico como político. En el último caso, es importante que funcionarios públicos

conozcan la contribución que puede hacer los maíces QPM a los problemas de la región y que se

comprometan a promover estos cultivos en sus programas y políticas nacionales. Por iniciativa

del CIMMYT y en una reunión de los Ministros de Agricultura de Centroamérica del 2008, se

dio el respaldo política al Proyecto AgroSalud a través de una resolución del Consejo, en la que


159

se resaltó la necesidad de continuar con el proyecto por sus aportes y por lo que puede hacer para

mejorar la seguridad alimentaria y nutricional de la población a través de cultivos mejorados

nutricionalmente como el maíz QPM.

3.4 Integración de maíz QPM en alimentos procesados Otra manera de aumentar el consumo de maíz QPM es a través del uso en compañías

alimenticias que elaboran alimentos procesados y que tienen un alto consumo en la población.

Este podría ser el caso de compañías que elaboran pinol, pinolillo, atol, tortillas y otros alimentos

basados en maíz. En estos casos, se tienen que trabajar con las compañías para adecuar los

protocolos y la maquinaria, si es necesario, a las condiciones físico-químicas del maíz QPM y

para asegurar una fuente confiable del maíz QPM.

Conclusiones El maíz QPM de alta calidad de proteína tiene una mayor concentración de los aminoácidos

esenciales lisina y triptófano y tiene buenas características agronómicas en comparación con

maíces convencionales. La evidencia recopilada frente al impacto potencial en la nutrición

humana apunta a lo siguiente:

Biodisponibilidad. La digestibilidad de la proteína en el maíz QPM no se incrementa

necesariamente, pero su puntaje de aminoácidos corregido por la digestibilidad (PDCAAS) si

aumenta, indicando que es una proteína de mayor biodisponibilidad que maíces convencionales.

Retención de nutrientes. El grano del maíz QPM sufre pérdidas en la concentración de

triptófano y lisina al ser procesado, pero aún así tiene una mayor concentración de estos

aminoácidos que el grano y el alimento elaborado con maíz convencional.

Simulación. Se ha estimado que la introducción y el consumo de maíz QPM puede reducir en

47-74% el porcentaje de pre-escolares con una ingesta inadecuada de proteína.

Aceptabilidad organoléptica. Dependiendo de la variedad de maíz QPM que se utilice y la

receta que se elabore con el maíz, ésta puede ser de mayor o menor agrado al paladar del

consumidor.


160

Eficacia. Se ha evaluado el impacto de maíz opaco-2 o QPM en el estado nutricional

(utilizando diferentes indicadores) de niños severamente, moderadamente o levemente

desnutridos en estudios clínicos y comunitarios. Los resultados demostraron que el maíz opaco-2

o QPM tiene mejor efecto en el estado nutricional de niños (principalmente) que el maíz

convencional. Cuando se comparan los resultados de maíz opaco-2 o QPM con leche, los

resultados son mixtos: dependiendo del indicador, el maíz opaco-2 o QPM puede tener mejor,

igual o peor efecto en el estado nutricional de niños que la leche.

Efectividad. De un estudio sub-analizado, no hay evidencia de una mayor efectividad de maíz

QPM en comparación con maíz convencional en mejorar el crecimiento de pre-escolares en

cuanto a su peso y talla.

Costo-efectividad. Estudios para estimar el costo por unidad de mejoría en el estado

nutricional de personas que consumen maíz QPM no se han realizado.

En resumen, la evidencia sugiere que con recetas de maíz del agrado sensorial del consumidor,

el maíz QPM puede mantener sus niveles elevados de aminoácidos y así contribuir a una mayor

calidad proteica, lo que permite mejorar el estado nutricional de niños que lo consumen bajo

condiciones de estudios altamente controlados. En cuanto a investigación, se deberían adelantar

estudios de:

Retención de nutrientes en la gran variedad de recetas que se elaboran con maíz QPM en

diferentes países, pues sólo se encontró un estudio de este tipo.

Aceptabilidad sensorial en cualquier lugar donde se piense introducir el maíz QPM para

evaluar si afecta de manera negativa la percepción organoléptica de los consumidores que

frecuentemente elaboran recetas con maíz.

Costo-efectividad para cuantificar el impacto nutricional que pueda tener el maíz QPM cuando

su distribución sea como semilla o alimento se hace dentro del contexto de programas de

nutrición, seguridad alimentaria o desarrollo.


161

Se ofrecen las siguientes soluciones para incrementar el consumo de maíz QPM en

Latinoamérica y el Caribe: el desarrollo de maíz QPM con buenas características agronómicas, la

liberación y difusión de maíz QPM en países de la región, el apoyo de los gobiernos a esta

iniciativa y la integración de maíz QPM en alimentos procesados de alto consumo.

Agradecimientos Este trabajo se hizo bajo el auspicio del Proyecto AgroSalud (CIDA 7034161). Se agradece

los comentarios técnicos de los colegas Gary Atlin del CIMMYT, Fredy Salazar y Róger Urbina

del CIAT, y la edición del texto realizado por Marlene Rosero del CIAT.

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163

TToorrttiillllaass aazzuulleess:: ¿¿CCoolloorr nnaattuurraall oo ssiinnttééttiiccoo??

Laura Gutiérrez-Vite, Ana Laura Pérez-Morán, Rolando Salvador García-Gómez, Salvador

Alejandro Sánchez-Tovar y Carmen Durán-de-Bazúa *

UNAM, Facultad de Química. México D.F. México.

*[email protected]

El consumo de tortillas de maíz azul se ha incrementado recientemente debido a su color exótico y atractivo para los consumidores, además de que se les atribuyen propiedades funcionales. Dado que la producción de maíz en México se enfoca al maíz blanco y el cultivo de maíces coloridos es comparativamente más bajo y no se tienen suficientes abastecedores de la variedad de color azul para la elaboración de tortillas artesanales e industriales, existe la posibilidad de que los intermediarios estén adicionando colorantes a las masas de maíz blanco o maíz amarillo. Además, los consumidores notan diversos colores en las tortillas “azules” (tonos verdosos, azules o morados muy intensos) y observan pérdida repentina del color al combinarlas con otros alimentos. Aunque la Norma Oficial Mexicana NOM-187-SSA1/SCFI-2002 permite el uso de colorantes sintéticos únicamente para estandarizar el color azul para elaboración de tortillas, se debe también vigilar que la concentración no rebase los límites permitidos. Dicha NOM establece el flujo de información de los aditivos empleados en la elaboración de la masa y las tortillas, así como la manera de exponer esta información al consumidor, lo cual rara vez ocurre. Esta investigación consistió en montar las metodologías para la detección de colorantes sintéticos y en establecer un intervalo del contenido de antocianinas (pigmento natural del maíz azul) y correlacionar éste con el color de las muestras en tortillas azules de elaboración industrial y artesanal de diversos puntos del Distrito Federal y área conurbada. Aunque no se detectaron colorantes sintéticos en las muestras analizadas se considera indispensable aplicar un adecuado control de calidad a este tipo de productos alimenticios por su alto consumo, vigilando que los fabricantes declaren los aditivos empleados, aún cuando sean de origen natural y no sobrepasen los límites permitidos por la normativa para evitar riesgos a la salud. Aún cuando la norma establece la obligatoriedad del etiquetado de los ingredientes que contienen las tortillas preenvasadas y de información en las tortillerías sobre el contenido de las tortillas en el papel de envoltura o en un lugar visible del establecimiento, las tortillas “azules” a granel y las preenvasadas en tiendas de autoservicio o tortillerías no cuentan con ningún tipo de etiquetado donde se informe sobre su composición. Palabras clave: Maíz azul, antocianinas, tortilla, colorantes sintéticos, color, etiquetado.

Abstract

Consumption of blue maize tortilla has been recently increased because of its exotic and attractive color to consumers, besides some functional properties attributed to them. As maize production in Mexico focuses on white corn and colored corn cultivation is comparatively lower, there is no sufficient supply of the blue variety for the development of handmade and industrial tortillas. This issue suggests that there is a possibility that intermediaries are adding pigments to the doughs of white or yellow maize. In addition, consumers find various hues and tones of "blue" tortillas (shades of green, blue, or very intense purple), and have observed a sudden loss of color when tortillas are combined with other foods. Although the Mexican Standard or Norma Oficial Mexicana NOM-187-SSA1/SCFI-2002 allows the use of synthetic pigments to standardize the blue color of tortillas, one


164

must watch that the concentration does not exceed the limits allowed. The NOM provides the information concerning additives used in preparing alkaline-cooked maize doughs, flours, and tortillas and how to present this information to consumers, which rarely occurs. This research was devoted to detect synthetic pigments, to establish an interval of the contents of anthocyanins (natural pigment blue corn), and to correlate it with the color of some samples of blue tortillas obtained from industrial and handmade processing from various points of the Federal District and surrounding areas. Although synthetic pigments were not detected in samples studied, it is considered essential to implement an adequate quality control to this type of foodstuffs due to its high consumption, as well as to monitor that manufacturers declare in their labels all additives. Also, employees working in maize doughs and tortilla preparation should be trained not to exceed the limits allowed by the regulations to avoid risks to the consumers’ health. In spite of the fact that regulations establish the labeling of pre-packed tortillas ingredients contents sold in supermarkets, and the tortilla contents information either in the wrapping paper or in the establishment walls to be visible for consumers of not pre-packed tortillas, "blue" tortillas either sold by bulk packing or by street vendors do not comply with this labeling or consumers information reporting its composition.

Keywords: Blue corn, anthocyanins, tortillas, synthetic colorants, color, labeling.

Introducción En México, el maíz en forma de tortilla se consume desde tiempos ancestrales y durante

generaciones ha sido el componente principal en la dieta diaria del mexicano (Vázquez- Carrillo

y Salinas-Moreno, 1996). Según las evidencias arqueológicas, desde tiempos precolombinos el

maíz era tratado con cal, proceso denominado nixtamalización, para elaborar tortillas, un

producto básico que se complementaba con diversos cultivos como el frijol, el chile y la calabaza.

Los aztecas le llamaban tlaxcalli, que significa “cosa cocida” y, posteriormente, fue bautizado

como “tortilla” por los españoles. Existe una amplia gama de variedades de maíz con diferentes

tamaños y colores como el blanco, amarillo, rojo, azul, morado y negro (Figura 1). En la región

Central de México el consumo de maíces pigmentados ocurría en comunidades y pueblos, donde

se usaban para elaborar tamales y tortillas únicamente en ocasiones festivas. Actualmente, es muy

frecuente encontrar puestos callejeros donde se venden quesadillas o “gorditas” que, en su

mayoría, se elaboran a partir de masas azules sin ninguna garantía de que dichas masas

provengan de maíz azul. También, algunas tiendas de autoservicio y tortillerías expenden tortillas

azules generalmente a un precio superior al de las normales (Figura 2). En este caso, las tortillas

azules se elaboran a partir de harinas de maíz azul cuya vida de anaquel es prolongada y permite

obtener mejores rendimientos de producto, aunque no garantiza el abasto. La duda sobre el origen

del color de las tortillas “azules” surge a partir de la observación de colores extraños, desde tonos


165

verdosos hasta azules y morados muy intensos, además de la pérdida o cambio repentino del

color que sufren las tortillas azules al combinarlas con alimentos ácidos como cítricos o quesos.

Estas observaciones aunadas al conocimiento de la baja producción de maíz azul en nuestro país,

conducirían a pensar en la posibilidad de que los intermediarios estén adulterando las masas de

maíz blanco o maíz amarillo o mezclas de ellos, adicionando colorantes sintéticos.

Figura 1. Maíces coloridos Figura 2. Tortilla azul de harina de

maíz nixtamalizado

La Norma Oficial Mexicana NOM-187-SSA1/SCFI-2002 “Productos y servicios. Masa,

tortillas, tostadas y harinas preparadas para su elaboración y establecimientos donde se procesan.

Especificaciones sanitarias. Información comercial. Métodos de prueba” (DOF, 2002) permite la

adición de colorantes como indigotina (30 ppm) y azul brillante FCF (250 ppm) para estandarizar

el color azul en la masa azul nixtamalizada. También establece que el responsable de la

elaboración de la masa en los molinos de nixtamal debe informar a las tortillerías sobre los

aditivos agregados durante la elaboración de la masa, los cuales deben reportarse de forma

impresa en el papel empleado para envolver el producto o mediante etiquetas de manera clara y

veraz o en su caso, letreros que incluyan dicha lista de ingredientes en lugares visibles para el

consumidor. Por lo anteriormente expuesto, se considera indispensable corroborar que los

fabricantes informen sobre los aditivos empleados, vigilando que no sobrepasen los límites

permitidos para evitar riesgos contra la salud. Si se adicionan colorantes a las tortillas y no se

etiquetan, el hecho se convierte en falta de ética comercial aprovechándose de la venta a granel.


166

Parte del auge que ha cobrado el consumo de maíces pigmentados se debe a las propiedades

que se les atribuyen. Los estudios que suponen que estas variedades poseen propiedades

benéficas para la salud como capacidad antioxidante y bajo índice glucémico, han sido realizados

sobre el grano de maíz no procesado e in vitro (Hernández-Uribe et al., 2007).

Cabe mencionar que en México la principal forma de consumo de maíz es la tortilla obtenida

por nixtamalización de los granos. En este caso, las antocianinas del maíz azul son expuestas a

condiciones alcalinas y temperatura extremas, a diferencia de los frutos con alto contenido de este

pigmento que pueden consumirse frescos. Del-Pozo-Insfran y col. (2006) encontraron que la

capacidad antioxidante del maíz azul disminuye a causa de la nixtamalización por la destrucción

del 54% de antocianinas en tortilla. Otros estudios hablan de su baja biodisponibilidad por lo que

algunos investigadores cuestionan sus beneficios para la salud (He y col., 2005).

Las antocianinas son pigmentos naturales, solubles en agua, responsables de atractivos colores

como rojo, violeta y azul en hojas, vástagos, raíces, flores y frutas. Químicamente, son

compuestos fenólicos del grupo de los flavonoides. En forma natural, la estructura de dichos

flavonoides (denominada antocianidina) se encuentra unida mediante un enlace oglicosídico a

uno o varios azúcares y a este compuesto se le denomina antocianina simple (Figura 3).

Figura 3. Estructura general de las antocianinas (Nakayama y col., 2003)


167

Las antocianinas se caracterizan por el número de grupos hidroxilo en la molécula, el grado de

metilación de estos grupos hidroxilo, y la naturaleza, número y posición de los azúcares unidos a

la molécula. Las antocianidinas más comunes son la cianidina, delfinidina, malvidina,

pelargonidina, peonidina y petunidina. Las antocianinas tienen color rojo en soluciones ácidas,

mientras que en condiciones básicas presentan color azul. Este comportamiento es muy útil para

cuantificarlas mediante espectrofotometría. Para ello se registra el espectro de absorción de las

antocianinas las cuales generan una banda que absorbe fuertemente en la región visible entre 465

y 550 nm (Gutiérrez-Vite y Pérez- Morán, 2008).

El otro motivo por el que el consumo de maíces pigmentados ha aumentado es el color, que es

un atributo sensorial que influye en la decisión de compra y aceptabilidad del consumidor.

En la medición del color de un alimento cuando su superficie es plana, mate o brillante, opaca

no translúcida, se emplea la colorimetría como método objetivo de medición. En 1986, la

Comisión Internacional de la Iluminación (CIE, por sus siglas en francés, "Commission

Internationale de L’Éclairage") optó por un nuevo sistema de medición del color basándose en la

determinación de valores triestímulo, a partir de los cuales se definía un espacio tridimensional.

Este sistema llamado Cie-Lab, se plantea como una medida más objetiva de color que lo define a

partir de coordenadas denominadas L* (medida de la luminosidad donde negro=0 y blanco=100),

.a* (a* es una medida de la intensidad de color rojo y -a* de color verde) y b* (b* medida de la

intensidad de color amarillo y -b* de color azul). Los parámetros C* (del griego chroma para

saturación) y H* (del inglés hue para tonalidad o tono) se calculan a partir delos valores de a* y

b* y, junto con L*, definen las coordenadas del espacio cilíndrico que contiene los tres atributos

psico-físicos básicos del color (luminosidad, saturación y tonalidad) (Casassa y col., 2006). En la

Figura 4 puede verse el espacio CIE-Lab.


168

Figura 4. Representación del espacio CIE-Lab para colorimetría

Objetivo El objetivo de esta investigación fue el de determinar la presencia de colorantes en tortillas

azules de elaboración industrial y artesanal procedentes de diferentes puntos del Distrito Federal

y área conurbada, cuantificando los pigmentos naturales (antocianinas) y correlacionando su

contenido con el color de las muestras, determinando si el contenido de antocianinas define el

color azul que percibimos los consumidores en las tortillas azules.

Metodología La Figura 5 resume la metodología seguida en esta investigación. Los lugares de muestreo

fueron seleccionados al azar y se buscaron tortillas que fueran, de acuerdo con los o las

vendedores(as), de tipo artesanal. También se muestrearon algunos supermercados y a este tipo

de muestras se les denominó de origen industrial, ya que los empleados indicaron que el harina

venía de empresas industrializadoras de maíz. La descripción completa de la metodología seguida

se presenta en la literatura (Gutiérrez- Vite y Pérez-Morán, 2008).

Resultados y discusión Se analizaron 9 muestras de tortillas azules de elaboración industrial y 30 muestras de

elaboración artesanal. Presentaban entre ellas características físicas muy diversas, incluso entre

muestras procedentes del mismo lugar o tipo de elaboración.


169

Figura 5. Diagrama de bloques de la metodología a seguir


170

Colorantes sintéticos No se detectó la presencia de colorantes sintéticos de las muestras analizadas. Sin embargo,

haciendo un estudio de mercado (Gutiérrez-Vite y Pérez-Morán, 2008), se pudo constatar que

algunas empresas elaboran mezclas de colorantes de origen natural para simular el color de las

tortillas de maíces pigmentados. Por tanto, si se elaboran y expenden estos aditivos es porque,

muy seguramente, existe demanda de ellos y, en caso de utilizarse, debieran ser declarados en la

etiqueta de las tortillas que se venden como preenvasadas o en el papel usado para la envoltura si

son expendidas a granel o en un lugar visible del establecimiento. Sin embargo, no se encontró

ningún tipo de etiquetado en los puntos de muestreo aunque la NOM correspondiente así lo

establece.

Antocianinas En la Tabla 1 se muestran los valores promedio del contenido de antocianinas según su clave

de muestra. El contenido de antocianinas en las muestras analizadas es muy variable. El intervalo

del contenido del pigmento en tortillas es muy amplio pues existen diversos factores que

determinan el contenido final de antocianinas en el producto, desde la variedad genética de maíz,

las condiciones de siembra, las condiciones post-cosecha, proceso de nixtamalización o extrusión

alcalina, hasta la frescura de la masa con que se elabora la tortilla (Gutiérrez-Vite y Pérez-Morán,

2008).

La muestra artesanal M22, que fue elaborada como control para esta investigación, presentó la

mayor cantidad de antocianinas. Cabe señalar que en algunas tortillas azules con concentraciones

parecidas de antocianinas, su apariencia no era similar. En el caso de las muestras de elaboración

industrial existe menor variación en la cantidad de antocianinas probablemente porque las

cadenas comerciales cuentan con proveedores de harina de maíz azul nixtamalizada a la cual

sólo adicionan agua, realizan un mezclado y una cocción para obtener las tortillas.


171

Tabla 1. Valores promedio de contenido de antocianinas para cada muestra

El mayor número de tortillas azules (9), independientemente del tipo de elaboración, tienen

contenidos de antocianinas que se encuentran en un intervalo de 10.3996 y 11.6214 ppm, por lo

que puede decirse que el intervalo mencionado es el más representativo del contenido de

antocianinas.

Los extractos presentaron bandas fuertes de absorción en 520 nm, (Figuras 6 y 7), tal como se

reporta en la literatura para antocianinas naturales (Salinas-Moreno et al., 2003). No se presentan

picos de absorción en la región de 610 a 630 nm, que es donde tienen señal los colorantes

sintéticos azules (Gutiérrez-Vite y Pérez-Morán, 2008).

Las muestras con un bajo contenido de antocianinas presentaron bandas débiles de absorción a

520 nm. Probablemente las tortillas fueron elaboradas con mezclas de masa de maíz blanco y

maíz azul, o bien, el color azul más o menos intenso está dado por otros compuestos derivados de

las reacciones químicas ocurridas en el procesamiento del maíz.

Se sabe que la composición de la matriz del alimento tiene un profundo efecto en la

estabilidad de las antocianinas (Del-Pozo-Insfran et al., 2006), así el pH alcalino dado por el

hidróxido de calcio adicionado en el proceso de nixtamalización puede ocasionar la destrucción


172

continua de antocianinas, aún después del proceso de cocción, provocando una disminución en la

coloración a lo largo del tiempo.

Figura 6. Gráfica de las curvas de absorción de las muestras clave M1, M2, M9, M10, M11, M13,

M14, M15, M16, M18, M19 y M21. Se observan picos a 520 nm

Figura 7. Gráfica de las curvas de absorción de las muestras clave A1, A4, A5, A6, A7, A9, A10 e

I1, I2, I3, I5, I6, I7. Se observan picos a 520 nm

Colorimetría En la Tabla 2, se presentan los resultados de colorimetría de las tortillas azules. El color de la

mayoría de las tortillas azules tiene una luminosidad media (L* comprendido entre 45 y 55), su

tendencia de color es a verde (-a*) y amarillo (b*), es poco vívido, es decir, su saturación es baja

(C* valores cercanos o arriba de 50 son colores vívidos) y su tonalidad (h°) se encuentra entre

90° y 135° en el sistema CIE-Lab.


173

Correlación entre el contenido de antocianinas y el color de las muestras No se encontró correlación entre el contenido de antocianinas y el color azul de las muestras

(Figura 8), es decir, un color azul intenso no es directamente proporcional al contenido de

antocianinas. Probablemente un color azul intenso en tortillas con bajo contenido de antocianinas

se debe a las reacciones químicas ocurridas a causa de la nixtamalización del maíz y la cocción

de las tortillas donde se destruyen las antocianinas pero se generan fenoles libres que dan colores

oscuros en el producto final (Gutiérrez-Vite y Pérez-Morán, 2008). La percepción del color se ve

afectada por el pH básico de la tortilla por el cual se intensifica el color azul de las antocianinas

cuando la tortilla está fresca.

Tabla 2. Color de las muestras según el sistema CIE-Lab. Promedio de los parámetros L*, a*,

b*, C* y h


174

Figura 8. Contenido de antocianinas y valores de L* (triángulos rojos), C* (cuadrados verdes) y

h° (óvalos azules)

Sin embargo, pierden el color azul intenso alrededor de un día después de ser elaboradas al

tener menor estabilidad en este pH. Las antocianinas poseen color rojo en condiciones ácidas y

azul en condiciones básicas (Gutiérrez-Vite y Pérez-Morán, 2008). Es por ello que los

consumidores observan cambios de color azul a rosa en las tortillas al combinarlas con un

alimento de pH ácido (cítricos, quesos, etc.).

Conclusiones y recomendaciones No se encontraron colorantes sintéticos en las muestras de tortillas azules analizadas tomadas

al azar en algunas áreas del Distrito Federal y zona conurbada.

El color de las muestras está dado por antocianinas (pudieran ser del maíz azul o de algún otro

pigmento natural) y, posiblemente, por los fenoles que se liberan en el proceso de

nixtamalización y cocción de las tortillas así como por el pH básico del producto.

Probablemente dichos factores ocasionan que no exista correlación entre el color de las

muestras y el contenido final de antocianinas. Dado lo anterior, sería adecuado evaluar la

influencia de los fenoles libres con relación al color de las tortillas.

Se sugiere estudiar el efecto de la nixtamalización en la estructura química de las antocianinas

y, posteriormente, realizar estudios toxicológicos y de calidad nutrimental in vivo que

comprueben los beneficios de dichos productos, ya que la experimentación animal sigue siendo


175

indispensable para las ciencias fisiológicas, especialmente en las funciones de la digestión y de la

nutrición.

Actualmente, se trabaja en generar variedades mejoradas de maíz con alto contenido de

antocianinas en maíces pigmentados, así como mayor contenido de carotenos y triptófano, en

maíces de otros colores. Dado lo anterior, se recomiendan los mismos análisis en las variedades

fitomejoradas.

Finalmente, aún cuando la norma (DOF, 2002) establece la obligatoriedad del etiquetado de

los ingredientes que contienen las tortillas preenvasadas y de información en las tortillerías sobre

el contenido de las tortillas en el papel de envoltura o en un lugar visible del establecimiento, las

tortillas “azules” a granel y las preenvasadas en tiendas de autoservicio o tortillerías no cuentan

con ningún tipo de etiquetado donde se informe sobre sucomposición y posible adición de

colorantes naturales o sintéticos.

Reconocimientos Los autores agradecen a la Dra. Patricia Severiano de la Facultad de Química de la UNAM por

su valioso apoyo académico en el montaje de las metodologías de color usando el equipo CIE-

Lab. Asimismo, agradecen a todos los colegas del INIFAP, el CIMMYT y el Cinvestav Irapuato,

quienes aportaron a los autores sus valiosas informaciones sobre la temática de esta

investigación.

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177

RReeoollooggííaa ddee mmaassaass ddee mmaaíízz:: DDeessaarrrroolllloo ddee ttrreess mmééttooddooss ffuunnddaammeennttaalleess

Ramírez-Wong B.1

1Departamento de Investigación y Posgrado en Alimentos. Universidad de Sonora. Hermosillo, Sonora, México.

*[email protected]

Introducción La industria de la tortilla de maíz y productos relacionados está teniendo un gran auge no

únicamente en México y América Central, Sino en paises como Estados Unidos, y algunos

paises de Europa, América del Sur y Asía. Para lo anterior se han tenido que mejorar las

tecnologías para incrementar la calidad y la producción de tortillas. Dentro de esas tecnologías

incluye mejores variedades de maíz, equipo de proceso y métodos analíticos de laboratorio, entre

otros. Uno de los pasos críticos del proceso de la tortilla tanto del tradicional como eaquel donde

se usan harinas nixtamalizadas es la textura de la masa. La textura óptima de la tortilla dependerá

en gran medida de la calidad de la masa. La masa es importante durante las operaciones de

mezclado y formado de los discos de la tortilla. Los métodos que se utilizan para medir la textura

de la masa son subjetivos o instrumentales empíricos. Sin embargo, ambos métodos tienen sus

desventajas, ya que dependen de personas o de la cantidad de masa.

Dentro de la evaluación textural se encuentran los métodos reológicos fundamentales, los

cuales no dependen de personas o la cantidad de masa.

En el Departamento de investigación y Posgrado en Alimentos hemos aplicado tres métodos

reológicos fundamentales para evaluar las propiedades de las masas: Método de Compresión

Uniaxial con Lubricación (MCUL), Método de Retroextrusión (MR) y el método dinámico

(MD): El principio de cada uno de ellos es diferente y han sido útiles para caracterizar el

comportamiento reológico de las masas.

Objetivo Describir tres métodos reológicos fundamentales para caracterizar la masa de maíz y dar a

conocer algunos de los resultados obtenidos.


178

Método de Retroextrusión (MR)

Descripción En este método se involucran dos movimientos físicos que se llevan en un recipiente donde se

encuentra la masa y un pistón dentro del recipiente. El sistema de recipiente pistón es conectado a

un texturómetro. En el primer de ellos se tiene un movimiento hacia abajo del émbolo y el

segundo que consiste del flujo continuo hacia arriba de un espacio concéntrico anular. Con estos

dos movimientos se obtiene una gráfica de esfuerzo deformación, de donde se obtienen los datos

para obtener las propiedades reológicas.

Propiedades reológicas Para obtener las propiedades reológicas de un material (como es la masa de maíz), con la celda

de retroextusión, se sigue el modelo de la ley de la potencia.

τ = m(γ)n.

Donde: τ = esfuerzo de corte; γ = velocidad de corte; m = Índice de consistencia; y n = Índice

de flujo

Para utilizar, la ecuación anterior, se debe obtener el esfuerzo y velocidad de corte en la pared

del pistón.

Resultados Con el método de retroextrusión se caracterizaron masas elaboradas con tres tiempos de

cocimiento de maíz (25, 45 y 64 min) y dos tiempos de reposo (5 y 14 h) [1]. Para los tres

tiempos de cocimiento, las masas tuvieron un valor de n de 0.37 (25 min), 0.30 (45 min) y 0.32

(60 min), habiendo diferencias significativas entre las masas de 25 y 60 min de cocimiento. En

cuanto a los tiempos de reposo, los valores de n fueron 0.36 para las 5 h de reposo y de 0.30 para

las 14 horas, siendo significativa la diferencia.

Conclusiones Con este método, las masas fueron clasificadas como un material pseudoplástico (n<1), y las

mejores tortillas fueron obtenidas con maíz nixtamalizado a 45 min y tiempo de reposo de 14 h.


179

Método de Compresión Uniaxial con Lubricación (MCUL)

Descripción El MCUL describe el flujo lateral que resulta de la compresión uniaxial de un material;

Diferente al flujo de corte, la fuerza motora es perpendicular a la dirección del movimiento del

fluido [2]. El MCUL de materiales alimenticios puede ser llevado a cabo usando platos

lubricados paralelos conectados a un texturómetro. El método consiste en colocar entre los

platos, una muestra del material en forma de disco y el plato superior comprime al material a una

velocidad predeterminada y a una separación determinada entre los platos. Para usar este método

se deben tener las siguientes consideraciones: a) Ausencia del efecto de pared (lubricarlos); b)

Trabajar con fluidos incompresibles; c) Efectos de gravedad despreciables; d) dirección de flujo

radial; y e) Deformación homogénea. Esta técnica genera curvas de fuerza-deformación que son

útiles para determinar las características reológicas de un alimento.

Propiedades reológicas Para evaluar la viscosidad elongacional, considerando que es una geometría cilíndrica, se

sigue el tratamiento usado por [3] y modificado por [4]. La velocidad extensional biaxial se

define como:

εr = ½( εt)

Donde, εt es la velocidad momentánea de deformación; y εr es la velocidad extensional biaxial

La viscosidad elongacional se obtiene de la siguiente ecuación: ηb = (2Fh)/(πR2vz).

Donde: ηb es la viscosidad elongacional; F es la fuerza de compresión momentánea; h es la

altura instantánea del espécimen; R es el radio de los platos; y vz es la velocidad del texturómetro

en la dirección z.

Resultados Se evaluó la viscosidad elongacional en función de la velocidad extensional biaxial en masas

obtenidas a diferentes tiempos de cocimiento y velocidades de cabezal del texturómetro [5].

Todas las masas fueron ajustadas a la misma adhesividad. De las curvas obtenidas de las masas


180

con la misma adhesividad, se elaboraron curvas de viscosidad elongacional vs velocidad

extensional biaxial.

Conclusiones Todas las curvas tuvieron dos regiones. La primera región es un período corto de una región

de flujo transientes; la segunda región parece ser una región Newtoniana, donde la viscosidad

alcanza el valor máximo, el cual ya sea permanece constante o disminuye ligeramente y se

vuelve independiente de la velocidad extensional biaxial.

Método Dinámico (MD)

Descripción En la actualidad, uno de los métodos más frecuentemente utilizados para el estudio de las

propiedades viscoelásticas de las masas es el método Dinámico, adaptado de técnicas utilizadas

en el estudio de los polímeros. En las pruebas dinámicas se obtienen como resultados parámetros

bien definidos que ayudan a lograr una caracterización adecuada de materiales cuyo

comportamiento reológico es complejo [6]. Estas pruebas son capaces de aplicar esfuerzos de

bajas magnitudes a las muestras, así como de operar a bajas deformaciones relativas y

velocidades de deformación relativa. Los datos obtenidos mediante esta prueba se emplean en el

cálculo de los módulos dinámicos de almacenamiento y de pérdida, la energía almacenada

elásticamente y la disipada como calor durante cada ciclo de deformación, relativamente. La

validez de estos cálculos requiere que las muestras tengan un comportamiento viscoelástico lineal

[6]. En las pruebas dinámicas se requiere de un reómetro, y la deformación se lleva a cabo en

forma oscilatoria utilizando una geometría de platos paralelos. Uno de los platos entre los que se

encuentra la muestra se hace oscilar sinusoidalmente con una frecuencia en radianes por

segundo, y una amplitud d, en mm, mientras el otro plato permanece estacionario. Sin

deslizamiento en ninguno de los platos, se crea un gradiente de deformación a lo largo del

espesor h de la muestra.

Propiedades reológicas El método es útil para materiales viscoelásticos; se aplica una deformación sinoidal y como

respuesta se obtiene un esfuerzo también sinoidal. Con la deformación y el esfuerzo oscilatorio se


181

obtienen los siguientes parámetros reológicos: El módulo de almacenamiento que representa la

parte elástica del material y el símbolo es G´; el módulo de pérdida que representa la parte

viscosa; tangente del ángulo, Tan (δ), que es una relación de G´´ y G´. Físicamente es la relación

de la parte viscosa a la parte elástica de un material viscoelástico. Los parámetros reológicos del

método dinámico se obtienen en funcion de la frecuencia (rad/seg).

Resultados Platt-Lucero [7] utilizó el método dinámico para evaluar las propiedades viscoelásticas de

masas obtenidas de harinas nixtamalizadas de maíz obtenidas por extrusión y con diferente

contenido de goma xantana. Los resultados indican que para todas las masas evaluadas, G´, G´´ y

el Tan δ incrementaron con la frecuencia. El valor de Tan δ fue bajo, lo que indica que las masas

fueron más elásticas que viscosas.

Conclusiones La inclusión de la goma xantana en harinas nixtalaizadas y obtenidas por extrusión afectó el

índice de absorción de agua, lo cual afectó las propiedades viscoelásticas de las masas.

Referencias [1] B. A. Silva Espinoza, Tesis de Maestría, Universidad de Sonora, Hermosillo, Son, (1998) , 1-136 [2] O.H., Campanella and M. Peleg, J. Food Sci., (1987) 52:180-184 [3] S.H.., Chatrei, C.W. Makosko, and, H.H., Winter, J. Reol., (1981), 25: 433-443 [4] O.H., Campanella, J.R., Popplewell, J.R., Rosenau, and M. Peleg, J. Food Sci. 52: 1249-1251 [5] B. Ramírez Wong, Tesis de Doctorado, Texas A&M University, College Station TX, USA ((1989), 1-172 [6] J.M. Faubion, and R.C. Hoseney, Dough Rheology and Baked Products (Van Nostrand Reinghold, New York)),

(1990), 46-62 [7] L.C. Platt Lucero, Tesis de Maestría, Universidad de Sonora, Hermosillo, Son, (2006), 1-134


182

OObbtteenncciióónn ddee hhaarriinnaass ddee mmaaíízz nniixxttaammaalliizzaaddoo uussaannddoo ccaalleennttaammiieennttoo

óóhhmmiiccoo

Morales-Sánchez E *1, Gaytán-Martínez M.2, Figueroa-Cárdenas JD.2, Vázquez-Landaverde P.1,

Contreras-Jiménez B.1

1Centro de Investigación en Ciencia Aplicada y Tecnología Avanzada del I.P.N. Querétaro, Qro. México. 2Centro de Investigación y de Estudios Avanzados del I. P. N. Querétaro, Qro. México.

*emoraless @ipn.mx

Introducción En México las harinas instantáneas han adquirido popularidad entre la población urbana

debido a que eliminan las labores intensivas y tediosas del proceso tradicional, además se pueden

almacenar durante un cierto período de tiempo. El problema asociado a los altos niveles de

efluentes de nejayote que produce el proceso de nixtamalización y que contaminan a las ciudades,

generó una tendencia hacia la modernización industrial de esa tecnología que se fundó en

consideraciones ambientales. En los últimos años el calentamiento óhmico ha sido utilizado en

diferentes campos de los alimentos (Leizerson, S. y Shimoni, E. 2005, Rahman, M.S. 2003,

Sastry, S.K. y Barach, J. 2001). El calentamiento óhmico se produce cuando una corriente

eléctrica pasa a través de un alimento generando calor (efecto Joule). Las principales ventajas de

calentamiento óhmico son la rapidez y la homogeneidad en el calentamiento del producto.

Además es un proceso fácil de controlar mediante la regulación del voltaje aplicado. El

parámetro más importante a tener en cuenta en el calentamiento ohmico es la conductividad

eléctrica del alimento, por lo que el calentamiento va a depender de la composición del producto.

En general, los alimentos son buenos conductores, debido a que parte importante de su

composición son agua y electrolitos. Debido a estas ventajas que presenta el calentamiento

óhmico, el objetivo del presente trabajo fue evaluar el uso de este en la obtención de harinas

instantáneas de maíz.


183


Obtención de harinas por Calentamiento óhmico Se utilizó una fuente de electricidad AC de voltaje (90 – 110 V). El maíz dentado maicena fue

molido en un molino Pulvex model 200 (0.5 y 0.8 mm). El maíz molido se mezcló con el

hidróxido de calcio (0 - 0.4% p/p). Después se adiciono el agua (50 y 70% p/p) y se mezclaron en

una batidora hasta tener una mezcla homogénea. Esta fue colocada en una celda de nylamine y

se sometió a cocimiento en el equipo de cocimiento óhmico hasta alcanzar una temperatura final

(90 o 110ºC). Una vez obtenida la muestra se deshidrataron en una estufa de circulación de aire a

40ºC por 24 hrs, posteriormente esta se molió en un molino Moulinex. Se realizó una replica del

experimento.

Elaboración de la tortilla Capacidad de absorción de agua (CAA), Perdida de peso (PP), Rendimiento de masa (RM) y

tortilla (RT) y la Evaluación de la textura de la tortilla se realizaron de acuerdo a lo reportado por

Mauricio y col., 2004.

Viscosidad La viscosidad se determinó con un equipo Rapid Visco Analyser 3C (Newport cientific PTY

LTD, Sidney Australia).

Análisis estadístico A los resultados se le practicó un ANOVA y Tukey en el programa Minitab 14.

Resultados El calentamiento óhmico es afectado por el tamaño de partícula, pH, humedad y concentración

de iones.

Un aspecto que determina la calidad en una harina de maíz nixtamalizado es la viscosidad, la

cual está relacionada con el troquelado de la masa, así como la retrogradación; esta afecta la

suavidad, dureza o sequedad de la tortilla. Las variables que influyeron de manera significativa

(α= 0.05) sobre la temperatura de formación de pasta de las harinas fueron la malla, el voltaje, la


184

temperatura y las interacciones secundarias entre malla - temperatura, malla - cal, temperatura -

cal, voltaje - cal.

Según lo reportado por Flores- Farías (2000), indica que la viscosidad para harinas

nixtamalizadas es de 216 RVU. Durante la nixtamalización, ocurre una gelatinización parcial de

los gránulos de almidón lo que ocasiona el rompimiento de los gránulos y la liberación de las

cadenas de almidón (amilosa y amilopectina). Las cadenas así liberadas son expuestas a la acción

del medio alcalino, lo que provoca una hidrólisis cuyo nivel depende de qué tan severo sea el

tratamiento en cuanto a la temperatura, tiempo de exposición al calor y concentración de cal.

(Robles, 1986; Gómez, 1990). La retrogradación será un indicativo de que tan severas están

siendo las condiciones de proceso sobre las harinas obtenidas por calentamiento ohmico, las

variables que influyeron en este parámetro fueron la humedad y la temperatura así como la

interacción entre estas lo cual corresponde a lo reportado por Shyam – S. 2003, donde menciona

que el agua es un factor que afecta la estructura de los alimentos y que la temperatura es un factor

de proceso que está íntimamente relacionado con la humedad. Además, la conductividad eléctrica

de los alimentos está en función de la composición química así como del contenido de humedad.

Los resultados mostraron CAA entre 0.95 hasta 1.40 litros de agua por Kg de harina. Los

factores que afectaron este parámetro fueron el voltaje y temperatura.

En las masas, se requiere un rango de adhesividad para que el material se pueda troquelar. Un

material con baja adhesividad no presenta consistencia para formar la tortilla, y por el contrario

una masa demasiado adhesiva no permite formar la tortilla. Las variables que influyeron sobre

este parámetro fueron la humedad y la interacción humedad – temperatura.

El índice de CAA está directamente relacionado con el RM, los cuales son parámetros

importantes especialmente para la Industria de la Masa y la Tortilla, ya que se requieren harinas

con elevada CAA. Los factores que afectaron estos parámetros, fueron la temperatura y para el

caso de la humedad de la masa la interacción entre la humedad y la cal, lo cual se explica por el

hecho de que la cal actúa como un enlace para formar una red y así retener el agua.


185

La calidad de la tortilla es muy importante en nuestra sociedad, el consumidor exige que el

producto que compra tenga la calidad deseada. Los principales atributos de calidad van a ser la

textura y las propiedades organolépticas. De acuerdo a los resultados obtenidos, el parámetro que

influyó de manera significativa en la calidad de la tortilla fue el voltaje, en tanto que la

temperatura afecto el rendimiento de tortilla, estos a que se requiere un óptimo de gelatinazación

del maíz para obtener tortillas de buena calidad. Un factor de suma importancia que determina la

calidad reológica y textura de este producto es la humedad de la tortilla, al cual además del

voltaje y la temperatura, le afecto de manera significativa la cal y la humedad, debido a estas

interacciones y el efecto de la cal se tiene una mayor retención de agua en la tortilla.

La tortilla debe tener suficiente humedad para recalentarse y mantenerse flexible ya que

tortillas con baja humedad se hacen rígidas, por lo que va a ser de suma importancia tener un

control de los cambios que afectan estas propiedades organolépticas (Serna S. S., 1987). El

contenido óptimo de humedad en la tortilla reportada es de 45-55% (Almeida, 1996). La fuerza

máxima de tensión para las tortillas obtenidas por el método de calentamiento óhmico

presentaron valores 42 - 575 g –F, lo cual corresponde a lo reportado en la literatura (Arámbula

2004, Flores-Farías et al.2000), la tensión y el corte de la tortilla se vio afectada por el voltaje

aplicado durante el proceso.

Conclusiones Los parámetros que se vieron mas afectados por el proceso fueron la viscosidad de las harinas

y la humedad de la tortilla. El método de calentamiento ohmico presenta gran potencial para ser

usado para obtener harinas de maíz nixtamalizado, presentando la ventaja como son: se usa la

cantidad apropiada de agua, por lo que no produce efluentes contamínate y se puede tener control

del proceso.


186

Tabla 1. Estimación del efecto de las variables independientes (p value) sobre las variables respuestas de harinas, masa y tortillas de maíz

obtenidas por el proceso de calentamiento óhmico.

Factor TP VM Retro CAA RM Cohesión Adhesión Humedad RT PP Corte Tensión Humedad Tamaño de partícula 0.004* 0.504 0.055 0.293 0.293 0.256 0.032* 0.281 0.139 0.206 0.597 0.403 0.633

Humedad 0.004* 0.000* 0.000* 0.107 0.107 0.033* 0.108 0.112 0.139 0.824 0.481 0.546 0.004* Voltaje 0.454 0.272 0.166 0.008* 0.008* 0.557 0.028* 0.444 0.025* 0.612 0.015* 0.014* 0.003*

Temperatura 0.013* 0.000* 0.000* 0.000* 0.000* 0.140 0.842 0.000* 0.009* 0.000* 0.144 0.139 0.000* Cal 0.474 0.024* 0.471 0.151 0.151 0.496 0.943 0.825 0.061 0.071 0.960 0.884 0.006*

TPM*H 0.321 0.158 0.088 0.545 0.545 0.244 0.342 0.731 0.838 0.585 0.129 0.119 0.858 TPM*V 0.334 0.128 0.139 0.999 0.999 0.344 0.829 0.117 0.525 0.565 0.269 0.228 0.381 TPM*T 0.012* 0.676 0.503 0.379 0.379 0.634 0.132 0.905 0.421 0.318 0.683 0.717 0.241 TPM*C 0.040* 0.463 0.512 0.529 0.529 0.888 0.464 0.314 0.175 0.447 0.857 0.822 0.993

H*V 0.351 0.230 0.077 0.794 0.794 0.774 0.915 0.501 0.813 0.817 0.261 0.427 0.202 H*T 0.161 0.710 0.020* 0.086 0.086 0.020* 0.666 0.636 0.639 0.140 0.131 0.188 0.016* H*C 0.525 0.671 0.663 0.663 0.663 0.960 0.098 0.010* 0.692 0.417 0.227 0.124 0.700 V*T 0.681 0.289 0.070 0.443 0.443 0.566 0.100 0.726 0.519 0.648 0.078 0.071 0.227 V*C 0.020* 0.421 0.708 0.832 0.832 0.350 0.444 0.662 0.986 0.985 0.168 0.221 0.313 T*C 0.001* 0.720 0.494 0.889 0.889 0.603 0.641 0.091 0.684 0.646 0.527 0.505 0.598 R-Sq 64.24 72.15 74.71 53.53 53.53 30.78 38.54 59.19 40.87 41.87 35.63 37.12 56.87

Media 68.09 1021 879.78 1.18 2.18 34.83 222.70 56.91 1.62 25.77 1878 304.34 42.58 Desviación Estándar 3.48 492.65 562.00 0.162 0.162 9.55 98.95 2.5 0.126 2.78 2861 504.54 2.49

*Significativo a un nivel de p=0.05 (p<0.05).


187

Referencias [1] Leizerson, S. y Shimoni, E. (2005). Stability and sensory shelf life of orange juice pasteurized by continuous

ohmic heating. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 53, 4012-4018. [2] Rahman, M.S. (2003). Alimentos conservados con electricidad: calentamiento óhmico. Manual de conservación

de los alimentos, pp. 557-568, Editorial Acribia S.A. Zaragoza, España. [3] Sastry, S.K. y Barach, J. (2001). Ohmic and Inductive heating. Journal of Food Science, Special Supplement:

Kinetics of microbial inactivation for alternative food processing technologies, 42-46. [4] Mauricio-Sánchez, R. A., Figueroa-Cárdenas, J. D., Taba, S., Reyes-Vega, M. L., Rincón-Sánchez, F., and

Mendoza-Galván, A. 2004. Caracter-ización de accesiones de maíz por calidad de grano y tortilla. Rev. Fitotec. Mex. 27:213-222.

[5] Flores-Farías R, M.-B.F., Salinas-Moreno Y, Kil-Chang Y, González-Hernández J & Rios E., 2000.Physicochemical and rheological characteristics of commercial nixtamalised mexican maize flours for tortilla. J Sci Food Agric., 80: p. 657-664.

[6] Robles, d.l.T.R., 1986, Cambios fisicoquímicos del almidón durante la nixtamalización del maíz., in ENCB-IPN. Instituto Politecnico Nacional: México.

[7] Gómez, M.H., Waniska, D.R., and Rooney, W.L. 1990. Effects of nixtamalization on grinding conditions on starch in masa. Starch/Staerke (Submmitted).

[8] Shyam S. Sablani, M Shafiur Rahman. 2003. Using neutral Networks to predict termal conductivity of food as a funtion of moisture content, termperature and apparent porosity. Food Reserch Iternational. 36. 617-623.

[9] Serna S. S., G., M. H. and Rooney, L.W., 1987. Technology, chemistry and nutritional value of alkaline-cooked corn products. Advances in Cereal Science and Technology., 10: 243-307.

[10] Almeida, D.H., y Rooney, W.L. 1996. Avances en la manofactura y calidad de productos de maíz nixtamalizado. Industria Alimentaría. 4 - 13.

[11] Arámbula-Villa, G., Méndez-Albores, J. Abraham, González-Hernández, Jesús. 2004. Evaluación de una metodología para determinar características de textura de tortilla de maíz (Zea mays L.) . ALAN. 54(2): 216-222


188

OOppttiimmiizzaacciióónn eenn llaa eellaabboorraacciióónn ddee ttoorrttiillllaa ddee hhaarriinnaa ddee mmaaíízz ccoonn

aaddiicciióónn ddee ggoommaa xxaannttaannaa ppoorr eell pprroocceessoo ddee eexxttrruussiióónn:: EEffeeccttoo eenn llaass

ccaarraacctteerrííssttiiccaass vviissccooeelláássttiiccaass yy tteexxttuurraalleess ddee llaa mmaassaa yy ttoorrttiillllaa

Platt-Lucero, L.C.,1,3,* Ramírez-Wong, B.,2 Torres-Chávez, P.I.,2 Gutiérrez-Dorado, R.,4

Morales-Rosas, I.,2 y López-Cervantes, J.3

1 Departamento de Ingeniería Química y Metalurgia de la Universidad de Sonora. Hermosillo, Sonora, México. 2 Departamento de Investigación y Posgrado en Alimentos. Universidad de Sonora. Hermosillo, Sonora, México.

3 Departamento de Biotecnología y Ciencias Alimentarías. I.T.S. Cd.Obregón, Sonora, México. 4 Facultad de Ciencias Químico Biológicas de Universidad Autónoma de Sinaloa. Culiacán, Sinaloa, México.

*[email protected]

Introducción Para mejorar y preservar la calidad de tortillas, a partir de harina de maíz nixtamalizada, han

sido estudiadas nuevas alternativas. Dentro de éstas se encuentra el uso de algunos aditivos como

los hidrocoloides. Román-Brito et al. [9], prepararon harina de maíz comercial con goma xantana

para la elaboración de tortillas. Arámbula et al. [3], elaboraron tortillas a partir de harina de maíz

extrudida con adición de: CMC, goma arábiga, goma guar y xantana al 0.5%. Por otro lado,

características viscoelásticas, tales como el módulo de almacenamiento (G’); módulo de pérdida

(G’’); y tangente del ángulo de fase (Tan δ) han sido medidas en dispersiones en masas de maíz

nixtamalizada deshidratada con hidrocoloides [1] y de harina comercial a diferentes humedades

[4]. Actualmente, no se ha estudiado el efecto de hidrocoloides para producir tortillas a partir de

harina de maíz extrudida con textura blanda durante su almacenamiento, así como el de sus

propiedades viscoelásticas de sus masas.

Objetivo Determinar las condiciones óptimas del proceso de extrusión en la producción de harina de

maíz nixtamalizada con adición de goma xantana, así como su efecto en su calidad y

características viscoelásticas de la masa y textura de la tortilla durante su almacenamiento.


189

Materiales y métodos Se utilizó maíz blanco comercial. Además, con el fin de comparar las harinas extrudidas, se

empleó harina nixtamalizada comercial (Maseca), así como masa de nixtamal de una tortillería

comercial de Hermosillo, Sonora. El maíz molido se mezcló con cal al 0.3 % (p/p), goma xantana

(GX, 0.3-0.7% del peso de maíz), y agua hasta alcanzar un contenido de humedad (H) del 25-

35% del peso de maíz. El proceso de extrusión se realizó en un extrusor de un solo tornillo a una

temperatura (T) de 110-130°C. Los extrudidos fueron secados a 60°C y molidos para obtener la

harina de maíz nixtamalizada por extrusión (HMNE). A las harinas extrudidas y comercial se les

realizaron las siguientes determinaciones: índice de absorción de agua (IAA) [2]; y capacidad de

absorción de agua subjetiva (CAAS) [6]. Para las pruebas de barrido dinámico oscilatorio se

utilizó un reómetro o espectrómetro mecánico dinámico. El barrido de frecuencia se realizó desde

0.1 hasta 100 rad/s. Los parámetros viscoelásticos que se obtuvieron fueron G’, G’’ y Tan δ en

función de la frecuencia.

Para la elaboración de tortillas, se mezclaron 2 kg de harina y agua destilada de acuerdo al

CAAS por cada muestra extrudida, así como para la harina comercial. Las masas obtenidas y la

de nixtamal se trasladaron a una tortillería comercial. Las tortillas horneadas fueron enfriadas con

aire ambiental y empacadas en bolsas de polietileno y selladas con calor. A las tortillas frescas se

le determinaron las siguientes características físicas: peso, diámetro y espesor. Así como, la

evaluación de la prueba de firmeza [8], como fuerza máxima al corte (FM) y rollabilidad [10],

como su flexibilidad, medidas a las 2, 24, y 48 h después de su horneado.

Se utilizó la Metodología de Superficie de Respuesta (MSR) para la optimización del proceso

y las variables fueron: temperatura del extrusor (T), humedad de acondicionamiento del maíz

molido (H) y concentración de goma xantana (GX). Se utilizó un diseño de composición central

rotable, con tres factores y 5 niveles [7]. Para observar las diferencias entre tratamientos

específicos, se utilizó la prueba de Tukey a un nivel de significancia de 0.05 (p<0.05). Se aplicó

el método convencional gráfico (maximizando IAA, Tan δ; Minimizando G’, G’’ y FM) con la

ayuda del software Design Expert versión 6.0.7.


190

Resultados y discusión

Evaluación de las Harinas El IAA a altas concentraciones (0.84%) de goma xantana, presentó el valor máximo entre los

tratamientos (3.6 g de gel/g de materia seca), indicando así la capacidad de la goma para formar

geles. Esto podría ser debido a la alta afinidad de los hidrocoloides al agua, los cuales presentan

una estructura ramificada. No se presentó diferencia (p<0.05) en el IAA entre la mayor parte de

los tratamientos y la harina comercial. La CAAS de la harina comercial (129.3 ml agua/100 g de

harina) fue mayor significativamente (p≤0.05) que las HMNE, las cuales presentaron un rango

de 74.8 - 89 ml agua/100 g harina. Arámbula et al. [3] reporta que con harinas extrudidas y con la

goma xantana se obtuvo una mayor CAAS (88.5 ml/100g), valor similar a los arrojados en esta

investigación. Cabe mencionar que debido a la distribución de tamaño de partícula de la harina

comercial afectó de una manera considerable en su rendimiento como absorción de agua en

relación a las harinas extrudidas.

Evaluación Viscoelástica de las Masas Se observó que G’, G’’ y la Tan δ incrementaron con la frecuencia y que parte del espectro

(0.1-10 rad/s) es la más susceptible a cambios estructurales [4], por lo que se seleccionaron los

valores de los parámetros viscoelásticos a 10 rad/s para la optimización del proceso. Cabe

mencionar que varios tratamientos de HMNE presentaron valores de G’, G’’ y Tan δ similares a

las dos masas comerciales (Maseca y de nixtamal). Los valores de G’ fueron más altos que los de

G’’, indicando que el comportamiento elástico predominó en las muestras. Tendencias similares

fueron obtenidas por otros autores [1, 4]. Los valores de G’ y G’’ para la masa Maseca

presentaron diferencia significativa (p<0.05) con las de HMNE y de nixtamal. Sin embargo, los

valores de Tan δ en algunos tratamientos con HMNE no presentaron diferencia significativa

(p<0.05) con la masa Maseca.

Evaluación de las tortillas Los valores promedio de las características físicas de las tortillas a partir de HMNE a las dos

horas fueron similares a las tortillas comerciales. A las 2 h de almacenamiento el valor mínimo en

la FM (41.2 kPa) de las tortillas con HMNE, que es donde se presenta la menor dureza, no


191

mostró una diferencia (p<0.05) con las tortillas elaboradas con masa de nixtamal (40.6 kPa). El

valor de la FM en tortillas con Maseca (20 kPa) presentó una diferencia significativa (p<0.05)

con las tortillas de HMNE y con las elaboradas con masa de nixtamal. Las tortillas durante su

almacenamiento presentaron un incremento en la fuerza de rompimiento, mostrándose que a las

24 h fue del 71.6 % y a las 48 h del 88.8 %; así como una disminución en su flexibilidad, por la

muy rápida asociación (retrogradación) de la amilosa y la rápida asociación de la amilosa y

amilopectina en el almidón [5].

Optimización del proceso de extrusión Para la producción óptima de harina de maíz extrudida con un extrusor de tornillo simple se

derivó de las regiones des mejores combinaciones de las variables proceso. Éstas fueron:

T=116.67°C / H= 29.13% (p/p) / GX = 0.65% (p/p).

Conclusiones Las características viscoelásticas y texturales fueron afectados por la adición de goma

xantana, ya que al aumentar la concentración de la misma mejoraron los parámetros evaluados,

debido a sus características propias. Las tortillas elaboradas con HMNE, Maseca y masa de

nixtamal fueron menos flexibles después de 24 h de almacenamiento, debido a la retrogradación

del almidón presentada. La goma xantana mostró ser una alternativa para la producción de

tortillas a partir de HMNE en un extrusor de tornillo simple con la combinación óptima de las

condiciones: T=116.67°C / H= 29.13% (p/p) / GX= 0.65% (p/p) con características de firmeza y

flexibilidad similares a las tortillas comerciales elaboradas con el proceso tradicional de

nixtamalización.

Referencias [1] Aguirre-Cruz, A., Méndez-Montealvo, G., Solorza-Feria, J., and Bello-Pérez, L.A., Carbohydrate Polymers, 62

(2005) 222-231. [2] Anderson, R.A., Conway, H.F., Pteifer, V.F. and Griffin E.L. Jr., Cereal Sci Today, 14 (1969) 1-12. [3] Arámbula, V.G., Mauricio, S.R.A, Figueroa, C.J.D., Gonzalez -Hernandez, J., and Ordorica, F.C.A., J. Food

Sci., 6 (1999)120-124. [4] Brouillet-Fourmann, S., Carrot, C., and Mignard, N., Rheol. Acta, 42 (2003) 110-117. [5] Fernandez, D. A., Waniska, R. D., and Rooney, L. W., Starch/stärke, 51(1999):136-140. [6] Flores-Farías, R., Martínez-Bustos, F., Salinas-moreno, Y., and Ríos, E., Agrociencia, 36 (2002) 557-567. [7] Montgomery, D. C., Design and Analysis of Experiments. 3ra Ed., (1991) 278. [8]Ramirez-Wong, Walker, C.E., Ledesma-Osuna, A. I, Torres, P.I., Medina-Rodríguez,C.L, López Ahumada, G.A.,

Salazar-Garcia, M.G., Ortega-Ramirez, R., Johnson, A.M. and Flores, R.A., Cereal Chem. 84(2007) 207–213.


192

[9] Román-Brito, J.A., Agama-Acevedo, E., Méndez-Montealvo, G., and Bello-Pérez, L.A., Cereal Chem. 84(2007) 502-505.

[10] Waniska, R.D., M.S. Thesis. Texas A&M University, College Station, TX., 1976.


193

CCaalliiddaadd ddee ggrraannoo,, nniixxttaammaall yy ttoorrttiillllaa ddee hhííbbrriiddooss ddee mmaaíízz ppaarraa vvaalllleess

aallttooss cceennttrraalleess ddee mmééxxiiccoo

Rosalba Zepeda Bautista1,2 *, Aquiles Carballo Carballo1 y Claudia Hernández Aguilar2

1Colegio de Postgraduados. Texcoco, Edo. de México. 2 Instituto Politécnico Nacional, Sepi-Esime, Zacatenco, Unidad Profesional “Adolfo López Mateo” México.

*[email protected] , [email protected]

Introducción En México, la tortilla se consume todos los días. En 2005, de las 18 millones de toneladas

totales de maíz producidas en México, 12.5 millones se destinaron a la alimentación humana; en

este el consumo por persona fue de 121.1 kg, principalmente en forma de tortilla, los cuales

satisfacen respectivamente 37% de la proteína y 46% de la energía requerida [1]. Particularmente

en los Valles Altos Centrales de México (estados de México, Tlaxcala, Puebla, Hidalgo y Distrito

Federal), existe un consumo potencial de tortilla, ya sea a partir de masa fresca o harina de maíz

nixtamalizado, del orden de 3.2 millones de toneladas anuales al considerar una población

superior a los 26.7 millones de habitantes con edad igual o mayor a los ocho años [2]; para

satisfacer la demanda se requieren 2.16 millones de toneladas anuales de materia prima para la

industria molinera y harina de maíz nixtamalizado, así como para hacer tortillas tradicionalmente.

El requerimiento de grano de maíz para hacer tortilla es abastecido con variedades mejoradas

(híbridos y variedades de polinización libre) y, en menor proporción con variedades criollas,

tanto locales como del interior de la República, que se complementa con grano de importación;

que mayormente no cumple los requisitos de calidad exigidos por la industria molinera y de

harina de maíz nixtamalizado [3].

Objetivo Como parte de un programa de mejoramietnto genético dirigido a la obtención de híbridos de

maíz con calidad de grano para hacer tortillas, se evaluó la calidad del grano, nixtamal y tortilla

de híbridos de maíz adaptados para los Valles Altos Centrales de México.


194

Metodología En el Laboratorio de Maíz del Instituto Nacional de Investigación Forestales, Agrícolas y

Pecuarias (INIFAP), Chapingo, México; se analizaron 16 muestras de grano provenientes de

ocho híbridos de cruza simple de maíz, adaptados a la región de Valles Altos Centrales de

México, cultivados en el Campus Montecillo del Colegio de Postgraduados, Montecillo,

Texcoco, Estado de México, durante los ciclos agrícolas primavera-verano 2004 y 2005. Se uso

un diseño de bloques completos al azar, con dos repeticiones. La muestra para los análisis de

laboratorio fue de 500 g. Se evaluó el rendimiento de grano (REN) al 15% de humedad, y como

lo señalan [4] se analizaron: 1) Peso hectolitrico (PH), 2) índice de flotación (IF), 3) Color de

grano (CG), 4) Germen (GE), 5) Humedad de tortilla (HT), 6) Pericarpio retenido (PR), 7)

Rendimiento de masa (RM) y tortilla fría (RTF), y 8) color de tortilla (CT). Asimismo, se midió

el porcentaje de almidón harinoso (AH) y corneo (AC) y el color de la harina.

Resultados

Maíces para hacer tortillas de calidad Los híbridos MT-1415, MT-131 y MT-2223 son excelentes para hacer tortillas, a partir de

masa fresca, cumplen los parámetros de calidad exigidos por la industria molinera-tortillera.

Tienen un grano semicristalino, pesado (peso hectolitrico mayor a 74 kg hL-1 e índice de

flotación entre 15 y 55%) y se obtiene una tortilla muy blanca con aroma y sabor delicioso.

Además, el grano de los híbridos MT-1415, MT-131 y MT-2223 absorbe agua hasta tener un

contenido de humedad de nixtamal y tortilla mayor a 42% y perdida menor a 5% en residuos

sólidos en el nejayote. El híbrido MT-2223, después de la nixtamalizacion, retiene 46% del

pericarpio del grano, incrementa el contenido de fibra que redunda en la mejora de la salud

humana. Asimismo, de un kg de grano de maíz se obtiene entre 1.9 y 2.3 kg de masa y, entre 1.4

y 1.7 kg de tortilla fría (Cuadro 1).

Cuadro 1. Híbridos de maíz con calidad de grano para hacer tortilla.

HÍBRIDO REN (t ha-1)

PH (kg hL-1)

IF (%)

CG (%R)

GE (%)

PR (%)

HT (%)

RM

RTF

CT (% R)

MT-1415 16.6 77 49 69 11 43 44 1.9 1.4 87 MT-131 10.5 75 36 59 10 50 46 2.2 1.7 79


195

MT-2223 8.5 75 57 57 11 46 46 2.3 1.8 87 NMX

> 74 15-55, ≤40 >70 ≤ 13

≥40, ≤26 42-45 1.5 >70

REN=Rendimiento de grano; PH=Peso hectolítrico; IF=índice de flotación; GE=Porcentaje de

germen; PR=Porcentaje de pericarpio retenido; HT=Humedad de tortilla; RM=Rendimiento de

masa; RTF=Rendimiento de tortilla fría; CG y CT=Color de grano y tortilla (porcentaje de

reflectancia, %R), NMX= Norma Mexicana para Maíz Nixtamalizado.

Maíces para elaborar harina de maíz nixtamalizado. Los híbridos MT-810, MT-1420 y MT-421 tienen grano semicristalino con índice de flotación

respectivamente 6, 21 y 14% y color blanco (de 51, 58 y 59% de reflectanica) (Cuadro 2), poseen

la calidad de grano para elaborar harina de maíz nixtamalizado porque tienen el color de harina

cruda superior a 77% mínimo requerido por la industria MASECA®; así como los porcentajes de

almidón córneo máximo 48% y almidón harinoso mínimo 30% (Cuadro 3) exigidos (Salinas y

Vázquez, 2003). También reúnen la calidad de grano para hacer tortillas, a partir de masa fresca,

tienen índices de rendimiento de grano: masa entre 1.9 y 2.0, y de grano: tortilla fría entre 1.4 y

1.5, lo cual proporcionará un mayor beneficio económico para el molinero.

REN=Rendimiento de grano; PH=Peso hectolítrico; IF=índice de flotación; GE=Porcentaje de

germen; PR=Porcentaje de pericarpio retenido; HT=Humedad de tortilla; RM=Rendimiento de

masa; RTF=Rendimiento de tortilla fría; CG y CT=Color de grano y tortilla (porcentaje de

reflectancia, %R), NMX= Norma Mexicana para Maíz Nixtamalizado.

Cuadro 2. Híbridos de maíz con grano de calidad para la industria de la tortilla.

HÍBRIDO REN (t ha-1)

PH (kg hL-1)

IF (%)

CG (%R)

GE (%)

PR (%)

HT (%)

RM

RTF

CT (% R)

HS-2 10.0 76 37 58 11 40 46 1.8 1.4 85

PROMESA 8.0 79 12 58 11 32 45 2.1 1.6 85

MT-810 13.6 79 6 51 10 29 46 2.0 1.5 87

MT-1420 15.7 79 21 58 10 32 45 1.9 1.5 85

MT-421 10.2 82 14 59 11 23 36 1.9 1.4 83 NMX

> 74 15-55, ≤40 >70 ≤ 13 ≥40, ≤26 42-45 1.5 >70


196

Cuadro 3. Híbridos de maíz con calidad de grano para elaborar harina de maíz nixtamalizado.

Híbrido Color harina (%) AH (%) AC (%)

MT-810 82 28.7 53.8

MT-1420 84 34.8 49.0

MT-421 81 28.1 51.8 AH=Almidón harinoso; AC=Almidón córneo.

Conclusiones Con base en los parámetros de calidad definidos en la Norma Mexicana de Maíz

Nixtamalizado, los híbridos de maíz adaptados para los Valles Altos Centrales de México MT-

810, MT-1420, MT-131, MT-2223 y MT-1415 reúnen los requisitos de la industria molinera, y

MT810, MT-1420 y MT-421 cumplen los rangos de la industria de harina de maíz nixtamalizado.

Referencias [1] FAO (Food and Agriculture Organization of the United Nations), FAOSTAT (FAO Statistical Databases)

Agriculture, Fisheries, Forestry, Nutrition. Rome, Italy, (2007). [2] Instituto Nacional de Estadística Geografía e Informática (INEGI). Estadística. http://www.inegi.gob.mx/inegi/.

(2007). [3] Salinas, M. y G. Vázquez C. Calidad de maíz para las industrias molinero-tortillera y de harinas nixtamalizadas.

In: 60 Años de Investigación al Servicio de México 1943-2003-Campo Experimental Valle de México. Memoria Técnica No. 6. G Díaz L T, E Espitia R, J V Magallanes G (eds). Chapingo, México. (2003), 95 p.

[4] Salinas M., Y. y Vázquez C., G. Metodologías de análisis de calidad nixtamalera-tortillera en maíz. Centro de Investigación Regional del Centro, Campo Experimental Valle de México, Laboratorio de maíz. Texcoco, Estado de México, México. (2003), 91 p. (Folleto Técnico No. 23).


197

EEffeeccttoo ddee llaa hhuummeeddaadd yy llaa tteemmppeerraattuurraa ddee eexxttrruussiióónn eenn bboottaannaass

eexxppaannddiiddaass aa ppaarrttiirr ddee hhaarriinnaass ffrriijjooll//nniixxttaammaall

Atienzo-Lazos M1., Delgado-Licon E1., Ochoa-Martínez A1., Gallegos-Infante J. A1., Martínez-

Bustos F2., Ramírez-Wong B3.

1Instituto Tecnológico de Durango, Posgrado de Bioquímica y Biotecnología.. Durango, Dgo. 2Centro de Estudios Avanzados, Unidad Querétaro. Querétaro, Qro.

3Universidad de Sonora, DIPA, Hermosillo, Son.

Introducción En la actualidad, las botanas son un alimento ampliamente aceptado en México así como en la

gran mayoría de los países. La botana que mayor aceptación ha tenido en su consumo es la

elaborada a base de maíz nixtamalizado, por el sabor característico que el hidróxido de calcio le

proporciona al producto. Sin embargo, en los últimos años se han realizado investigaciones sobre

la posibilidad de llevar al mercado botanas elaboradas a base de frijol, que por sus características,

proporciona al alimento proteínas, elevando con ello la calidad nutricional del producto. La

extrusión es un proceso tecnológico utilizado para la elaboración y modificación de la calidad

nutritiva en varios productos (Onwulata, 2001; Frame, 1994). Esta tecnología se puede considerar

como un tratamiento a temperaturas altas y tiempos cortos (HTST) en la producción de alimentos

tipo botana (Rokey, 1994), en la que los materiales crudos son sometidos a intensos cortes

mecánicos, modificando la estructura interna de sus componentes a través de cambios físico-

químico como la gelatinización y dextrinización del almidón; desnaturalización y realineación de

las proteínas (Harper, 1981). Al final del proceso, el material viscoelástico formado, es forzado a

través de un dado para su salida, presentando un cambio radical de presión que causa una

evaporación de agua, y por consecuencia un expandido y una estructura porosa en el producto

(Moraru and Kokini, 2003). Algunos de los factores que afectan la expansión por extrusión son:

tipo del extrusor, velocidad y configuración del tornillo, contenido de humedad, tiempo de

residencia, presión, perfil de las temperaturas en el barril y velocidad de alimentación (Meuser


198

and Van Lengerich, 1992). La influencia de las condiciones del procesamiento sobre la calidad

del producto a base de mezclas de maíz y leguminosas tienen que ser ampliamente estudiadas

(Ahmed, 1999; Yu and Augustine, 2002).

Objetivo El objetivo de este análisis fue determinar la influencia de la humedad y la temperatura

durante el proceso de extrusión sobre la expansión, densidad aparente índice de solubilidad y

absorción de agua en mezclas extrudidas de frijol/Nixtamal.

Materiales y métodos Se utilizó frijol (Phaseolus vulgaris) de la variedad Bayo Victoria, adquirido a través del

INIFAP Durango, cosechado en el mes de Marzo de 2006 en los Mochis, Sinaloa y maíz blanco

(Zea maiz) de temporal, de la variedad CAFIME, cosechado en Octubre-Noviembre de 2005, por

la Sociedad de Producción Rural, ubicada en la comunidad de Potrero del Llano, Municipio de

Indé, Durango.

Los granos de frijol (Phaseolus vulgaris) fueron sometidos a una molienda integral en molino

de una fase tipo 3600, marca Perten Instruments AB, con 1680 rpm, con la finalidad de obtener

una harina fina de malla 40 (0.420 mm). El maíz (Zea maiz) fue nixtamalizado de acuerdo al

método utilizado por Trejo et al. (1982); Fernández et al. (2002) y Arámbula et al. (2001). Se

sometió a una molienda en un molino de dos piedras (Villamex, Guadalajara, Jalisco) y la masa

obtenida fue secada por un tiempo de 5 horas a una temperatura de 45ºC, en una estufa marca

Ética, equipamientos científicos S.A., con la finalidad de obtener harinas en una malla 40 (0.420

mm). Se prepararon mezclas de harinas compuestas de frijol-maíz nixtamalizado en la proporción

de 60/40, respectivamente. El proceso de extrusión se realizó en un extrusor de monotornillo

(Marca Brabender Instruments; Modelo E 19/25 D, Inc NJ E.U.A), del Departamento de

Investigación de Posgrado en Alimentos (DIPA) de la Universidad de Hermosillo, Sonora; con

tornillo de relación de comprensión de 3:1, un diámetro de 19 mm, una relación longitud-

diámetro de 20:1 y un dado de salida de 3.0 mm. La velocidad de tornillo fue de 150 rpm, con un

perfil de temperaturas de 80, 100 y 120ºC en las tres primeras zonas del barril respectivamente y

en la zona del portadado se varió en un rango de 150-190ºC. La humedad de las harinas se


199

manejó en un rango de 14-18%, variando según el diseño experimental. Las harinas preparadas

fueron alimentadas al extrusor a un flujo constante de 100 g/min.

Índice de expansión Se determinó seleccionando cortes del producto extrudido a una longitud de 5 cm

aproximadamente y posteriormente se dividió el diámetro promedio del producto extrudido entre

el diámetro interior del dado de salida del extrusor, utilizando un Vernier digital de acuerdo a lo

descrito por Ahmed (1999). Se llevaron a cabo 10 mediciones por tratamiento.

Densidad aparente Para determinar la densidad aparente del producto extrudido, se pesaron piezas de 5 cm

aproximadamente, con una humedad de 8.5 ± 0.5% b.s. La densidad aparente (kg/m3) se calculó

dividiendo el peso de la pieza entre el volumen aparente de acuerdo a Gujska and Khan, (1990),

en base a la siguiente ecuación:

V= Pm(π. d2. l)/4

donde Pm representa el peso de la pieza, d el diámetro promedio del producto extrudido y l la

longitud del producto. Se realizaron 10 mediciones por tratamiento.

Índice de absorción (IAA) y solubilidad de agua (ISA) Los índices IAA e ISA fueron determinados por triplicado de acuerdo a los procedimientos

descritos por Anderson et al. (1969). Los materiales extrudidos fueron molidos a un tamaño de

partícula menor a malla 40. Muestras de 1.0 g del material se dispersaron en 10 mL agua

destilada usando tubos de centrífuga previamente tarados; estos se agitaron (Mistral Multx-mixer

Lab-line Instruments, Inc. Designer and Manufactures Melrose Park, ILL., model R4600) durante

30 min. Posteriormente, los tubos fueron centrifugados (Sorvall Mod. RC-2) a 15,000 x g durante

15 min. El sobrenadante fue decantado y evaporado hasta sequedad (ISA), a 97°C; el residuo fue

pesado y expresado como el porcentaje del peso de los sólidos en el sobrenadante sobre el peso

original de la muestra. El IAA es el peso del gel obtenido después de remover el sobrenadante,

por la unidad de peso de la muestra original


200

Métodos estadísticos y diseño experimental Para el proceso de extrusión se utilizó un diseño experimental central compuesto rotable de

segundo orden para dos factores y cinco niveles (α= 1.41421) (Montgomery, 2001). El primer

factor fue la temperatura en la zona final del extrusor (150-190 ºC) y el segundo, el porcentaje de

humedad (14.5-18%) en las harinas compuestas a extrudir. Los datos experimentales fueron

ajustados con un modelo cuadrático de segundo orden (Myers, 1971):

Yi= b0 + b1X1 + b2X2 + b11X12 + b22X2

2 + b12X1X2

donde Yi son las respuestas, X1 es la temperatura , X2 es la humedad y b0, b1, b2, b11, b22 y b12

son los coeficientes de regresión.


Índice de expansión (IE) La interacción de las variables temperatura y humedad influyeron significativamente (p<0.05)

sobre la expansión del producto extrudido, obteniendo valores máximos (3.32) a temperaturas de

150ºC y 14% de humedad. Ruiz et al. (2008), obtuvieron resultados de 2.1 de IE a 150ºC y 2.06 a

170ºC, en mezclas de frijol y maíz (60/40), con condiciones similares a las del presente trabajo

solo que con IE menores que los nuestros (3.32).

Densidad Aparente (DA) Los coeficientes de regresión en la densidad aparente fueron altamente significativos

(p<0.001). La interacción de la temperatura y la humedad mostraron un efecto significativo

(p<001), con un valor máximo de 741.9 kg/m3, las cuales al incrementarse, disminuyen los

valores de la densidad (coeficiente negativo), observando una correlación con el IE (-0.58

p<0.03). La densidad aparente está fuertemente ligada a la expansión en productos extrudidos.

Ruíz et al. (2008), reportaron que la temperatura y la humedad tuvieron un efecto significativo

(p<0.05), en mezclas de frijol y maíz (60/40), con valores máximos de 307.61 kg/m3 a 155ºC y

237.17 kg/m3 a 170ºC, los cuales son menores a la densidad del presente trabajo (474.03 kg/m3, a

142ºC y valor de 3.32 de IE), posiblemente sea a la preparación de las harinas (eliminación de

cáscara) que los autores realizaron antes de la extrusión.


201

Índice de Absorción y solubilidad de Agua (IAA-ISA) Los coeficientes de regresión de IAA mostraron un efecto altamente significativo (p<0.001)

en la humedad en sus términos lineal y cuadrático; en el caso de ISA, la humedad en su término

lineal, la temperatura en su término cuadrático y la interacción de ambas variables, mostraron

coeficientes altamente significativos (p<0.001). Al aumentar la humedad, los valores de IAA se

incrementan, obteniendo valores máximos (7.80) a 18% de humedad, esto, porque el agua actúa

como un plastificante durante el cocimiento por extrusión, reduciendo la degradación de los

gránulos de almidón, resultando en una mayor capacidad de absorción de agua (Hagenimana et

al., 2006). Con respecto al ISA, este está relacionado con la degradación del gránulo de almidón

durante el proceso de extrusión (Seker, 2005). Se obtuvieron valores máximos de 14%, al

incrementar la temperatura en su término cuadrático, mismo que coincide con los trabajos

realizados por Hagenimana et al. (2006), quienes al aumentar la velocidad de tornillo, aumentó

la fricción interna del barril y por consecuencia mayor degradación del gránulo de almidón en

pequeñas moléculas, las cuales son más solubles en agua.

Conclusiones El manejo de altas temperaturas en las zonas del barril, influyen significativamente en la

expansión de productos extrudidos, obteniendo valores relativamente altos a pesar del manejo de

mayor proporción de frijol que de harinas de maíz nixtamalizado (60/40).

Referencias [1] Ahmed, Z.N. 1999. Physico-chemical, Structural and Sensory Quality of corn-based Flax-snack. Nahrung, 43 (4):

253-258. [2] Anderson, R.A., Conway, HF., Pfeifer, VF y Griffin, Jr. E.L. 1969. Gelatinization of corn grits by roll- and

extrusion- cocking. Cereal Sci. Today 14(1): 4 -12. [3] Onwulata, C.I,. Smith, P.W., Konstance, R.P. y Holsinger, V.H. 2001. Incorporation of whey products in

extruders corn, potato or rice shack. Food research International, 34, 679-987. [4] Frame, N.D. 1994. Operational characteristics of co-rotating twin screw extruder. In: The technology of extrusion

Cooking (edited by Frame). Pp. 1-51. London: Blackie. [5] Gujska, E., y Khan, K. 1990. Effect of temperature on properties of extrudates from high starch fractions of navy,

pinto and garbanzo beans. J. Food Sci. 55:466-469. [6] Hagenimana, A. Ding, X. Y Fang, T. 2006. Evaluation of rice flour modified by extrusion cooking. J. of Cereal

Science. 43: 38-46. [7] Harper, J.M. 1981. Extrusion of food. Vol. II Pp. 41-58- Boca Raton, Fl: CRC. Pr.ess. [8] Moraru, C.I., Kokini, J.L., 2003. Nucleation and expansion during extrusion and microwave heating of cereal

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202

[10] Meuser, F y Van Lengerich, B. 1992. System analytical model for the extrusion of starches. In: Food extrusion and technology. Pp. 619-630. New York. NY: Marcel Dekker Inc.

[11] Myers, R.H. 1971. Fundamentals of response surface technology, Response Surface Methodology. ed. Ally and Bancon, Inc., Boston USA. p:61-106.

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[13] Seker, M., 2005. Selected properties of native or modified maize starch/soy protein mixtures extruded at varying screw speed. Journal of the Science of Food and Agriculture 85, 1161–1165.

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203

EEllaabboorraacciióónn yy ccaarraacctteerriizzaacciióónn ddee uunnaa mmaassaa mmuullttiiggrraannoo

Luis Enrique Molina-Jacott, Alma Rosa Islas-Rubio, María del Carmen Granados-Nevárez y

Francisco Vásquez-Lara

Centro de Investigación en Alimentación y Desarrollo, A. C. (CIAD, A. C.). Hermosillo, Sonora, México. *[email protected]

Introducción Existe dos métodos establecidos para hacer la masa, el primero es aquel que parte del grano e

involucra la nixtamalización. El segundo, que resulta ser más sencillo, consiste en mezclar la

harina de maíz comercial con agua. La nixtamalización es el proceso en el cual los granos son

cocidos con agua y cal (Ca(OH)2), con tiempos de cocimiento que pueden variar de 5 a 40 min

para formar el nixtamal, que finalmente será transformado en masa. Las condiciones de

nixtamalización están determinadas por el tipo de maíz, concentración de cal, tiempo y

temperatura de cocimiento. El tiempo de cocción es muy importante debido a la relación

existente con la humedad del grano, afectando así la adhesividad de la masa. Se ha reportado que

una masa adecuada para elaborar tortillas se logra con porcentajes de humedad cercanos al 50 %,

si este es mayor produce masas muy adhesivas provocando problemas en su maquinabilidad,

pues será muy pegajosa. Si sucede lo contrario se presenta una consistencia pobre y no se

formarán las tortillas.

Objetivo Desarrollar la formulación de una masa multigrano con buenas características de

maquinabilidad y con altos contenidos de fibra y proteína.

Metodología

Materia Prima Maíz, trigo, garbanzo, avena molida y aislado de proteína de soya.


204

Cocimiento de los granos Los granos de maíz se colocaron en marmitas con 30 L de agua, 3 % de cal y temperatura de

100°C [1]. Se utilizaron tiempos de cocimiento de 0, 15, 30 y 45 min. Se determinó el % de

humedad en los granos y estos valores se graficaron con respecto a cada tiempo de cocimiento.

Se estimó el tiempo óptimo de cocción el cual presenta 50 % de humedad [2]. El método fue

propuesto para maíz, pero se adecuó para garbanzo y trigo. Los granos cocidos se dejaron reposar

por 20 h en el líquido de cocción (nejayote) para después lavarse y molerse.

Elaboración de la masa multigrano Se realizaron mezclas de la materia prima variando las cantidades de cada cereal y

leguminosa, de tal manera que la masa presentara buenas características de maquinabilidad.

Determinación de adhesividad y cohesividad en la masa multigrano La masa se sometió a pruebas de textura (adhesividad y cohesividad) mediante un

texturómetro TA-TX2 (Stable Microsystems, England) con un aditamento cilíndrico de 2

pulgadas de diámetro y una velocidad de prueba de 5 mm/seg.

Distribución del tamaño de partícula Se tomaron 5 g de masa y se homogenizaron con 50 ml de agua destilada [3], ésta se hizo

pasar con ayuda de una bomba de vacío a través de 3 mallas de diferente tamaño: 0.0165 plg. (#

40), 0.0098 (# 60) y 0.0059 plg. (# 100), montadas una sobre otra. El material sólido retenido en

cada malla se secó y se determinó el % retenido, es decir, la distribución del tamaño de las

partículas de la masa.

Resultados

Tiempo de cocción de los granos La figura 1 muestra la regresión cuadrática de los porcentajes de humedad de los granos

cocidos con respecto a los 4 tiempos de cocimiento, para el grano de maíz resultó la siguiente

ecuación de la curva:

y = 0.0038x² - 0.0054x + 42.453, donde "y" representa la humedad del grano y "x" al tiempo

de cocimiento. En estudios sobre nixtamalización en maíz blanco, encontraron que la humedad


205

del nixtamal debe ser del 50 % para que las propiedades reológicas sean adecuadas para la

elaboración de tortillas de maíz, debido a que a este % de humedad la masa presenta las

características de adhesividad y cohesividad más adecuadas para su elaboración [4].


206

y = 0.0038x2 - 0.0054x + 42.453R2 = 0.9987

40

42

44

46

48

50

52

0 10 20 30 40 50

Tiempo (min)

% h

umed

ad

Figura 1. Cocimiento de granos de maíz a diferentes tiempos.

Sin embargo, si sustituimos en la ecuación de la curva, una humedad del 50 %, el tiempo

necesario para cocer el maíz sería de aproximadamente 50 min. En este estudio un % de humedad

del 50 % en el maíz no fue el adecuado debido a que la masa multigrano resultó ser muy

adhesiva, mostrando valores de hasta 10 000 g-f que al compararlos con los valores de una masa

comercial son muy elevados. Por todo lo anterior, se llegó a la necesidad de disminuir a 18 min.

el tiempo de cocimiento para el maíz y así de esta manera bajar los % de humedad en el grano. El

método anterior se llevó a cabo también para el cocimiento del garbanzo y trigo.

En el caso del garbanzo mostró un % por arriba del 50 % de humedad a pesar de utilizar un

tiempo de cocimiento de 15 min., es por ello que se tuvo que disminuir el tiempo de cocimiento a

10 min. El trigo se coció por 15 min. a temperatura de 90 °C, ya que cuando fue cocido a 100 °C

se observó claramente un sobrecocimiento. El trigo se observaba demasiado inflado y en casos

extremos reventado.

Elaboración de la masa multigrano Se realizó una mezcla de los granos de maíz, garbanzo y trigo ya nixtamalizados y lavados.

Los granos se molieron (molino de piedras) y la masa obtenida se mezcló con el aislado de soya

y la harina de avena en una mezcladora comercial, para obtener de esta manera la masa

multigrano. Lo más importante en esta etapa fue desarrollar una masa con buenas características

texturales, para lograr un manejo más adecuado al momento de moldearse. La masa multigrano


207

se formuló con maíz mayoritariamente, seguido por garbanzo, aislado de soya, trigo y avena

molida.

Determinación de adhesividad y cohesividad en la masa multigrano La adhesividad de esta masa se mantuvo en un rango de 3 300 a 4 000 g-f y la cohesividad de

0.255 g-f. La adhesividad puede verse afectada por varios factores, entre ellos destacan el tiempo

de cocimiento, el grado de humedad y la molienda [5]. En lo que respecta a la cohesividad, esta

puede estar determinada por los componentes de la masa. La masa multigrano contiene más

proteína y fibra que la masa de maíz convencional y al interactuar entre ellos podrían formar

enlaces más fuertes que hacen a la masa más cohesiva.

Distribución del tamaño de partícula Esta determinación nos da idea del calibre de la masa, la malla # 40 retuvo mayor cantidad de

sólidos con respecto a las otras dos, por lo que se puede decir que la masa es del tipo gruesa. El %

retenido en la malla # 40 fue de 13.42, en la malla # 60 fue de 10.32 y en la malla # 100 fue de

12.85. Lo anterior puede deberse a la naturaleza de la masa ya que al añadir garbanzo y trigo a

la masa de maíz se modificó el tamaño de las partículas dando por resultado un mayor grosor.

Conclusiones Se estableció la metodología para nixtamalizar el trigo y garbanzo. Se obtuvo una masa con

buenas características de maquinabilidad y de altos contenidos de fibra y proteína.

Referencias [1] S. O. Serna-Saldívar, M. H.Gómez, H. D. Almeida-Domínguez, A. R. Islas-Rubio and L. W. Rooney. A method

to evaluate the lime-cooking properties of corn (Zea mays). Cereal Chem. (1993) 70:762-764. [2] S. O. Serna-Saldívar. Química, Almacenamiento e Industrialización de los Cereales. A.G.T. ed., S. A. México, D.

F. (1996) [3] M. H. Gómez, L. W. Rooney and R. D. Waniska. Dry corn flours for tortilla and snack food. Cereal Food World.

(1987) 32 (5): 372-377. [4] B. Ramírez-Wong, S. V. Sweat, P. I. Torres and L. W. Rooney. Cooking time, grinding, and moisture content

effect on fresh corn masa texture. Cereal Chem. (1994) 71 (4): 337-343.


208

EEffffeecctt ooff ddiiffffeerreenntt pprroocceessssiinngg ppaarraammeetteerrss oonn tthhee pphhyyssiiccoocchheemmiiccaall,,

ffuunnccttiioonnaall aanndd ssttrruuccttuurraall pprrooppeerrttiieess ooff nniixxttaammaalliizzeedd ccoorrnn//bbeeaann ssnnaacckkss

Castillo-Vázquez, K. C.*1, Ochoa-Martínez, L. A.1, Delgado, E.1, Gallegos-Infante, J. A.1,

Figueroa-Cárdenas, J.D2

1Instituto Tecnológico de Durango. Blvd. Durango, Dgo. 2 CINVESTAV Unidad Querétaro. Santiago de Querétaro, Querétaro

kacecavaz @hotmail.com*

The snack production is a very important sector of the food industry, having high annual sales world-wide. Cereals are traditionally the main source of calories and proteins in the human nutrition. When complements with legumes, the composite flour can cover the nutritional demand on some essential amino acids. The best amino acid balance may be obtained at a ratio of 70% corn and 30% legumes. The aim of this work is to evaluate the effect of different processing parameters on the physicochemical, functional and structural properties of nixtamalized corn/bean snacks. The corn (Zea mays L) was nixtamalized and milled. Beans (Phaseolus vulgaris L) were cooked, homogenized and dried. Nixtamalized corn dough and bean flour were mixed at different ratios and processed to snacks, by air convective dryer or by hot plate cooking. Moisture content, percentage of cristallinity, pasting properties, scanning electron microscope studies, and dough adhesiveness were measured. Comparisons between samples were made by one-way ANOVA. All results were compared to control dough, which only had nixtamalized corn dough and no bean flour. The dough had a moisture content of 56.5 %, after processing the moisture content decreased (p < 0.05) for both processing methods. As bean flour concentration in the snack increased, dough viscosity decreased (p < 0.05). The results show that both air convection and hot plate processing gelatinize the starch present in the snack, consequently, the viscosity decreased (p < 0.05), compared to the non processed snacks. Bean flour did not affected (p > 0.05) the gelatinization temperature of the dough, compared to the nixtamalized corn dough without bean flour. Bean flour increased (p < 0.05) the adhesivness of the dough, compared to the control dough.

(Key words: nixtamalized corn, bean, pasting properties, cristallinity).


209

DDeessaarrrroolllloo ddee bboottaannaass eexxttrruuddiiddaass ddee mmeezzccllaass ddee mmaallaannggaa yy mmaaíízz

nniixxttaammaalliizzaaddoo

Rodríguez-Miranda Jesús1, Vivar-Vera María de los Ángeles1*, Herman-Lara Erasmo1, Ruíz

López Irving Israel1, Delgado-Licon Efrén2, Ramirez-Won Benjamín3.

1 Coordinación de Posgrado-Maestría en Ciencias en Alimentos. I. T. T. Tuxtepec, Oaxaca, México 2Coordinación de Posgrado. I. T. D. Durango, Dgo., México.

3 Coordinación de Posgrado en Ciencia y Tecnología de Alimentos Departamento de Investigación y Posgrado en

Alimentos, Universidad de Sonora Hermosillo, Sonora, México.

*[email protected]

Introducción La malanga (Colocasia esculenta (L). Schott) es una planta herbácea de la familia Araceae,

que crece a una altura de 1-2 m, no tiene tallo aéreo, sino corto del cual se derivan los cormos y

cormelos. Los cormelos son de color marrón a negro grisáceo, tubérculos comestibles con una

pulpa blanca [8]. El valor comercial se encuentra en los cormelos por el alto contenido de

almidón (30-85 % b.s), proteínas (1.4-7 %) a demás e ser una buena fuente de fibra (0.6-0.8 %),

además vitamina A, C, calcio y fosforo [3 y 4]. La malanga se uno de los principales cultivos de

muchas regiones tropicales y subtropicales del mundo, incluyendo África occidental, Asia, centro

y sur América, Caribe y las islas Polinesia [8]. En México, su cultivo ha aumentado pero su uso

ha sido limitado debido a su corta vida post-cosecha [6]. La elaboración de harinas compuestas a

través de la mezcla de la harina de malanga con harinas nutritivas como la de maíz

nixtamalizado, representa una alternativa para el mejor uso de este tubérculo. El objetivo del

presente trabajo fue desarrollar una botana extrudida elaborada de mezclas de harinas de malanga

y de maíz nixtamalizado.

Materiales y métodos Para el desarrollo de la presente investigación se utilizaron tubérculos de malanga (Colocasia

esculenta (L.). Schott), recién cosechados y granos de maíz (Zea mays) del tipo “criollo”

recolectados en el Municipio de Tuxtepec, Oax. Obtención de las harinas: La harina de malanga


210

se obtuvo después de lavar, pelar y someter a secado rodajas del tubérculo a 65°C. La obtención

de la harina de maíz nixtamalizado se realizó de manera tradicional [7], sometiendo los granos a

una cocción en disolución de cal a 85°C/45 min, posterior reposo a 8 h, lavado, molienda y

secado a 55ºC. La obtención de la harina de maíz sin nixtamalizar, se preparó por molienda seca.

Las tres harinas fueron molidas por separado hasta un tamaño de partícula de 0.50 mm, se les

derminó su composición químico proximal [2] y los resultados fueron analizados mediante un

ANDEVA (Minitab 13.1). La extrusión de las mezclas de harinas se realizó en un extrusor de

tornillo simple, estableciendo las condiciones de proceso mediante un diseño experimental

central compuesto (Design Expert 6.0.10 Trial, Stat-Ease Inc 2001), no rotable, con dos variables

independientes: proporción de las mezclas de harinas de malanga: maíz nixtamalizado y malanga:

maíz (0:100) y temperatura de extrusión de 140-180ºC. Se mantuvo constante la humedad a 18%

en la alimentación y la velocidad del tornillo a 60 rpm. Los extrudidos obtenidos se les

determinaron el índice de expansión (IE) y propiedades funcionales y se analizó el efecto de las

variables mediante un análisis de regresión múltiple sobre estas respuestas. Los extrudidos se

seleccionaron en base a su IE [5] y propiedades funcionales [1] de acuerdo a un análisis de

varianza. Éstos se caracterizaron a través de un análisis químico proximal [2], densidad aparente

(DA) [9] y una prueba hedónica [10] con consumidores no entrenados.

Resultados Se encontró que en las tres harinas, los componentes que se encontraron en mayor proporción

fueron los carbohidratos, presentando la harina de malanga el mayor contenido (82.420±1.11%),

seguido de la harina de maíz nixtamalizado y la harina de maíz sin nixtamalizar . El contenido de

proteínas fue significativamente mayor en las dos harinas de maíz nixtamalizada y sin

nixtamalizar (10.809±0.15 y 9.417±0.10, respectivamente) con respecto al contenido de la harina

de malanga, mientras que el contenido de grasas de la harina de maíz nixtamalizado (6.945±0.74)

fue significativamente mayor (p<0.05) al de la harina de maíz (4.467±0.18%) y malanga

(0.74±0.38%). La tabla 1 muestra los resultados del análisis de regresión lineal para el índice de

expansión (IE), índice de absorción de agua (IAA) é índice de solubilidad en agua (ISA) en los


211

extrudidos de las mezclas de harinas de malanga: maíz nixtamalizado y malanga: maíz

nixtamalizado.


212

Tabla 1. Coeficientes de regresión del modelo codificado para las variables de respuesta en el

experimento por bloques de extrusión de las mezclas

Coeficientes

intercepto Lineales Cuadráticos interacción Variable indicadora

Respuestas b0j b1j b2j b11j b22j b12j γ IE 1.1215 0.11629 0.013964 0.070312 0.034063 0.0325 0.212

IAA 4.9575 0.013971 -0.051846 -0.28406 0.21469 -0.295 -0.425

ISA 6.012 2.0188 -0.015275 0.1725 0.475 0.4075 1.056

En los factores b el subíndice 1= concentración; 2= temperatura. *Parámetro en negritas, no

significantes (p>0.05).

Se observa que la temperatura no tuvo un efecto significativo (p>0.05) sobre las tres

respuestas estudiadas. En cambio, una mayor proporción de harina de malanga mostró el efecto

significativo de aumentar los IE e ISA. Sin embargo, la cantidad de harina de malanga en la

mezcla no tuvo un efecto sobre IAA (p>0.05). De acuerdo al IE, IAA é ISA los mejores

extrudidos fueron las mezclas de malanga: maíz nixtamalizado en proporción 85.4:14.6

extrudidos a una temperatura de 174.14°C y las mezclas de malanga: maíz sin nixtamalizar en

proporción 85.4:14.6 extrudidas a 145.86ºC), las cuales resultaron estadísticamente iguales

(p>0.05) en su composición químico proximal pero estadísticamente diferentes (p<0.05) en la

DA (331.38±17.00 y 589.11±12.17 Kgm-3), respectivamente. Lo anterior posiblemente

ocasionado por diferencias en el grado de gelatinización del almidón. Se encontró que ambos

productos fueron aceptados sensorialmente por los consumidores.

Conclusiones Los resultados mostraron que la temperatura de extrusión no afectó las propiedades

funcionales de las botanas obtenidas, a mayor concentración de harina de malanga se obtiene

mayor índice de expansión é indice de solubilidade agua. El mejor producto extrudido se obtuvo

a 85% de harina de malanga extrudido a 174.14ºC. Los resultados mostraron que el uso de

harinas compuestas malanga-maíz nixtamalizado conlleva a una menor densidad aparente en el


213

extrudido comparado con harinas compuestas con maíz no nixtamalizado. El grupo de panelistas

no encontró diferencias (p>0.05) entre los extrudidos de maíz nixtamalizado y sin nixtamalizar.

En general, los resultados comprueban que la extrusión de harina de malanga mezclada con

harina de maíz nixtamalizado representa una alternativa de comercialización principalmente del

tubérculo de malanga.

Referencias [1] Anderson, R. A. Water absorption and solubility and amylography characteristics of roll-cooked small grain

products. Cereal Chem. 59 (1982) 265-269. [2] AOAC. Official methods of analysis (15th ed.). Washington DC: Association of Official Analytical Chemist.

(1997) [3] Dendy D.A. Composite and alternative flours. In Cereal Products. Eds. Dendy D.A. & Dobraszczyk B.J. Aspen

Publisher Inc. (2001) 263-275. [4] Dendy D.A. Clarke P.A. James A.W. The use of wheat and non-wheat flour in breadmaking.Tropical Sci. 12 (2)

(1970) 131-142. [5] Gujska, E. y Khan, K. Fuctional properties of extrudates from high starch fractions of navy and pinto beans and

corn meal blended with legume high protein fractions. Journal of Food Science 59 (1991) 431- 435. [6] Instituto Nacional de Nutrición (INN) Salvador Zubirán. Tablas de Composición de Alimentos. Instituto Nacional

de Nutrición. México (1999). [7] Norma Méxicana. NMX-F-046-S-1980, Harina de maíz nixtamalizado norma mexicana. Dirección general de

Normas. [8] Onwueme I.Taro Cultivation in Asia and the Pacific. Food and Agriculture Organization (FAO) of the United

Nations, Regional Office for Asia and the Pacific. Bangkok, Thailand (1999). [9] Wang, W; Klopfenstein, C. F. y Ponte, J. Effects of twin-screw extrusion on the physical properties of dietary

fiber and other components of whole wheat bran and on the baking quality of the wheat bran. Cereal Chemistry 70 (1993) 707-711.

[10] Watts B. M, Ylimaki G. L, Jeffery L.E., Elías L. G. Métodos sensoriales básicos Para la evaluación de alimentos. Ottawa, Canada. (1992) 70-83.


214

TToorrttiillllaass yy ttoossttaaddaass rriiccaass eenn ffiibbrraa ddiieettééttiiccaa

María Ofelia Buendía

Universidad Autónoma de Chapingo

[email protected]

Introducción El cultivo de nopal en México es importante, de él se obtiene fruta, verdura y forraje. Los

cladodios maduros se pueden utilizar para elaborar harina de nopal (HN). Es recomendable el uso

de los cladodios con más de dos años de edad, que se considera nopal de desecho. A esta edad los

cladodios presentan un alto contenido de tejido fibroso [1]. La obtención de HN a partir de estos

cladodios, es una buena alternativa para incorporarla en alimentos básicos en la alimentación

mexicana, como las tortillas de mesa y tostadas horneadas de harina de maíz nixtamalizada

(HMN). De esta manera se aumentará considerablemente el contenido de fibra cruda y dietética

de estos alimentos.

Objetivos Elaborar harina de nopal utilizando cladodios de maduros, conservando su color verde

brillante y un olor característico; incorporar harina de nopal a las harinas de maíz nixtamalizado

para preparar tortillas de mesa y tostadas horneadas para incrementar su contenido de fibra;

seleccionar productos con las mejores características sensoriales por parte de los consumidores; y

determinar contenido de fibra dietética en los productos seleccionados.

Metodología Se elaboraron dos tipos de HN utilizando 1 (H1) y 2% (H2) de bicarbonato de sodio

(NaHCO3). Los cladodios se lavaron, se les eliminó la cutícula, espinas y fracciones en

descomposición, se picaron y escaldaron a 93ºC por 8 min. Posteriormente se lavaron,

escurrieron y deshidrataron a 70ºC por 26 h. Los materiales se molieron con un molino de

martillos tipo “L” marca JERSA con una malla de 1.5 mm de diámetro. Las HN se tamizaron con

mallas US 40, 60, 100 y 120 para determinar su granulometría. Para obtener seis tratamientos se


215

sustituyó 10, 15 y 20% de HMN por cada tipo de HN con granulometría similar, en cada tipo de

HMN hubo un testigo. Para las tortillas de mesa se usó HMN fina suprema y para tostadas

horneadas se usó HMN gruesa “TACOSHELL” (ambas marca MASECA). Las diferentes

mezclas de harinas se hidrataron con el agua necesaria para obtener una masa manejable, se

pesaron porciones de 30 g para elaborar las tortillas de forma tradicional. Para elaborar las

tostadas, una vez hechas las tortillas se hornearon a 180ºC durante 15 min. Ambos productos se

evaluaron sensorialmente en dos etapas, en la primera se hizo una prueba discriminativa de tipo

triangular (2-EAF Elección Alternativa Forzada), comparando diferencias en sabor a nopal entre

los tratamientos. En la segunda etapa se realizó una prueba afectiva de aceptación global, usando

escalas hedónicas de nueve puntos para indicar el grado de aceptabilidad del sabor a nopal y

apariencia de los productos. Los panelistas ordenaron los productos con base en su nivel de

aceptabilidad para obtener los “productos líderes”. En la prueba de aceptabilidad se utilizó un

diseño de bloques al azar.

Se realizaron análisis de fibra cruda (AOAC 162.09), humedad (AOAC 925.09), proteína

(AOAC 960.52), cenizas (AOAC 932.03), fibra dietética; el color se determinó mediante

luminosidad (L), saturación (C) y tono (H) [2, 3], a las HN y a las tortillas y tostadas

seleccionadas.

Resultados El nivel de bicarbonato de sodio no influyó en L, C y H (p>.05) de las HN. El 62 y 59% de H1

y H2 se retuvieron en la malla 40, mientras que en la malla 120 se retuvo el 23% de ambas

harinas. La mayor proporción de las HMN se retuvieron en la malla 40 (SUPREMA 41.33% y

TACOSHELL 47.17%) y en la malla 60 (SUPREMA 54% y TACOSHELL 42.10%). Conforme

las tortillas aumentaron en grosor disminuyeron su diámetro, independientemente del tipo de HN

con relación al testigo. En la prueba sensorial 2-EAF tanto para tortilla como para tostadas, los

panelistas detectaron (p<0.05) mayor sabor a nopal con H2. En la prueba afectiva participaron

100 panelistas para ambos productos. La tortilla que tuvo mayor aceptación fue la elaborada con

H2 con 10% de HN, seguidas por las de 20 y 15% de HN. Las tortillas con H1 estuvieron en los

tres últimos lugares de preferencia en el orden 20, 10 y 15%. Una posible explicación es porque


216

fue la tortilla menos verde. Para las tostadas se prefirieron las elaboradas con H2 con 15%, le

siguieron las elaboradas con 15%, 10% de H1, a continuación H2 con 20%, H1 con 20% y

finalmente H2 con 10%. Una posible explicación es que el horneado acentúo el sabor. El nivel de

bicarbonato de sodio no influyó (p>.05) en el contenido de humedad, proteínas y grasa de las

HN. Las cenizas de la H2 fue mayor (p<.05) probablemente por el incremento de bicarbonato de

sodio durante su escalde, estos valores concuerdan con Sepúlveda [4]. Sin embargo, hubo 12.5%

mas fibra cruda en H1 que en H2. El contenido de carbohidratos de H2 fue 11.04% mayor que en

H1. Las tortillas con 10% de H2 tuvieron 4.18% más de fibra cruda, 0.72% de cenizas, 1.05% de

grasa, 1.49% de proteína y una disminución de 4.87% de humedad comparada con la tortilla

preparada con la HNM testigo, esto es importante porque la adición de HN mejora el valor

nutritivo de las tortillas y con una humedad menor prolonga su vida de anaquel. En la tostada

horneada con 15% de H2 se incrementó 3.26% la fibra cruda, 2.9% las cenizas, 0.6% la grasa,

1.31% la proteína y se disminuyó 0.25% la humedad en comparación con la tostada elaborada

con al HMN testigo. La H2 presentó 2.13% mas fibra dietética que H1. Es notorio resaltar que la

adición de HN elevó sustancialmente el contenido de fibra dietética de los productos elaborados

con ambas HMN. Las tortillas de mesa con 10% de H2 tuvieron 7 veces mas fibra dietética que el

testigo. Mientras que la tostada horneada con 15% de H2 tuvo 20 veces mas fibra dietética que el

testigo, los contenidos de fibra dietética fueron 22.3% y 26.85%, para H2 y H1. Las tortillas con

10% de H2 y las testigos presentaron similares luminosidades, la saturación y el tono fueron

mayores para las tortillas H2 y en las tostadas horneadas con 15% de H2 descendió su

luminosidad con relación a las testigos y aumentó ligeramente en sus parámetros de saturación y

tono debido probablemente a la adición de la HN.

Conclusiones La tortilla elaborada con 10% de harina de nopal y 2% de bicarbonato de sodio, y la tostada

horneada elaborada con 15% de harina de nopal y 2% de bicarbonato de sodio fueron las

seleccionadas en el panel de evaluación. La harina de nopal con 1% tuvo más fibra cruda que la

harina con 2% de bicarbonato de sodio. Sin embargo, esta última presentó más fibra dietética que


217

la primera. Las tortillas de mesa y tostadas enriquecidas con harina de nopal elevaron sus

contenidos de fibra cruda, cenizas, grasas, proteínas y principalmente fibra dietética.

Referencias [1].Corrales G J y V C A Flores (2003) Nopalitos y tunas, producción. Comercialización, poscosecha e

industrialización. CIESTAAM, Universidad Autónoma Chapingo. Chapingo, edo. de México 225 p. [2].Association of Official Analytical Chemists AOAC (1992) Official methods of analysis. Washington, DC [3].García H E R y V Peña (1995) La pared celular. Componente fundamental de las células vegetales. Universidad

Autónoma Chapingo. Chapingo, edo. de México. 96 p. [4]. Sepúlveda E, C Sáenz y M Moreno (1995) Obtención y características de harina de nopal. En: Memorias del 6º

Congreso Nacional, 4º Internacional “Conocimiento y aprovechamiento del nopal”. Guadalajara Jal, México. Pp. 28–31.


218

PPrroodduucccciióónn iinndduussttrriiaall ddee bboottaannaass bbaajjaass eenn ggrraassaa

Sergio O. Serna Saldivar

Departamento de Biotecnología e Ingeniería de Alimentos, ITESM-Campus Monterrey

Los orígenes de la gran gama de productos nixtamalizados se remontan a tiempos precolombinos. Los procesos tradicionales de producción han evolucionado a la industria moderna existente hoy en día. En México, la tortilla sigue siendo el alimento más consumido por la población. Sin embargo, el mercado de botanas nixtamalizadas es el de mayor auge y ventas fuera del país. Actualmente estos productos ocupan el segundo lugar, después de las papas fritas, en volumen de producción, segmento de mercado y ventas, las cuales ya sobrepasan los 7,000 millones de dólares en los EUA. El objetivo de éste trabajo es el de resumir las tecnologías que se emplean actualmente en la industria para la fabricación de las botanas haciendo énfasis en aquellas bajas en calorías. Se revisan aspectos de calidad de materias primas, condiciones de proceso para la obtención de nixtamal frito, fritos y tostitos regulares y bajos en calorías y operaciones unitarias para el procesamiento. Las propiedades fisicoquímicas del lote del grano de maíz juegan un papel crítico e importante en la producción de botanas debido a que afectan calidad de producto terminado e influyen en las variables de proceso principalmente el tiempo óptimo de cocción. Las características idóneas del grano es que es dentado, con textura o dureza intermedia de endospermo, con color brillante y que preferentemente provengan de mazorcas de color blanco. Las cariópsides de tamaño promedio a grande que poseen una corona redondeada y una indentación ligera con pesos hectolítricos de 72 kg/hL y densidad real de 1.3 g/cm3 son los preferidos. Las botanas nixtamalizadas son generalmente producidas de maíz blanco o mezclado con pequeñas cantidades de amarillo. La utilización de 100% de maíz amarillo generalmente se traduce en botanas muy pigmentadas con sabores indeseables debido a la destrucción de carotenos y xantofilas. La cal afecta todas las características sensoriales de las botanas (color, sabor, textura) y ayuda a degradar al pericarpio del nixtamal durante la cocción, reposo y lavado. El aceite de freído es el segundo ingrediente más importante en las botanas. La selección depende del costo, estabilidad o vida útil, sabor y cantidad de ácidos grasos saturados y trans. Los aceites de freído son generalmente parcialmente hidrogenados para mejorar su estabilidad y prevenir la reversión de sabor. Desafortunadamente, la hidrogenación genera ácidos grasos trans que tienen probados efectos negativos en salud. Los Corn NutsTM es un tipo de botana popular producidos a partir de maíz cacahuazintle o Cuzco que es nixtamalizado y frito. El maíz para Corn NutsTM fue desarrollado a partir de la raza Gigante Cuzco. Los granos limpios y clasificados son nixtamalizados y posteriormente freídos. Tanto los Fritos como los Tostitos se producen generalmente a partir de un nixtamal que es cocido por menos tiempo y que es molturado en una masa gruesa. La masa de fritos es generalmente extrudida en frío y cortada en las formas características de los fritos. Los pedazos de masa preformados son directamente freídos para producir fritos regulares y centrifugados para producir fritos bajos en grasa. Para la fabricación de tostitos y tostadas, la masa es laminada y cortada en preparación al horneado. Los pedazos de tortilla resultantes son equilibrados y freídos. Existen en el mecardo tostitos bajos en grasa y libres de grasa. Las tecnologías utilizadas con de freído instantáneo seguido de horneado y tostado o bien solamente el uso de una operación de tostado con hornos de alta convección.


219

SSEESSIIOONN DDEE PPOOSSTTEERR IIII


220

EEllaabboorraacciióónn yy ccaarraacctteerriizzaacciióónn qquuíímmiiccaa yy oorrggaannoollééppttiiccaa ddee uunnaa bboottaannaa

aa bbaassee ddee hhaarriinnaa ddee mmaaíízz ccoonn hhaarriinnaa ddee ggaarrbbaannzzoo ttoossttaaddoo..

Anduaga Cota Rosario1*, Gámez-Barrera María J.2, Hernández-Téllez Cynthia N.2, Romero

Baranzini Ana L1, Cota Gastelum Alma G1, Yañez Farias Grelda A1, Barrón Hoyos Jesús M1,

Ramírez Wong Benjamín1.

1Profesor Investigador. Departamento de Investigación y Posgrado en Alimentos. Universidad de Sonora,

Hermosillo Sonora, México. 2Alumna Maestría en Ciencia y Tecnología de Alimentos. Departamento de Investigación y Posgrado en Alimentos.

Universidad de Sonora, Hermosillo Sonora, México.

*[email protected]

Introducción Una de las leguminosas de importancia en el Estado de Sonora es el garbanzo, grano

destinado al comercio de exportación, donde tiene un precio considerable en el mercado

internacional [1] (S.A.R.H. 1990). Dentro de la producción existen las llamadas "rezagas", que es

grano que no cumplió con las normas de calidad de exportación, siendo las principales el tamaño

del grano, y tiempo de cocción, entre otras [1] (S.A.R.H. 1990). Estas rezagas son utilizadas para

la elaboración de alimentos para animales [2] (Ángel, A. R., Del S. A. 1978), no aprovechándose

su potencial alimenticio para el consumo humano a mediana o gran escala. Las proteínas

contenidas en los cereales como el maíz, presentan deficiencia en aminoácidos esenciales como

la lisina y triptófano, en cambio las proteínas de las leguminosas como el garbanzo, tienen un alto

contenido de dichos aminoácidos y son deficientes en el contenido de metionina y cisteína, las

cuales se encuentran en cantidades suficientes en los cereales. Así la combinación de cereales con

leguminosas, da como resultado una proteína con un mejor perfil de aminoácidos [3] (Sgarbieri y

col, Bressani, 1975). Por otro lado, el tostado es un método mediante el cual se pueden obtener

harinas de garbanzo con calidad nutricional aceptable, debido principalmente a su buen

contenido de lisina, nivel de digestibilidad, NPR (Razón Neta de Proteína) y bajo contenido de

inhibidores, así como mejorar su sabor. Estas harinas tostadas, pueden considerarse aptas para la


221

fortificación de alimentos elaborados a base de cereales [4] (Barrón y col, 1992). En base a lo

anterior, en este trabajo se elaboró un producto tipo fritura a base de harina de maíz fortificada

con harina de garbanzo tostado y evaluarlo en sus características químicas y organolépticas.

Teniendo una alternativa más para el consumo de botanas.

Metodología

Materia prima El garbanzo variedad Blanco Sinaloa clasificado como rezaga fue obtenido del Campo

Experimental Costa de Hermosillo (CECH) del Instituto Nacional de Investigaciones Forestales,

Agrícolas y Pecuarias (INIFAP). Para este estudio se empleó harina de maíz nixtamalizada

(HMN), obtenida del comercio de la localidad.

Obtención de harina de garbanzo tostado (HGT) Los granos de garbanzo fueron sometidos al proceso de tostado utilizando para ello un

tostador experimental del D.I.P.A., cuyas características son descritas por Barrón y col. (1992).

Se utilizó un lote de 3kg de grano y se les dio un tratamiento de 140°C por 24 minutos.

Obtención de harinas fortificadas Se utilizaron diferentes grados de fortificación de HGT 10, 15 y 20%. [5, 6] (Mc Farlane,

1975., Rivera, 1995). Las mezclas se llevaron a cabo en una mezcladora de masa marca Hobart

modelo D300 30 Qs.

Elaboración de frituras Las harinas fortificadas en los tres niveles (10, 15 y 20% de HGT) obtenidas, fueron utilizadas

para la elaboración de las frituras. Se llevó a cabo la siguiente formulación: 100 g de harina

(HMN fortificada, HMN-HGT) la masa se obtuvo adicionando agua a las mezclas, así como

saborizantes. Se elaboró una fritura a base de HMN para su utilización como control. Se

elaboraron las frituras por el método tradicional de freído, se utilizó una freidora industrial marca

Victory-Sanson [7](Parra, 1999).


222

Caracterización Química

Contenido de grasa y proteína Las botanas elaboradas, así como las materias primas se caracterizaron en su calidad química

utilizando los métodos oficiales del AACC (1999) [8], los cuales son los siguientes: proteína

(920.123), grasa (933.05), humedad (948.12).

Fibra dietaria El análisis se realizó en base al método Prosky y col, 1998, [9], obteniendo porcentajes de

fibra dietaria total (FDT), fibra dietaria insoluble (FDI) y fibra dietaria soluble (FDS).

Lisina disponible Para esta determinación se usó el método de Hurrel y Carpenter (1979) [10].

Evaluación Sensorial Se realizó una evaluación sensorial a las botanas fritas utilizando una Prueba de Nivel de

Agrado (escala hedónica) implementada por Pedrero y Pangborn (1989) [11], para seleccionar el

nivel de fortificación que prefiere el consumidor.

Diseño Experimental Se realizó un diseño experimental completamente al azar, llevándose a cabo un análisis de

varianza y comparación de medias por el método de Tukey, para determinar diferencias

significativas en los análisis realizados, utilizando para ello el paquete estadístico computacional

JMP de S.A.S.

Resultados y conclusiones

Harinas de maíz fortificadas Se determino el contenido de grasa y proteína a la materia prima y a los productos elaborados.

.En cuanto al contenido de grasa que la HMN presentó el menor contenido (5.07%) y la HGT el

mayor (6.32%). Observando que al realizar las fortificaciones de las mezclas de harinas, va

aumentando el contenido de grasa conforme se incrementa el nivel de adición de HGT, sin


223

mostrar diferencias significativas (p<0.05). En cuanto al contenido de proteína se observa un

incremento conforme aumenta en nivel de fortificación de HGT.

Frituras de maíz fortificadas Los porcentajes de grasa obtenidos para las frituras fortificadas, varían desde 16.83 para la

FM10% hasta 17.68 de grasa para la FM20%. La fritura control reportó un 19.02%, en cambio

las frituras con HGT el porcentaje de grasa disminuye, sin presentar diferencias significativas

(p<0.05), lo cual puede atribuirse ala fibra dietaria presente en el garbanzo. En cuanto a la

proteína se presenta un aumento en su contenido conforme se incrementa el nivel de adición de

HGT, en comparación al control, teniendo valores para la fritura control de 8.94% y entre las

frituras fortificadas los valores varían desde 11.22% para la FM10% hasta un 12.07% de proteína

para la FM20%. Las diferencias encontradas fueron estadísticamente significativas (p<0.05), en

los niveles de fortificación con HGT del 15 y 20% en relación al control.

Fibra dietaría total, soluble e insoluble En la Figura 1 se muestran los porcentajes de aumento de fibra dietaria total, soluble e

insoluble para cada nivel de fortificación. Presentando un aumento en la fibra dietaria total (FDT)

desde 7.55% para la FM10% de fortificación hasta un 15.11% de aumento para la FM de 20%.

En relación a la fibra dietaria insoluble (FDI) y la fibra dietaria soluble (FDS), muestran el mismo

comportamiento, el contenido de fibra aumenta conforme se incrementa el nivel de fortificación,

alcanzando hasta un 15% cuando son fortificadas con 20% de HGT. En los tres tipos de fibra

(FDT, FDI y FDS) se muestra claramente un incremento.

Lisina disponible En la Figura 2 se representa el porcentaje de aumento de lisina disponible en todos los niveles

de fortificación de las frituras en relación al control, para la FM10% se obtuvo 7.55% de

aumento, 11.36% para la FM15% y 15.11% de aumento para la FM20%. Se aprecia que el

incremento de lisina disponible es mayor en los productos donde se fortificó con mayor cantidad

de HGT.


224

Análisis sensorial En la evaluación sensorial de los tres productos se observó que no existe diferencia

significativa entre los productos con nivel de fortificación 10 y 15% pero si con la de 20% de

HGT. Se aprecia que los consumidores eligieron en un porcentaje mayor las frituras con 10 y

15% de adición, teniendo una aceptación de 71.66% y 70.00% respectivamente, a diferencia de la

FM20% de fortificación que solo tuvo 31.66% de aceptación. Por lo que se puede decir que los

niveles de fortificación afectaron significativamente la aceptación general de las frituras, esto

debido a que entre mayor es la fortificación, la fritura presentó una mayor dureza, prefiriendo los

consumidores, las frituras más crujientes y con menor dureza. Estadísticamente se determinó que

los consumidores no pudieron diferenciar entre los dos niveles más bajos de fortificación.

Nive les de Forti ficación con HGT (%)Control 10 15 20

At

dFib

98

100

102

104

106

108

110

112

114

116

118

FDT 7.5 5 11. 36 15 .11 FDI 7.4 6 1 1.1 4 14. 92FDS 7. 78 11 .92 1 5.81

10 % 1 5% 20 %

Nivel de Forti ficación con HGT (%)

Control 10 15 2098

100

102

104

106

108

110

112

114

116

7.55%

15.11%

11.36%

Figura 1. Porcentaje de Aumento de FDT, FDS, y FDI de las Frituras Fortificadas

Figura 2. Porcentaje de Aumento de Lisina Disponible en Frituras

Conclusiones Todas las frituras elaboradas con diferentes niveles de fortificación mostraron un incremento

en la calidad nutricional en relación al control, ya que se observan productos con valores más

altos de proteína, FDT, FDI y FDS y lisina disponible. Las frituras fortificadas obtenidas,

absorben menos grasa que la fritura control. De acuerdo al análisis de aceptación del producto,

los jueces consumidores prefirieron las frituras con nivel de fortificación del 10 y 15% no

presentándose diferencia significativa en las calificaciones de estos productos, por lo que la

fritura con 15% es mejor para su consumo, ya que posee mejores características nutricionales.

Referencias [1]SARH. 1990. Secretaría de Agricultura y Recursos Hidráulicos. Resultados de la producción del cultivo de

garbanzo ciclo otoño-invierno.


225

[2]Ángel, A. R., Del S. A. 1978. Nutricional Evaluation of legume-cereal mixtures using normal and genetically improvend cereal and chickpea.Int.Cong. Food Sci. & Technal-abstracs. pp 285.

[3] Sgarbieri V., Antunez P.L. and Almeida L.D. 1979. Nutritional Evaluation of Four Varieties of Dry Beans (Phaseolus vulgaris L.). J. Of Food Sci. 44: 1306 – 1308.

[4] Barrón J., Gonzalez C., Albar C. and Tirado C. 1992. Dry Roasting For Poor Quality Chickpeas (Cicer Arietinum) CV. Suruato-77.

[5] Mc Farlane J.A.1975. Legumbres secas en el manejo de alimentos. Vol. II. Editorial Pax-Mex, México. Pág. 217-22.

[6] Rivera J. J. A. 1995. Evaluación sensorial, funcional y nutricional de productos fortificados con harina de garbanzo.

[7] Parra V. N. V. 1999. Evaluación del proceso de freído para botanas de maíz: cambios en el aceite y frituras. Tesis de Maestría en ciencias, especialidad en almacenamiento y procesamiento de granos.

[8] AOAC. 1999. Official Methods of Analysis. 16th edition, 5th revision, volume II, United States of America [9] Prosky. L., Asp. N. G., Schweirzer. T. F, De Vries. J. W. F. 1988. Determination of Insoluble, Soluble and Total

Dietary Fiber in Foods and Foods Products: interlaboratori study. J Assoc off. Chem. 71(5): 1017-1023. [10] Hurrel, R.F., Lerman, P., Carpenter, K.J. 1979. Reactive lysine in food stuffs as measured by a rapid dye-

binding procedure. Institute of Food Technologists. Journal of Food science. 44:1221-1227. [11]Pedrero F., Pangborn M. 1989. Evaluación Sensorial de los Alimentos. Métodos Analíticos.


226

EEvvaalluuaacciióónn ddee ttoossttaaddaass eellaabboorraaddaass ccoonn mmeezzccllaass ddee hhaarriinnaa ddee

ttrriiggoo//mmaassaa ddee mmaaíízz nniixxttaammaalliizzaaddoo..

Gerónimo Arámbula Villa1*, Laura Viridiana Rodríguez Gonzalez2, Edmundo Gutiérrez Arias1.

1Centro de Investigación y de Estudios Avanzados del IPN. Unidad Querétaro. 2Facultad de Ciencias Químicas. Universidad de Colima

*[email protected].

La tostada es una de las múltiples formas en que se consume la tortilla de maíz en México. Este producto se elabora a partir de nixtamal o harina nixtamalizada deshidratada combinada con otros ingredientes. En el mercado se pueden encontrar dos tipos de tostadas: fritas y deshidratadas. Múltiples son las variables que determinan las características y calidad de la tostada, ya que son varias las etapas que se requieren para producir este alimento. Actualmente este producto se elabora en forma empírica y artesanal, utilizando formulaciones y condiciones diferentes, por lo que la calidad varía fuertemente. En esta investigación se elaboraron tostadas por el método tradicional, evaluando diferentes proporciones de mezclas, en base seca, de harina de trigo/masa de maíz nixtamalizado: 100/0, 90/10, 80/20, 70/30, 60/40, 50/50 y 40/60. A las tostadas se les determinó humedad y fuerza al rompimiento o punción. La humedad no presentó diferencias significativas, y la fuerza a la punción aumentó en forma casi lineal al aumentar la masa de nixtamal. Las tostadas que mostraron las mejores características fueron las elaboradas con la proporción 80/20 hasta 60/40.

Introducción La tostada es un alimento derivado de la tortilla de maíz. En su elaboración puede utilizarse

como materia prima nixtamal recién elaborado o harina nixtamalizada deshidratada. Una tostada

de buena calidad debe tener las siguientes características: alta resistencia a la tensión, crujible,

baja resistencia al corte, baja velocidad de humectación, alta resistencia a la fractura, entre otras.

En México se comercializan dos tipos de tostadas: fritas y deshidratadas. Como no se cuenta con

normas oficiales para la elaboración de este producto, las características varían ampliamente.

Múltiples son las variables que influyen en la calidad final de la tostada. Lo anterior por que son

varias las etapas que involucra el proceso de elaboración de las mismas. Desde la producción del

nixtamal donde influye la variedad del grano, la dureza, el grado de cocimiento y la humedad;

seguida por la producción de la masa donde el tamaño de partícula, la adhesividad, la

cohesividad, la humedad, el contenido de cal, entre otras influyen fuertemente [1]. También,


227

durante la elaboración de la tortillas, las variables relacionadas son: grosor, humedad, grado de

cocimiento, tiempo y temperatura de cocimiento, etc. [1,2,3], y en el proceso de secado, el

espesor, la temperatura, la humedad relativa, la velocidad de aire, el tiempo de exposición, etc., y

finalmente durante el proceso de freído, el grado de degradación del aceite, temperatura y tiempo

de freído, humedad inicial y final del producto, etc.. Actualmente este producto se elabora en

forma empírica y artesanal, utilizando formulaciones y condiciones que cada industrial ha

seleccionado en base a su propia experiencia. Por lo anterior, la calidad tanto de la masa, la

tortilla, así como las características de textura de las tostadas, varían fuertemente. En esta

investigación se evaluaron diferentes formulaciones para producir tostadas con buenas

características de calidad, a partir de harina de trigo y masa de maíz nixtamalizado.

Materiales y métodos Se utilizó nixtamal de maíz blanco Sinaloa, harina de trigo, sal, polvo para hornear y

albúmina.

Nixtamalización El grano de maíz se nixtamalizó utilizando el método tradicional [4], de la siguiente forma:

muestras de 100g de grano se colocaron en un vaso de precipitado y se le adicionaron 200 mL de

agua y 1% de cal (Ca(OH)2) grado alimenticio. Se colocó a fuego directo a una temperatura de

90°C durante 35 min. Se retiró del fuego y se dejó reposar durante 12h. Después del reposo se

drenó el agua de cocimiento (nejayote), se lavó ligeramente y se molió en un molino de piedras.

Elaboración de tostadas Los ingredientes se mezclaron hasta alcanzar una consistencia adecuada para troquelar

tortillas. El troquelado se realizó con una máquina tortilladora manual, calibrada a 1.02mm. Las

tortillas se cocieron por una cara, en un comal a 280 ± 10°C. Posteriormente se deshidrataron a

40°C durante 24h hasta alcanzar una humedad entre 8 y 9%. Las tortillas deshidratadas se frieron

por inmersión en aceite vegetal a 180ºC, durante 7 segundos. Las pruebas de textura se realizaron

con el equipo Texture Analyzer (TA-XT2). Las proporciones harina de trigo/masa de maíz

nixtamalizado (base seca) fueron: 100/0,90/10, 80/20, 70/30, 60/40, 50/50 y 40/60.


228

Resultados En el Cuadro 1 se muestran algunas características de las tortillas deshidratadas y tostadas

elaboradas. La humedad de las tortillas deshidratadas no presentó diferencias significativas. Lo

anterior fue lo esperado ya que se estableció esta humedad como la idónea para pasar las tortillas

a freído. En el caso de la fuerza requerida para el rompimiento o fuerza de punción, esta presentó

una fuerte tendencia a aumentar al incrementar la cantidad de masa de maíz nixtamalizado.

Cuadro 1. Humedad de la tortilla deshidratada, y fuerza a la punción de las tostadas elaboradas

con diferentes proporciones de harina de trigo/masa de maíz nixtamalizado.

Proporción harina de trigo/masa de maíz nixtamalizado

Humedad tortilla deshidratada (%)

Fuerza a la punción de tostada (g)

100-0 11.82 a 1258.52 e 90-10 11.99 a 1258.67 e 80-20 11.28 a 1379.58 e 70-30 10.40 a 1909.74 d 60-40 10.488 a 2097.54 c 50-50 10.01 a 2459.92 b 40-60 10.96 a 2824.74 a

Medias con la misma letra, en la misma columna, no tienen diferencias significativas (Duncan, p=0.05).

Este comportamiento se debe a que en forma general la retrogradación, fenómeno que se

produce después de la gelatinización de los almidones y se presenta como un endurecimiento del

material, es más fuerte y pronunciado en el almidón de maíz que en el de trigo, por lo que al

aumentar la cantidad de masa nixtamalizada de maíz se produjo una mayor fuerza de cohesión

entre los componentes presentes [5].

100-0

90-10

80-2

070

-30

60-40

50-5

040

-60

10 00

12 00

14 00

16 00

18 00

20 00

22 00

24 00

26 00

28 00

30 00

Fue

rza

a la

pun

ción

(g

)

P rop or ci ón ha rin a de trig o/m asa d e m aíz n ix ta m al izado


229

Fig. 1. Fuerza a la punción requerida para tostadas elaboradas con diferentes proporciones de

harina de trigo/masa de maíz nixtamalizado.

En la Figura 1 se muestra la tendencia que presentó la fuerza a la punción determinada a las

tostadas, al cambiar las proporciones de las mezclas de harina de trigo/masa de maíz

nixtamalizado. De acuerdo a los resultados, al aumentar la cantidad de masa de maíz

nixtamalizado, la dureza de la tostada aumentó casi en forma lineal.

Por encima de estas proporciones la dureza aumentó de manera considerable lo cual hizo a las

tostadas no adecuadas para su consumo. En general las tostadas cuya composición comprendió

entre 80/20 hasta 40/60 mantuvieron las propiedades características de las tostadas de maíz. Con

base a los resultados de este trabajo se concluye que, dependiendo de la dureza que se quiera en

la tostada, las proporciones anteriores se pueden utilizar.

Referencias [1] Arámbula, V.G., Barron A., J.E.Moreno M. y G. Luna B. 2001. Efecto del tiempo de cocimiento y reposo del


[2] Billeb de Sinibaldi Ana Cristina y Bressani Ricardo, 2001. Características de cocción por nixtamalización de once variedades de maíz. Centro de Ciencia y Tecnología de Alimentos, Instituto de Investigaciones. Universidad del Valle de Guatemala.

[3] Gomez M.H., C. M. McDonough., L.W. Rooney and R. D. Waniska. 1989. Changes in corn and sorghum during nixtamalization and tortilla baking. Journal Food Sciences 53:330-336.

[4] Serna- Saldivar S.O .Gomez, M.H. And Rooney L.W. 1990. Technology, chemistry and nutricional value of alkaline-cooked corn products. Cap. 4 En: Advances in cereal science and Technology . Vol. X Pomeranz. Ed. P. 243-307. American Association of Cereal Chemist. St. Paul MN.

[5] J.J. Islas-Hernández, R.Rendon-Villalobos, E.Agama-Acevedo, F.Gutiérrez-Meraz, J.Tovar, G.Arámbula-Villa, L.A. Bello-Perez. In vitro digestión rate and resistent starch content of tortillas stored at two different temperatures. LWT-Food Science and Technology, 2006 (39) 947-951.


230

EEffeeccttoo ddee llaass ccoonnddiicciioonneess yy ttiieemmppoo ddee aallmmaacceennaammiieennttoo ssoobbrree llaa tteexxttuurraa

ddee ttoorrttiillllaass ddee mmaaíízz

Escalante-Aburto, A.1*, Arámbula-Villa, G.2, Verdalet-Guzmán, I.1, Cervantes-Gutiérrez, S.3,

Ponce-García, N.4

1 Instituto de Ciencias Básicas, Universidad Veracruzana. 2 Centro de Investigación y de Estudios Avanzados, Unidad Querétaro.

3 Instituto Tecnológico Agropecuario de Roque, Celaya Gto.

4 Facultad de Ciencias Agrícolas, Universidad del Estado de México.

*[email protected]

Las tortillas de maíz, después de elaboradas, presentan una alta tendencia al endurecimiento debido principalmente a efectos de retrogradación de los almidones que la componen y a las condiciones de almacenamiento (temperatura, humedad relativa y tiempo) que influyen también en el grado de deshidratación de las mismas. En este trabajo se evaluaron los efectos de dos temperaturas (5, 25°C), tres humedades relativas (40, 50 y 60%) y cuatro tiempos de almacenamiento (0, 1, 6 y 24horas), sobre las tortillas elaboradas a partir de la variedad de maíz denominada Cónico norteño. El maíz se caracterizó (tamaño de grano e índice de perlado) y a las tortillas producidas se les determinó humedad, fuerza a la tensión, elongación, y fuerza al corte. Las tortillas producidas con maíz Cónico norteño, almacenadas a 5°C, y 50% de humedad relativa, analizadas a 0h, fueron las que mostraron los menores valores fuerza al corte y tensión, además de presentar la mayor elasticidad, por lo que fueron consideradas como las mejores de los tratamientos evaluados

Introducción Uno de los principales problemas en las características de calidad de las tortillas de maíz,

después de elaboradas, es el deterioro de las propiedades de textura durante su almacenamiento.

Después de su preparación y durante el almacenamiento, las tortillas se tornan rígidas y

quebradizas, lo que hace necesario su recalentamiento en comal u horno de microondas, para que

recuperen sus características de manejo y textura, y puedan ser consumidas [1, 2, 3]. Los factores

que intervienen en este endurecimiento son la retrogradación de los almidones durante el

almacenamiento y la pérdida de humedad o deshidratación. En el caso de la retrogradación, se

tienen reportes en los que se han evaluado estos efectos. En la deshidratación, las variables que

más influyen son el contenido inicial de agua del alimento y la forma molecular (libre, semiligada


231

o ligada) en la que ésta se encuentra interactuando con el resto de los componentes químicos que

constituyen dicho alimento [4]. A diferencia de otros alimentos similares como el pan y tortillas

de trigo cuya humedad fluctúa entre 28 y 32%, en el caso de la tortilla de maíz, este compuesto

constituye entre el 42 y el 48%. Por su elevado contenido de humedad, las tortillas de maíz

poseen una alta susceptibilidad a la pérdida de agua, incluso manteniéndolas a temperatura

ambiente, debido a efectos relacionados con diferencia de humedad relativa entre el medio que

las rodea y el producto mencionado. Además, la temperatura también es otro factor importante en

este fenómeno, ya que a mayor temperatura, mayor velocidad de deshidratación. [3].

Objetivo El objetivo de este estudio fue determinar los efectos de la humedad relativa, la temperatura y

el tiempo de almacenamiento, sobre las características de textura de tortillas de maíz.


Caracterización de grano y elaboración de tortillas Se utilizó la variedad de maíz cónico norteño. A los granos del maíz se les determinó tamaño

de grano e índice de perlado [5]. El maíz se sometió a cocimiento mediante el método de

nixtamalización tradicional. El nixtamal se molió en molino de piedras y se obtuvo la masa, ésta

se troqueló y se elaboraron las tortillas.

Acondicionamiento de tortillas Se cortaron tiras de las tortillas elaboradas en forma de probeta ( Ι ) de 5.5 cm de largo x 2.5

cm de ancho en los extremos y 1cm de ancho en la parte más delgada del centro de la tortilla,

evitando las orillas. Se colocaron dentro de desecadores que contenían diferentes sales en

soluciones saturadas y que proporcionaron diferentes humedades relativas (40, 50 y 60%). Los

desecadores con las muestras se colocaron en cámaras de temperatura controlada (5 y 25°C) y se

dejaron en almacenamiento.

Propiedades de textura de tortillas De acuerdo a lo preestablecido se tomaron muestras a diferentes tiempos: 0, 1, 6 y 24 horas y

se realizaron las determinaciones. La tensión y elasticidad se obtuvieron con el equipo Texture


232

Analyzer (TA-TX2) utilizando el accesorio TA-96 (pinzas de retención), con las siguientes

condiciones: velocidad 2 mm/s, distancia 10 mm. Se determinó la fuerza al corte con el mismo

texturómetro utilizando el accesorio TA-90 (cuchilla plana de 3 mm de espesor) con las mismas

condiciones [6, 7].

Resultados

Características de grano Con base a los resultados (Cuadro 1) el maíz utilizado fue considerado de tamaño mediano de

acuerdo a las dimensiones presentadas y comparado con las clasificaciones reportadas [8].

Respecto a la dureza el maíz utilizado fue del tipo semicristalino (dureza media) y en general su

calidad para elaborar tortillas fue buena.

Cuadro 1. Características físicas de grano del maíz cónico norteño. 1

Parámetros Media + Desviación estándar Largo (mm) 14.70 +1.52 Ancho (mm) 8.27 +0.78 Espesor (mm) 4.50 +0.54 Índice de perlado (%) 43.07+11.79 Peso 1000 granos (g) 364.66 +7.09

1, Valor promedio de al menos diez repeticiones + desviación estándar

Propiedades de textura de las tortillas Al analizar la textura de las tortillas, (Cuadro 2) se observó que las bajas temperaturas de

almacenamiento (5°C) produjeron mayor dureza, menor elasticidad y mayor fuerza al corte de

las tortillas. Este comportamiento fue acorde a los resultados reportados previamente [9] donde se

observó que al refrigerar la tortilla, se produce mayor cantidad de almidón retrogradado, es por

esto que el fenómeno de retrogradación se acentúa, por lo que la tortilla tiende a presentar mayor

endurecimiento. En lo referente al factor de humedad relativa, tanto la fuerza a la tensión como la

fuerza al corte, no presentaron diferencias significativas entre 40 y 50%. Para las tortillas

almacenadas a 60% de humedad relativa, todos los parámetros fueron afectados negativamente.

Respecto al tiempo de almacenamiento, se presentó un efecto negativo, se requirió mayor fuerza


233

para el rompimiento y el corte, y en caso de la elongación ésta fue disminuyendo al avanzar el

tiempo de almacenamiento de las tortillas.


234

Cuadro 2. Características de textura de tortillas de maíz cónico norteño, almacenadas a

diferentes condiciones y tiempos.1

Fuerza máxima tensión

(N)

Elongación (mm)

Fuerza al corte

(N) Temperatura (°C)

5 2.60 a 3.41 a 7.95 a 25 2.04 b 3.03 b 9.31a

Humedad relativa (%) 40 1.88 a 3.45 a 9.60 ab 50 1.59 a 3.68 b 6.38 b 60 2.35 b 3.16 c 13.04 a

Tiempo (h) 0 0.71 a 4.78 a 2.84 a 1 1.50 b 3.66 b 6.82 ab 6 3.59 c 2.61 c 21.26 c 24 4.85 d 2.85 c 58.62 d

1Medias con letras iguales, en la misma columna y en el mismo bloque, no tienen diferencias

significativas (Duncan, p=0.05).

Conclusiones Las tortillas almacenadas a 5°C presentaron una mayor retrogradación y por lo tanto un mayor

endurecimiento. Los parámetros de textura se deterioraron a esta temperatura. En lo referente al

contenido de humedad, se presentó un punto de inflexión donde a cierta humedad máxima la

textura se mantiene, pero arriba de este valor, los parámetros se deterioran. Respecto al tiempo de

almacenamientos se observó un comportamiento esperado, al igual que todos los alimentos que

contiene almidón, las propiedades de textura se deterioran al aumentar el tiempo de

almacenamiento. El parámetro que mas influencia presentó fue el tiempo de almacenamiento.

Referencias [1] Fernández, A. D., Wanisha, R. D., Rooney, L. W. 1999. Changes in starch properties of corn tortillas during

storage. Starch Starke 51 (4): 136-140. [2] Boostrapa-Limanond, Castell-Pérez, M.E., Moreira, R.G. 2002. Modeling the kinetics of corn tortilla staling

using stress relaxation data. J. of Food Eng. 53:237-247. [3] Seetharaman, K., Chinnapha, N., Waniska, R.D., White, P. 2002. Changes in textural, pasting and thermal

properties of wheat buns and tortillas during storage. J. of Cereal Sci. 35: 215-223. [4] Arámbula, V. G., Mauricio, S.R.A., Figueroa, C. J. D., González-Hernández, J. Odorica, F.C.A. 1999. Corn masa

and tortillas from extruded instant corn flour containing hydrocolloids and lime. J. of Food Sci. 64 (1): 120-124.


235

[5] Buendía. G. M. O. 1981. Características morfológicas de mazorcas, propiedades fisicas y de calidad proteica del maíz (Zea mays L.) Común y mejorado relacionados con el proceso de nixtamalización. Tesis de Licenciatura. Universidad Autónoma de Chapingo, México. pp. 1-159.

[6] Arámbula, V. G., Méndez, A. J. A., González, H. J., Gutiérrez, A. E., Moreno, M. E. 2004. Evaluación de una metodología para determinar las características de textura de tortilla de maíz (Zea mays L.). Archivos Latinoamericanos de Nutrición. Vol 54. No. 52. p 216-222.

[7] Méndez-Albores, J. A., Arámbula-Villa, G., Vázquez, B. M. E., Mendoza, E. M., Preciado, O. R. E., Moreno, M. E. 2003. Effect of high moisture maize storage on tortilla quality. Journal of Food Science 68 (5): 1878-1881.

[8] Andrio-Enríquez, E., Arámbula-Villa, G., Gutiérrez-Arias, E., Antuna-Grijalva, O., Rodríguez-Herrera, S. A., Mendoza-Elos, M., Rivera-Reyes, G. J. 2007. Quality to make nixtamal and tortilla of five landraces maize types. 2a Reunión Nacional para el Mejoramiento, Conservación y Uso de los Maíces Criollos. Sociedad Mexicana de Fitotecnia-Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo, Uruapan, Mich.

[9] Galván-Alvárez, S. 2007. Elaboración y Caracterización de una Tortilla con Bajo Aporte Calórico. Tesis de Licenciatura. Facultad de Química-UAQ.


236

IInnfflluueenncciiaa ddee llaass ccoonnddiicciioonneess ddee pprroocceessoo ddee nniixxttaammaalliizzaacciióónn eenn llooss

ccaammbbiiooss mmiiccrrooeessttrruuccttuurraalleess yy mmoorrffoollóóggiiccooss ddeell ggeerrmmeenn ddee mmaaíízz

Elsa Gutiérrez Cortez1, 2 * , Xany Jiménez Albarrán2**, Isela Rojas Molina3, M. Angeles

Cornejo1,2, Adriana Rojas Molina1, Alejandra Rojas Molina4 and M. E. Rodríguez1,5

1 Posgrado en Ingeniería, Universidad Autónoma de Querétaro. Querétaro. México, D.F. 2 Facultad de Estudios Superiores Cuautitlán, Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM), Departamento

de Ingeniería y Tecnología LEM-A (Laboratorio Experimental Multidisciplinario-Ingeniería en Alimentos).México. 3Facultad de Ciencias Naturales, Licenciatura en Nutrición,UAQ, Querétaro. México

4 Facultad de Química. Departamento de Investigación de Productos Naturales. UAQ. Querétaro. México 5 Centro de Física Aplicada y Tecnología Avanzada, Universidad Nacional Autónoma de México, Campus

Juriquilla, Querétaro, México.

*[email protected], **[email protected]

Durante el proceso de nixtamalización cada una de las estructuras del maíz es afectada de distinta forma. Una de las más susceptibles a sufrir transformaciones morfológicas y micro estructurales, es el germen. El calcio en el germen interactúa formando sales de ácidos grasos debido a la saponificación parcial de las grasas. A pesar de ser una estructura que representa aproximadamente el 12% de grano, es el que fija la mayor concentración de calcio, en particular el germen retiene unas cuatro veces más calcio que el endospermo. En este trabajo se realizó un estudio de los que le ocurre al germen de maíz durante el proceso de nixtamalización. Las determinaciones fueron realizadas a temperaturas de cocción 72, 82 y 92 ºC y con tiempos de reposos de 1, 3, 5, 7, 9, 11, 13,y 15 horas de reposo. Las evaluaciones de los cambios morfológicos del germen se realizaron mediante micrografías obtenidas a 92 ºC y a distintos tiempos de reposo, en un microscopio electrónico de barrido a bajo vacío (SEM LV). Los cambios micro estructurales con Difracción de rayos X (DRX). También se determinó la concentración de calcio residual para las muestras obtenidas a diferentes temperaturas por espectroscopia de absorción atómica (EAA)

Introducción La nixtamalización es el proceso más antiguo de la industria alimentaria en México, de suma

importancia pues proporciona una gran variedad de alimento para la dieta de los mexicanos [9].

Durante el proceso cada una de las estructuras del maíz es afectada de distinta forma. Una de las

más susceptibles a sufrir transformaciones morfológicas y micro estructurales, es el germen [4].

El calcio en el germen interactúa formando sales de ácidos grasos debido a la saponificación

parcial de las grasas [6], [7]. A pesar de ser una estructura que representa aproximadamente el


237

12% de grano, es el que fija la mayor concentración de calcio, en particular el germen retiene

unas cuatro veces más calcio que el endospermo [5],[6].

Objetivo Evaluar los cambios morfológicos y micro estructurales en el germen obtenido de granos de

maíz nixtamalizados a diferentes condiciones experimentales, para correlacionarlos con la

concentración de calcio fijado en su estructura y seleccionar condiciones de proceso.

Metodología

Preparación de las unidades experimentales Se nixtamalizaron granos de maíz variedad Toluca a diferentes condiciones de proceso,

temperaturas 72, 82, y 92 ºC y tiempos de reposo 0, 1, 3, 5, 7, 9, 11, 13, 15 h, para obtener las

unidades experimentales (germen).

Difracción de rayos X (DRX) Se realizaron para conocer como cambia la estructura del germen en un difractómetro de

polvos Siemens D 5000. El equipo se operó: a 35 kv y 15 mA, con una radiación de CuKα, con

longitud de onda λ= 1.5406 Aº. Estos datos fueron recolectados de 4 a 30 º En escala 2 Φ, con

pasos de 0.05º a una velocidad de 0.1 º seg –1 y un tiempo de conteo por punto de 5 segundos [8].

Microscopia electrónica de barrido a bajo vacío (SEM-LV) El estudio de la morfología del germen de maíz y de su degradación fue evaluada utilizando

micrografías obtenidas por un microscopio electrónico de barrido a bajo vacío modelo JEOL

JSU-5600LV con una resolución de 5 nm, ajustado con un espectrómetro de rayos X con energía

de dispersión (Noran Instrument, Modelo 4.2.3 Voyager). Las condiciones del equipo fueron:

voltaje de aceleración electrónica de 20 kV, con una presión en el rango de 237.72–396.20 kgf/m2

en la cámara de la muestra, las imágenes se obtuvieron en la superficie a partir de la señal


Espectroscopia de absorción atómica (E.A.A) Las lecturas de calcio en la muestra procesada se realizaron en un equipo de espectroscopía de

absorción atómica de flama, utilizando como gases aire seco con presión 12 psi, acetileno con


238

presión 70 psi. para producir la flama, se hizo incidir la luz de una lámpara de un cátodo hueco a

través de una muestra vaporizada por una flama. Se eligió la longitud de onda de 422.7 nm para

calcio. Se obtuvo el porcentaje de absorción que es una medida de la concentración de calcio [2],

[3].

Resultados Los cambios micro estructurales fueron obtenidos mediante los difractogramas de germen de

rayos X, los cuales se presentan en la figura 1 corresponde a los Difractogramas de los patrones

DRX de gérmenes obtenidos de granos nixtamalizados a 92°C con diferentes tiempos de reposo.

10 20 30 40 50 60

700

1400

Inte

nsid

ad (a

.u)

2Θ

72°C T.T 82°C T.T 92°C T.T NATIVO

Figura 1 Difractogramas de germen de maíz, con tratamiento térmico-alcalino

Las condiciones de nixtamalización, aunque presentan temperaturas menores de 100°C, en

combinación con el álcali y el tiempo de reposo logran modificar apenas de manera perceptible la

estructura del germen. El difractograma inferior pertenece a germen nativo, los otros son

difractogramas de muestras de germen tratados. Aparecen reflexiones que estaban ausentes en el

germen nativo. Un conjunto de estas reflexiones marcada con líneas continuas representan sales

de calcio. La evaluación de los cambios morfológicos en el germen de maíz se realizó con una

serie de micrografías tomadas de unidades experimentales obtenidas a diferentes tiempos de

reposo y a temperatura de 92ºC

Se observaron las diferentes micrografías obtenidas a diferentes horas de reposo. Después de

1h de reposo se forman unas cavidades en forma de hojuelas, las cuales a través del tiempo van

aumentando de tamaño y posteriormente pierden su forma definida, hasta desaparecer a las 15 h.


239

En 5h se observan gránulos de almidón hinchados y presencia de cristales de calcio, cuerpos

proteicos y cuerpos grasos. En la micrografía de 11h, se ven gránulos de almidón hinchado, tanto

esférico como poliédrico, lo que indica un completo desorden, porque los poliédricos

corresponden a la parte periférica del grano de maíz y los esféricos a la parte central.

El contenido de calcio residual en germen nixtamalizados se muestra en la figura 2 se logra

observar una clara dependencia de la temperatura, el contenido de calcio a 92 ºC es mayor que a

72 ºC. En ninguna de las tres temperaturas se aprecia que el germen se sature de compuestos de

calcio y su mayor valor en todos los casos es a las 15 horas, donde parece mantenerse constante.

La tendencia de la concentración de calcio fijado siempre aumenta, pero para la temperatura de

92 ºC presenta un descenso a las 3 h de reposos, este mínimo se corre hacia la derecha para las

temperaturas de 82 y 72 ºC.

0 2 4 6 8 10 12 14 160.000.050.100.150.200.250.300.350.400.450.500.550.60

Control

Cal

cio

(%)

Tiempo de reposo (h)

72 °C 82 °C 92 °C Control

Figura 2 Concentración de calcio residual en germen

Conclusiones Las condiciones de proceso temperatura de cocción y tiempo de reposo, son variables que

afectan las propiedades micro estructurales y morfológicas del germen. Esto favorece la difusión

de agua y calcio a la estructura y el germen fija una considerable concentración de calcio.

Durante el proceso de nixtamalización del maíz las grasas encontradas en el germen sufren un

proceso de saponificación para formar sales de calcio de ácidos alifáticos que determinan la

especificidad del calcio en las propiedades de la masa y la tortilla.


240

Referencias [1] Arenas, A. J. A. Instituto Nacional de Investigaciones Nucleares (1999) [2] Fernández-Muñoz, J. L.; Rodríguez, M. E.; Pless, R. C.; Martínez, L. l. y Baños, L. Changes in nixtamalized corn

flour dependent on post cooking steeping time. (2002) Cereal Chem. 79: 162-166. [3] Fernández-Muñoz, J.L; Rojas- Molina, I.; González-Dávalos, M. L.; Leal M.; Valtierra, M. E.; Martín-Martínez,


Palacios-Fonseca, A., Herrera, G. and Rodríguez, M.E., Cereal Chem., 84 (2007) 186-194 [5] Serna-Saldivar, S.O.; Gómez, M.H. and Rooney, L.W. Technology, chemistry and nutritional value of alkaline-

cooked corn products. Cereal Sci. (1990) 10:243-307 [6] González, R.;Reguera,E.;Figueroa,J.M.; y Sánchez-Sinencio,F.On the nature of the Ca binding to the Hull of corn

grains durings their alkaline cooking. (2004)a Food Chem. 52:3831-3837 [7] Gómez M.H ,Ph.D.Tesis,Texas A&M University,College Station (1988) 105. [8] Rodríguez, M. E.; Yáñez-Limón, J. M.; Alvarado-Gil, J. J.; Vargas, H.; Sánchez-Sinencio, F.; Figueroa, J. D. C.;

Martínez, B. F.; González- Hernández, J.; Silva, M. D., y Miranda, L. C. M. (1996). Cereal Chem. 73: 593-600. [9] Trejo-González, A.; Feria-Morales, A. y Wild-Altamirano,C. The role of lime in the alkaline treatment of corn of

tortilla production. Modifications of proteins Food, nutritional, and pharmacological aspects. (1982) 245-263


241

DDiisseeññoo,, ccoonnssttrruucccciióónn,, iinnssttrruummeennttaacciióónn yy ccaarraacctteerriizzaacciióónn ddee uunn ssiisstteemmaa

ppiilloottoo ppaarraa eell pprroocceessoo ddee nniixxttaammaalliizzaacciióónn

I. Rojas-Molina4; M. Resèndiz Mendoza3; E. Gutiérrez-Cortez2,3 *; M. A. Cornejo-

Villegas2,3 ; Adriana Rojas Molina2; Alejandra Rojas Molina1, M. E. Rodríguez García1,5

1 Facultad de Química. Departamento de Investigación de Productos Naturales. UAQ 2 Posgrado en Ingeniería, Universidad Autónoma de Querétaro. Querétaro. México, D. F.

3 Facultad de Estudios Superiores Cuautitlán, Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM), Departamento

de Ingeniería y Tecnología LEM-A (Laboratorio Experimental Multidisciplinario-Ingeniería en Alimentos), Edo. de

México. 4 Facultad de Ciencias Naturales, Licenciatura en Nutrición, Universidad Autónoma de Querétaro, Qro. México.

5 Centro de Física Aplicada y Tecnología Avanzada, Universidad Nacional Autónoma de México, Campus

Juriquilla, Querétaro, México

*[email protected]

El objetivo de este trabajo fue el diseño construcción, instrumentación y caracterización de un sistema prototipo para el proceso tradicional de nixtamalización, a fin de demostrar el control térmico en las muestras experimentales y evidenciar su reproducibilidad. Inicialmente, se validaron los termopares empleados para la alimentación y el control de la temperatura del sistema, así como los termopares utilizados para monitorear la temperatura del reservorio con un termopar patrón. Posteriormente, se procedió a la construcción del sistema prototipo. Los datos provenientes de los termopares fueron recolectados empleando un puerto RS232 en interfase con una computadora personal. Posteriormente, los datos de temperatura se graficaron en función del tiempo (historias térmicas) empleando un software en lenguaje BASIC. El factor de reproducibilidad para la etapa de cocción del proceso se calculó con el coeficiente de variación de cada una de las muestras experimentales, dividiendo cada uno de estos entre el coeficiente de variación para la muestra control, cuyo coeficiente de variación fue el menor. Las historias térmicas son evidencia del rigor experimental observado durante el proceso de nixtamalización al que fue sometido el grano de maíz, lo que demuestra que el tratamiento térmico aplicado a cada muestra fue análogo. Este sistema prototipo constituye una herramienta de gran utilidad para poder evaluar el efecto de la temperatura en las propiedades estructurales y nutrimentales del maíz nixtamalizado

Introducción Por el año 1960 la industria de la harina de maíz nixtamalizada estaba desarrollándose en

México, mientras que en el resto del mundo no existía [3], se ha trabajado en el desarrollo

tecnológico de la tortilla, pero muy poco en el proceso, ya que se han identificado algunos

factores fundamentales como críticos la nixtamalización, pero esto no significa que todos se


242

hayan estudiado y correlacionado [4]. Numerosos son los factores requieren estudio en el proceso

de nixtamalización, pero definitivamente uno de los más importantes es que el tratamiento

térmico-alcalino al que se someten los granos de maíz. Este trabajo propone el diseño,

construcción y caracterización de un equipo piloto para nixtamalizar a pequeña escala granos de

maíz y obtener in situ la historia térmica de cocción- reposo del tratamiento, tiene las ventajas de

ser de bajo costo, de fácil instalación y manejo, con alto grado de repetibilidad y reproducibilidad

en los eventos experimentales y con estricto control de las mediciones.

Objetivo Diseñar, construir, instrumentar y caracterizar un sistema prototipo para realizar tratamiento

térmico-alcalino durante el proceso de nixtamalización tradicional, instrumentándolo con

herramientas que permitan asegurar la precisión y exactitud en las mediciones y caracterizarlo a

diferentes condiciones de proceso, para evidenciar el control térmico al que se someten los granos

de maíz mediante historias térmicas de cocción–reposo y obtener unidades experimentales

repetibles y reproducibles.

Metodología

Validación de termopares Los termopares se fijaron en un recipiente de 8 cm de diámetro, aislado térmicamente. Estos

fueron distribuidos uno en el centro y los cuatro restantes, en cada uno de los cuadrantes. Se

calentó el agua en una parrilla eléctrica, registrando los datos de temperatura de cada termopar

cada minuto, hasta que alcanzó la temperatura de ebullición. Con la finalidad de conocer las

desviaciones de cada uno de ellos, se graficaron los datos de temperatura en función del tiempo.

Posteriormente se corrigieron los termopares con los valores del termopar patrón, para obtener

los valores reales.

Diseño del tanque de cocción Se tomaron como base de diseño los principios de recipientes que no serán sometidos a

presión [2]. Estos recipientes generalmente son cilíndricos, por su más fácil construcción y

requieren menores espesores debido a que no necesitan resistir altas presiones, todo tanque esta


243

conformado por: el envolvente, conexiones de entrada y salida, dispositivos de sujeción de apoyo

y accesorios, los cuales dependen de las necesidades del equipo.

Selección de accesorios y dispositivos de apoyo El dispositivo de sujeción de apoyo, es el lugar donde el tanque debe estar soportado, es decir

su carga debe ser trasmitida al suelo a través del apoyo considerando, el peso propio, el peso de

los accesorios internos y externos y el peso de líquido y materiales que trabajará.

Construcción del tanque de cocción Se construyó un tanque de cocción como se muestra en la figura 2.3, se roló una placa de

acero inoxidable de 3/16 de pulgada, se utilizó soldadura de acero inoxidable, empleando un arco

eléctrico para formar un cilindro de 35 cm de diámetro interno y 50 cm de altura. El fondo y la

tapa del recipiente se cortaron de la placa de acero inoxidable y se soldó al cuerpo cilíndrico con

el mismo tipo y sistema de soldadura, en la parte superior se le colocó un accesorio para tomarla

manualmente. Se perforó un orificio de 3cm de diámetro interno en la parte superior de la tapa

para introducir un dedo térmico.

Construcción del sistema prototipo del tratamiento térmico-alcalino Los termopares se introdujeron en el dedo térmico para fijar su posición, estos se conectaron a

su aparato de registros un puerto, RS232, para la captura de datos en una computadora con un

programa instalado, el cual efectúa la corrección de temperaturas con el termopar patrón,

realizando también el promedio de temperaturas.

Resultados Las historias térmicas nos permiten demostrar el rigor experimental en el tratamiento térmico-

alcalino de nixtamalización, así como su estricto control en la preparación de las muestras. El

perfil térmico obtenido in situ permite nos eliminar unidades experimentales que se desviaron del

comportamiento requerido. Para obtener el factor de reproducibilidad para la etapa de cocción se

calculó el coeficiente de variación de cada una de las corridas experimentales (0,1, 3, 5, 7, 9, 11,

13, 15, horas), dividido cada uno de estos entre el coeficiente de variación para la corrida control

como ya se mencionó, los cuales obtuvieron los valores de coeficiente de variación más bajos.


244

Las variaciones de temperatura para las diferentes corridas experimentales fueron menores del 2

%, por lo tanto ningún valor fue rechazado y todas las corridas experimentales estuvieron dentro

del límite máximo permitido. Con esto se asegura el estricto control con que el equipo realiza el

tratamiento, por lo que se puede asevera la repetibilidad y reproducibilidad de las corridas

experimentales que se realizan en él.

Conclusiones El equipo prototipo de nixtamalización representa una aportación tecnológica al proceso más

antiguo de la industria en México, porque permite hacer pruebas a pequeña escala a diferentes

condiciones de proceso y para cualquier variedad de maíz. El equipo piloto de nixtamalización

representa una aportación tecnológica al proceso más antiguo de la industria en México, porque

permite hacer pruebas a pequeña escala a diferentes condiciones de proceso y para cualquier

variedad de maíz. Los resultados de las réplicas experimentales arrojaron datos repetibles y

reproducibles, con lo que se puede asegurar la confiabilidad de las pruebas que se realizan en él.

Referencias [1] Gutiérrez, E.; Rojas-Molina, I.; Pons-Hernández, J.L.; Guzmán, H.; Agua-Ángel, B., Arenas, J., Fernández, P.;

Palacios-Fonseca, A.; Herrera, G. y Rodríguez, M. E.(2007) Cereal Chem., 84 (2): 186-194. [2] Howard, F. R. (1984). Ingeniería de proyecto para plantas de proceso. Ed. Cecsa México. 9a Edición. p. 223-251. [3] Serna-Saldivar, S.O.; Gómez, M.H. and Rooney, L.W. Technology, chemistry and nutritional value of alkaline-

cooked corn products. Cereal Sci. (1990) 10:243-307 [4] Torres, T. F. (1994). Los circuitos urbanos de la harina y la tortilla. Ed. Siglo XXl. Instituto de investigaciones

Económicas. UNAM. p. 64-69, 89-95,133-141. [5] Trejo-González, A.; Feria-Morales, A. y Wild-Altamirano,C. The role of lime in the alkaline treatment of corn of

tortilla production. Modifications of proteins Food, nutritional, and pharmacological aspects. (1982) 245-263.


245

TToossttaaddaass eellaabboorraaddaass ccoonn hhaarriinnaa ddee ttrriiggoo yy hhaarriinnaa ddeesshhiiddrraattaaddaa ddee

mmaassaa ddee mmaaíízz nniixxttaammaalliizzaaddoo..

Cecilia G. Soto Rendón11*, Gerónimo Arámbula Villa2, Edmundo Gutiérrez Arias2.

1) Ingeniería Industrial. Instituto Tecnológico de los Mochis.

2) Centro de Investigación y de Estudios Avanzados del IPN. Unidad Querétaro.

*[email protected].

Introducción La tostada es un producto derivado de la tortilla de maíz. Para su elaboración se puede partir

de masa de nixtamal o de harina deshidratada de maíz nixtamalizado. Una tostada de buena

calidad debe cumplir varios requisitos: crujible, poca resistencia a la mordida, alta resistencia a la

tensión, baja resistencia al corte, que se disuelva y soporte el peso de los alimentos, entre otros.

Comercialmente se encuentran dos tipos de tostadas: fritas y deshidratadas. Estas tostadas

presentan características muy variadas: gruesas, delgadas, de color, con aceite residual variable,

duras, blandas, etc., pero ninguna reúne todas las características deseables. Muchas son las

variables que influyen en la calidad de este producto, desde la producción del nixtamal (variedad

de grano, dureza, grado de cocimiento, humedad, etc.)[1], la masa (tamaño de partícula,

adhesividad, cohesividad, humedad), seguido por el proceso de producción de la tortilla

(humedad, grado de cocimiento, etc.), así como el proceso de secado, el cual involucra variables

como el espesor, temperatura de deshidratación, humedad relativa, velocidad del aire, tiempo de

exposición, etc., [2,3,4] y finalmente hasta el proceso de freído de la tortilla deshidratada, donde

se debe controlar el grado de degradación del aceite, temperatura y tiempo de freído, humedad

inicial y final del producto, etc. Debido a las múltiples etapas de proceso y a la gran cantidad de

variables que influyen en la elaboración de las tostadas de maíz, este producto se elabora en

forma empírica y artesanal, utilizando formulaciones y condiciones que cada industrial ha

seleccionado en base a su propia experiencia. Por lo anterior, la calidad tanto de la masa, la

tortilla, así como las características de textura de las tostadas producidas, varían fuertemente.


246

Objetivo Desarrollar la formulación para la producción de tostadas de maíz con buenas características

de calidad, a partir de harina deshidratada de maíz nixtamalizado, con rangos estrechos de

variabilidad en sus características principales.

Materiales y métodos Se utilizó harina deshidratada de masa de maíz nixtamalizado comercial (cargill), harina de

trigo, sal, polvo para hornear, y albúmina.

Elaboración de la tostada Para la elaboración de la tostada se siguió el procedimiento presentado en la Figura 1. La

mezcla se homogeneizó hasta alcanzar una consistencia adecuada. El troquelado de la masa se

realizó utilizando una máquina tortilladora manual. Las tortillas se cocieron por una cara, en un

comal a 280 ± 10°C. Las tortillas se deshidrataron (40ºC, 24h), hasta una humedad entre 8 y 9%.

Las tortillas deshidratadas se frieron por inmersión en aceite vegetal a una temperatura de 180±

10ºC, durante 7 segundos. Las pruebas de textura se determinaron con el equipo Texture

Analyzer (TA-XT2). Las proporciones de harina de trigo/harina deshidratada de maíz

nixtamalizado evaluadas fueron: 100/0, 90/10, 80/20, 70/30, 60/40, 50/50 y 40/60.


247

Fig. 1. Proceso de elaboración de tostadas de maíz fritas.

Resultados La humedad de las tortillas deshidratadas (cuadro 1) prácticamente no presentó diferencias

significativas al utilizar las diferentes proporciones de harina de trigo/harina de masa

nixtamalizada.

Harin

a de

Sal,

bicarbonato de

Hari

d

Amasad

Cocimient

Deshidrata

TOSTA

Troquela

Freído


248

Cuadro 1. Humedad y fuerza a la punción de tostadas elaboradas con diferentes proporciones de

harina de trigo/harina deshidratada de maíz nixtamalizado.

Proporción harina de trigo/harina de maíz nixtamalizado

Humedad tortilla deshidratada (%)

Fuerza a la punción de tostada (g)

100-0 11.820aab 1258.5 f 90-10 12.590 a 1520.5 f 80-20 13.198 a 2050.0 e 70-30 11.028 abc 2717.3 d 60-40 10.975 abc 3251.2 c 50-50 9.415b c 3796.1 b 40-60 9.415b c 5065.0 a

Medias con la misma letra, dentro de la misma columna no tienen diferencias significativas

(Duncan, p=0.95)

En el caso de la fuerza requerida para el rompimiento o fuerza de punción, esta presentó una

fuerte tendencia a aumentar al incrementar la proporción de harina de trigo/harina de masa

nixtamalizada evaluadas. Este comportamiento se debe a que en forma general la tortilla de maíz

retrograda más fuertemente respecto al tiempo después de la gelatinización de los gránulos de

almidón, que la que presenta la harina de trigo [5].

En la Figura 2 se muestra la tendencia que presentó la fuerza a la punción determinada a las

tostadas, al cambiar las proporciones de harina de masa nixtamalizada/harina de trigo. De

acuerdo a los resultados, al aumentar la cantidad de harina de maíz nixtamalizada, la dureza de la

tostada aumentó casi en forma lineal.

100-0

90-10

80-20

70-30

60-40

50-50

40-60

1 0 0 0

1 5 0 0

2 0 0 0

2 5 0 0

3 0 0 0

3 5 0 0

4 0 0 0

4 5 0 0

5 0 0 0

5 5 0 0

Fuer

za a

la p

unci

ón (g

)

P r o p o r c i ó n h a r i n a t r i g o / h a r i n a d e m a í z n i x t a m a l i z a d o


249

Fig. 2. Fuerza a la punción de tostadas elaboradas con diferentes proporciones de harina de

trigo/harina deshidratada de masa de maíz nixtamalizado.

Por arriba de la proporción 50/50 la dureza aumentó de manera considerable, y las tostadas no

fueron adecuadas para su consumo. En general las tostadas cuya composición comprendió entre

80/20 hasta 50/50 mantuvieron las propiedades características de las tostadas de maíz. Con base a

los resultados de este trabajo se concluye que, atendiendo a la dureza de las tostadas, las

proporciones anteriores pueden ser utilizadas adecuadamente.

Referencias [1] Arámbula, V.G., Barron A., J.E.Moreno M. y G. Luna B. 2001. Efecto del tiempo de cocimiento y reposo del


[2] Billeb de Sinibaldi Ana Cristina y Bressani Ricardo, 2001. Características de cocción por nixtamalización de once variedades de maíz. Centro de Ciencia y Tecnología de Alimentos, Instituto de Investigaciones. Universidad del Valle de Guatemala.

[3] Gomez M.H., C. M. McDonough., L.W. Rooney and R. D. Waniska. 1989. Changes in corn and sorghum during nixtamalization and tortilla baking. Journal Food Sciences 53:330-336.

[4] Serna- Saldivar S.O .Gomez, M.H. And Rooney L.W. 1990. Technology, chemistry and nutricional value of alkaline-cooked corn products. Cap. 4 En: Advances in cereal science and Technology . Vol. X Pomeranz. Ed. P. 243-307. American Association of Cereal Chemist. St. Paul MN.

[5] J.J. Islas-Hernández, R.Rendon-Villalobos, E.Agama-Acevedo, F.Gutiérrez-Meraz, J.Tovar, G.Arámbula-Villa, L.A. Bello-Perez. In vitro digestión rate and resistent starch content of tortillas stored at two different temperatures. LWT-Food Science and Technology, 2006 (39) 947-951.


250

EEssttaabblleecciimmiieennttoo ddeell ttiieemmppoo ddee ccoocccciióónn ddee ggrraannooss ddee mmaaíízz vvaarriieeddaadd

QQPPMM HH336688CC ccoonn ppaarráámmeettrrooss ffiissiiccooqquuiimmiiccooss

M. A. Cornejo-Villegas1, 2 ; A. I. Hernández-Samano2; E. Gutiérrez-Cortez1,2 * ; I. Rojas-Molina3;

Adriana Rojas Molina1; Alejandra Rojas Molina4 ;and M. E. Rodríguez García1,5

1Posgrado en Ingeniería, Universidad Autónoma de Querétaro, Querétaro, Querétaro. México, D.F. 2 Facultad de Estudios Superiores Cuautitlán, Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM), Departamento

de Ingeniería y Tecnología LEM-A (Laboratorio Experimental Multidisciplinario-Ingeniería en Alimentos). México. 3 Facultad de Ciencias Naturales, Licenciatura en Nutrición, Universidad Autónoma de QuerétaroQro. México.

4 Facultad de Química. Departamento de Investigación de Productos Naturales. UAQ 5 Centro de Física Aplicada y Tecnología Avanzada, Universidad Nacional Autónoma de México, Querétaro.

[email protected]

Uno de los factores críticos a controlar durante el proceso de nixtamalización, es el tiempo de cocimiento, debido a que existe una variedad muy amplia de granos de maíz, aunado a que en México se han permitido un amplio rango de condiciones de proceso, dependiendo de la zona geográfica y de las costumbres y tradiciones del lugar donde se realiza la nixtamalización. El establecimiento del tiempo de cocción se realiza generalmente con variables cualitativas, como es el desprendimiento del pericarpio entre los dedos del operario que lleva a cabo el tratamiento térmico alcalino. Sin embargo, esto carece de una estandarización normalizada y determina que el establecimiento del tiempo de cocción para cada variedad de maíz sea muy subjetivo ya que depende del criterio del operario. En este trabajo se describe la metodología y los resultados para el estudio es una investigación experimental que tiene como propósito determinar el tiempo de cocimiento de los granos de maíz QPM H368C durante la primera etapa del proceso de nixtamalización, para tres temperaturas de proceso, 72, 82 y 92 ºC. Se evaluaron tres variables fisicoquímicas que pueden ser cuantificadas (humedad del grano, pH de la muestra, y concentración de calcio fijado en pericarpio). Esto con la finalidad de establecer valores para la etapa de cocción a diferentes temperaturas en un mismo grano.

Introducción Uno de los factores críticos a controlar durante el proceso de nixtamalización, es el tiempo de

cocimiento, debido a que existe una variedad muy amplia de granos de maíz, aunado a que en

México se han permitido un amplio rango de condiciones de proceso, dependiendo de la zona

geográfica y de las costumbres y tradiciones del lugar donde se realiza la nixtamalización [6], [7].

El establecimiento del tiempo de cocción se realiza generalmente con variables cualitativas,

como es el desprendimiento del pericarpio entre los dedos del operario que lleva a cabo el


251

tratamiento térmico alcalino [8]. Sin embargo, esto carece de una estandarización normalizada y

determina que el establecimiento del tiempo de cocción para cada variedad de maíz sea muy

subjetivo ya que depende del criterio del operario.

El presente trabajo describe la metodología y los resultados para el estudio es una

investigación experimental que tiene como propósito determinar el tiempo de cocimiento de los

granos de maíz QPM H368C durante la primera etapa del proceso de nixtamalización, para tres

temperaturas de proceso, 72, 82 y 92ºC. Se evaluaron tres variables fisicoquímicas que pueden

ser cuantificadas (humedad del grano, pH de la muestra, y concentración de calcio fijado en

pericarpio). Esto con la finalidad de establecer valores para la etapa de cocción a diferentes

temperaturas en un mismo grano.

Objetivo Establecer tiempos de cocimiento para maíz QPM H368C, sometiendo los granos a

tratamiento térmico-alcalino a tres temperaturas 72, 82, y 92ºC y evaluando la humedad del

grano, el pH, así como también la concentración de calcio fijado en pericarpio, para establecer

parámetros cuantificables.

Metodología

Preparación de la muestra Se colocó una muestra de maíz de 2kg, 4 litros de agua y 20g de hidróxido de calcio en el

tanque de cocción. Se inició el cocimiento para una temperatura de 92ºC desde la temperatura

ambiente, determinada por un termopar que registró un valor de 22.7ºC con una velocidad de

calentamiento de 2.5 ºC/min, cuando se alcanzó la temperatura de 92ºC, se mantuvo la isoterma

hasta el terminó del experimento. La muestra se mezcló cada 10 minutos y se obtuvieron

muestras de 20 gramos cada 5 minutos durante el tiempo de cocción las cuales fueron trituradas

en un molino marca Braun modelo KSM2 [5].

Determinación de humedad de la muestra: La determinación de humedad se realizó en una termobalanza modelo AD-4713 utilizando el

Método 925 de la 10-AOAC (2000).Se determinó el contenido de la humedad de la muestra


252

durante la etapa de cocimiento a diferentes tiempos. Las muestras se obtuvieron cada cinco

minutos durante el tiempo de cocción, del tratamiento térmico-alcalino, afín de establecer un

rango de hidratación en los granos de maíz a tres temperaturas: 72, 82, y 92 ºC Una vez que el

pericarpio se había suavizado, el muestreo se realizó cada minuto para analizar su contenido de

humedad. Posteriormente, las muestras se molieron en un molino marca Braun modelo KSM2

para la determinación.

Determinación de pH de la muestra Las muestras en polvo de maíz obtenidas cada cinco minutos se depositaron en agua

tridestilada y se siguió el método 44-19 de la AACC (2000) para determinar el pH de la muestra.

Este se cuantifico con un potenciómetro Jenco Electronics, Modelo 6071.

Determinación de calcio fijado en pericarpio de maíz La concentración de calcio en el pericarpio de maíz fue otro de los parámetros cuantitativos

seleccionados para establecer el tiempo de cocimiento de los granos para las tres diferentes

temperaturas. Las muestras de maíz fueron extraídas cada cinco minutos del tanque de

cocimiento, se les retiró el pericarpio, se secaron a 40ºC en una estufa de vacío, se molieron y

tamizaron con una malla 60/70 USA. El polvo obtenido se utilizó para leer la cantidad de calcio

fijado en esa estructura. Esta determinación se realizó por espectrofotometría de absorción

atómica, para establecer la concentración del mineral en la estructura. Esto se realizó acorde con

el método 974.24 de la AOAC, (2000) modificado, ya que las cenizas se obtuvieron por

digestión en ácido en un microondas. Posteriormente, se determinó la concentración del analito

en un espectrofotómetro (VARIAN, modelo AA-110) [3], [4].

Resultados El tiempo de cocción de los granos, disminuye al aumentar la temperatura del proceso. Los

valores obtenidos fueron graficados y corresponden al tiempo total que se requirió para cada

temperatura, el porcentaje de la humedad del grano se consideró en un rango 34-36 %, la

concentración de calcio en el pericarpio en un rango de 2.24-2.26 % y los valores de pH: 7.55-

7.85. Estos resultados mostraron que la variable más adecuada fue la del % de humedad del grano

debido a que fue la que se puede obtener de manera inmediata, la concentración de calcio fijado


253

en el pericarpio, es la de mayor precisión, pero requiere de mayor tiempo y más trabajo

experimental. La determinación de pH de la muestra no reflejó cambios significantes entre los

tiempos de cocción por lo tanto es la menos recomendable de utilizar.

Conclusiones Para establecer el tiempo de cocción de granos de maíz durante el proceso de nixtamalización,

se puede recurrir a utilizar parámetros fisicoquímicos que pueden ser cuantificables, como el

porcentaje de humedad del grano y la concentración de calcio fijado en el pericarpio durante la

etapa de cocción. Esta metodología puede ser utilizada para tratamientos térmico alcalino a

diferentes temperaturas y para cualquier variedad de granos de maíz, en donde sea necesario

estandarizar la etapa de cocción.

Referencias [1] AOAC. 2000. Official Methods of Analysis. (17 th Ed.) Official methods 965.17 Association of Official

Analytical Chemists: Gaithersburg, M. D. [2] AACC.(2000). American Association of Cereal Chemists. Approved Methods of AACC, 10 th Ed. The

Association: St. Paul, M. N. USA. [3] Fernández-Muñoz, J.L; Rojas- Molina, I.; González-Dávalos, M. L.; Leal M.; Valtierra, M. E.; Martín-Martínez,

E. y Rodríguez, M. E. (2004). Cereal Chem. 81: 65-69. [4] González, R.; Reguera,E.;Figueroa,J.M.; y Sánchez-Sinencio,F.On the nature of the Ca binding to the Hull of

corn grains durings their alkaline cooking. (2004)a Food Chem. 52:3831-3837 [5] Gutiérrez, E.; Rojas-Molina, I.; Pons-Hernández, J.L.; Guzmán, H.; Agua-Ángel, B., Arenas, J., Fernández, P.;

Palacios-Fonseca, A.; Herrera, G. y Rodríguez, M. E.(2007) Cereal Chem., 84 (2): 186-194. [6] Sefa-Dedeh, S.; Cornelius, B.; Sakyi-Dawson, E.; y Ohene, E. Food Chem .,86 (2004):317-324. [7] Serna-Saldivar, S.O.; Gómez, M.H. and Rooney, L.W. Technology, chemistry and nutritional value of alkaline-

cooked corn products. Cereal Sci. (1990) 10:243-307 [8] Trejo-González, A.; Feria-Morales, A. y Wild-Altamirano,C. The role of lime in the alkaline treatment of corn of

tortilla production. Modifications of proteins Food, nutritional, and pharmacological aspects. (1982) 245-263.


254

CCaalliiddaadd nniixxttaammaalleerroo--ttoorrttiilllleerraa ddee mmaaíícceess ddeell iinniiffaapp ddeessaarrrroollllaaddooss ppaarraa

llaa ccoossttaa ddeell ppaaccííffiiccoo

Ma. de la Luz Marrufo Díaz1, Ma. Gricelda Vázquez Carrillo1* y Aarón Morfín Valencia2.

1 Laboratorio de Calidad de Maíz, Campo Experimental Valle de México INIFAP 2 Campo Experimental Tecomán Colima.

*[email protected].

Introducción En el trópico húmedo de México, el 80% de la superficie sembrada con maíz se cubre

anualmente con semilla criolla y sólo el 20% restante con semilla mejorada, debido a ésta y otras

razones, el rendimiento promedio regional apenas supera las 2 t ha-1 [1]. El Instituto Nacional de

Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias (INIFAP) desarrolla variedades mejoradas de

maíz, que rinden más en el campo y que además tengan las características de calidad del grano y

las tortillas que demandan los industriales de la masa y la tortilla y los de harina nixtamalizada.

El objetivo fue: determinar la calidad nixtamalero-tortillera y la vida útil de las tortillas de 16

maíces mejorados, desarrollados para la región del trópico húmedo de México.

Materiales y métodos El material genético evaluado fue: H-318, H-319, H-321, H-375, H-516, H-558, H-560, H-

507M1, H-507M2 y H-519; las variedades: V-526, V-534, VS-535 y el Sintético Dialelico3

(SintDi3), así como los híbridos experimentales: HEMOC 8 y HRMOC 10. Estos maíces se

produjeron en Tecomán, Colima, durante el ciclo primavera-verano 2007. La evaluación incluyó

los parámetros declarados en la norma NMX-034 [2] para maíz blanco destinado al proceso de

nixtamalización, los requeridos por la industria de harina nixtamalizada (MASECA) y los

desarrollados en el Laboratorio de Maíz del INIFAP [3]. Los parámetros evaluados fueron:

Tamaño de grano (TG), peso de cien granos (PCG); índice de flotación (IF), peso por hectolitro

(PH), color de grano y de tortillas se califico con el porcentaje de reflectancia (Agtrón), también

se obtuvieron los porcentajes de pedicelo, pericarpio, germen, endospermo harinoso y córneo. La


255

calidad nixtamalero-tortillera incluyó: humedad de nixtamal, masa y tortilla, pérdida de sólidos,

pericarpio retenido en el nixtamal, rendimiento y textura de tortillas, éste último se informa

como la fuerza de compresión requerida para que se rompa la tortilla. La vida útil de las tortillas

se evaluó a temperatura ambiente (± 22 °C) y en refrigeración (4 °C) [4]. Cada día se calificaba la

sanidad, la evaluación termino cuando aparecieron las primeras colonias de hongos. Las tortillas

almacenadas en refrigeración, a los ocho días, se sometieron a la evaluación de textura y color.

Los resultados de las diferentes determinaciones se obtuvieron por duplicado y se analizaron bajo

un diseño completamente al azar. Se hicieron pruebas de comparación de medias (Tukey) y el

análisis de correlación simple, utilizando el programa Statistical Analysis System (SAS, 1999)

para windows, versión 9.1.

Resultados y discusión Todos los maíces fueron de grano pequeño, con elevado peso hectolitrito e índice de

reflectancia; el 88 % fue de textura dura, por lo que cumplen con las especificaciones de la

norma [2]. En las variables evaluadas el análisis de varianza mostró diferencias altamente

significativas entre genotipos (P ≤ 0.01). Los porcentajes de retención de granos de las mallas

3/16”, 1/8” y 1/16” se correlacionaron significativamente (P ≤ 0.01) con el PCG (r = 0.63, 0.81, -

0.84**), por lo que es posible inferir con el PCG, el tamaño de los granos. En los 16 maíces

evaluados, el PH fue superior a los 74 kg hL-1 establecido como mínimo en la NMX-034 (2002).

El 88 % de las muestras (14) registro índices de flotación entre 5 y 31 % e índices de reflectancia

superiores al 70 % indicado en la norma [2], lo que significa que son maíces adecuados para la

producción de tortillas. Los híbridos: H-507 M1, H-507M2, H-516, HEMOC8 y HEMOC 10, H-

318, se recomiendan para la industria de harina nixtamalizada, ya que cumplen con las

especificaciones de color y dureza establecidos por ésta industria y por poseer proporciones

adecuadas de pedicelo (< 2.0 %), pericarpio (< 5.5 %), germen (< 13.0 %) y fracción cornea (>

48 %). La variedad VS 535 tuvo granos y harina de color blanco-crema (Reflectancia de 72 y

77% respectivamente), no obstante, es de textura suave (IF = 65 %). Inversamente los híbridos H-

321 y H-319 son de textura muy dura (IF: 13 y 10 %), pero su harina es de color cremosa

(Reflectancia de 68 y 67 %).


256

La humedad del nixtamal estuvo entre 44 y 47 %, siendo superiores a lo establecido por la

norma (36-42 %), el nixtamal con mayor humedad correspondió al híbrido H-507M1 (47 %). Se

encontró que los maíces de textura suave, perdieron menos sólidos durante la nixtamalización (r

= - 0.60**). En pericarpio retenido, la industria de la masa y la tortilla prefieren maíces que

retengan la mayor parte del pericarpio como fue el caso de H-507 M1 y H-516 con 36.2 y 33.8%

respectivamente. Las tortillas recién hechas del híbrido H-516 registraron la mayor humedad,

seguida del HEMOC10. El mejor rendimiento de tortillas fue para los híbridos: H-516, H-507M1

(Cuadro 1), el cual estuvo altamente correlacionado con: la fracción córnea del grano (r = 0.48**)

y la humedad de tortilla (r = 0.49**). Las tortillas de mayor humedad, fueron las más suaves,

requirieron menos fuerza para romperse (r = -0.48**) (Fig. 1). Las tortillas más suaves fueron las

de: V-526, H-516, HEMOC10, H-507M1, H-558, H-507M2 y V-534. Las tortillas de los maíces

H-319, H-558, H-560 y H-507M2 incrementaron de manera consistente la humedad de sus

tortillas a las 24 y 192 hrs. de almacenamiento en refrigeración (Fig. 1).

0

100

200

300

400

500

600

Fuer

za C

ompr

esió

n (g

f)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Hum

edad

(%)

Fza 2 Fza 24 Fza 192 H 2 H 24 H 192

Figura 1. Humedad y textura de tortillas de 16 maíces mejorados, evaluadas a: 2, 8 y 192 horas

después de elaboradas y almacenadas en bolsas de polietileno a 4 °C.

Todas las tortillas tuvieron buen color, este fue blanco-crema-brillante, el rango de

reflectancia fue de 100 - 94.5 % (Cuadro 1). Las tortillas del híbrido H-519 mantuvieron su color

recién hechas, 24 y 192 hrs. después de almacenadas, en tanto que las de los maíces: H-560, V-

526 y HEMOC10 pardearon durante el almacenamiento (Tabla 1).


257

La vida útil de las tortillas almacenadas al medio ambiente fue de 72 h, en este tiempo se

identificaron las primeras colonias de mesófilos aerobios (bacterias), hongos (principalmente

Aspergillus sp. y Penicillium sp.) y levaduras. El efecto positivo de la baja temperatura durante el

almacenamiento de las tortillas, quedo demostrado, al comprobar que después de 15 días,

aparecieron las primeras colonias visibles de hongos, bacterias y levaduras. Concluyendo que la

vida útil de este alimento, depende más del manejo higiénico durante su elaboración, y de la

temperatura de almacenamiento que del tipo de maíz.

Tabla 1. Características físicas de grano y calidad de tortillas de 16 maíces mejorados del

INIFAP. PV-2007. Tecomán, Colima. México.

Índice RendimientoGrano Harina nativa flotación( %) de tortillas? 2 h 24 h. 8 dí as

H-318 63 77 7 1.47 99 99 96 H-319 66 67 10 1.41 97 96 93 H-321 63 68 13 1.40 97 94 94 H-375 65 73 17 1.47 100 99 97 H-516 66 76 13 1.53 100 99 99 H-558 67 71 23 1.47 95 93 92 H-560 65 70 23 1.48 97 94 80

H507M1 70 81 5 1.52 98 96 96 H507M2 73 77 14 1.47 98 95 95 H-519 70 76 49 1.44 95 94 94 V-526 73 75 21 1.50 98 98 82 V-534 67 78 31 1.47 98 97 95 VS-535 72 77 65 1.44 96 95 92 SinDi3 72 72 30 1.48 98 95 95

HEMOC8 66 77 9 1.51 99 96 97 HEMOC10 70 79 23 1.51 99 95 89

D M S 3 .9 4 .3 6 9 .6 0 .18 1.6 2 .9 4 .1NM X-034 (2002) =70 > 77 ¶ < 40 =1.5

* Valores establecidos por La Norma Mexicana para M aíz Nixtamalizado(NM X-FF-034-2001-SCF1/P-1)

?Kg de tort illas/kg de maíz nixtamalizado; ¶ Especif icación de M ASECA

Color de Tortilla ( % ref lect ancia)Color (% reflectancia)Genotipo

Conclusiones Los híbridos: H-507 M1, H-507 M2, H-516, HEMOC8, HEMOC10 y H-318 pueden ser

canalizados a la producción de la harina nixtamalizada, puesto que cumplen con las

especificaciones de tamaño, color en grano y harina nativa, dureza y porcentaje de endospermo

corneo del grano, demandados por esta industria. Destacó el H-507 M1 por el color blanco-crema

de su grano y su harina. Siguiendo el método tradicional de la masa y la tortilla, las mejores

tortillas fueron las del H-516; por su elevada humedad (43.8%), excelente rendimiento (1.53),


258

textura suave (340gf) y color blanco-crema (100% de reflectancia). No se encontró diferencia en

la vida útil de las tortillas por efecto de tipo de maíz.

Referencias [1] Oropeza R MA, JD Molina G, TS Cervantes y DL Reyes (2004) Logros del Programa de Mejoramiento Génetico

de Maíz, Avances de Investigación 2001-2004. CP Campus Veracruz. 95 p. [2] Norma Mexicana NMX-FF-034-2002-SCFI-PARTE-1 (2002) Productos alimenticios no industrializados -para

consumo humano-cereales- maíz blanco para proceso alcalino para tortillas de maíz y productos de maíz nixtamalizado- especificaciones y métodos de prueba. Dirección General de Normas. México. 18 p

[3] Salinas M Y y G Vázquez C (2006) Metodologías de análisis de calidad nixtamalera-tortillera en maíz (Zea mays L.). Folleto Técnico No 24. Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias. Campo Experimental Valle de México. Chapingo, Edo. de México. México. 91 p.

[4] Islam M N, M Lirio E and F del Valle R (1984) Mold inhibition in tortilla by dimethyl fumaate. J Food Processing and Preservation. 8:41-45.


259

EEffeeccttoo ddee llaa ppeerrccoollaacciióónn ddee ccaallcciioo dduurraannttee eell pprroocceessoo ddee

nniixxttaammaalliizzaacciióónn eexxpplliiccaaddoo ccoonn uunn mmooddeelloo mmaatteemmááttiiccoo

C.Valderrama-Bravo1,2 *; E. Gutiérrez-Cortez1,2; A. Oaxaca-Luna1; N. García1 y M. E.

Rodríguez2,3

1Facultad de Estudios Superiores Cuautitlán-UNAM.

2Posgrado en Ingeniería. Facultad de Ingeniería-UAQ. 3Centro de Física Aplicada y Tecnología Avanzada.-UNAM.

*[email protected]

La percolación es considerada un fenómeno crítico en el que ocurren cambios en la morfología de un sistema. Durante la nixtamalización de maíz existen cambios físicos y químicos, por lo tanto el objetivo fue obtener un modelo matemático en granos de maíz durante el tiempo de reposo de la nixtamalización para explicar el efecto de percolación de calcio en el interior del grano. Graficando concentración de calcio versus tiempo y realizando un ajuste polinomial se obtuvo un modelo matemático de cuarto grado. El análisis de difusión de calcio y su relación con la percolación se determino cuando en el punto de inflexión a un tiempo de 3.09 h y concentración de calcio 0.158% existe una transformación física del grano. En este momento la percolación de calcio en el pericarpio se presenta, corroborada por un análisis de microscopía electrónica de barrido en el que se observan poros conectados en la estructura del pericarpio. Una vez que el calcio ha percolado por el pericarpio comienza a difundirse en la capa externa del endospermo, detectándose un máximo en la concentración de calcio 0.20514 % a un tiempo de 7.9525 h. Posteriormente se presenta una disminución de calcio 0.17955 % en un tiempo de 13.1768 h. La disminución de calcio puede ser originada por la perdida de pericarpio y de las capas externas del endospermo contrarrestando el fenómeno de difusión. Después se manifiesta un incremento de calcio y posiblemente se relacione el fenómeno de percolación de calcio hacia otras capas de endospermo.

Introducción La percolación es considerada un fenómeno crítico en el cual ocurren cambios bruscos en la

morfología de un sistema originando como respuesta a tal efecto valores críticos que son

determinantes para describir fenómenos de transporte en sistemas biológicos [5].

Durante el proceso de nixtamalización de maíz ocurren cambios físicos y químicos debido a

las altas temperaturas y gradientes de concentración de calcio y agua. Gutierréz et al (2007) han

estudiado el transporte de calcio en el interior del grano de maíz durante el proceso de

nixtamalización. De los resultados obtenidos observaron cambios morfológicos, micro


260

estructurales y en las propiedades fisicoquimicas del sistema los cuales favorecen la percolación

de calcio en el interior del grano.

Objetivo Obtener un modelo matemático en granos de maíz durante el tiempo de reposo del proceso de

nixtamalización para explicar el efecto de percolación de calcio en el interior del grano a

diferentes temperaturas.

Metodología

Preparación de las unidades experimentales Los granos de maíz fueron procesados en un equipo piloto de nixtamalización. La temperatura

de cocción fue 82 ºC, utilizando una velocidad de calentamiento de 2.5 ºC/ min. En dos pasos:

inició el calentamiento de 22 ºC hasta alcanzar la temperatura y se mantuvo por un tiempo de 40

minutos. Posteriormente se retiró el calentamiento y se dejo enfriar a diferentes tiempos de

reposos 1, 3, 5, 7, 9, 11, 13, 15 h, en eventos independientes.

Microscopia electrónica de barrido a bajo vacío El estudio de la morfología del grano de maíz y de su degradación fue evaluada utilizando

micrografías obtenidas por un microscopio electrónico de barrido a bajo vacío modelo JEOL

JSU-5600LV con una resolución de 5 nm, ajustado con un espectrómetro de rayos X con energía

de dispersión (Noran Instrument, Modelo 4.2.3 Voyager). Las condiciones del equipo fueron:

voltaje de aceleración electrónica de 20 kV, con una presión en el rango de 237.72–396.20 kgf/m2

en la cámara de la muestra, las imágenes se obtuvieron en la superficie a partir de la señal


Espectroscopia de absorción atómica Las lecturas de calcio en la muestra procesada se realizaron en un equipo de espectroscopia de

absorción atómica de flama, utilizando como gases aire seco con presión 12 psi, acetileno con

presión 70 psi para producir la flama, se hizo incidir la luz de una lámpara de un cátodo hueco a

través de una muestra vaporizada por una flama. Se eligió la longitud de onda de 422.7 nm para

calcio. Se obtuvo el porcentaje de absorción que es una medida de la concentración de calcio [2].


261

De la etapa del tiempo de reposo se graficaron los resultados de concentración de calcio

versus tiempo. Se realizó un ajuste polinomial aplicando mínimos cuadrados para obtener el

modelo matemático. Se realizó un análisis de regresión lineal a los datos experimentales y a los

obtenidos del modelo matemático para analizar su correlación.

Resultados En la figura 1, se muestra que durante la etapa de reposo la tendencia de calcio versus tiempo

a 82 ºC se comporta como una función polinomial en la que existen tiempos críticos

manifestados por un máximo, mínimo y puntos de inflexión de la función.

Figura 1. Concentración de calcio versus tiempo en la etapa de reposo a 82 ºC

El modelo matemático obtenido del ajuste polinomial correspondió a un polinomio de cuarto

grado que corresponde a la siguiente expresión algebraica:

123.00014276.00051286.000070422.0000025158.0 234 +++−= xxxxy

La correlación de la regresión lineal aplicada a los datos obtenidos del modelo estimado y los

datos experimentales fue de r = 0.9573. Lo cual significa que el modelo es aceptado.

Los tiempos y concentraciones críticas calculadas a partir del modelo estimado se aprecian en

la tabla 1.

Tabla 1. Valores críticos de tiempo y concentración de calcio

Puntos Tiempo (h) Concentración ( Ca %)


262

Inflexión A 3.09 0.158 Máximo B 7.9525 0.20514 Inflexión C 10.87 0.191 Mínimo D 13.1768 0.17955

El análisis de la difusión de calcio y su relación con el fenómeno de percolación se dividió en

cuatro valores críticos A, B, C, D, que corresponden a cuatro tiempos y concentraciones. Desde

el comienzo del tiempo de reposo hasta antes de llegar al punto de inflexión A comienza a fijarse

calcio en la estructura externa del pericarpio, manifestándose con un ascenso y una marcada

dependencia lineal del tiempo de reposo. En el punto de inflexión A a un tiempo de 3.09 h y

concentración de calcio 0.158% existe un cambio de pendiente originado por una transformación

física del grano. En este momento el fenómeno de percolación de calcio en el pericarpio se

presenta, corroborando esta suposición por un análisis de microscopía electrónica de barrido en el

que se observan poros en la estructura del pericarpio la cual es referida a una pérdida parcial del

pericarpio y a un posible efecto de ruptura.

Después del punto de inflexión A el calcio ha percolado por el pericarpio y comienza a

difundirse en la capa externa del endospermo y se detecta un incremento en la concentración de

calcio residual en el grano hasta llegar a un valor máximo B en el que a un tiempo de 7.9525 h

se alcanza la concentración máxima de calcio 0.20514 %. Después del punto máximo se

presenta una disminución de calcio hasta el punto D llegando a un tiempo de reposo de 13.1768 h

y concentración de calcio 0.17955 %. La disminución de la concentración de calcio puede ser

originada por la perdida de pericarpio y posible pérdida de las capas externas del endospermo,

donde se había acumulado la mayor concentración de calcio, además al llegar al punto mínimo D

no existe el fenómeno de difusión al interior del grano porque debido a los cambios

microestructurales y morfológicos que ha sufrido el maíz ya nixtamalizado en el interior de grano

se encuentra el germen el cual contiene grandes cantidades de ácidos grasos y que se empiezan a

distribuir en el endospermo, ocasionando una barrera en la difusión de calcio hacia las estructura

harinosa del endospermo.


263

Después del punto mínimo D se manifiesta un incremento del contenido de calcio y

posiblemente se relacione nuevamente el fenómeno de percolación de calcio hacia otras capas de

endospermo.

Conclusiones Cuando se construye la curva de concentración de calcio versus tiempo con los datos

experimentales es muy difícil visualizar y determinar los valores críticos por interpolación gráfica

por lo que al obtener el modelo matemático polinomial se logro establecer con mayor precisión

los valores críticos en los cuales se presenta la percolación de calcio a través del pericarpio.

El fenómeno de percolación se presenta por cambios morfológicos en el pericarpio del grano

de maíz, los cuales fueron observados por microscopía electrónica de barrido.

Referencias [1] Arenas, A. J. A. Instituto Nacional de Investigaciones Nucleares(1999) [2] Fernández-Muñoz, J.L; Rojas- Molina, I.; González-Dávalos, M. L.; Leal M.; Valtierra, M. E.; Martín-Martínez,


Palacios-Fonseca, A., Herrera, G. and Rodríguez, M.E., Cereal Chem., 84 (2007) 186-194 [4] Rodríguez, M. E.; Yáñez-Limón, J. M.; Alvarado-Gil, J. J.; Vargas, H.; Sánchez-Sinencio, F.; Figueroa, J. D. C.;

Martínez, B. F.; González- Hernández, J.; Silva, M. D., y Miranda, L. C. M. (1996). Cereal Chem. 73: 593-600. [5] Sahimi, M. “Applications of Percolation Theory.” EEUU: Taylor & Francis (1994).


264

AAnnáálliissiiss pprrooxxiimmaall yy eevvaalluuaacciióónn sseennssoorriiaall ddee ttaammaalleess ddee mmaaíízz

eennrriiqquueecciiddooss ccoonn ffrrííjjooll ddee ssoojjaa

Cruz-López, A. L, Palmerín-Carreño, D. M, Juárez-Goiz, M., Herrera-Pérez, S, y Pérez-Pérez

C. I.*

Instituto Tecnológico de Celaya, Dpto. Ingeniería Bioquímica. Celaya, Gto., México. *[email protected]

El tamal es un producto muy popular en México, elaborado comúnmente a base de maíz y constituye parte de nuestra dieta. El maíz es deficiente en aminoácidos esenciales, principalmente triptófano y lisina, por lo que no cubre los requerimientos necesarios del ser humano. Se formuló un tamal que además de maíz (M) incorporara soja (S) en diversos porcentajes (0:100, 50:50, 70:30, 80:20 y 100:0 % pM/ pS), como una alternativa para incrementar el valor proteico del tamal. El efecto causado por la incorporación de la leguminosa fue estimado mediante Análisis Proximal y Evaluación sensorial. El análisis proximal fue realizado de acuerdo a indicaciones de la AOAC. El análisis sensorial se efectuó con panelistas no entrenados, quienes evaluaron el producto. A cada tamal se le asignó una clave para su identificación (A=100:0, B=0:100, C=50:50, D=80:20 y E= 70:30 % pM/p S). Los resultados de la evaluación sensorial mostraron que el tamal (D) de composición 80:20 pM/ pS tuvo la mayor aceptación por los panelistas; sin embargo, el tamal (A) únicamente a base de maíz sigue siendo el más aceptado por el consumidor, por todas sus características originales de olor, sabor y textura. El análisis proximal realizado al tamal 80:20 pM/ pS mostró un mayor porcentaje de proteínas totales y digestibilidad de proteína en comparación con los tamales de Maíz. Por lo que, se sugiere la inclusión del fríjol de soja en la formulación ya que enriquece el valor proteico del tamal de maíz convencional.

Palabras Clave: Tamal de maíz y fríjol de soja, evaluación sensorial, análisis proximal.


265

TTeexxttuurree PPrrooffiillee AAnnaallyyssiiss aanndd SSeennssoorryy EEvvaalluuaattiioonn ooff NNiixxttaammaalliizzeedd CCoorrnn

TToorrttiillllaa FFoorrttiiffiieedd wwiitthh SSooyybbeeaann

Rosillo de la Torre, A. and Pérez- Pérez C*.

Instituto Tecnológico de Celaya. Dpto. Ingeniería Bioquímica. Av. Celaya, Gto. *[email protected]

Consumption of corn nixtamalized tortillas has important nutritional implications due to their calcium and fiber content, not as well as protein. In order to increase the protein value we formulated a tortilla containing corn (C): soybean (S) at different ratio (90:10, 80:20 and 70:30 % w C/ w S). The effect caused by soybean incorporation on the texture profile analysis (TPA) and sensory evaluation was considered. The sensory analysis was carried out with 50 not trained judges, using a hedonic scale. They evaluated the three samples of tortillas, as well as tortilla control, during 3 weeks. TPA was performed with a double compression cycle test using a Texture Analyzer TA-XT2i (Stable Microsystems Ltd., UK) with a 25 load cell and the software (Texture Expert V1.0 Stable Micosystems Ltd). The P/75 probe was used, the pre-test speed was 5.0 mm/ s, test speed was 1.0 mm/ s; penetration distance was 5 mm and the rest period between each cycle compression was 5s. In order to have a good estimation overall tortilla texture, measurements were effectuated cutting 10 tortillas, shaped in cylinders (2 cm diameter) and three replicates were carried out. Statistical analysis were developed with p<0.05. Samples containing 70:30 % w C/ w S, improved significantly colour, flavour, texture, general appearance and overall acceptability of the tortilla. The best flavour, more flexible and softer was obtained with 90:10 % w C/ w S. TPA showed that hardness, adhesiveness, chewiness, resilience, and cohesiveness were affected by the soybean concentration. Tortillas containing 90:10 corn/soybean showed the highest hardness (15% higher than control). Gumminess, cohesiveness and chewiness of 70:30 C/S were 40% lower than the control, and showed a slight decrease in tortilla firmness (15% lower than control). All the corn-soybean tortillas mixtures presented good rheological properties.

Keywords: sensory evaluation, texture profile analysis, corn tortilla, soybean


266

MMIIÉÉRRCCOOLLEESS


267

EEll ppaappeell ddeell ccaallcciioo eenn llaa aalliimmeennttaacciioonn ddee llaa mmuujjeerr yy eell mmeettaabboolliissmmoo

oosseeoo

Dr. Eduardo Barreira Mercado*

Presidente de la Asociación Mexicana de Metabolismo Óseo y Mineral AC Académico Titular de la Universidad

del Valle de México y la Universidad Autónoma de Querétaro

Durante el crecimiento y desarrollo del ser humano el tejido óseo es el mas importante reservorio de diversos minerales y muy especialmente de sales de calcio. Especialmente durante las dos primeras décadas de la vida el calcio participa en una diversidad de procesos fisiológicos cardiovasculares , gastrointestinales, neurológicos y de manera sobresaliente en el desarrollo esquelético; en donde la nutrición adecuada y sobretodo rica en calcio se promueve el modelado óseo; un proceso, extraordi-nariamente anabólico durante el cual el tejido óseo crece, se expande , se desarrolla , se esculpe y se armoniza para alcanzar su máxima masa ósea o masa ósea pico. A partir de los 20 años, el esqueleto ya no cambiara en su forma y estructura que conservará durante el resto de la vida a través de un proceso dinámico de renovación y recambio denominado remodelado óseo a traves de ciclos acoplados y estables que se realizan cada 3 a 6 meses, y el cual se lleva a cabo a través de cerca de 5 millones de unidades de remodelado integradas por células de alta especialidad distribuidas en todo el tejido óseo. A partir de los 40 años, este proceso deja de ser trófico y estable iniciándose la propiamente osteosenectud durante el cual se perderá inexorablemente 1% de masa o tejido óseo cada dos años durante lo que resto de la vida. Durante esta tercera etapa, la mujer experimenta alrededor de los 47 años la menopausia y climaterio; en donde la declinación de las hormonas sexuales acelera de manera importante la perdida de masa ósea lo cual frecuentemente se traduce por grados variables de hipercalciuria. Es por ello que la mujer que cursa esta etapa de la vida , debiera tener información suficiente y conocimientos adecuados sobre todos los nutrimientos que podrían favorecer la con-servación de un esqueleto saludable; sin embargo las evidencias actuales revelan que: 1.- La mujer mexicana desconoce ¿ cuales son los alimentos ¿ que claramente le son de utilidad para lograr este cometido; 2.- Un alto porcentaje (70%) de ellas padece de colitis ó “ colon irritable”, lo cual con frecuencia se agrava con algunos productos lácteos y por ello el médico a la mujer misma excluyen de su alimentación a la leche y sus derivados propiciando un mas rápido y grave deterioro de la osteopenia; 3.- La ingestión diaria de calcio de la mujer mexicana en promedio versa sobre los 700mg/dia ; muy por debajo de lo recomendado por la Organización Mundial de la Salud; 4.- Frecuentemente el ginecólogo o médico tratante desconoce lo esencial sobre los nutrimentos idóneos o adecuados para esta etapa del climarterio; 5.- La mujer fácilmente consume de manera no supervisada diversos suplementos de calcio y medicinas “milagro” que prometen bienestar y garantías a largo plazo. Ante esto y otros escenarios de gran relevancia es necesario propiciar foros y escenarios promovidos por médicos y nutriólogos; en donde la mujer y la sociedad puedan disipar dudas y recibir información y asesoría adecuadas para lograr mejores resultados a largo plazo en la conservación de la salud ósea y una disminución en la incidencia y prevalencia de fragilidad óseas y fracturas en la adultez y edad avanzada .


268

AAnnáálliissiiss ddee pprrootteeíínnaass ddee mmaaíízz dduurraannttee eell pprroocceessoo ddee nniixxttaammaalliizzaacciióónn..

Concepción Morales Gómez*, Álvaro Díaz Badillo, Feliciano Sánchez Sinencio, María de

Lourdes Muñoz

Centro de Investigación y de Estudios Avanzados del Instituto Politécnico Nacional (CINVESTAV - IPN); Av.

Instituto Politécnico Nacional 2508, Col. San Pedro Zacatenco, Gustavo A. Madero, México D.F., 07360.

*[email protected].

Introducción La fabricación de la tortilla a partir de maíz seco (Zea mays) inició cuando el hombre

prehispánico guardo el grano de cada cosecha para transformarlo en algo que pudiera comer. Así

convirtió el grano duro y seco en una masa con la que realizo las primeras tortillas.

Las variedades mejoradas de maíz son, en general inapropiadas para las condiciones de cultivo

de los campesinos que prefieren el maíz criollo, el cual está organizado en grupos genéticos

llamados patrones varietales [1]. El conocimiento de los criterios de calidad usados en la

obtención de los maíces criollos ayuda a encontrar variedades con aceptación para la preparación

de la tortilla. En México la tortilla es un alimento básico y en las zonas con mayor pobreza se le

consume más. Un grano de maíz, al igual que muchos cereales, tiene deficiencias a pesar de su

valor nutricional; en particular, presenta un porcentaje mínimo de aminoácidos esenciales como

la lisina y el triptófano según el perfil que establece la Organización de las Naciones Unidas para

la Agricultura y la Alimentación (FAO - Food and Agriculture Organization por sus siglas en

Inglés) [2].

Existen diez aminoácidos que son esenciales para la dieta de niños y que se reducen a ocho en

los adultos. Cada tortilla contiene, en forma limitada, dos de estos aminoácidos: 0.29% de lisina y

0.67% de triptófano. En promedio la cifra indica que cuando uno ingiere maíz, sólo se aprovecha

el 39% de la proteína asimilable y el 59% restante queda como recurso energético. En síntesis, a

cambio de la proteína indispensable para favorecer la consistencia protéica, el organismo apenas

transforma la energía de estos aminoácidos no balanceados en grasa [3].


269

Por ello estamos estudiando la nixtamalización y la elaboración de la tortilla en relación con la

calidad de las proteínas contenidas en el grano y en cada uno de los procesos a los que dichos

granos se someten para la elaboración de la tortilla, es decir el nixtamal, el nejayote y la masa, y

el producto final como tal, la tortilla. Adicionalmente, la nixtamalización incrementa la

disponibilidad de niacina que se encuentra principalmente en el endospermo del maíz y que es

muy importante para evitar enfermedades tales como la pelagra.

Objetivos Extraer proteínas de los granos de maíz, del nixtamal, de la masa y de la tortilla.

Detectar la relación del contenido proteíco y los tipos de maíz que se encuentran dentro del

patrón varietal de estudio.

Analizar el contenido de las proteínas obtenidas de las diferentes extracciones mediante

proteómica.

Metodología Las muestras que se eligieron forman parte del patrón varietal de distintas localidades del D.F.

y de diferentes regiones rurales del país (México, Michoacán, Tláxcala).

Resultados Las proteínas fueron extraídas, con el Kit de extracción Tripure (Invitrogene), de los diferentes

tipos de maíz y de cada uno de los extractos de cada paso de la nixtamalización (Tabla 1); se

analizaron mediante electroforesis en geles de poliacrilamida con SDS (SDS-PAGE). En la

Figura 1 se muestran las proteínas obtenidas de los diferentes tipos de maíz citados en la tabla 1,

Muestreo de

granos de maíz

Toma de muestra de

cada paso de

nixtamalización

Extracció

n de proteínas

Cuantificación de

Proteínas por el método de

Bradford

Procesamiento de

muestras para proteómica

Análisis de

resultados


270

en la Figura 2 se comparan dichas muestras de maíz con las de otros granos y en la Figura 3 se

observan las proteínas de las muestras de Nixtamal, harina Maseca y Masa. corridas en SDS-

PAGE al 10% En todos los casos se cuantifico la proteína por el método de Bradford.

Tabla 1. Extracción y cuantificación de proteínas de maíz.

Fig. 1. Análisis de extractos de proteína de maíz por SDS-PAGE al 10%. El gel fue teñido con

azul de Coomassie. En cada uno de los carriles se corrieron las proteínas extraídas: 1) marcador

de peso molecular, 2) maíz pozolero “flaco” (22µg), 3) maíz azul (21µg), 4) maíz amarillo (17µg),

5) maíz blanco (21µg), 6) olote, 7) maíz rojo (21µg), 8) maíz pozolero “gordo 1” (22µg), 9) maíz

pozolero “gordo 2” (21µg), 10) masa (maíz blanco) (12µg), 11) nixtamal (maíz blanco) (12µg), 12)

maíz blanco 1 (20µg), y 13) maíz blanco 2 (20µg).

Muestra Peso de la muestra (g)

Peso muestra para extracción (mg)

Proteína total extraída (µg)

Maíz Amarillo 0.4438 123 1732.2 Maíz Azul 0.4202 127 2083.3 Maíz Blanco 0.4332 126 2045.3 Maíz Rojo 0.4384 129 2083.3 Nixtamal 0.4905 100 1123.6 Harina Maseca 1.052 128 2083.3 Masa 1.063 136 303.3 Tortilla 1.265 134 200.3

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

72

28


271

Fig. 2. Análisis de extractos de

proteína de distintos granos por

SDS-PAGE al 10%. El gel fue

teñido con azul de Coomassie. En

cada uno de los carriles se

corrieron las proteínas extraídas:

1) y 2) maíz azul; 3) y 5) maíz

blanco, 6) y 7) amaranto, 8) y 9)

soya, 10) y 11) nixtamal de maíz

blanco. El carril 4 no contiene

ninguna muestra.

Fig. 3. Electroforesis SDS-PAGE de muestras

crudas y tomadas durante el proceso de

nixtamalización (cocidas). Carril: 1) marcador

de peso molecular, 2) maíz blanco 1 (21µg), 3)

maíz blanco 2 (10µg), 4) maíz pozolero “flaco”

(21µg), 5) maíz azul (21µg), 6) maíz amarillo (22

µg), 7) maíz blanco “largo” (25 µg), 8) olote, 9)

maíz rojo (20 µg), 10) maíz pozolero “gordo” (20

µg), 11) maíz pozolero “flaco” (20 µg), 12) masa

(maíz blanco) (3.0µg), 13) nixtamal (maíz blanco

(12µg), 14) maíz blanco (20µg).

En los geles se observa que el patrón de bandeo es muy similar en cada tipo de maíz (Fig. 1).

Comparando los pesos moleculares aparentes de las proteínas de maíz con las de amaranto y soya

se observan diferencias marcadas en las proteínas de alto peso molecular (Fig. 2). Las diferencias

observadas en los diferentes extractos obtenidos durante el proceso de nixtamalización son muy

evidentes. Se observa que la masa contiene menos proteína que el maíz original aunque será

necesario concentrar la proteína para determinar aquellas que permanecen en la masa.

Conclusiones Los pesos moleculares aparentes de las proteínas de los diferentes tipos de maíz son muy

similares. La cantidad de proteína por mg de peso del material analizado en cada una de las

muestras no varía significativamente. La concentración de proteínas de las muestras de nixtamal,

masa, y tortilla es mucho menor que el del maíz original; esto probablemente se debe al proceso

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

7

2

1 2 3 4 5 6 7 8 9


272

nixtamalización, que incluye desde cambios de temperatura hasta procesos de difusión donde

puede haber intercambio del material disuelto en el agua (Ca2+) o del material en el interior de las

células al exterior. Tendría que evaluarse si queremos que las tortillas tengan más proteína o mas

niacina ya que el proceso de nixtamalización contribuye a la mayor disponibilidad de niacina. Es

evidente que la biomasa que entra al proceso de nixtamalización no es la misma que sale como

producto final, debido a que existen subproductos que pueden contener parte de la proteína (el

nejayote). Debido a esto se tiene proyectado cuantificar y determinar el tipo de proteína que se

encuentra en cada uno de los pasos de la nixtamalización de la tortilla y compararlo con otros

granos.

Referencias [1] Elva Rangel-Meza, Abel Muñoz-Orozco, Griselda Vázquez-Carrillo, Jesús Cuevas-Sánchez, Jorge Merino-

Castillo Agrociencia, 38 (2004) 1405-3195. [2] B.S. Vivek, A.F. Krivanek, N. Palacios-Rojas, S. Twumasi-Afriyie, A.O. Diallo. 2008 Breeding Quality Protein

Maize (QPM): Protocols for Developing QPM Cultivars. Mexico, D.F.: CIMMYT. [3] Mauro Sierra M., Artemio Palafox C., Octavio Cano R., Flavio A. Rodríguez M., Alejandro Espinoza C.,

Antonio Turrent F., Noel Gómez M., Hugo Córdova O., Narciso Vergara Á., Rodrigo Aveldaño S., José A. Sandoval R., Sabel Barrón F., Filiberto Caballero H., Miguel González C., Esteban Betanzos M., Fitotec. 27 (2004) 117-119.


273

RReellaacciióónn ddeell ggrraaddoo ddee ffiijjaacciióónn ddeell ccaallcciioo ccoonn llaa ccaalliiddaadd ddee llaa pprrootteeíínnaa

ppaarraa mmaaíízz qqppmm HH--336688cc ssoommeettiiddoo aa uunn ttrraattaammiieennttoo ttéérrmmiiccoo aallccaalliinnoo

I. Rojas-Molina1*, E. Gutiérrez-Cortez2,3, M.E. Rodríguez-García2,4, A. Rojas5, C. Ibarra5 A.

Cornejo2,3, y M.A. Aguilera1

1 Facultad de Ciencias Naturales, Licenciatura en Nutrición, U A Q. Querétaro, México 2 Departamento de Posgrado e Investigación. Facultad de Ingeniería, U A Q. Querétaro, México

3 Facultad de Estudios Superiores Cuautitlán, U N A M. México, México. 4 Centro de Física Aplicada y Tecnología Avanzada, U N A M, Querétaro, México.

5 Departamento de Investigación en Productos Naturales. Facultad de Química, U A Q. Querétaro, México

*[email protected] ó *[email protected]

En este trabajo se determinó la relación entre la calidad proteínica del grano de maíz QPM H-368 nixtamalizado a diferentes tiempos de reposo con el grado de fijación del calcio en el grano. Inicialmente, se determinó el contenido de calcio residual en el grano total y en las capas externas (10 % w/w y subsiguiente 10 % w/w del peso total del grano) e internas (80 % w/w remanente) del endospermo del grano nixtamalizado mediante espectrofotometría de absorción atómica (EAA). La digestibilidad de la proteína se determinó in vitro por el método de Hsu et al. (1977). Posteriormente, se analizó el contenido de proteína en las capas periféricas e internas del grano de maíz nixtamalizado con el método de la AACC (2000), en tanto que el contenido de lisina total y triptófano por la técnica de cromatografía de líquidos de alta resolución (HPLC). Finalmente, se correlacionó el contenido de calcio en el grano total y en el endospermo con la calidad proteínica empleando el coeficiente de correlación de Pearson. Se observó que el contenido de proteína total, lisina y triptófano fue mayor en las capas externas del endospermo. Se detectó una correlación negativa entre el contenido de calcio en el grano y la digestibilidad de la proteína, así como entre el calcio fijado en el endospermo del grano nixtamalizado y el contenido de lisina de esta estructura. No se observó una correlación entre la concentración de calcio y triptófano en el endospermo del grano procesado. El contenido de calcio en el grano de maíz nixtamalizado resultó inversamente proporcional a su calidad proteínica.

Introducción El maíz (Zea mays L) es el cereal de mayor importancia en términos de producción en el

mundo, superando la del trigo (Triticum aestivum L) y del arroz (Oryza sativa L). Estos tres

cereales conforman la base de la alimentación mundial, particularmente en África y América

Latina, en donde la proteína de origen animal no es asequible para un gran sector de la población

por su costo elevado y su baja disponibilidad [1]. En las variedades de maíz normal las proteínas

son deficientes en lisina y triptófano, aminoácidos esenciales para la nutrición humana. Lo


274

anterior constituye una de las razones, por las que se han introducido nuevas variedades de maíz

conocidas como de alta calidad proteínica o Quality Protein Maize (QPM, por sus siglas en

inglés), en donde el contenido de lisina y triptófano se ha incrementado hasta en un 30 y 50 %

respectivamente, con relación a las variedades de maíz normal [2]. La proteína del maíz

representa para ciertos sectores de la población mexicana, el 50 % de la ingesta proteínica de una

persona adulta [1]. Esto significa que el maíz está aportando únicamente el 33 y el 55 % del

requerimiento diario de lisina y triptófano, respectivamente, para un adulto de acuerdo con las

recomendaciones del Comité de Expertos de Energía y Proteína de la [3]. Esto sin considerar que

la lisina y el triptófano se pierden durante el procesamiento del grano como por ejemplo: la

molienda, secado, procesos de extracción o la combinación de ellos [2]. En la actualidad

únicamente se tiene un conocimiento limitado acerca de las modificaciones en la calidad de la

proteína del maíz nixtamalizado y de su relación con el calcio. Así mismo, tampoco se han

reportado estudios sistemáticos, relacionados con las transformaciones morfológicas y en las

transiciones de fase de la gelatinización del almidón en el grano de maíz nixtamalizado durante la

etapa de reposo, considerándolo como un sistema no homogéneo, así como del papel que

desempeña el calcio en estas modificaciones.

Objetivo Evaluar la concentración de calcio y la digestibilidad de la proteína en el grano de maíz QPM

H-368 sometido a un tratamiento térmico alcalino en diferentes tiempos de reposo, así como el

contenido de calcio, lisina y triptófano en diferentes capas del endospermo del maíz objeto de

estudio nixtamalizado en función del tiempo de reposo, para correlacionar la calidad de la

proteína con el grado de fijación del calcio en el grano. La relación entre el contenido de calcio y

el contenido de lisina y triptófano se circunscribe al endospermo del grano, dado que esta

estructura constituye el 79.4 % de su peso total y en ella se localiza el 81 % de la proteína de este

cereal.

Metodología Inicialmente, se caracterizó la materia prima y se estandarizó el proceso de nixtamalización

para preparar las muestras experimentales, utilizando un sistema de cocción computarizado con


275

control de temperatura (NCCP). Se evaluaron las modificaciones en el contenido de proteína,

lisina reactiva, lisina total, triptófano y la digestibilidad de la proteína en el grano de maíz

nixtamalizado a diferentes tiempos de reposo (desde 0 hasta 15 h). El contenido de proteína se

determinó con el método de la [4], en tanto que el contenido de lisina total y triptófano por la

técnica de cromatografía de líquidos de alta resolución (HPLC). El contenido de lisina reactiva se

analizó por espectrofotometría uv-vis [5]. La digestibilidad de la proteína se determinó in vitro

[6]. Posteriormente, se analizó el contenido de calcio residual en el grano total y en las capas

externas (10 % w/w y subsiguiente 10 % w/w del peso total del grano) e internas (80 % w/w

remanente) del endospermo del grano nixtamalizado mediante espectrofotometría de absorción

atómica [7]. Finalmente, se correlacionó el contenido de calcio en el grano total con la

digestibilidad de su proteína y el contenido de lisina y triptófano en el endospermo del grano

nixtamalizado con el calcio fijado en esta estructura.

Resultados Se demostró que el contenido de lisina, triptófano y la digestibilidad del grano procesado se

modifica en función del tiempo de reposo [8], no obstante, la relación entre estas variables no fue

lineal. El contenido de lisina total y triptófano fue mayor en las capas externas del endospermo.

Se detectó una correlación negativa entre el contenido de calcio en el grano y la digestibilidad de

la proteína, así como entre el calcio fijado en el endospermo del grano nixtamalizado y el

contenido de lisina de esta estructura. No se observó una correlación entre la concentración de

calcio y triptófano en el endospermo del grano procesado.

Conclusiones En los tiempos de reposo reducidos la digestibilidad de la proteína del maíz se incrementa, en

tanto que en los tiempos prolongados es similar a la del maíz nativo o sin procesar, lo cual indica

que la digestibilidad de la proteína del maíz se mejora por efecto del tratamiento térmico y no

debido a la presencia de hidróxido de calcio, el cual está relacionado con el aumento de la

cantidad de calcio fijado en el grano. Los niveles de los aminoácidos lisina y triptófano,

disminuyeron durante el proceso de nixtamalización. Sin embargo, se considera que la

concentración de estos aminoácidos en las variedades de maíz QPM es suficientemente elevada


276

como para conservarse en un buen nivel, aún después de someter al grano a un tratamiento

térmico alcalino. Los resultados derivados de este trabajo muestran que el proceso de

nixtamalización no mejorara la calidad nutricia de la proteína, sino más bien, permite el

desarrollo de algunas propiedades (reológicas, texturales, organolépticas, etc.) en los productos

finales e incrementa su aporte de calcio.

Referencias [1] FAO. Statistical database. Página electrónica: http: apps.fao.org. (2006). [2] Prasanna, B.M., Vasal, S.K., Kassahun, B. and Singh, N.N., Current Sci., 81 (2001): 1308-1319. [3] FAO/OMS/UNU. Necesidades de energía y de proteínas. Informe de una reunión Consultiva Conjunta de

Expertos. Serie de Informes Técnicos., 724 (1985), Ginebra, OMS. [4] AACC., Approved Methods of the Americasn Association of Cereal Chemists, 10th, Ed. The Association, (2000):

Methods 08-01, 30-25 and 46-13. [5] Hurrel, R.F., Lerman, P. and Carpenter, K.J., J. of Food Sci. 44 (1979): 1221-1227. [6] Hsu, H.W., Vavak, D.L., Satterlee, L.D. and Miller, G.A., J. of Food Sci., 42 (1977): 1269-1273. [7] Gutierrez, E., Rojas-Molina, I., Pons-Hernández, J.L., Guzmán, H., Agua-Ángel, B., Arenas, J., Fernández, P.,

Palacios-Fonseca, A., Herrera, G. and Rodríguez, M.E., Cereal Chem., 84 (2007) 186-194 [8] Rojas-Molina, I., Gutiérrez, E., Cortés-Acevedo, M.E., Falcón, A., Bressani, R., Rojas, A., Ibarra, C., Pons-

Hernández, J.L., Guzmán-Maldonado, S.H., Cornejo-Villegas, A. and Rodríguez, M.E., Cereal Chem., 85 (2008): 409-416.


277

UUttiilliizzaacciióónn ddee llaa ttoorrttiillllaa ddee mmaaíízz nniixxttaammaalliizzaaddaa ccoommoo vveehhííccuulloo ppaarraa

mmeejjoorraarr eell eessttaaddoo ddee nnuuttrriicciióónn ddee llaa ppoobbllaacciióónn eenn MMééxxiiccoo

Jorge L. Rosado1

1Facultad de Ciencias Naturales, Universidad Autónoma de Querétaro, Querétaro, México.

La tortilla contiene una serie de compuestos que interfiere con la absorción de nutrimentos, especialmente minerales indispensables para el organismo. Contiene cantidades relativamente elevadas de fibra y de ácido fítico. Numerosos estudios demuestran que zinc, hierro y calcio disminuyen su biodisponibilidad cuando se ingieren en alimentos con alto contenido de fibra o ácido fítico. Entre las deficiencias de nutrimentos que ocurren con mayor incidencia en la población en México, la deficiencia de hierro, la de zinc y quizá la de algunas vitaminas se debe en gran medida a la baja biodisponibilidad de estos nutrimentos en los alimentos que constituyen las dietas en México. En estudios iniciales encontramos que la dieta basada en alimentos de origen vegetal en México, especialmente tortilla y frijoles, reduce en aproximadamente 4 veces la absorción de hiero y de zinc y aproximadamente 2 veces la absorción de calcio. Con la finalidad de conocer cuanto de estos nutrimentos se absorben en la tortilla, se llevaron a cabo una serie de estudios metabólicos utilizando isótopos estables. Esta técnica permite medir la biodiponibilidad de nutrimentos aún en niños y en mujeres durante el embarazo. Encontramos que el zinc en la tortilla se absorbe 30% y el calcio 28%. Estos valores son más altos de los que se esperaba, se discute una serie de factores entre ellos el proceso de nixtamalización como responsables del aumento de la biodidsponibilidad de nutrimentos en la tortilla. Se muestran también los estudios de biodiponibilidad que hemos realizado para determinar que fuente de nutrimentos es la mas adecuada para adicionar nutrimentos en la tortilla, recomendamos que se haga con oxido de zinc y hierro reducido extrafino o fumarato ferroso. Así mismos se presentan las estrategias mas recientes que se han planteado para aumentar la calidad nutricia de la tortilla, entre ellas el uso de maíz genéticamente modificado para reducir el contenido de ácido fítico o para aumentar el contenido de zinc; algunas de estas estrategias consideramos que no tienen un potencial de aplicación importante. Como estrategia mucho más adecuado encontramos que la adición de proteína de origen animal a los alimentos vegetales aumenta la biodisponibilidad de los minerales, lo cual demuestra que es mediante una combinación correcta de alimentos como se puede mejorar la biodisponibilidad de los nutrimentos. Durante el proceso de nixtamalización se adiciona calcio a las tortillas por lo que son la principal fuente de este mineral para una proporción importante de la población. Sin embargo, la biodisponibilidad de calcio de tortillas nixtamalizadas no se conoce. Se presenta un estudio cuyos objetivos fueron: 1. Determinar la absorción de calcio de tortilla de maíz, 2. Determinar el efecto de la nixtamalización en la absorción de calcio de tortilla de maíz, y 3. Comparar la absorción de calcio de tortillas de maíz nixtamalizada y comerciales. Nueve mujeres no embarazadas ni lactando recibieron tres tratamientos diferentes: 1)180 g de tortilla de maíz preparada con harina de maíz no nixtamalizada, (HM), 2) 180 g de tortilla de maíz preparada con harina de maíz comercial nixtamalizada (HMC) 3) 180 g de tortillas de maíz preparadas con harina de maíz nixtamalizada (HMN). La absorción de calcio se midió utilizando isótopos estables. Se encontró un porcentaje de absorción de calcio promedio (± DS) de HM, HMC y HMN de: 44 ±3.2 32 ± 4.4, and 30 ± 2.4, respectivamente; la absorción fraccional de calcio de HM fue significativamente mayor que la de HMC y de HMN (p< 0.01). La cantidad total de calcio absorbida fue significativamente más alta en MNH (98.10 mg ± 21.7) que en HMC (59.9 mg ± 23.7, p< 0.001) y que HM (3.78 mg ± 0.9, p <


278

0.0.001). Por lo tanto, la absorción de calcio de tortillas es relativamente alta y depende de la concentración de calcio. La adición de calcio durante la nixtamalización aumenta la concentración de calcio y la absorción total de calcio. Con los resultados de los estudios descritos se hace una evaluación del potencial de aplicación de las estrategias de fortificación y biofortificación de la tortilla de maíz con vitaminas y minerales y su posible impacto en la atención de las deficiencias de nutrimentos en México.


279

EEffeeccttoo ddeell ttrraattaammiieennttoo ttéérrmmiiccoo aallccaalliinnoo eenn eell ccoonntteenniiddoo ddee ttrriippttóóffaannoo yy

lliissiinnaa ddee mmaaíízz ddee ccaalliiddaadd pprrootteeíínniiccaa

Chávez María Guadalupe1, Mendoza Elos Mariano2, Fernández Andrés Ma Dolores3, Juárez

Goiz José Mayolo Simitrio4*.

1Tesista licenciatura del Instituto Tecnológico de Celaya, 2Profesor Investigador, Instituto Tecnológico Agropecuario, Celaya, Gto 3Estudiante de Doctorado, Instituto Tecnológico Agropecuario de Jalisco.

4Profesor Investigador, Instituto Tecnológico de Celaya, Gto.

*[email protected]

El análisis de proteína para grano entero varió de 10% a 11% para endospermo fue de 9.04 a 10.36% y para embrión fue de 18.73 a 21.29%. En cuanto al contenido de triptófano en grano entero, se estableció en 0.76 g/100 g de proteína para maíz MCP y para maíz criollo blanco de 0.42 g /100 g de proteína; la lisina para maíz MCP varió desde 2.05 hasta 3.75 g /100 g de proteína y lisina para maíz criollo fue de 1.5 a 2.0 g/100g de proteína, respectivamente. Encontrándose que la harina para atole sometida al procedimiento de cocción y horneado presentó la mejor consistencia de los atoles y un contenido de triptófano de 0.68 y lisina con 2.74 g/100g de proteína, respecto a la harina nixtamalizada para tortilla el contenido de triptófano fue de 0.74 y lisina de 0.13 g/100 g de proteína, mayor en un 10 % respecto a los testigos. La digestibilidad de proteína para atole de maíz MCPV6 fue de 78 %, para la tortilla de 70 % y el maíz criollo de 67 %, respectivamente.

PALABRAS CLAVE: Maíz MCP, Lisina, triptófano, digestibilidad de proteína

Introducción El maíz es uno de los productos básicos de la alimentación del pueblo mexicano; es

complemento obligado del fríjol y constituye la fuente principal de proteínas para los sectores de

población de modestos recursos del campo y la ciudad [4]. El maíz constituye el 65 % del

consumo en una dieta rural y junto con el consumo de fríjol, constituyen el 80 % de consumo

total de alimentos de las poblaciones rurales [3]. Su limitación es dada por el contenido de

triptófano y lisina y el humano no puede sintetizarlos [5], situación que se ha ido solucionando

gracias ha los avances de la ciencia y especialmente el grupo de investigadores del CIMMyT

(2001), quienes liberaron un Maíz de Calidad Proteínica (MCP) [6]. En el maíz común el

endospermo contiene el 90% de almidón y el 90% de la proteína del grano, el germen el 30% del


280

aceite y el 10% de la proteína. Del 60 al 70% de la proteína del maíz esta en forma de zeína, la

cual es deficiente en triptófano y lisina, sin embargo, la expresión del gen Opaco-2 (O2), duplicó

las cantidades de dichos aminoácidos y genero un maíz de Calidad de Calidad Proteica (MCP)

[7], con base a lo expuesto el objetivo de este trabajo consistió en evaluar la disponibilidad de

Triptófano y Lisina en productos de consumo popular del maíz MCP con respecto a maíz común.

Metodología Las muestras de Maíz de Calidad Proteínica (MCP), así como los testigos de maíz criollo:

amarillo y blanco; se prepararon y envasaron herméticamente en bolsa de plástico y almacenaron

a 4C. Posteriormente se separó el embrión del endospermo, las cuales fueron sujetos a un análisis

proximal. El análisis proximal se realizó de acuerdo a las técnicas oficiales de la AOAC [1].

Unas muestras se tostaron a una temperatura de 70C por 15min aproximadamente, después se

molió y la harina se tamizó en malla # 40; a esta harina se le llamó “Grano tostado”. (3). Se coció

el grano en agua a una temperatura de 100C por 30min, posteriormente se le retiró el agua y se

secó el grano en estufa a 130C por 2 h, se molió y de igual forma la harina se tamizó en malla #

40, a esta harina se le llamo “Grano cocido y horneado”. Para la elaboración de tortilla, se siguió

el método tradicional de nixtamalización y elaboración de tortillas, se secó a temperatura

ambiente, se molió y tamizo en malla #40, y se cuantificó triptófano y lisina. La digestibilidad de

proteína se realizó de acuerdo a Zarkadas [7], Todas las muestras se analizaron por triplicado y

los resultados fueron evaluados mediante la prueba de rango múltiple de Duncan [2].

Resultados En el Cuadro 1, se registran los resultados del análisis proximal (Método LAB y NIR) que se

obtuvieron, en los cuales se observó una respuesta similar entre las variedades MCP y testigos,

fluctuando los valores entre 9.94 y 11.17%; la proteína del embrión, fue mayor que el de grano

entero, acorde con lo reportado en literatura [4]; en el Cuadro 1 la variedad MBV1 presentó el

mayor contenido de proteína 11.17% y MCPV6 presentó el valor mas bajo con 9.04%.


281

Cuadro1. Contenido de proteína de maíz MCP y testigos*

Variedad

Proteína LAB Proteína NIR

Proteína Endospermo LAB

Proteína Embrión

LAB MBV1 11.17a 11.08a 10.36a 18.72d MCPV2 10.53ab 10.68ab 9.07b 20.52bc MCPV3 10.03ab 10.50ab 9.95ab 21.29a MAV4* 10.69ab 10.78a 9.41b 20.47bc MCPV5 11.05a 10.40ab 9.26b 20.91ab MCPV6 9.94b 9.65b 9.04b 20.08c Media 10.57 10.52 9.51 20.33 DMS 1.65 1.01 0.91 0.62

* Duncan, α > 0.05; Testigos: Maíz Blanco MBV1 y Maíz Amarillo (MAV4)

Cuantificación de triptófano y lisina en harinas y tortilla de maíz MCP y testigos Los resultados obtenidos por análisis en laboratorio (LAB) e infrarrojo (NIR), se observó que

la variedad MCPV6 fue la que obtuvo el mayor valor de las otras variedades MCPs, por tal

motivo fue la que se seleccionó para la preparación de las muestras para atole y tortillas de maíz.

Cuadro 2. Lisina y triptófano en harinas para atole y tortilla

Endospermo* Embrión* Variedad Lys Trp Lys Trp MBv1* 1.69c 0.24d 7.73a 0.82ab MCPV2 4.13a 0.57c 5.62b 0.61c MCPV3 2.41b 0.88a 5.48c 0.91a MAv4* 1.91c 0.52c 5.68b 0.75b MCPV5 4.01a 0.76b 4.78c 0.75b MCPV6 4.68a 0.79b 6.11b 0.74b Media 3.14 0.63 5.90 0.763 DMS 0.66 0.084 0.80 0.102

* Duncan, α > 0.05;

Una vez que se obtuvieron las tres diferentes harinas se les realizó la cuantificación de

triptófano y lisina y cuyos resultados se presentan en el Cuadro 3, a pesar de que el contenido de

triptófano y lisina se encuentra en mayor proporción en la harina horneada (Hh) y grano tostada

(Gt) al elaborar los atoles presentaron una mejor consistencia los atoles de harina de grano


282

cocido y horneado (GCH), al formar un atole estable y de consistencia homogénea. En cuanto a

la tortilla, la que presentó el mayor contenido de triptófano y lisina fue la elaborada con maíz

MCPV6 en comparación con las tortillas del maíz testigo.

Cuadro 3. Contenido de Triptófano, Lisina y digestibilidad para harinas y tortilla

Harinas/aa* Hh Gt GCH MCPV6** MBV1** MBV4**

Triptófano 0.76 0.71 0.68 0.74 0.65 0.66

Lisina 3.75 3.26 2.74 0.13 0.12 0.12

%Digestibilidad

AtoleMCPV6 77.82

Tortilla MCPV6 70

Tortilla MBV1 68

V1

*g/100g de muestra; ** tortilla de maíz

Conclusiones De acuerdo al comportamiento de la variedad MCPV6 se puede concluir que las variedades

MCPV2,3,5 podrían resultar superiores en cuanto a contenido y aporte nutrimental de los

aminoácidos Trp y Lys de sus homólogos MBV1 y MAV4, lo que sugiere que son una buena

alternativa para su incorporación a la dieta del mexicano.

Referencias [1] AOAC, Association of Official Analytical Chemists.1990. Official Methods of Analysis, 15a ed., Volume 1. [2] Duncan, D. Multiple Rage Test and Multiple F Test. Biometrics, 11 (1955) (1) 1-42. [3] FAO, El maíz en la nutrición humana: En colección FAO. Alimentación y nutrición No. 25(1993), ONU. [4] Guzmán-Maldonado, SH., Acosta, JAG., Álvarez-Muñoz MA., García-Delgado, S. y Lorca-Piña, G. 2002.

Calidad Alimentaria y Potencial Nutracéutico del Frijol (Phaseolus vulgaris L.) [5] Ortega, CA., Cota, AO., Vasal SK., Villegas, ME., Córdoba OH., Barreras SMA., y Terrón, IA. Híbridos de maíz

de calidad proteínica mejorada para el Noroeste y subtrópico de México. INIFAP. Folleto técnico No. 41(2001). [6] CIMMYT. The Quality Protein Maize Revolution. CIMMYT (2001), México. 1-8. [7] Wall, JS y Podlis, JW. Maíz de alta calidad proteínica, Simposium: Cimmyt – Pordue ed. Limusa, mx. (1985)

311-312. [8] Zarkadas, CG. Assessment of the Protein Quality of Native White Floury Maize, Designated IAPO-13, by Amino

Acid Analysis. J. Agric. and Food Chem. 5 (1997) No 4 1062-1067.


283

BBiioottrraannffoorrmmaacciioonn ddee llaa aaffllaattooxxiinnaa BB11 eenn llaa ffaabbrriiccaacciioonn ddeell nniixxttaammaall

yy llaa ttoorrttiillllaa

Rene Rosiles M

UNAM Fac. De medicina Veterinaria y Zootecnia.

La nixtamalizacíon es el proceso de cocción con hidróxido de calcio, previo del maíz para la fabricación de a tortilla, Este proceso es por ende importante en los alimentos básicos del Mexicano. Desde 1977 fue cuando se dio a conocer la presencia de las aflatoxinas en las tortillas; en este mismo tiempo se publicó la presencia de la Aflatoxina B1 (AB1) en la tortilla que se consumía en la Cd. de México. La información presentada correspondió a la presencia de la AB1 en la tortilla que se consumía en la Cd. de México Así mismo se publicaron las evidencias químicas y biológicas que señalaban la presencia de la Aflatoxina B1en la tortilla. Se identificó parte de la biotransformación de la AB1. Durante el proceso de nixtamalización y la cocción de la tortilla como se reducía la cantidad de AB1 desde la concentración del maíz hasta la misma tortilla. Se encontró que el maíz contaminado con AB1 tenía 100 ppb de AB1 y esta al ser usado en un 80% en la dieta de patos pekinés no permitía la ganancia de peso. Las tortillas al ser usadas en un 80% de la dieta de los patos reducía el crecimiento en un 50%, al compararse con lo patos que recibían alimento sin AB1. Se ha postulado que la reducción de la toxicidad del maíz al nixtamalizarse es porque la cantidad de AB1 se reduce en un 50% posiblemente como mero sistema de disolución del AB1, por el hidróxido de calcio usado en la nixtamalización. La contaminación de las tortillas sin duda sin es un problema de salud publica al conocer algo de la toxicidad de la AB1; como es su poder cancerígeno y su efecto reductor de la síntesis de proteínas en la mayota de los organismos vivos. También se discute algunos otros caminos de biotransformación de la AB1 en los mamíferos


284

IInnssppeecccciioonneess ppaarraa ddeetteerrmmiinnaarr aaffllaattooxxiinnaass eenn mmaaíízz eenn ssiinnaallooaa

Genoveva García Aguirre*, Rebeca Martínez Flores

Universidad Nacional Autónoma de México. Instituto de Biología. Departamento de Botánica,

[email protected]

Introducción Las aflatoxinas representan un problema sanitario para la salud humana y animal en todo el

mundo. La cuestión de la contaminación del grano de maíz con aflatoxinas ha provocado

cuantiosas pérdidas económicas en diversas regiones maiceras, debido a su alta toxicidad y sus

efectos cancerígenos [4]. Dadas las condiciones bajo las cuales las aflatoxinas se forman en los

granos, tanto en la planta en pie como durante estados posteriores, cosecha, transporte,

almacenamiento y utilización, la presencia de aflatoxinas es inevitable en algunos lotes de maíz y

no esta limitada a una región climática o geográfica determinada [3].

Objetivos El objetivo de este trabajo fue conocer y cuantificar la presencia de aflatoxinas en los

diferentes lotes de maíz blanco nacional sembrado, almacenado o transportado en el estado de

Sinaloa.

Materiales y métodos Doscientas sesenta muestras de maíz blanco nacional colectadas en Sinaloa fueron analizadas

según un método oficial de la AOAC Internacional, (método 991.31. Columna de

inmunoafinidad (aflatest)) [1]. Ciento ochenta y seis fueron obtenidas de almacenes o transportes

y 74 fueron colectadas a mano, justo antes de que entraran las cosechadoras en los campos, en

diferentes municipios del estado.

Resultados y discusión Ciento dos, 55%, de las muestras de grano almacenado estaban contaminadas con aflatoxinas.

Los niveles de aflatoxinas detectadas en 101, 99%, de las muestras de maíz almacenado o

transportado que fueron determinadas como contaminadas, contenían niveles bajos de aflatoxinas

(<1 a 19 µg/kg) y en una muestra, 1%, se determinaron 50 µg/kg, niveles superiores a los


285

establecidos por la legislación sanitaria mexicana [2]. Los niveles de contaminación

determinados en este trabajo para el maíz almacenado o moviéndose en transportes fueron

consideras bajos, tomando en cuenta los límites permitidos de 20 µg/kg de aflatoxinas

establecidos por la Norma Oficial Mexicana para maíz destinado al consumo humano [2].

Con relación al maíz colectado en el campo, 18 muestras, 24%, estuvieron contaminadas con

aflatoxinas con niveles inferiores a los establecidos por la norma.

La presente inspección indica que 46% del maíz analizado estaba contaminado con

aflatoxinas. Siendo el maíz la base de la alimentación del pueblo mexicano, la frecuencia con la

que fueron determinadas las mencionadas toxinas, a pesar de lo bajo de los niveles de

concentración, casi todos inferiores a los permitidos por la norma oficial, debe ser preocupante

dada la particularidad acumulativa de las aflatoxinas.

Referencias [1] AOAC International, AOAC International (ed.) Official methods of analysis. Natural Toxins, Chapter 49,

Arlington, Virginia, (1995) 20-21. [2] Diario Oficial de la Federación, 2002. Norma Oficial Mexicana (NOM-188-SSAI- 2002) México, D.F. [3] Gary A. Payne, Critical Reviews in Plant Sciences, 10 (1992) 423-440. [4] M.J. Sweeney, S. White and, W.D. Dobson, IRISH. Journal of Agricultural and Food Research 39 (2000) 235-

244.


286

EEffeeccttoo ddee llaass eennzziimmaass ddiiggeessttiivvaass hhuummaannaass ssoobbrree llaa mmuuttaaggeenniicciiddaadd ddee

llaass aaffllaattooxxiinnaass ddee llaass ttoorrttiillllaass ddee mmaaíízz..

Magda Carvajal 1 * , J. Javier Espinosa-Aguirre 2, María de Guadalupe Moctezuma 1, María-

Eugenia Gonsebatt2, Francisco Rojo3, Israel Pérez-López4

1 Departamento de Botánica, Instituto de Biología. UNAM 2 Instituto de Investigaciones Biomédicas. UNAM

3 Facultad de Química UNAM 4 Instituto Nacional de Pediatría, SSA, México, D.F.

* [email protected]

Introducción El maíz es el alimento básico de la población mexicana [14], siendo la tortilla el producto más

consumido y que es susceptible de contaminación por aflatoxinas (B1, B2, G1 y G2) [1, 4, 6, 7, 8,

9, 10, 12, 16, 17] que son metabolitos secundarios de los hongos Aspergillus spp. Principalmente

A. flavus, A. parasiticus y A. nomius [9,14]. La aflatoxina B1 (AFB1) es la más tóxica y

mutágena, teratógena y cancerígena, siendo el hígado el órgano más afectado.

La nixtamalización es un tratamiento térmico-alcalino que produce cambios físicos y químicos

en el grano y algunos autores la han reportado como un método eficaz para reducir la

concentración de AFB1 en el maíz contaminado [3, 11], y otros sugieren que parte de la AFB1 se

elimina por lavado en agua alcalinizada y otra parte se modifica químicamente por la acción del

álcali [13], al abrir el anillo de lactona, evitando que se presente fluorescencia que es

indispensable para la identificación de la toxina., sin embargo a un pH ácido se cierra el anillo y

se reconstituye la molécula original [13].

Objetivos 1. Determinar la actividad química (fluorescencia) y biológica (mutagenicidad) de la AFB1 en

cada paso de la manufactura de la tortilla y su digestión, en un modelo de digestión humana ‘in

vitro’ con saliva, jugo gástrico y solución de pancreatina aplicadas a las tortillas.


287

2. Conocer la cantidad mínima de AFB1 necesaria para producir una mutación en ADN.

3. Implementar un modelo de digestión humana in vitro, mediante la acción de saliva (con

ptialina) y de soluciones de pepsina y pancreatina, que simulan el jugo gástrico y el pancreático.

Cuantificar la concentración de AFB1, por HPLC, presente en maíz natural y artificialmente

contaminado, y en cada uno de los pasos de la manufactura de las tortillas.

5. Determinar la actividad biológica (mutagenicidad) de tortillas contaminadas con AFB1 con

la prueba de Ames, en el modelo usado de digestión humana in vitro.

6. Conocer si la nixtamalización de las tortillas, contaminadas con AFB1, inhibe su efecto

químico y biológico, y es un método seguro para evitar un posible riesgo a la salud humana.

Metodología Se realizaron 2 experimentos en tortillas contaminadas con AFB1 en forma natural y artificial,

para someterlas a un modelo de digestión in vitro, con la acción de las enzimas digestivas en

solución, para determinar la concentración de AFB1 por HPLC y su actividad biológica por

medio de la prueba de Ames [2].

a. Procesamiento al maíz naturalmente contaminado con AFB1. En el primer experimento se hicieron tortillas de 2 kg de maíz naturalmente contaminado, de

la Bodega Rural “Las Yescas’’ de Tamaulipas, almacenado de 1990 a 1994, se aplicaron tres

tratamientos con enzimas digestivas: 1) 100g de tortilla molida + 250 mL de saliva y se

incubaron por 2 min. 2) 100 g de tortilla molida con 250 mL de jugo gátrico simulado con

pepsina e incubados por 2 hs en oscuridad. 3) 100 g de tortilla molida con 250 mL de solución de

pancreatina (Sol. Pan), incubados 5 hs en oscuridad. 4) 100 g de tortilla molida se licuó con 83

mL de saliva (con 2 min. de incubación), + 83 mL de solución de pepsina y se volvió a licuar, y

se incubó por 2 hs en la oscuridad, y se licuaron con 83 mL de solución de pancreatina

incubando por 5 hs en la oscuridad.


288

b. Procesamiento al maíz artificialmente contaminando con AFB1. En el segundo experimento de un kg de maíz comprado se hizo la masa, y se usaron 400 g (60

g para determinar la AFB1 basal con 3 repeticiones). Los 340 g restantes de masa se

contaminaron con 32 µg de estándar de AFB1, disueltos en 390 mL de metanol:agua dest. (80:20

v/v), amasando 2 hs y se evaporó el metanol. De esta masa contaminada, se hicieron tortillas, que

se secaron y molieron hasta harina, y se aplicó un modelo de digestión in vitro, con las enzimas

digestivas en solución: a) 300 mL de saliva pH 7.0. b) Jugo gástrico simulado (2.0 g de NaCl +

3.2 g de pepsina en 7 mL de HCl con agua, aforando a 1L, pH de 1.2). c) El jugo pancreático

simulado (6.8 g de fosfato monobásico de potasio en 250 mL de H2Od, + 190 mL de NaOH 0.2

N y 400 mL de H2Od + 10 g de pancreatina, pH de 7.5 ± 2.

Método de extracción de AFB1. Se purificó y concentró la AFB1 de todas las muestras con

columnas de inmunoafinidad, según el método de Shepherd et al. (1987)[15]. Se hicieron curvas

de calibración para cada aflatoxina.

Cuantificación de la AFB1 derivatizada, por HPLC. Fase móvil: 60% de agua: acetronitrilo:

metanol (60:22:18 v/v/v) mezclada, filtrada y desgasificada. Velocidad de flujo de 1 mL/ min y

tiempo por análisis de 15 a 20 min.

Prueba de Ames [2] para medir la actividad mutágena. Con la cepa de bacteria Salmonella

typhimurium TA-98. Se midieron las muestras de tortillas tratadas con enzimas digestivas según

el modelo de digestión ‘in vitro’.

Resultados Se presentó una reducción significativa en la concentración inicial de AFB1 en el maíz por el

proceso de nixtamalización. La alcalización sólo abre el anillo de lactona y enmascara su

fluorescencia y al acidificar la aflatoxina se reactiva, recupera su fluorescencia y se cierra su

anillo de lactona. La saliva aumentó el efecto mutágeno de la AFB1, después la pancreatina y

después la suma de las 3 enzimas digestivas (ptialina + pepsina + pancreatina). La enzima

pepsina, dentro del jugo gástrico, inhibió la mutagénesis de la AFB1. Tabla 1.


289

Tabla 1. Prueba de Ames de tortillas contaminadas con 32 μg de AFB1 con Modelo de

Digestión in Vitro.

Tratamiento de tortillas en Modelo de Digestión humana in vitro. Tortillas tratadas licuadas con

metanol/ agua destilada (60:40v/v)Tortillas tratadas licuadas con metanol/

PBS (60:40 v/v)

Muestra de tortilla pH de las soluciones enzimática

s

HPLC de

AFB1 (ng g -1)

Promedio de colonias revertantes

pH de soluciones

enzimáticas alterado con

PBS

HPLC de AFB1 (ng

g -1)

Promedio de colonias revertantes

Sin inocular con AFB1 - 0 25 0 31 Contaminada con AFB1 - 37 53 35 68 Con saliva 7.0 147 254 * 6.9 75 112* Con Sol. Pep 1.2 36 25 6.0 68 121* Con Sol. Pan 7.5 67 115 * 7.0 44 66 Con saliva + Sol. Pep 1.8 35 20 6.1 63 98* Con Sol. Pep + Sol. Pan 2.4 70 51 6.4 19 66 Con saliva + Sol. Pep + Sol. Pan 5.0 83 104 * 6.5 30 110 *

Sol. = Solución; PBS = Solución amortiguadora de fosfatos; Pep = pepsina; Pan =

pancreatina; ng = nanogramos;

* = efecto mutágeno.

La cantidad mínima de AFB1 necesaria para producer una mutación son 10 μg g-1, con 9 μg

g-1 no hay mutación [5]. La nixtamalización no elimina el efecto mutágeno de las aflatoxinas de

las tortillas.

Conclusiones La prueba de Ames hecha con Salmonella typhimurium cepa TA-98 dió un promedio de 30-50

colonias revertantes con el control. Las enzimas digestivas afectan la AFB1 en tortillas de maíz;

el pH es crucial, la saliva (pH 7.0) y la pancreatina (pH 7.5) aumentó la actividad mutágena de la

AFB1; y el efecto opuesto sucedió con el pH básico de la tortilla con cal (pH 12.0) o muy ácida

con jugo gástrico (pH 1.2) que la inhibió. La cal presente y normal en el proceso de manufactura

de la tortilla, disfrazó al efecto mutágeno pero no evitó el riesgo de ingestión de las AFB1, se

requiere un pH neutro para recobrar al efecto mutágeno de las aflatoxinas.

Referencias [1] Abbas HK, Williams WP, Windham GL, Pringle HC, Xie W, and Shier WT, Journal of Agricultural Food

Chemistry, 50 (2002) 5246-5254.


290

[2] Ames BN, In: A Hollaender (ed), Chemical mutagens, Principles and Methods for their detection, Plenum Press, New York, 1 (1971) 267-282.

[3] Anguiano-Ruvalcaba GL, Verver V-CA, Guzmán-De Peña D, Salud Pública de México, 47 (2005) 369-375. [4] Carvajal M, and Arroyo, G, Journal of Agricultural Food Chemistry, 45 (1997) 1301-1305. [5] Carvajal M, Espinosa-Aguirre JJ, Moctezuma MG, Gonsebatt ME, Rojo F, and Pérez-López I, Revista Mexicana

de Micología, 19 (2004) 71-79. [6] Carvajal M, Rosiles MR, Abbas HK, and Mirocha CJ, A proceedings of the Workshop.

CYMMYT/UNDP/USAID, (1986) 318-319. [7] De Arriola MC, de Porres E, de Cabrera S, de Zepeda M, and Rolz C, Journal of Agricultural Food Chemistry, 36

(1988) 530-533. [8] García GA, Martínez FR, y Melgarejo H J, Anales del Instituto de Biología, Universidad Nacional Autónoma de

México, Serie Botánica, 72 (2001) 187-193. [9] Hesseltine CW, Shotwell OL, Smith M, Elis JJ, Vandergraft E, and Shannon G, In Herzberg, M. ed. Toxic

Micro-organisms, UJNR and Dept. Interior, U.S. Gov., Washington, DC (1970) 490 pp. [10] Medina-Martínez MS, and Martínez AJ, Journal of Agricultural Food Chemistry, 48 (2000) 2833-2836. [11] Méndez-Albores JA, Arámbula-Villa G, Loaraca-Piña MG, González-Hernández J, Castaño-Tostado E, and

Moreno-Martínez E, Journal of Stored Products Research, 40 (2004) 87-94. [12] Moreno OJ, and Kang MS, Plant Breeding, 118 (1999) 1-16. [13] Price RL, and Jorgensen KV, Journal of Food Science, 50 (1985) 347-349. [14] Rosado JL, Camacho-Solís R, y Bourges H, Salud Pública de México, 41(1999): 130-137. [15] Shepherd MJ, Mortimer DN and Gilbert J, Association Public Analysts Journal, 25 (1987) 129-142. [16] Torreblanca RA, Bourges RA, and Morales J, A proceedings of the Workshop, CYMMYT/UNDP/USAID,

(1986) 310-317. [17] Torres P, Guzmán-Ortíz M, and Ramírez-Wong B, Journal of Agricultural Food Chemistry, 49 (2001) 2825-

2829.


291

PPrroodduucccciióónn iinn vviittrroo ddee BBeeaauuvveerriicciinnaa ppoorr cceeppaass ddee eessppeecciieess ddee

FFuussaarriiuumm aaiissllaaddaass ddee mmaaíízz ccoosseecchhaaddoo eenn SSoonnoorraa,, MMééxxiiccoo

Alejandra Valenzuela Iglesias1, Patricia Isabel Torres Chávez2*, Armando Burgos Hernandez2 y

Benjamín Ramírez Wong2

1Estudiante de maestría, programa de posgrado en Ciencia y Tecnología de Alimentos, Universidad de Sonora, 2Departamento de Investigación y Posgrado en Alimentos, Universidad de Sonora, Hermosillo, Sonora, México.

*[email protected]

Introducción La micoflora presente en maíz cultivado en el estado de Sonora, en donde las especies de

Fusarium son prevalentes, puede resultar en contaminación del maíz con Beauvericina (BEA).

Esta toxina es de las consideradas como “otras micotoxinas” o “toxinas emergentes” [1] y es

producida principalmente por especies de Fusarium [1-3]. La BEA es un hexadepsipeptido

cíclico que contiene unidades alternantes de D-α-hidroxi-isovaleril-(acido 2-hidroxi-3-

metilbutanóico) y tres unidades del aminoácido N-metil-fenilalanina. Es una molécula ionófora

que puede formar complejos lipofílicos estables con cationes y transportarlos a la fase lipídica.

Estos complejos pueden formar poros en la membrana celular y transportar iones a través de la

ésta y se piensa que esta propiedad contribuye a los efectos tóxicos. La BEA es tóxica a

cultivos celulares de vertebrados e invertebrados. En líneas de células de mamíferos, la muerte

celular causada por beauvericina resulta del incremento intracelular de los niveles de Ca+2 , lo

que lleva a apoptosis y a necrosis [1].

Se ha detectado contaminación natural con BEA y en algunos casos se ha encontrado el agente

causal. F. subglutinans y F. proliferatum se han asociado con la contaminación de maíz con

BEA en diferentes regiones geográficas [1-3]. La contaminación con BEA frecuentemente co-

ocurre con otras micotoxinas, como la moniliformina, fusaproliferina, fumonisina, ocratoxinas y

eniantinas y es precisamente de esta coocurrencia que se derivan los principales efectos tóxicos

para humanos [1].


292

La BEA es un contaminante importante del maíz por si mismo y que potencia sus efectos

cuando co-ocurre con otras micotoxinas y dada la importancia de este grano en la alimentación de

la población Mexicana, el conocer la dimensión del problema de contaminación del maíz por esta

toxina resulta de gran importancia. Como una primera estrategia, se investigó la habilidad de las

cepas de Fusarium que colonizan los granos de maíz de un campo de cultivo en el noroeste de

México de producir BEA.

Materiales y métodos Se colectaron 122 mazorcas de maíz blanco dentado al tiempo de la cosecha durante diciembre

del 2006 en el campo Santa Cruz de la Costa de Hermosillo (28°, 34’, 7.23” N, y 111°, 30’, 12”

W). Cada mazorca se empacó en una bolsa de plástico y se transportó al laboratorio. Las

mazorcas fueron procesadas y analizadas inmediatamente. El contenido de humedad se analizó en

una submuestra de 10 mazorcas (AACC 44-15 ).

Se enumeraron los hongos presentes en la superficie del grano por siembra directa de los

granos de maíz en agar malta sal (4%) e incubación a 25°C por 7 días. Las cajas petri de la

cuenta de hongos se usaron para obtener el inóculo de los aislados de Fusarium. Se cultivaron los

aislados (monospóricos) en tres medios, Agar de clavel, Agar Spezieller Nahrstofarmer (SNA) y

agar papa dextrosa (PDA) y se incubaron a 25°C por 7 días bajo un fotoperiodo de 12 horas de

obscuridad e iluminación. Las especies de Fusarium se identificaron por morfología, basándose

en descripciones estándar [4]. Se probaron in vitro 65 cepas en su capacidad de producir BEA,

cultivándolas en 100 g maíz al cual se le ajustó el contenido de humedad a 45% de humedad y

se esterilizó en autoclave. Se usó un inóculo de 2 ml de una suspensión de 107 esporas / ml.

La BEA se extrajo con metanol según el método reportado anteriormente [5], con algunas

modificaciones y se cuantificó utilizando HPLC y una columna de fase inversa C18, con una fase

móvil de acetonitrilo – agua y un gradiente en pasos. Se detectó a 192 nm con un detector de

arreglo de diodos. El equipo de HPLC y del detector fueron de la marca Varian (Varian Inc. Palo

Alto CA.). El estándar de BEA para la estandarización del método se obtuvo de Sigma (Sigma –

Aldrich Co.). La identidad de la BEA se confirmó por los espectros de absorción UV de la

muestra y el estándar.


293

Resultados El contenido de humedad de las muestras de maíz varió en un intervalo de 33 a 41% con un

promedio de 37%. El porcentaje de granos contaminados por hongos en el campo fue de 24% y

del total de la contaminación el 65% correspondió a Fusarium spp., 11% Aspergillus spp, y 5% a

Alternaria spp . La contaminación por otros hongos de campo fue de 19%. Sesenta y cinco

aislados de fusarium fueron identificados con base en sus características morfológicas.

Fusarium verticillioides (Saccardo) Nirenberg fue el más encontrado, 54% de Fusarium spp.,

cuyos alto nivel de incidencia concuerda con lo reportado anteriormente en maíz cosechado en la

misma región [6]. Fusarium proliferatum (Matsushima) fue el segundo más común de los

Fusarium spp (42%). Fusarium subglutinans (Wollenweber & Reinking) Nelson, Toussoun y

Marasas, y F. oxysporum Schlechtendhal emend. Snyder y Hansen, se observaron únicamente en

niveles bajos (6%).

F. proliferatum (31-4)



F. oxysporum (22-2)

BEA

BEA

BEA

BEA

TIEMPO DE RETENCIÓN (min)2.5 5.0 7.5 10.0 12.5

ABSO

RBAN

CIA

(mua

)

Figura 1. Cromatogramas de la cuantificación de BEA en los cultivos de maíz inoculados con los

aislados de Fusarium.

De los 65 aislados estudiados únicamente 4, produjeron BEA en cantidades mayores que 4.5

μg/g. Una cepa de F. oxysporum produjo 20.4 ± 0.1 μg/g de BEA. Tres cepas de F. proliferatum

produjeron 4.7± 0.7, 112.9 ± 0.5 y 239 ± 0.6 μg/g de BEA. En la figura 1, se presentan los

cromatogramas de los extractos de los cultivos que presentaron producción.


294

El maíz y sus productos son alimentos básicos de los Mexicanos y Fusarium spp. se ha

reportado como el principal contaminante del grano en este y otros estudios [6 y 7]. La presencia

de Fumonisinas también se ha reportado [6]. Es importante continuar monitoreando la presencia

de este contaminante, así como también de otras micotoxinas, en donde se incluye la BEA,

producidas por especies de Fusarium, que invaden al grano en el campo y así elucidar el riesgo a

la salud que estas toxinas por si solas o co-ocurriendo imponen a la población.

Referencias [1] Jestoy,M. Critical Reviews in Food Science and Nutrition 48(2008) 21-29. [2] Logrieco, A. y col., Plant disease 79(1995) 727-731. [3] Leslie, J.F y col. Applied and Environmental Microbiology 70(2004) 2254-2262. [4] Leslie, J.F. y Summerell, B.A. The Fusarium Laboratory Manual (2006) Blackwell Publishing Professional.

Ames, Iowa [5] Monti, S.M. y col. Journal of Agricultural and Food Chemistry 48(2000)3317-3320. [6] Cortez-Rocha y col. Bulletin of Environmental Contamination and Toxicology 70 (2003) 668-673. [7] Sanchez-Rangel y col. Journal of Agricultural and Food Chemistry 53 (2005) 8565-8571.


295

EEffeeccttoo ddee llaa eexxttrruussiióónn ssoobbrree eell hhiiddrroolliizzaaddoo ddee ffuummoonniissiinnaa eenn mmaaíízz

nniixxttaammaalliizzaaddoo

Cortez-Rocha, M.O.1, Reed, C2., y Sánchez-Mariñez, R.I.3

1Depto. de Investigación y Posgrado en Alimentos. Universidad de Sonora. Hermosillo, Sonora. 2International Grain Program, Dept. of Grain Science & Industry. University. Manhattan, KS.

3Depto. de Ciencias Químico-Biológicas. Universidad de Sonora. Hermosillo, Sonora. *[email protected]

Introducción Las micotoxinas son compuestos producidos por hongos y pueden causar enfermedades y aun

la muerte cuando se consumen alimentos que las contienen. Las fumonisinas (FUM) son un

grupo de compuestos producidos por un limitado número de especies de hongos del género

Fusarium aisladas e identificadas por Bezuidenhout y col. [1]. Las especies F. verticilloides y F.

proliferatum son las que producen mayor cantidad de esta toxina y se han detectado

principalmente en maíz y las pérdidas producidas son de billones de dólares [2].

Veintiocho tipos de FUM han sido descritas y de ellas, la fumonisina B1 (FB1) es la que se

presenta con mayor proporción y frecuencia [3, 4]. Esta ha sido detectada en alimentos a base de

maíz y existen evidencias de que ha causado cáncer esofageal y otras enfermedades en humanos

[5, 6]. En animales han sido reportadas como letales y/o tóxicas según la especie. Asimismo se ha

reportado que la nixtamalización de maíz contaminado con FB1 produce una forma hidrolizada de

fumonisina (HFB1), la cual es más tóxica [7]. Varios estudios se han realizado para reducir y

detoxificar maíz contaminado, sin efecto alguno, por lo que el proceso de extrusión podría ser

una alternativa.

Objetivo Evaluar el efecto que la extrusión de maíz nixtamalizado contaminado con FB1 y su

hidrolizado ocasiona en ellas, ya que este es un proceso utilizado en la industrialización del maíz

y no se conoce sí tiene efecto de detoxificación.


296

Materiales y métodos Muestras de 2 kg de maíz contaminado (250 µg/g de FB1) se nixtamalizaron como lo

describen Ramírez-Wong y col. [8]. Una fracción del nejayote se colectó y refrigeró hasta

análisis. El maíz nixtamalizado se lavó, se secó a 45°C y se molió. Muestras de maíz crudo

contaminado, maíz sano crudo, maíz nixtamalizado contaminado y nejayote fueron colectadas y

analizadas para determinar niveles de FB1 y HFB1

La harina del maíz contaminado nixtamalizado se procesó en un extrusor Leitzstrits con

tornillos gemelos de 18 mm corrotativos. El barril tenía 53 cm de largo y 1.9 cm de diámetro, una

zona alimentadora y seis zonas para temperatura controlada. Las temperaturas de procesamiento

fueron: zona 1 (75 ± 21°C), zona 2 (97 ± 6), zona 3 (115 ± 7), zona 4 (152 ± 4), zona 5 (161 ± 7)

y la zona 6 (152 ± 9°C). Directamente se aplicó agua al barril para control de la humedad (24, 27,

30 y 33%). Se usaron dos dados de 10 mm de longitud interna geométricamente diferentes: uno

circular angular y el otro circular tipo embudo, de 3 y 5 mm. La velocidad del tornillo fue

constante (122 rpm) así como la velocidad de alimentación (30 g/min). Se recolectaron 300 g del

material extruido para análisis y entre cada muestra extruida se corrió una muestra de maíz no

contaminado para limpiar el extrusor. Las muestras extruidas se molieron y analizaron para

cuantificar FB1 y HFB1. Las FUM se extrajeron según Sydenham y col. [9]. Se uso un

experimento factorial de 2x4 para evaluar el efecto de la configuración del dado y contenido de

humedad de la masa en la FB1 y HFB1. El experimento se corrió por triplicado con un diseño

completamente al azar y los datos se analizaron con el paquete estadístico de SAS.

Resultados y discusión La concentración de FB1 se redujo durante la preparación del nixtamal a partir del maíz

contaminado. La FB1 fue transformada en su producto de hidrólisis (HFB1) durante el cocimiento

alcalino. El nejayote contenía 94 µg/g de los 239 µg/g FUM inicial, esto es 39.3% de la

concentración original de FB1 (Tabla I). De este porcentaje la forma predominante de FUM fue la

del HFB1, 88 µg/g , equivalente al 93.4%. Una baja cantidad de FB1 permaneció intacta y en la

fracción líquida se removió más de un tercio de la contaminación inicial del maíz.


297

Tabla 1. Fumonisina B1 e hidrolizado de fumonisina B1 en las diferentes muestras de maíz.1 Maíz

usado para contaminar. Nd = No determinado. Promedio de 5 replicados (4 repeticiones/

replicado).

Maíz Contaminado (μg/g) Maíz no Contaminado1 Muestra FB1 HFB1 HFB1 (equiv.FB1) FB1

total FB1

Crudo 239 Nd Nd 239 1.0 Nejayote 6.0 50 88 94 Nd Nixtamalizado 41 59 104 145 Nd

El nixtamal contenía 58% de la concentración inicial de FB1. El principal compuesto de FUM

presente fue el HFB1 (72%) y el resto (28%) era FB1 que permaneció intacta después del

cocimiento (Tabla I). La concentración de FB1 y HFB1 del maíz contaminado extruido fueron

afectadas (P<0.05) por el diámetro del dado y el contenido de humedad de la masa. El dado de

menor diámetro (3 mm) causó mayor reducción de FUM. En la Tabla II se presentan los

resultados de la extrusión con el dado de 3 mm de diámetro. Se observa que cuando la humedad

del producto disminuye, los niveles de FB1 y HFB1 disminuyen gradualmente. La mayor

reducción de FB1 (99%) se logró extruyendo el producto a 24% de humedad. La más alta

reducción de HFB1 fue 67% para la muestra con 24% de humedad.

Tabla II. Fumonisina B1 e hidrolizado de fumonisina B1 en maíz nixtamalizado extruido con el

dado de 3 mm.Promedio de 3 replicados (4 repeticiones/replicado) excepto * (Una réplica de

cuatro determinaciones). Letras iguales en la misma columna no son estadísticamente

significativas (P> 0.05)

Muestra HFB1 HFB1 μg/g equiv. FB1

FB1 μg/g

FB1 Total

Muestra + nejayote

Recuperado de 250 % FB1

Red. HFB1

Contaminado Nixtamalizado

59 104 41 145 239 96 - -

33% (170°C) 37 65a 15a 80 174 70 38a 63a 30% (170°C) 40 70a 4b 74 168 67 33a 90b *27% (170°C) 24 42b 1.0b 43 137 55 60b 98b *24% (170°) 19 34b 0.4b 34.4 128.4 51 67b 99b

La Tabla III presenta los valores obtenidos cuando las muestras fueron extruidas con el dado

de 5 mm de diámetro. No se encontró relación entre el contenido de humedad y la reducción de


298

FUM. La mayor reducción fue en la muestra con 33% de humedad. Cuando se uso el dado de

menor diámetro, se encontró que mientras menor el contenido de humedad mayor reducción de

toxina se tenía.

Tabla III. Fumonisina B1 e hidrolizado de fumonisina B1 en maíz nixtamalizado extruido con el

dado de 5 mm.Promedio de 3 replicados (4 repeticiones por replicado). Letras iguales en la

misma columna no son estadísticamente significativas (P> 0.05).

Muestra HFB1 HFB1 �g/g equiv. a FB1

FB1 �g/g

FB1 total Muestra + Nejayote

Recuperación de 250

% Reducción HFB1 FB1

Contaminado Nixtamalizado

59 104 41 145 239 96 - -

33% (170�C) 28 50b 4c 54 148 59 52a 90a 30% (170�C) 54 96a 40ab 136 230 92 8c 2c 27% (170�C) 37 65ab 23bc 88 182 73 38b 44b 24% (170�C) 32 57ab 59a 116 210 84 45ab -

Este estudio demuestra que la extrusión afecta la FB1 y su hidrolizado. La extrusión parece ser

un proceso efectivo para reducir los niveles de FB1 y HFB1. Se ha reportado baja concentración

de FUM en productos térmicamente procesados como cereales y botanas de maíz como fritos y

otros similares. Las FUM pueden unirse a carbohidratos mediante reacciones tipo Maillard y con

azucares reductores como glucosa y fructosa para formar base de Schiff bajo este tipo de

condiciones de procesamiento. Este tipo de productos son generalmente elaborados por extrusión

y probablemente esta es la razón por la cual la cantidad es baja.

Conclusiones El proceso de extrusión redujo los niveles de FB1 y HFB1 en el maíz contaminado nixtamalizado.

Se encontró que el contenido de humedad de las muestras a extruir fue crítico para la reducción de

FB1 así como el diámetro de los dados en la salida del extrusor. Al extruir con el dado de forma

angular de 3 mm de diámetro se disminuyó de 90-99% la cantidad de FB1 y de 60-67% la del HFB1

en las harinas acondicionadas a 24 y 27% de humedad. Con el dado circular de 5 mm de diámetro se

obtuvo una reducción de 90% para FB1 y de 52% para el HFB1 en la harina con 33% de humedad.

Al extruir maíz contaminado se reduce la cantidad de FUM y HFB1 extraíble, sin embargo, se


299

necesita evaluar su toxicidad para definir si la extrusión es un proceso viable de detoxificación de

maíz.

Referencias [1] Bezuidenhout CS, Gelderblom WCA, Gorst-Allman CP Horak MR, Marasas WFO, Spiteller G, Vleggaar R,

Chem Soc Chem Commun, 11 (1988) 743-745. [2] Munkvold GP, McGee DC, Carlton WM, Phytopathology, 87 (1997) 209-217 [3] Cawood ME, Gelderblom WCA, Veggaar R, Behrend Y, Thiel PG, Marasas WFO, J Agric Food Chem, 39

(1991) 1958-1962. [4] Gelderblom WCA, Jaskiewicz K, Marasas WF, Thiel PG, Horak RM, Vleggaar R, Kriek NP, Appl

Environ.Microbiol, 54 (1988) 1806-1811. [5] Rheeder J, Marasas WO, Thiel PG, Sydenhma EW, Shephard GS, van-Schalkwyk DJ, Phytopathology, 82 (1992)

353-357. [6] Sydenham EW, Thiel PG, Marasas WFO, Shephard GS, van Schalkwyk DJ, Koch KR, J Agric Food Chem 38

(1990) 1900-1903. [7] Murphy PA, Rice LG, Ross PF, J Agric Food Chem, 41(1993) 263-266. [8] Ramirez-Wong B, Sweat VE, Torres PI, Rooney LW, Cereal Chem, 71 (1994) 337-343 [9] Sydenham E, Shepard G, Thiel P, J AOAC Int. 75 (1992) 313-318.


300

AAffllaattooxxiinnaass eenn ttoorrttiillllaass ddee mmaaíízz ddee llaa CCiiuuddaadd ddee MMééxxiiccoo

Pável Castillo –Urueta1,2, Magda Carvajal2*, Ignacio Méndez3, Florencia Meza4, Amanda Gálvez.

1Posgrado en Ciencias Química 2Departamento de Botánica, Instituto de Biología

3Departamento de Estadística Instituto de Investigaciones en Matemáticas Aplicadas y en Sistema 4Departamento de Alimentos y Biotecnología, Facultad de Química.

[email protected]

Introducción Las tortillas de maíz son la base de la alimentación de la población mexicana y la principal

fuente de energía de la población rural [21]. Las aflatoxinas (AF) son metabolitos secundarios de

los hongos Aspergillus parasiticus, A. flavus y A. nomius [8, 13]. Las más importantes son AFB1,

AFB2, AFG1 y AFG2 que existen en granos de maíz [1, 5, 9, 12, 15,18, 22, 23], y en tortillas [7,

22, 23]. Existe el riesgo de aflatoxicosis por el consumo de tortillas. Cuando las tortillas de maíz

se nixtamalizan, este proceso térmico-alcalino provoca cambios físicos y químicos. Se indica [4,

16] que el hidróxido de calcio reduce las AF en la masa; otros autores señalan que este proceso es

reversible con pH ácido [19,22] como el de la masa [23] y de los jugos gástricos [6].

La información acerca de la nixtamalización como control de las AF es contradictoria por lo

que nuestro objetivo fue identificar y cuantificar las AF de las tortillas que se consumen en la

Ciudad de México.

Materiales y métodos Una concentración de 1µg/mL de los estándares de AF (B1, B2, G1, G2), se disolvió en

benceno: acetonitrilo (98:2) y se almacenó en viales ámbar a 4° C. Cada Delegación se dividió en

seis puntos de muestreo al azar, tres de supermercados y tres de tortillerías, dando un total de 96

puntos de muestreo, donde se colectaron 2 kg de tortillas frescas en cada uno, se etiquetaron y se

secaron a 70 °C por 48 horas.


301

Submuestras de 50g de tortillas secas se molieron finamente y para extraer las AF con 100

mL de metanol:H2O (80:20 v/v) con 1 g de NaCl en una licuadora por 2 minutos. Los extractos

se filtraron y 2 mL se diluyeron con 14 mL de PBS y se filtraron con papel de fibra de vidrio; el

filtrado se aplicó a las columnas de inmunoafinidad para AF totales (Easy-Extract), previamente

acondicionadas con 20 mL de PBS pH 7.4. Las columnas se lavaron con 20 mL de agua destilada

y se secaron haciendo pasar aire a través de ellas. Las AF se eluyeron con 2 mL de acetonitrilo

(HPLC). Un mililitro del eluato se secó y resuspendió en 100 µL de acetonitrilo, se adicionaron

400 μL de solución de ácido trifluoroacético: ácido acético:agua (5:2.5:17.5 v/v/v). Los viales se

pusieron 10 minutos a 65°C en baño María [2], y después se llevaron a temperatura ambiente.

Las AF se separaron, identificaron y cuantificaron mediante HLPC-fluorescencia (Agilent

Series 1100), con una columna C18 en fase reversa Prodigy ODS (2) de 4.6 mm D.I., x 250 mm L

x 5 μm dp, Torrance, EU). La fase móvil fue agua: acetonitrilo: metanol (65:15:20 v/v/v) con

flujo de 1.2 mL/min, a una longitud de onda de excitación de 365 nm y de emisión de 450 nm

del detector de fluorescencia.

Análisis estadístico: Se realizó un muestreo sistemático con arranque al azar y los resultados

se analizaron con la prueba de Wilcoxon. Se asociaron los resultados con los límites de tolerancia

de las legislaciones vigentes. Las tablas de contingencia y los modelos logísticos se usaron como

variable dependiente para determinar si la concentración de AF totales de las muestras fue

inferior o superior a los límites de tolerancia. Los límites de tolerancia usados fueron 12 μg/kg

(Norma Oficial Mexicana para tortillas de maíz) [10], 20 μg/kg (Norma Oficial Mexicana para

Cereales) [11] y el último límite fue de 10 μg/kg [6] con base en las propiedades mutagénicas de

AFB1.

Resultados Se analizaron 392 muestras de tortillas de supermercados y tortillerías de la Ciudad de

México. El 17% tuvo de una o de las cuatro AF, un 83% de las muestras no tuvo AF. De las 67

muestras contaminadas, el 13.43% están por arriba del valor de tolerancia de México (12 μg de


302

AF/kg de tortilla), y el 86.57% cumple con la legislación vigente. La Figura 1 son los resultados

de cada muestreo durante los años 2006 y 2007.

0.0

20.0

40.0

60.0

80.0

100.0

Por

cent

aje

1er 2o 3er 4o

Muestreo

PRESENCIA DE AF EN TORTILLAS DE LA CIUDAD DE MÉXICO

Con AFSin AFMenor a 12 ppbMayor a 12 ppb

0.0

10.0

20.0

30.0

40.0

50.0

60.0

Por

cent

aje

1er 2o 3er 4o

Muestreo

Frecuencia de cada AF en las muestras positivas

AFB1AFB2AFG1AFG2

Figura 1. Porcentaje de contaminación

de tortillas de maíz con AF por

muestreo

Figura 2. Frecuencia de las AF en los

cuatro muestreos.

La presencia de AFB1 y AFB2 se debe a la contaminación del maíz por Aspergillus flavus, sin

embargo, la presencia de AFB1, AFB2 , AFG1 y AFG2 significa que Aspergillus parasitucus

estuvo presente. Aspergillus flavus y Aspergillus parasiticus son los únicos hongos reconocidos

capaces de producir AF en maíz [3, 8, 13]. Los maíces fueron invadidos por ambas especies de

Aspergillus, pues las tortillas tuvieron las cuatro AF.

La AFB1 es la más tóxica de todas [20], y es la más frecuente (64.6%) en tortillas (Figura 2)

con concentraciones de 0.29 a 140.33 μg/kg, en concordancia con reportes previos [22]. El grado

de contaminación por A. flavus y A. parasiticus varió según las épocas de muestreo (secas o

lluvias) igual que en otros países [14]. Hubo concentraciones altas de AFG1, (0.26 a 385.21

μg/kg) que representan un riesgo para la salud humana, ya que es un potente cancerígeno para

riñón de rata [17], debido al doble enlace (C8=C9), del furano terminal, se forma el epóxido que

es la forma reactiva con el ADN, ARN y proteínas.

No hubo diferencias significativas entre la concentración de AF y la estación de muestreo, o

sea que las tortillas que se consumen durante la estación de secas y las de lluvias están

igualmente contaminadas. El tipo de expendio influye sobre la concentración de las AFB1 (p=


303

0.0320) y AFG2 (p= 0.0465). Las muestras de tortillerías presentaron mayor contaminación de

AFB1 y AFG2 con respecto a las de supermercados. La harina comercial 1 es la más contaminada

con AFB1 p= 0.0208 y AFG2.p= 0.030. Al comparar las tortillas elaboradas con harinas

comerciales se encontraron diferencias ligeramente significativas para AFB1 p= 0.0536. Las

tortillas elaboradas con la harina comercial 1 es la que muestra mayor contaminación por AFB1.

La prueba de Wilcoxon mostró que no hay diferencias significativas entre las Delegaciones.

Conclusiones Las aflatoxinas son contaminantes naturales con propiedades hepatotóxicas, mutagénicas,

inmunosupresoras y cancerígenas y se encuentran presentes en las tortillas de la Ciudad de

México. La contaminación ocurre por acción de los hongos Aspergillus spp., durante el cultivo,

cosecha y almacenamiento del maíz. La nixtamalización reduce los niveles de AF en las tortillas

pero no las elimina completamente. De un total de 392 muestras de tortillas provenientes de

supermercados y tortillerías de la Ciudad de México el 17% estuvieron contaminadas con AF. De

éstas, el 13% rebasan el límite máximo permisible establecido en la NOM-187-SSA1-2001 que

establece 12 ppb en tortillas y tostadas de maíz. Pese a que el 87% de las muestras contaminadas

cumplen con la normatividad nacional vigente, existe el riesgo de desarrollar cáncer, ya que esta

enfermedad esta en función de la exposición acumulativa de las AF. Este riesgo es evidente si se

considera que las AFB1 y AFG1 estuvieron presentes en el 64.6% y 14.92% de las muestras

contaminadas en concentraciones que van de 0.29 a 140.33 μg/kg y 0.26 y 385.21 μg/kg

respectivamente.

Referencias [1] Abbas HK, Williams WP, Windham GL, Pringle HC, Xie W, and Shier WT, Journal of Agricultural Food

Chemistry, 50 (2002) 5246-5254. [2] Akiyama H, Goda Y, Tanaka T, and Toyoda M, Journal of Chromatography A, 932 (2001) 153-157. [3] Angle JS, A proceedings of the Workshop. CYMMYT/UNDP/USAID (1986) 152-163. [4] Anguiano-Ruvalcaba GL, Verver V-CA, Guzmán-De Peña D, Salud Pública de México, 47 (2005) 369-375. [5] Carvajal M, and Arroyo G, Journal of Agricultural Food Chemistry, 45 (1997) 1301-1305. [6] Carvajal M, Espinosa-Aguirre JJ, Moctezuma MG, Gonsebatt ME, Rojo F, and Pérez-López I, Revista Mexicana

de Micología, 19 (2004) 71-79. [7] Carvajal M, Rosiles MR, Abbas HK, and Mirocha CJ, A proceedings of the Workshop.

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(1988) 530-533.


304

[10] DOF. Norma Oficial Mexicana, NOM-187-SSA1/SCFI-2002. (2002a) 1-29. [11] DOF. Norma Oficial Mexicana, NOM-188-SSA1-2002. (2002b) 22-41. [12] García GA, Martínez FR, y Melgarejo HJ, Anales del Instituto de Biología, Universidad Nacional Autónoma de

México, Serie Botánica, 72 (2001) 187-193. [13] Hesseltine CW, Shotwell OL, Smith M, Elis JJ, Vandergraft E, and Shannon G. 1970. In: Herzberg, M. ed.

Toxic Micro-organisms. UJNR and Dept. Interior, US. Gov. , Washington, DC. 490 pp. [14] McGee DC, Olanya OM, Hoyos GM, and Tiffany LH, Plant Disease, 80 (1996) 742-746. [15] Medina-Martínez MS, and Martínez AJ, Journal of Agricultural Food Chemistry, 48 (2000) 2833-2836. [16] Méndez-Albores JA, Arámbula-Villa G, Loaraca-Piña MG, González-Hernández J, Castaño-Tostado, E, and

Moreno-Martínez E, Journal of Stored Products Research, 40 (2004) 87-94. [17] Molyneaux RJ, Mahoney N, Kim JH, and Campbell BC, International Journal of Food Microbiology, 119(2007)

72-78. [18] Moreno OJ, and Kang MS, Plant Breeding, 118 (1999) 1-16. [19] Price RL, and Jorgensen KV, Journal of Food Science, 50 (1985) 347-349. [20] Richard JL, International Journal of Food Microbiology, 119 (2007): 3-10. [21] Rosado JL, Camacho-Solís R, y Bourges H, Salud pública de México, 41(1999): 130-137. [22] Torreblanca RA, Bourges RA, and Morales J, A proceedings of the Workshop CYMMYT/UNDP/ USAID

(1986) 310-317. [23]Torres P, Guzmán-Ortíz M, and Ramírez-Wong B, Journal of Agricultural Food Chemistry, 49 (2001) 2825-

2829.


305

CCaammbbiiooss eenn llaa ccoonncceennttrraacciióónn ddee ffuummoonniissiinnaa BB11 eenn ssuu ffoorrmmaa nnaattiivvaa,,

hhiiddrroolliizzaaddaa yy ccoonnjjuuggaaddaa,, dduurraannttee llaa pprroodduucccciióónn ddee hhaarriinnaa ddee mmaaíízz

nniixxttaammaalliizzaaddaa ppoorr eexxttrruussiióónn

Valenzuela-Amavizca O. N.1*, Torres-Chávez P. I2, Ramírez-Wong B2, Burgos-Hernández A2,

Salazar-García G2.

1Tesista de Maestría, Posgrado en Ciencia y tecnología de Alimentos, Universidad de Sonora, México. 2Departamento de Investigación y Posgrado en Alimentos, Universidad de Sonora, Hermosillo, Sonora, México.

*[email protected]

Introducción Uno de los principales hongos contaminantes del maíz es Fusarium verticilliodes, este hongo

libera como metabolito secundario la toxina fumonisina, siendo la fumonisina B1 (FB1) la que se

reporta con mayor frecuencia [1,2]. Las fumonisinas presentes en maíz representan un riesgo de

salud debido a que afectan el metabolismo de esfingolípidos en humanos. El mecanismo de

acción de las fumonisinas perturba la biosíntesis de esfingolípidos por la inhibición de la enzima

ceramida sintasa. Como consecuencia de la interrupción del metabolismo de esfingolípidos se

presenta una alteración en la regulación celular [3,4].

El maíz contaminado con fumonisina B1 (FB1) es eventualmente destinado para alimentación

humana, el cual se consume principalmente en forma de tortilla, para lo que se somete a un

proceso de nixtamalización. Durante el proceso de nixtamalización tradicional se genera gran

cantidad de residuos contaminantes, por lo que se ha estudiado la extrusión como alternativa. [5].

El proceso de extrusión para nixtamalización ha sido evaluado en varios aspectos, tales como los

cambios fisicoquímicos que sufren los componentes del grano durante éste proceso, así como la

calidad de los productos obtenidos, entre otros. La extrusión se utiliza para la producción de

diversos productos, donde se han evaluado condiciones de procesamiento como el efecto de la

temperatura y velocidad de tornillo sobre FB1, revelando que los parámetros de extrusión tienen

un efecto sobre ésta [6].


306

Sin embargo el proceso de elaboración de harinas nixtamalizadas por extrusión no ha sido

evaluado en su efecto sobre contaminantes como la fumonisina B1, que representa un riesgo para

la salud del consumidor.

Objetivo Estudiar los cambios en la concentración de fumonisina B1 en su forma nativa, hidrolizada y

conjugada, durante la obtención de harina de maíz nixtamalizada por el proceso de extrusión y

durante la producción de tortillas.

Metodología Se utilizó el método de HPLC con detector de fluorescencia (Marca Varian modelo INERT

9012) para la determinación de la toxina y sus diferentes formas. Se utilizaron en la purificación

de FB1, columnas C18, y para FB1 conjugada se utilizaron columnas OASIS HLB [7, 8].

Se estudiaron dos concentraciones de FB1 (2.56 y 3.86 μg/g, nivel 1 y 2 respectivamente) por

contaminación artificial y un maíz contaminado naturalmente (7.83 μg/g). El maíz contaminado

fue extrudido, para lo cual fue previamente acondicionado a 30.92% de humedad, 0.61 % goma

xantana, y 0.3% de Ca(OH)2. Se utilizó un extrusor de tornillo simple (marca Brabender

Instrument, modelo E19-25D), la temperatura en las primeras tres zonas del extrusor fue de 60 ºC

y en la cuarta zona fue de 118ºC. El análisis de las tres formas de la fumonisina B1 se realizó en

el maíz antes del proceso, en la harina nixtamalizada obtenida por extrusión y en su producto

principal, tortillas [9].

Resultados

Harinas nixtamalizadas En la elaboración de harinas nixtamalizadas por el proceso de extrusión se observó una

reducción en la concentración de FB1. En maíz contaminado con 2.56 y 4.04 μg/g de FB1 (nivel

1 y 2 respectivamente), la concentración se redujo a niveles inferiores al límite de detección del

método, para los dos niveles. En el caso del maíz contaminado naturalmente con 7.83 μg/g, se

redujo la concentración durante obtención de la harina nixtamalizada hasta 5.0 μg/g, esto

representa el 33.6 % de reducción de FB1 por la nixtamalización por extrusión. La disminución

en la concentración de FB1 por efecto de la nixtamalización en los dos niveles de contaminación


307

artificial, así como en el maíz contaminado naturalmente presentaron diferencias significativas

(p<0.05) con respecto al maíz crudo. Un resultado significativo fue que en las harinas

nixtamalizadas obtenidas, en ninguna de las tres muestras analizadas se presentó FB1 en forma

hidrolizada.

El balance total de FB1 en harina nixtamalizada incluyó la concentración de FB1 y FB1

conjugada. Se logró una recuperación total para el nivel 1 y 2, de 79% y 50.10%

respectivamente. En las harinas nixtamalizadas obtenidas de maíz contaminado artificialmente,

el porcentaje total de recuperación de FB1 fue en su forma conjugada, debido a que la

concentración de FB1 bajó a límites inferiores al del nivel de detección. En el caso de maíz

contaminado naturalmente, la recuperación total de FB1 fue de 90.7 % en forma conjunta de FB1

y FB1 conjugada, con 65.1 % y 25.6% respectivamente.

Tortillas En la tortilla nivel 1 no se detectó presencia de FB1, para la tortilla nivel 2 se redujo la

concentración de FB1 de 4.04 μg/g a 2.39 μg/g, esto representa el 40.8 % de reducción con

respecto al maíz. En el maíz contaminado naturalmente con 7.83 μg/g, se mostró una reducción

con respecto al maíz y a la harina nixtamalizada de 5.0 μg/g y 4.33 μg/g respectivamente. Éstas

diferencias fueron estadísticamente significativas (p<0.05).

El balance total de FB1 en tortilla mostró una recuperación para el nivel 2 de 55.19 %, como

FB1 y 51.81 % como FB1 conjugada, esto representa el 107. % de recuperación. Para el nivel 1

se recuperó únicamente 2 en forma de FB1 conjugada representando el 81 % de recuperación. En

la tortilla elaborada con maíz contaminado naturalmente se recuperó 55 % y 25.24 %, como FB1

y FB1 conjugada respectivamente, constituyendo el 80.24 % de la concentración en maíz crudo.

Conclusión La a reducción de FB1 es independiente de la concentración en el proceso nixtamalización por

extrusión. Siendo la FB1 conjugada con los componentes del maíz, la proporción que se ha

considerado como pérdida, que no se detecta por el método convencional para determinación de

FB1 por HPLC. En el proceso de elaboración de harinas nixtamalizadas por extrusión no se


308

presenta la formación de hidrolizados de FB1; esto es significativo desde el punto de vista

toxicológico, ya que los hidrolizados son aún mas tóxicos que la FB1 en su estado original [10].

Referencias [1] Sanchez-Rangel, D., A. San Juan-Badillo and J. Plasencia, Journal of Agricultural and Food Chemistry 53 (2005)

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Williams, D. B. Carlson and A. H. Merrill. Environmental Health Perspectives 109 (2001) 301-308 [5] Bazúa, C. D. G., R. Sterner H., Journal of food Science, 44 (1979) 940-941 [6] Katta, S. K., L. S. Jackson, S. S. Sumner, M. A. Hanna and L. B. Bullerman. Cereal Chemistry 76(1999): 16-20. [7] Dombrink-Kurtzman, M. A. and T. J. Dvorak., Journal of Agricultural and Food Chemistry 47 (1999) 622-627. [8] Park, J. W., P. M. Scott, B. P. Y. Lau and D. A. Lewis Food Additives and Contaminants 21(2004) 1168-1178. [9] Platt, L. C. 2006. Efecto de la goma xantana en las características viscoelásticas y texturales de la masa y tortilla

elaboradas con harinas nixtamalizadas de maíz por el proceso de extrusión. Departamento de Investigación y Posgrado en Alimentos. Hermosillo, Sonora, México, Universidad de Sonora.

[10] Hendrich, S., K. A. Miller, T. M. Wilson and P. A. Murphy. Journal of Agricultural and Food Chemistry 41(1993) 1649-1654.


309

EEffeeccttooss ddee llaa nniixxttaammaalliizzaacciióónn ssoobbrree llaass aannttoocciiaanniinnaass ddee llooss mmaaíícceess

aazzuulleess

Carmen Durán-de-Bazúa

UNAM, Facultad de Química. 04510 México D.F. México

[email protected]

Las tortillas son el alimento básico de la población mexicana. El consumo de tortilla de maíz azul se ha incrementado debido a que se le atribuyen algunas propiedades funcionales y a que poseen un color exótico y atractivo para los consumidores. Dado que la producción de maíz en México se enfoca al maíz blanco, actualmente no se tienen suficientes abastecedores de la variedad de color azul para la elaboración de tortillas, tanto de producción industrial como artesanal, por lo que existe la posibilidad de que los intermediarios estén adulterando las masas de maíz blanco de origen nacional o maíz amarillo de importación o mezclas de ellos, adicionando colorantes orgánicos naturales o sintéticos o colorantes de origen inorgánico. Los colorantes naturales o sintéticos, como aditivos alimentarios, pueden resultar dañinos para la salud si se consumen en exceso. Esto es especialmente importante ya que el maíz para su consumo se somete a un proceso relativamente agresivo de adición de hidróxido de calcio que eleva el pH de la mezcla y que, evidentemente, causa cambios en los pigmentos naturales del maíz. Por esta razón, es necesario que se realicen pruebas biológicas con animales modelo para corroborar el efecto de los pigmentos modificados por las condiciones de proceso. Asimismo, el uso de colorantes y otros aditivos actualmente aceptados en la norma vigente deben ser revisados a la luz de los resultados que se obtengan sea controlado por la legislación mexicana (Norma Oficial Mexicana NOM-187-SSA1/SCFI-2002 Productos y servicios. Masa, tortillas, tostadas y harinas preparadas para su elaboración y establecimientos donde se procesan). En el caso de la tortilla azul, en la, se permite la adición de ciertos colorantes como indigotina (30 ppm) y azul brillante FCF (250 ppm) para estandarizar el color azul en la masa azul nixtamalizada y cuando se use una mezcla de colorantes artificiales, la suma de éstos no debe exceder de 500 mg/kg de producto. Sin embargo, la legislación, por un lado, no establece en qué etapa de los procesos de manufactura deben agregarse ni exige la declaración de ingredientes en productos a granel, como es el caso de las tortillas azules, por lo que los consumidores desconocen la composición del producto que están ingiriendo y sus posibles efectos sobre la salud. Se considera indispensable aplicar un adecuado control de calidad a este tipo de productos alimenticios por su alto consumo. Se debe corroborar que las empresas no sobrepasen los límites de aditivos permitidos por la normativa para evitar riesgos a la salud y cuándo deben ser agregados. Asimismo, se considera un derecho del consumidor conocer los aditivos que ingiere y decidir si lo adquiere o no. Si las tortillas están adulteradas con colorantes, aunque sean de origen natural, el hecho constituiría una falta de ética por parte de los vendedores al introducirla como “tortilla de maíz azul”. Con respecto a las investigaciones que se están realizando sobre mejoramiento genético de variedades pigmentadas con el fin de abastecer el consumo industrial y para obtener maíces con alto valor agregado en cuanto a mayor contenido de carotenos, antocianinas y triptófano, éstas también deben ser probadas biológicamente usando animales modelo para corroborar su inocuidad


310

CCaarraacctteerriizzaacciióónn ddee ccoommppuueessttooss ffeennóólliiccooss yy aaccttiivviiddaadd aannttiiooxxiiddaannttee ddee

mmaaíícceess bbllaannccooss yy ppiiggmmeennttaaddooss

Neri-Dorantes Manue l, Sánchez-Villafuerte Jesica 1, Mendoza-Díaz Sandra 1*, Loarca-Piña

Guadalupe 1, Figueroa-Cárdenas Juan de Dios 2, Castaño-Tostado Eduardo 1, Bah Moustapha 1

1Posgrado en Ciencia y Tecnología de los Alimentos, Facultad de Química, Universidad Autónoma de Querétaro 2 Centro de Investigación y Estudios Avanzados del IPN, Unidad Querétaro.

*[email protected]

Con el objetivo de identificar genotipos de maíz con potencial nutracéutico, el contenido de metabolitos secundarios y su relación con la capacidad antioxidante de los extractos de maíces blancos, rojos y azules fueron determinados. El maíz fue recolectado, molido y extraído con varias mezclas de solventes de acuerdo a procedimientos estándares. El contenido total de fenoles, flavonoides y antocianinas fue obtenido mediante técnicas espectrofotométricas. La cuantificación de β-caroteno, luteína, 3- glucósido de cianidina, y los ácidos ferúlico, p-cumárico, cafeico, y vainillínico, se realizó mediante HPLC. La actividad antirradical y la capacidad reductora de hierro de los extractos fueron evaluadas mediante los métodos de β-caroteno, ABTS y FRAP, respectivamente. El contenido de luteína y β-caroteno en los extractos de carotenoides de los maíces blancos, rojos y azules se encontró en los intervalos de 28.7-77.7, 0.89-13.24; 437-1032, 63.96-450.25; y 166-1880, 66.76-562 μg/100 g Base Seca (BS), respectivamente. Los valores del contenido total de fenoles y de los ácidos ferúlico, p-cumárico, cafeico, y vainillínico para las muestras de maíces evaluadas se encontraron en los intervalos de 69.4-212.8 mg eq. ác. gálico/100 g BS, 3.8-42.6, 24.9-54.4, 4.2-45.1, y 8.5-67.2 mg ác. fenólico/100g BS, respectivamente. El contenido total de flavonoides expresado como mg eq. (+) catequina/100 g BS se encontró en el intervalo de 0.07-12.19 en el orden de maíz rojo < blanco < azul. El contenido total de antocianinas fue expresado como mg eq. 3-glucósido de cianidina/100 g BS y se encontró en el intervalo de 0.99-34.17 en el orden de blanco < rojo < azul. El contenido de 3-glucósido de cianidina fue determinado para los maíces azules, encontrándose en el intervalo de 1.38-6.29 mg/100 g BS; las demás muestras sólo presentaron trazas. La actividad antioxidante de los extractos de carotenoides fue determinada por el método de β-caroteno mientras que para los demás extractos se utilizaron los métodos de ABTS y FRAP. A pesar del alto contenido de luteína y β-caroteno, los extractos de carotenoides de los maíces rojos y azules no presentaron una elevada actividad antirradical a las concentraciones evaluadas. El extracto de fenoles exhibió la mayor capacidad antirradical, presentando valores de 2.16-7.34 mmol Trolox/100g BS y 0.32-0.83 mmol FeSO4/100g BS. Sin embargo, no existió una correlación clara entre el contenido de ác. fenólicos, actividad antioxidante y el color del maíz.


311

PPrrooppiieeddaaddeess bbiioollóóggiiccaass ddeell mmaaíízz ((ZZeeaa mmaayyss LL..)) aanntteess yy ddeessppuuééss ddeell

pprroocceessoo ddee nniixxttaammaalliizzaacciióónn

Ortiz-Valerio Ma. del Carmen 1; Loarca-Piña Guadalupe 1; Figueroa-Cárdenas Juan de Dios 2;

Mendoza-Díaz Sandra 1; Castaño-Tostado Eduardo 1; Reynoso-Camacho Rosalía 1

1Posgrado en Ciencia y Tecnología de los Alimentos, Facultad de Química, UAQ, México. 2 Centro de Investigación y Estudios Avanzados del IPN, Unidad Querétaro, México.

[email protected]

Los pigmentos naturales presentes en plantas como las antocianinas y los carotenoides presentan actividad biológica, entre las que se pueden citar: capacidad antioxidante, actividad antimutagénica y anticarcionogénica. El maíz es parte importante en la dieta del Mexicano y es consumido por todas las clases sociales, principalmente como tortilla y algunos otros productos después del proceso de nixtamalización (tamales, atoles). En el proceso de nixtamalización se dan cambios fisicoquímicos diversos, debido a la temperatura y al pH. Los cambios químicos producidos por la nixtamalización pueden afectar los pigmentos presentes en el maíz (antocianinas y carotenoides). El objetivo de este trabajo fue evaluar el contenido, la capacidad antioxidante y la actividad antimutagénica de antocianinas y carotenoides antes y después del proceso de nixtamalización, de maíces criollos del Estado de Querétaro. El maíz azul y sus productos presentaron las concentraciones más altas de antocianinas con valores entre 115 y 561 mg eq. 3-glucósido de cianidina/Kg muestra. Mientras que para el grano de maíz el rojo fue el que presentó la máxima concentración de carotenoides en el intervalo de 1.01 a 1.21 mg eq. β-caroteno/g extracto y de capacidad antiradical (ARA) en los extractos ricos en antocianinas (52.35%). La ARA para el resto de los granos fue de 23.89% y 28.12%; para la masa de 17.44% a 29.84%; y para tortilla entre 23.87% a 35.68%. La capacidad antioxidante (AA) de los extractos ricos en carotenoides del grano fue de 12.9% a 14.96%, para masa de 10.58% a 22.46% y para tortilla de 14.82% a 27.97%. Los extractos de antocianinas de maíces pigmentados, rojo y azul, mostraron la actividad antimutagénica más alta con un intervalo de 53% a 72%, respectivamente, mientras que los extractos de carotenoides de los maíces amarillo, rojo y azul mostraron los valores más altos entre 70% al 98% de inhibición de la mutagenicidad inducida por el 2-Aminoantraceno, para las cepas de prueba TA98 y TA100 de S. typhimurium.


312

EEffeeccttoo pprrootteeccttoorr ddeell ccoonnssuummoo ddee ttoorrttiillllaa eellaabboorraaddaa ccoonn mmaaíícceess ccrriioollllooss

ssoobbrree eell ddeessaarrrroolllloo ddee ccáánncceerr ddee ccoolloonn

María Guadalupe Guerrero Villanueva, Rosalía Reynoso Camacho, Minerva Ramos Gómez*

Departamento de Investigación y Posgrado en Alimentos, DIPA, Faculta de Química, UAQ. México.

*[email protected]

En México, el maíz es el cereal más importante por su alto consumo, siendo la tortilla el

principal producto derivado, con un consumo per capita de 328 g/día (27% de la dieta/día).

Diversos estudios han revelado que compuestos como la fibra y los pigmentos naturales,

presentes tanto en el maíz como en la tortilla, poseen propiedades nutraceúticas, entre las que

destacan su capacidad antioxidante (CAO) [1], la inducción de enzimas destoxificantes como la

glutatión-S-transferasa (GST) y quinona reductasa (QR) [2], y la inhibición de la enzima β-

glucoronidasa [3], importantes en la disminución del riesgo de cáncer de colon. Sin embargo,

existen pocos estudios sobre la relación del maíz y el cáncer de colon y no existen estudios que

reporten el efecto quimioprotector del consumo de tortilla. Por lo tanto, en el presente estudio se

evaluó el efecto protector del consumo per capita de tortilla elaborada con maíces criollos

pigmentados sobre el desarrollo de cáncer de colon inducido con la 1,2-dimetil hidracina (DMH)

en ratas macho Sprague-Dawley.

Para estudiar las propiedades nutraceúticas de los compuestos bioactivos presentes en la

tortilla de maíz, se elaboraron las tortillas a partir de maíces criollos pigmentados (blanco,

amarillo, rojo y azul) y se determinó el contenido de fenoles, antocianinas y flavonoides por el

ensayo de Folin-Cicalteu, y los métodos propuestos por Liu y colaboradores [4] y de Abdel-Aal y

Hulc [5], respectivamente, obteniéndose mayor de contenido de fenoles totales en la tortilla de

maíz blanco (16.62 ± 1.8 mg equivalentes ácido gálico/100 g de harina de tortilla); mayor

contenido de flavonoides totales en las tortillas de maíz rojo y azul (7.03 ± 0.35 y 6.86 ± 0.44 mg

catequina/g de harina de tortilla, respectivamente), y mayor contenido de antocianinas en las


313

mismas muestras (64.19 ± 1.20 y 61.70 ± 1.70 mg de cianidina 3-glucósido/kg de harina de

tortilla, respectivamente). La capacidad antioxidante in vitro se determinó mediante el ensayo

CAET (Capacidad Antioxidante en Equivalentes de Trolox), el cual se basa en la capacidad del

antioxidante trolox y de los compuestos para donar electrones al radical ABTS y así estabilizarlo

[6], obteniéndose que los extractos metanólicos de las tortillas de maíz azul y rojo mostraron la

mayor CAO, seguidas del blanco y amarillo, encontrándose además una posible relación con el

contenido de flavonoides. Los resultados anteriores son de gran importancia, ya que se ha

atribuido un efecto quimioprotector a los compuestos fenólicos, principalmente a través de

mecanismos relacionados con su capacidad antioxidante, antiproliferativa y de inducción de

apoptosis o muerte celular programada de células cancerosas. Por otro lado, el análisis de la

composición proximal se realizó por métodos establecidos por la AOAC [7], obteniéndose

valores similares en los diversos componentes para todas las harinas analizadas. En lo que

respecta al contenido de fibra dietética, se encontró un mayor contenido de ésta en las tortillas de

maíz blanco y rojo, seguidas de las tortillas de maíz azul y amarillo.

Para determinar el efecto preventivo del consumo de tortilla sobre indicadores de riesgo

asociados al cáncer de colon, primeramente se emplearon ratas sanas, las cuales se alimentaron

con una dieta suplementada con 10 y 27% (p/p) de harina de tortilla durante 4 semanas. Al

término del experimento, los animales se sacrificaron, se extrajo el hígado y el colon para la

determinación de las enzimas GST [8] y QR [2], así como el contenido cecal para la actividad de

β-glucoronidasa y pH [3], encontrándose un incremento en la actividad hepática de GST en los

animales tratados con 27% de tortillas de maíces blanco, amarillo y rojo, así como en la actividad

de QR con maíz rojo; mientras que la actividad de GST en colon se incrementó con las tortillas

de maíces amarillo y rojo. Lo anterior es de gran importancia en el área de quimioprotección

contra el cáncer y otras enfermedades crónico-degenerativas, debido a que la enzima GST es la

principal enzima encargada de desintoxicar y eliminar cualquier sustancia dañina o tóxica al

organismo, así como, de eliminar especies reactivas del oxígeno propias del metabolismo

endógeno o derivadas de la activación metabólica de carcinógenos [9]. Por lo tanto, un

incremento en el consumo de alimentos que inducen enzimas de fase 2, como lo es la tortilla,


314

pueden ser una estrategia prometedora para disminuir el riesgo de cáncer en humanos. En cuanto

a la actividad cecal de β-glucoronidasa, los animales tratados con 27% de tortillas de maíces

amarillo y azul mostraron una disminución estadísticamente significativa (16%), lo que podría

inhibir la reactivación de metabolitos tóxicos de carcinógenos provenientes de la dieta a nivel de

colon [3]. Similarmente, existe una disminución importante del pH cecal de los animales

alimentados con 27% de tortillas de maíces azul y rojo (7.3 y 6.9, respectivamente), con respecto

al control. Esta disminución en el valor del pH puede deberse a la producción de ácidos grasos de

cadena corta (ácido acético, propiónico y butírico) como resultado de la fermentación de la fibra

presente en estos maíces. Lo anterior es más favorable en una condición de enfermedad como el

cáncer, debido al efecto antiproliferativo (o arresto del ciclo celular) y de inducción de apoptosis

de células cancerosas por el ácido butírico [10] y disminución de los niveles de colesterol por el

ácido propiónico. A este respecto, las tortillas de maíces rojo y azul disminuyeron

significativamente los niveles de colesterol, comparadas con las tortillas de maíces blanco y

amarillo. Por otro lado, los maíces blanco y amarillo tienden a incrementar el valor del pH cecal.

En general se observa un mayor efecto preventivo sobre indicadores de riesgo en las ratas

alimentadas con 27% de tortilla, por lo que para determinar el efecto protector del consumo de

tortilla de maíces en un modelo de cáncer, las ratas se sometieron a una dieta con 27% de harina

de tortilla, 4 semanas antes, 8 durante y 11 semanas después de la inducción de cáncer con una

dosis semanal de DMH (21 mg/kg de peso corporal, vía subcutánea) durante 8 semanas, no

encontrándose diferencias significativa en la ganancia de peso de los animales y el consumo de

alimento durante este período. Al término del experimento, los animales se sacrificaron, se

extrajo el hígado y el colon para la determinación de las enzimas GST y QR, así como el

contenido cecal (β-glucoronidasa), observándose un incremento en la inducción de enzimas en

hígado y colon distal de ratas tratadas con DMH y alimentadas con tortilla; siendo mayor la

actividad hepática de GST para los animales alimentados con tortilla de maíz blanco, mientras

que para QR la inducción fue mayor para los animales tratados con tortilla de maíz amarillo. En

lo referente a colon distal, las ratas alimentadas con tortilla de maíz azul fueron las que tuvieron

el mayor incremento en ambas actividades. Por otro lado, se observa una disminución del 18% en


315

la actividad cecal de β-glucoronidasa de los animales tratados con las tortillas de maíces blanco y

azul y, aunque no hubo diferencia estadísticamente significativa, el grupo tratado con tortilla de

maíz blanco mostró el pH cecal más bajo. En base al análisis macroscópico e histológico se

encontró que el grupo tratado con 27% de tortilla de maíz blanco mostró la menor incidencia y

número promedio de displasias de colon, respecto al grupo tratado con DMH. Los resultados

anteriores demuestran el efecto protector de la tortilla de maíz, principalmente de maíz blanco,

sobre el desarrollo de cáncer de colon en ratas Sprague-Dawley, lo cual pudiera estar relacionado

con su mayor contenido de compuestos fenólicos con capacidad para inducir enzimas

destoxificantes como la GST, para inhibir la actividad de β-glucoronidasa y disminuir el pH

cecal.

Para demostrar el efecto del maíz sobre marcadores moleculares, una vez sacrificados los

animales, se determinó la expresión de proteínas y genes involucrados en la proliferación celular

en las muestras de tejido del colon mediante técnicas moleculares. Debido a que en el cáncer de

colon se han detectado cambios en la expresión de genes como k-ras y β-catenina en displasias

tempranas de la carcinogénesis, como consecuencia de mutaciones [11], se evaluaron estos

protooncogenes relacionados con proliferación celular a través del análisis de polimorfismo de

cadena sencilla (SSCP). Esta técnica es ampliamente utilizada para la búsqueda de mutaciones

que pueden presentarse en determinadas bases como consecuencia de exposición a la DMH. La

evaluación sobre la proliferación celular también se realizó en lesiones obtenidas del colon de los

animales tratados con DMH y alimentados con dietas con tortilla al 27%, mediante la expresión

del antígeno nuclear de proliferación celular (PCNA, por sus siglas en inglés), ya que es uno de

los marcadores más utilizados debido a que sintetiza tempranamente en las fases G1 y S del ciclo

celular, donde PCNA tiene un rol importante en la replicación y reparación del DNA [12]. Los

resultados obtenidos mostraron una disminución en la expresión de PCNA para el grupo tratado

con tortillas de maíz blanco y amarillo, comparados con el grupo DMH, lo que indica que la

proliferación celular a nivel de colon puede ser regulada negativamente por ambos maíces y esto

pudiera explicar una menor incidencia de cáncer de colon en estos grupos. Así mismo, la enzima

ciclooxigenasa-2 (COX-2) está relacionada con el proceso inflamatorio y la proliferación celular


316

[13]. En los cánceres colorrectales COX-2 se expresa en un 90% de los cánceres colorrectales,

donde juega un papel predominante en la carcinogénesis de este órgano; además, se observa que

esta enzima se incrementa en el tejido de animales tratados con DMH. Aún cuando si se observó

un incremento en la expresión de COX-2 en los animales tratados con DMH, comparados con el

control, los tratamientos con maíces no presentaron ningún cambio en la expresión esta proteína.

Por otro lado, durante el proceso de apoptosis o muerte celular programa se activan enzimas

denominadas caspasas, las cuales se expresan constitutivamente en todos los tipos celulares como

proenzimas inactivas (zimógenos), pero cuando reciben una señal o estímulo se activan formando

la caspasa 3 iniciadora cuya actividad es esencial para la fragmentación del DNA [14]. A este

respecto, se demostró que la tortilla de maíz es capaz de disminuir la incidencia y número

promedio de displasias en animales tratados con DMH, regulando proteínas relacionadas con

proliferación celular, tales como k-ras, β-catenina y PCNA, así como la enzima caspasa 3

relacionada con apoptosis. En base a lo anterior, los resultados indican que el maíz blanco regula

proliferación celular y apoptosis, mientras que el maíz amarillo ejerce su principal efecto a través

de la regulación de la proliferación celular.

Referencias [1] L. R. Agostini, M. J. Morón y A. N. Ramón, ALAN, 54 (2004) 89-92. [2] J. H. Prochaska, B. A. Santamaría, P. Talalay, Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 89 (1992) 2394-2398. [3] C. V. Rao, D. Chou, B. Simi, H. Ku, B. S. Reddy, Carcinogenesis, 19 (1998) 1815-1819. [4] M. Liu, C. Weber, C. Lee, R. Liu, J. Brown, R. H. Liu, J. Agric. Food Chem., 50 (2002) 2926-2930. [5] M. S. Abdel-Aal, P. Hucl, Cereal Chem, 76 (1999) 350-354. [6] M. J. Arts, G. R. Haenen, H. P. Voss, A. Bast, Food Chem. Toxicol., 42 (2004) 45-49. [7] AOAC. Official Methods of Análisis of AOAC, AOAC Internacional (Ed), Vol. II, (1992) 2,5,12,14. [8] W. Habig, M. Pabst, W. Jabkoby, J. Biol. Chem. 249 (1974) 7130-7139. [9] M. Ramos-Gomez, M. K. Kwak, P. M. Dolan, K. Itoh, M. Yamamoto, P. Talalay, T. W. Kensler, Proc. Natl.

Acad. Sci. USA, 98 (2001) 3410-3415. [10] N. J. Emenaker, G. M. Calaf, D. Cox, M. D. Basson, N. Qureshi, J. Nutr., 131 (2001) 3041S – 3046S. [11] R. F. Jacoby, X. Llor, B. B. Teng, N. O. Davidson, T. A. Brasitus, J. Clin. Invest., 87 (1991) 624–630. [12] Z. Kelman, Oncogene, 14 (1997) 629-640. [13] C. Luceri, G. Caderni, A. Sanna, P. Dolara, J. Nutr., 132 (2002) 1376–1379. [14] M. Bordonaro, J. M. Mariadason, F. Aslam, B. G. Heerdt, L. H. Augenlicht, Cell. Growth. Differ., 10 (1999)

713–720.


317

VVaalloorr nnuuttrraaccééuuttiiccoo eenn ttoorrttiillllaass ddee mmaaíízz aazzuull

Y. Salinas-Moreno, G. Vázquez-Carrillo y G. A. Velásquez-Cardelas

Investigadores del Programa de Maíz. CEVAMEX-INIFAP

[email protected]

Introducción Tradicionalmente la tortilla ha sido la base de la alimentación del pueblo mexicano, sobre todo

en los estratos con menores ingresos. Su elevada composición en carbohidratos (50.3 %) la

convierte en un alimento de gran aporte calórico para la población. Comúnmente las tortillas se

preparan a partir de maíz blanco o cremoso, sin embargo en algunas comunidades se acostumbra

elaborarlas con maíces de grano negro o morado para festividades especiales. A la gente le

gustan las tortillas de maíz negro o morado por su sabor, que es ligeramente más dulce que el de

la tortilla blanca (1). El color negro o morado del grano de maíz se debe a las antocianinas (2),

que además de tener colores brillantes, poseen importantes propiedades antioxidantes,

antimutagénicas y anti-inflamatorias (3). Los expertos recomiendan incrementar la cantidad de

antioxidantes en la dieta con el fin de prevenir el desarrollo de enfermedades degenerativas. Es

importante pues conocer el valor antioxidante en productos comunes en la dieta de la población,

para que se pueda optar por aquellos con mayor valor.

Por otro lado, la palabra “nutracéutico” derivada de las palabras nutrición y farmaceútica, fue

acuñada en 1989 por Stephen De Felice, fundador y presidente de la Fundación para la

Innovación en Medicina, para referirse a todos aquellos productos alimenticios cuya ingesta

provee un beneficio a la salud o contribuye al tratamiento o prevención de alguna enfermedad,

por contener algunos compuestos particulares. Considerando este concepto, las tortillas de

maíces negros y morados (tortilla azul) deben su valor nutracéutico a la elevada cantidad de

compuestos fenólicos que poseen, que es superior a la de las tortillas elaboradas con maíces

blancos o cremosos (4) debido a la presencia de las antocianinas. Este valor nutraceútico está

dado por la actividad antioxidante que poseen. Por tanto, el valor nutracéutico de las tortillas


318

azules dependerá de la concentración y el tipo de fenoles presentes en el grano con el que se

preparen. El objetivo del presente trabajo fue determinar el valor nutracéutico de tortillas

preparadas con maíces azules de diferentes regiones del país a través de la estimación de su

actividad antioxidante.

Metodología

Se trabajó con muestras de maíces azules o negros de las razas Tabloncillo (6), Chalqueño (6),

Cónico (6) y Comiteco (10). Los valores entre paréntesis representan el número de muestras de

cada raza. Los estados del país de los que se obtuvieron las muestras fueron: Sinaloa, Tlaxcala,

México y Chiapas, en ese orden. Se realizó la caracterización física del grano y la

nixtamalización de las muestras de acuerdo con lo descrito por Salinas y Vázquez (5). La

cuantificación del contenido de antocianinas totales (AT) en grano crudo y tortilla se efectuó

según lo descrito por Salinas et al.(6). La actividad antioxidante de los extractos se realizó de

acuerdo con Soler-Rivas et al. (7). Los resultados obtenido se sometieron a análisis de varianza y

pruebas de comparación de medias, según fue necesario.

Resultados y discusión Las muestras analizadas presentaron diferencias en las variables físicas relacionadas con la

dureza del grano (peso hectolítrico e índice de flotación) y en su tamaño. En general, las

muestras de la raza Comiteco fueron las de grano más duro (menor IF) en tanto que las de

Chalqueño las más suaves (mayor IF). Estas últimas también se caracterizaron por ser las de

grano más grande.

La evaluación de las características físicas de los granos se realizó con el fin de asociar estos

resultados con los valores de antocianinas y actividad antioxidante. Particularmente se ha

informado que el grado de harinosidad o suavidad del grano está relacionada de manera directa

con la intensidad de su color morado o azul (8), sin embargo, Salinas et al. (6) mencionan que la

intensidad del color del grano no está relacionado con el contenido de antocianinas totales del

mismo. En el presente trabajo, no se encontró correlación significativa entre el contenido de AT

y la dureza del grano medida mediante el índice de flotación, en 34 muestras de la raza Comiteco,


319

por tanto se pueden tener elevados contenidos de AT en granos tanto cristalinos (duros) como

harinosos (suaves).

El contenido de AT más alto se presentó en las muestras de la raza Cónica, aunque por la

elevada variabilidad no existió diferencia estadística con lo observado en los maíces Comitecos,

que también presentaron alta variabilidad. El contenido promedio de las muestras Chalqueño y

Tabloncillo fue igual, e inferior al de los maíces Cónico y Comiteco.

Una alta concentración de antocianinas en el grano no es garantía de tener alta concentración

en la tortilla, ya que durante el proceso de transformación del grano a tortilla, la pérdida de

antocianinas no es uniforme en todos los maíces (9). Lo que si es cierto es que la concentración

de antocianinas está directamente relacionada con la capacidad antioxidante del producto o

alimento, ya que en tortilla de maíz la correlación observada entre estas variables fue de 0.75

(p=0.001).

Con el fin de que las tortillas preparadas con maíz azul conserven un alto valor nutracéutico,

es necesario que el proceso de transformación del grano a tortilla permita preservar la mayor

cantidad de antocianinas, ya que de esto dependerá la mayor actividad antioxidante del alimento.

De las tortillas elaboradas con los diferentes maíces las que mantuvieron una mayor

concentración de antocianinas fueron las de la raza Cónico.

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90

Tiempo (min)

DPP

H re

duci

do (%

)

9

35

36

52

1

Figura 1. Actividad antioxidante en tortillas elaboradas con maíces azules de la raza Comiteco.


320

En la Figura 1 se ilustra cinética de la reducción del radical DPPH (difenil-picril hidracina)

que es el que se emplea en la determinación de la actividad antioxidante. Se puede ver que entre

las muestras la que presentó menor actividad antioxidante fue la de la colecta 9, que a su vez fue

la de menor contenido de antocianinas.

Conclusiones Las tortillas elaboradas con maíces de grano azul poseen mayor actividad antioxidante que las

de maíz blanco y por tanto su valor nutracéutico es mayor.

Entre las tortillas de maíz azul, el valor nutracéutico mayor se presenta en las que contienen

mayor cantidad de antocianinas.

Referencias [1] Víctores, E.M.N. Tesis de Licenciatura. 2001. DIA-AUCh, Méx. 92p. [2] Nakatami, N., Fukuda H., Fuwa, H. Agri. Biol. Chem. 1979. 43(2):389-391. [3] Wang, H.et al. J. Nat. Prod. 1999. 62:294-296. [4] De la Parra, C. et al., J. Agric. Food Chem. 2007. 55:4177-4183. [5] Salinas, M.Y., G. Vázquez C. Folleto Técnico No. 24, CEVAMEX-INIFAP. 2006. [6] Salinas et al. Revista Fitotecnia Mexicana 1999. 22:161-174. [7] Soler-Rivas C., et al, Phytochem. Anal. . 2000. 11:330-338. [8] Wellhausen, E.J. et al. Xolocotzi. Tomo II. Univ. Autónom Chapingo.356p. [9] Salinas, M.Y. et al. Agrociencia. 2003. 37(6):617-628.


321

MMaaíízz yy nniixxttaammaalliizzaacciióónn -- AAllgguunnooss ddee llooss eevveennttooss ddeell ppaassaaddoo yy rreettooss

ppaarraa eell ffuuttuurroo

Octavio Paredes López

Centro de Investigacion y Estudios Avanzados del I.P.N. Irapuato, León, Gto.

[email protected]

Como se sabe el maíz juega un papel fundamental en la alimentación humana de varios países del mundo, especialmente de varios países de América Latina, y los productos obtenidos del mismo como almidón y aceite tienen un papel relevante en el comercio mundial. La nixtamalización llegó con nuestras culturas indígenas para quedarse. Ahora son muchos los países que consumen diversos productos nixtamalizados en virtud de la globalización y del desarrollo tecnológico. Los aspectos benéficos de la misma en términos nutricionales, nutracéuticos y funcionales son francamente relevantes; sin embargo el procedimiento tradicional tiene efectos ecológicos nada despreciables. A pesar de las características sobresalientes en términos alimentarios del grano, éste requiere de mejoras sustanciales e relación a algunos de sus componentes como ciertos aminoácidos esenciales y hierro, entre otros. Por otro lado, la complementación nutricional que tiene este cereal con la leguminosa que se usa en México por excelencia, el frijol, es igualmente más que relevante. A pesar de ello, se requieren tomar en cuenta algunas limitantes científicas y tecnológicas dignas de una consideración impostergable. Resulta de interés hacer una breve revisión de los eventos científicos más sobresalientes que han ocurrido y que deberán ocurrir en relación al maíz para los propósitos señalados; pero también es innegable la necesidad de revisar los aspectos que tienen que ver con el uso del cereal para propósitos diferentes a los alimenticios, como el de los biocombustibles


322

SSEESSIIOONN DDEE PPOOSSTTEERR IIIIII


323

DDeetteerrmmiinnaacciióónn ddee mmiiccoottooxxiinnaass eenn ttoorrttiillllaass pprroovveenniieenntteess ddee 44 bbaarrrriiooss ddee

llaa ddeelleeggaacciióónn xxoocchhiimmiillccoo

María Patricia Domínguez Echeverría.1 Enrique Bartolo Segundo.2 Erick Pacheco López.2 A.

Soleil Camacho Ortega.2 Rosa Esmeralda Montalvo Duarte.2 Dulce María Magaña Islas.2

Sugey N. Avante García.2 José Melchor Villagómez Moreno.2

1Profesora Titular del Departamento de Sistemas Biológicos 2Estudiantes del Tronco Común Divisional de Ciencias Biológicas y de la Salud. Universidad Autónoma

Metropolitana Xochimilco, *[email protected]

Partiendo del hecho que la investigación modular es el eje integrador de los contenidos en el Sistema Modular de la Universidad Autónoma Metropolitana Xochimilco, se presenta un ejemplo de investigación del Módulo Energía y Consumo de Substancias Fundamentales (ECSF), que forma parte del Tronco Común Divisional de 8 carreras de la División de Ciencias Biológicas y de la Salud (DCBS) cuyo tema debe basarse en la producción, distribución ó consumo de un alimento en México. El objetivo de la investigación que se presenta, estuvo encaminado a determinar la presencia de micotoxinas en tortillas de maíz provenientes de 4 barrios de la Delegación Xochimilco para saber si el proceso de nixtamalización las elimina por completo. Utilizando la Técnica de Stoloff y la aplicación y desarrollo de la cromatografía en capa fina, se realizaron análisis de las muestras y se encontró la presencia de Aflatoxinas G1 y G2 y de Zearalenona.

Palabras Claves Micotoxinas, Aflatoxinas, Zearalenona

Introducción México, gran productor de maíz, también es un gran consumidor de tortilla, que a su vez es la

base de la alimentación mexicana; sin embargo, frecuentemente el maíz es contaminado por

hongos que producen contaminación por aflatoxinas (micotoxinas), afectando tanto al hombre

como a los animales.

Es interesante el hecho de que, en los últimos años, a raíz de la liberación del precio de la

tortilla, se haya registrado un número creciente de intoxicaciones (micotoxicosis) provocada por

la ingesta de este alimento contaminado.


324

La contaminación por micotoxinas en el maíz, puede ocurrir en diversos puntos de la cadena

de producción: mientras los granos están creciendo, mientras el grano se encuentra almacenado ó

el producto terminado en condiciones húmedas y calientes por un período prolongado.

Generalmente contamina más de una micotoxina, con lo cual se presentan efectos sinérgicos.

Aflatoxinas Las aflatoxinas, al igual que otras micotoxinas, son metabolitos secundarios generalmente

tóxicos producidos por algunas especies de hongos. Son producidas principalmente por algunas

estirpes de Aspergillus flavus, siendo las más tóxicas la Aflatoxina M1 (AFM1), derivado

metabólico de la Aflatoxina B1 que se forma dentro del organismo animal. Las aflatoxinas se

pueden encontrar en diversos alimentos, como cereales y sus subproductos, tortas de oleaginosas,

mandioca, ensilados, forrajes, frutos secos, especias, leche y sus derivados y otros alimentos para

humanos. Ellas son cancerígenas, teratogénicas y mutagénicas, hepatotóxicas e

inmunosupresivas. [1] y [2] Los principales órganos afectados son hígado, riñón y cerebro;

lamentablemente, los consumidores estamos desprotegidos debido a la ausencia de análisis

químicos cuidadosos por las autoridades sanitarias, que garanticen la ausencia de estas toxinas en

los productos.

Una parte interesante en cuanto a las aflatoxinas, es la dinámica que siguen. La AFB1, es

absorbida vía tracto gastrointestinal dentro del sistema portal sanguíneo y es llevada hacia el

hígado para su metabolismo. Sin embargo, una porción de aflatoxina es activada y fijada en los

tejidos hepáticos. Algunos metabolitos conjugados de la AFB1 solubles en agua, son excretados

dentro de la bilis y van a las heces. Otros metabolitos hidrosolubles conjugados de la AFB1, así

como metabolitos no conjugados de ésta, son excretados en el sistema circulatorio sanguíneo y se

distribuyen. Eventualmente esos residuos mencionados van a la leche, huevos, músculo y

tejidos comestibles. La AFM1 es uno de esos derivados. [3]


325

Zearalenona La zearalenona es un metabolito producido por varias especies del género Fusarium. Es

producida por: Fusarium culmorum, F. graminearum, F. oxysporum, F. roseum, F. moniliforme,

F. avenaceum, F. equiseti y F. nivale.

Ha sido hallada como contaminante de origen natural en EEUU así como en varios países de

África y Europa

Se ha demostrado que la presencia de zearalenona produce efectos estrogénicos en los

animales, así como infertilidad. También se han encontrado malformaciones congénitas en el

esqueleto de las ratas. Sin embargo, hasta la fecha no se han reportado daños en humanos.

Aunque en este punto tenemos nuestras dudas en cuanto a un posible efecto nocivo a la salud

cuando sean ingeridas dosis diarias elevadas.

TD50 para Aflatoxina B1, Aflatoxina M1 y Zearalenona en humanos La TD50 es la dosis expresada en microgramos de micotoxina/Kg de peso vivo/día con la que

el 50% de los individuos pueden desarrollar tumores malignos. Los valores en humanos son: para

la aflatoxina B1 = 1,15; para la aflatoxina M1 = 10,38 y para la zearalenona = 20000. [4]

Objetivo En el Módulo Energía y Consumo de Sustancias Fundamentales (ECSF), que forma parte del

Tronco Común Divisional de 8 carreras de la División de Ciencias Biológicas y de la Salud

(DCBS), cuya parte fundamental aborda el estudio de la Bioquímica, la investigación modular es

el eje integrador de los contenidos, misma que debe basarse en la producción, distribución ó

consumo de un alimento en México. De acuerdo a lo anterior, se decidió investigar la presencia

de aflatoxinas en tortillas de maíz provenientes de 4 barrios de la Delegación Xochimilco (Del

Rosario, San Antonio, San Gregorio y San Juan), para saber si el proceso de nixtamalización las

elimina por completo.

Metodología El análisis de micotoxinas comprende el muestreo, extracción, purificación, separación,

identificación y cuantificación. El análisis múltiple de micotoxinas (aflatoxinas, ocratoxinas y


326

zearalenona) por medio de la técnica de Stoloff (1971) [5] y la aplicación y desarrollo de la

cromatografía en capa fina, nos permitió identificar y cuantificar la presencia de micotoxinas.

Con muestras de tortillas provenientes de tortillerías de 4 barrios de la Delegación Xochimilco

(Del Rosario, San Antonio, San Gregorio y San Juan), se prepararon las muestras (llamadas A y

B) con las que se realizaron 2 análisis, utilizando la técnica de Stoloff y la aplicación y desarrollo

de la cromatografía en capa fina.

Resultados De los 2 análisis que realizamos con las muestras de los 4 barrios de la delegación

Xochimilco, en ambas muestras, A y B, se encontró la presencia de Aflatoxinas G1 y G2 por la

fluorescencia verde que mostró la placa observada bajo luz UV; en ambas muestras se encontró

otra micotoxina: la Zearalenona, comprobada por la coloración azul intenso que mostró la placa

bajo la luz UV bajo el sistema de revelado: tolueno, acetato de etilo y acetona (3:2:1).

Discusión En cuanto al control de residuos de micotoxinas, las que más nos interesan como riesgo para la

salud publica, son la aflatoxina B1 y la M1. En nuestro caso, la ausencia de aflatoxinas B1 y B2

puede deberse a la reducción de éstas en un 94 a 95% por el proceso de NIXTAMALIZACIÓN.

[6]

En el presente trabajo realizado, es importante señalar la presencia de zearalenona ya que esta

micotoxina es muy perjudicial para la salud, ya que puede acoplarse a receptores del 17-beta

estradiol. Esta toxina compite con los estrógenos por los receptores de células de los órganos

blancos y se unen a éstos comportándose como disruptores endócrinos. Investigaciones en

humanos han relacionado el consumo de zearalenona con la presencia de la pubertad precoz en

niñas y aumento de los órganos reproductores en niños, entre otros. [7]

En cuanto a los riesgos para la salud humana, es evidente que éstos están influenciados por

factores donde resalta el tipo de micotoxina y toxicidad de la misma; los niveles de

contaminación; la cantidad de alimento que se ingiere y la frecuencia; el peso vivo; el estado

fisiológico y la edad del individuo. En este punto cabe recalcar que los niños y jóvenes son más


327

susceptibles a los efectos tóxicos de las micotoxinas debido a las variaciones de su metabolismo

basal y la insuficiencia de mecanismos biológicos para la autodetoxificación.

Sin embargo, se ha avanzado en cuanto a la conciencia a nivel mundial para minimizar éstos,

haciendo que los métodos de control de micotoxinas sean cada vez más estrictos, precisos,

específicos y sensibles. En cuanto al control de calidad, es importante una correcta toma de

muestras particularmente para materias primas y alimentos compuestos, ya que la micotoxina no

está uniformemente repartida en la masa alimentaria. [8] y [9].

Conclusiones En base a los resultados arrojados, se concluye que EL PROCESO DE

NIXTAMALIZACIÓN, utilizado en la producción de tortilla en México, no elimina las

micotoxinas (aflatoxinas y zearalenona) presentes en las tortillas de maíz, ya que son termo

resistentes. Se comprobó que las tortillas provenientes de los 4 barrios de Xochimilco se

encuentran contaminadas con la presencia de micotoxinas por el mal control de calidad desde el

almacenamiento del maíz hasta la producción de tortilla.

Referencias [1].Monto, A., Wright, T.L. The epidemiology and prevention of hepatocellular carcinoma. Seminars in Oncology.

2001; 28: 441-449. [2] Sherlock, S. Diseases of the liver and biliary system. Oxford: Blackwell Scientific Publications. U.K. 1985; 456-

475. [3] Dennis,P., Hsieh,H. International Symposium and Workshop on Mycotoxins, September 6?16, Cairo, Dokki,

Egypt, Proceedings International Symposium on Mycotoxins. 1983; pp.151-165. [4] Tine Kuiper-Goodman. "Prevention of Human Mycotoxicoses Trough Risk Assesment and Risk Management" in

Mycotoxins In Grain, Compounds Other Than Aflatoxin. J.D.Miller and H.L.Trenholm (Eds). Eagan Press, St.Paul, Minnesota, USA. Chapter 12, pp. 439-469. 1994.

[5] Stoloff,L., Nesheim,S., Yin,L. Rodricks,J.V., Stack,M., and Campbell,A.D. J.Assoc.Off.Anal.Chem. 1971; 54, 91-97.

[6] Orozco, Elías R.; Castellanos, Nava A.; Gaytán, Martínez, M.; Figueroa, Cárdenas, J.D.; Loarca, Piña, G. Comparison of nixtamalization and extrusion processes for a reduction in aflatoxin content. Food Addit. Contam. 2002; 19:878-885.

[7] Abid, Essefi, S.; Baudrimont, I.; Hassen, W.; Ovanes, Z.; Mobio, T.A.; Anane, R.; Crppy, E.E.; Bacha, H. DNA fragmentation apoptosis and cell cycle arrest induced by zearalenona in cultures DOK, Vero and Caco-2 cells; prevention by vitamin E. Toxicology. 2003; 192:237-248.

[8] Coker,R.D., Nagler,M.J., Blunden,G., Sharkey,A.J., Defize,P.R., Derksen,G.B., and Whitaker,T.B. Natural Toxins., 1995; vol.3, No.4, pp.257-262.

[9] Verardi,G., and Isabelle De Froidmont-Görtz. Natural Toxins., 1995; vol.3, No.4: pp.248-256.


328

IIddeennttiiffiiccaacciióónn ddee hhoonnggooss mmiiccoottooxxiiggéénniiccooss eenn mmaaíícceess ccrriioollllooss ddee OOaaxxaaccaa

Galán Vásquez Edgardo1*, Cruz Martínez Rodrigo1, Sánchez Medina Marco1, Guzmán de-Peña

Doralinda2

1 Departamento de Ingeniería Química y Bioquímica, Instituto Tecnológico de Oaxaca, Oaxaca de Juárez, Oax., 2 Departamento de Biotecnología y Bioquímica, Campus Irapuato, CINVESTAV-IPN, Irapuato, Guanajuato, México.

*[email protected]

Introducción México es un país que desde la época prehispánica ha basado su alimentación en el consumo

de gramíneas, principalmente maíz en forma de tortillas. El cultivo de este grano básico se realiza

en toda la republica Mexicana tanto en temporal como en riego y se utilizan variedades

mejoradas, híbridos y maíz criollo. Maíz “criollo” es un término que comúnmente se utiliza para

denotar que es un material nativo de una región dada, el cual tiene una amplia heterogeneidad

genética [1].

Debido a que el estado de Oaxaca posee 7 diferentes regiones agroecológicas posee una gran

variedad de maíces criollos. Cada región tiene variación climática, topografía variada, diferentes

tipos de suelo y grupos étnicos que con su cultura han participado en la formación de diferentes

ecotipos de maíz. Actualmente se reporta la existencia de 35 razas distribuidas en todo el estado,

lo que representan el 70% de la diversidad genética de maíz en México [1]. Esta diversidad

representa una ventaja ecológica que disminuye la erosión genética.

El maíz tanto en campo como en almacén se ve poblado por hongos microscópicos capaces de

causar enfermedad o de producir sustancias toxicas conocidas como micotoxinas. Las aflatoxinas

son micotoxinas producidas por cepas del género Aspergillus, principalmente Aspergillus flavus y

A. parasiticus [4]. Las cepas de A. flavus producen solo aflatoxina B1 y B2, mientras que las

cepas de A. parasiticus, producen aflatoxinas B1, B2, G1 y G 1 [3]. La aflatoxina B1 es

considerada como el carcinógeno más potente producido en la naturaleza [4]. Por estos motivos


329

es importante conocer que poblaciones fúngicas predominan en los maíces criollos de Oaxaca, así

como la identificación de aquellos que pudieran ser capaces de producir aflatoxina B1.

El objetivo del presente trabajo fue: (1) aislar la flora fúngica total de 20 muestras de maíces

criollos, procedentes de diferentes regiones del estado de Oaxaca, (2) Identificar macroscopica y

microscópicamente los diferentes géneros y especies de los hongos aislados, y (3) Determinar el

contenido aflatoxinas presentes en los maíces criollos utilizando el método CB-modificado y

cuantificando la aflatoxina B1 por Cromatografía Líquida de Alta Resolución (HPLC).

Metodología

Muestras Se obtuvieron veinte muestras de maíces criollos de las siguientes regiones: Valles Centrales

8 muestras, Istmo 3, Sierra Sur 2, Mixteca baja 4, Costa 1 y Tuxtepec 2. Las muestras de 4kg

fueron compradas a los campesinos.

Aislamiento e identificación de micoflora Para aislar la micoflora total (externa e interna) de las muestras, se tomaron 100 granos de

maíz de cada muestra, por duplicado, y se sembraron en placas de Agar Malta Sal (MSA), se

incubaron durante 96 horas a 28°C y se cuantificaron las unidades formadoras de colonias para

determinar el porcentaje de infestación, también se contó el número de hongos aparentemente

distintos por muestra. Las colonias fúngicas con diferente morfología macroscopica fueron

aisladas resembrando en placas de Agar Papa Dextrosa (PDA) y se incubaron por 48 horas a

28°C. La identificación de los diferentes aislados se realizó por morfología macroscópica y

microscópica tiñéndolos con lactofenol-azul algodón.

Capacidad Toxigénica Los hongos se resembraron en medio de Coco-agar. Las placas de Agar Coco se incubaron por

96 h a 28°C y se observaron bajo luz UV para identificar fluorescencia. Los aislados que

fluorecen azul en el anverso del medio se consideraron potenciales productores de aflatoxinas.

Determinación de aflatoxinas en maíz: La extracción de aflatoxina B1 (AFB1), se realizó

triplicado utilizando el método CB-modificado de acuerdo a Guzmán de Peña et. al. (1992),


330

utilizando cloroformo como principal solvente de extracción y una purificación parcial utilizando

una columna corta de silica gel. Los extractos obtenidos se limpiaron en columnas C-18 y se

eluyeron con 1ml de metanol HPLC. La cuantificación se realizo inyectando 20 microlitros del

extracto a un HPLC (Perkin Elmer Instrument Modelo1020) con bomba serie 200 LC, utilizando

una columna de fase reversa Eclipse XDB - C18 5µl de 4.6 x 150 mm. El sistema de solventes

utilizados fue: Fase A metanol 100%; Fase B agua: acetonitrilo: metanol (60:20:20 Vol.),

utilizando una proporción de 10% de A y 90% B método isocrático por 15 minutos. En estas

condiciones el estándar de AFB1 presentó un tiempo de retención de 7 min.

Resultados Diez y nueve de veinte de las muestras de maíces criollos presentaron una infestación de

100% y todas las muestras presentaron más de 3 hongos distintos por muestra (Tabla 1).

Ciento setenta y dos hongos (mostrados como hongos distintos por muestra en la tabla 1),

fueron sembrados en medio de coco agar, incubados por 96 horas a 28°C, sin que alguno

presentara fluorescencia azul característica del potencial productor de aflatoxinas. En la

identificación microscópica sólo 4 hongos (2.33 %) se identificaron como A. flavus, éstos

correspondieron a las muestras 11, 16, 18 y 20, las tres primeras originarias de los Valles

Centrales y la última de la región del Papaloapan.


331

Tabla 1. Porcentaje de infestación fúngica de 20 muestras de maíz criollo

Muestra Infestación ( % )

Hongos distintos

por muestra

1 100 10 2 100 9 3 100 7 4 100 10 5 69 8 6 100 9 7 100 9 8 100 8 9 100 10

10 100 10 11 100 9 12 100 7 13 100 9 14 100 3 15 100 11 16 100 9 17 100 11 18 100 8 19 100 9 20 100 6

Determinación de aflatoxinas: La presencia de aflatoxinas en maíz criollo fue negativa.

Ninguna de las veinte muestras, analizadas por triplicado, contenía aflatoxina B1 ni G1.

Conclusiones La flora fúngica aislada de los maíces criollos de seis diferentes regiones de Oaxaca es por un

lado muy abundante y por otro muy diversa. Se aislaron tanto géneros patogénicos como

Fusarium y Alternaria y géneros saprofitos como Penicillium, Aspergillus y Rhizopus. A pesar

de que se obtuvieron aislados de A. flavus estos fueron incapaces de producir compuestos

fluorescentes en el medio de coco, lo cual presuntivamente es incapacidad de producir aflatoxina

B1. Estos datos coinciden con lo obtenido en la determinación de aflatoxinas en las muestras de

maíz, la cual fue negativa en todas las muestras. Estos datos son muy interesantes ya que son

indicativos de la baja incidencia de Aspergillus y de la incapacidad toxigénica de los aislados

hasta ahora obtenidos.


332

Referencias [1] Aragón Cuevas F., Taba S., Hernández Casillas J.M., Figueroa Cárdenas J., Serrano Altamirano V. 2006,

Actualización de la información sobre los maíces criollos de Oaxaca. Instituto Nacional de Investigaciones Forestales Agrícolas y Pecuarias, Informe final SNIB-CONABIO proyecto No. CS002 México D. F.

[2] Gimeno Alberto.(2007), Aflatoxicosis en humanos provocada por el consumo de alimentos contaminados, que no son de origen animal. En http://www.engormix.com/s_articles_view.asp?art=1662&AREA=MYC

[3] Bogantes Pilar. (2004). Aflatoxinas, Asociación Medica Costaricence, 46, 174 – 175. [4] Regueiro Olga, Garcia C, Grata E. Niveles de aflatoxina B en arroz, trigo y algunos de sus derivados. Rev Cub

Hig Epid 1984: 92-7 [5] Guzmán-de-Peña D., Anguiano G.L, Medina J.J. (1992), Modification of the method 1 AOAC (CB-Method) for

the detection of aflatoxins. Bull Environ Contam Toxicol 49: 485-489 [6] Trung T.S. (2008), Fungal mycoflora and contamination of maize from Vietnam with aflatoxin B1 and fumonisin

B1. World Mycotoxin Journal, 1(1), 87-94.


333

EEllaabboorraacciióónn yy eevvaalluuaacciióónn sseennssoorriiaall ddee ttoorrttiillllaass aaddiicciioonnaaddaass ccoonn

ddiiffeerreenntteess ffuueenntteess ddee hhiieerrrroo..

García Zepeda Rodrigo Antonio1, Morales Guerrero Josefina1, Villalpando Hernández

Salvador2*

1Instituto Nacional de Ciencias Médicas y Nutrición Salvador Zubirán. Departamento de Ciencia y Tecnología de

los Alimentos. Tlalpan, México D.F. 2Instituto Nacional de Salud Pública. Investigación en Políticas y Programas de Nutrición. Cuernavaca, Morelos.

[email protected], [email protected].

*[email protected]

La desnutrición y las deficiencias de nutrimentos como el hierro, son importantes problemas

de salud pública en México; algunas de las formas para atenderlas son la adición de vitaminas y

nutrimentos inorgánicos a los alimentos, pero para que la intervención sea exitosa el alimento

seleccionado debe ser consumido por un amplio sector de la población a la que va dirigido,

además es importante la biodisponibilidad de los nutrimentos adicionados. En México se

adiciona la harina de maíz nixtamalizado(HMN) con vitaminas del complejo B, niacina, ácido

fólico, zinc y hierro, la fuente de hierro(FH) es hierro electrolítico, pero hay otras FH más

biodisponibles y es necesario evaluar los posibles cambios físicos y sensoriales que pudiera

provocar su utilización, para lo cual fue necesario plantear este estudio. Los objetivos fueron: 1.

Elaborar cuatro formulaciones de HMN adicionadas (HMNA) con vitaminas y nutrimentos

inorgánicos (VNI) para preparar tortillas, un testigo sin Fe y en las tres restantes la FH fue:

sulfato ferroso (SF), fumarato ferroso (FF) y Na2EDTA (EDTA). 2. Elaborar tortillas con las

HMNA para llevar a cabo análisis físicos (AF), químicos (AQ) y pruebas sensoriales (PSN). 3.

Determinar el nivel de agrado (NA) y los cambios sensoriales de sabor, resabio (perfil de sabor

(PS)) y olor (perfil de olor (PO)) por la adición de las diferentes FH.

La obtención de las HMNA se realizó en un mezclador de pantalón (MP); para obtener una

distribución homogénea de los VNI se determinó el tiempo de proceso, para ello se tomaron


334

muestras a intervalos regulares de 2 minutos hasta los 16 minutos en tres diferentes partes del

equipo mezclador, a las muestras se les determinó Fe y Zn por absorción atómica (AT) y los

resultados indicaron a que tiempo se obtuvo una mezcla homogénea. Cabe mencionar que las

HMN también se adicionaron con las vitaminas y Zn de fuentes y cantidades iguales a las que se

agregan a HMN comerciales. El proceso de mezclado incluyó un premezclado en 1 kg de HMN

con las VNI en un mezclador de paleta y su posterior incorporación en el MP para completar un

lote de 4 kg. Con cada una de las HMNA así obtenidas se prepararon tortillas adicionadas

(TMNA), las etapas para la obtención incluyó un amasado por 5’, un moldeado con un troquel de

14cm y un cocimiento a 300±5°C por 57”. Las TMNA se sometieron a AF como la

determinación de humedad, diámetro, peso y color, así como AQ como Fe y Zn por AT, con

fines comparativos y de control de la concentración de Fe y Zn presentes. También se sometieron

a PSN en las que se incluyó una prueba de NA para los atributos de olor, sabor, textura,

apariencia, color y aceptación, que se evaluaron con una escala hedónica de 9 puntos y con al

menos 100 consumidores; y una prueba descriptiva cuantitativa(DC) con jueces entrenados(JE).

Para la selección y entrenamiento de los jueces, se aplicó a los participantes una prueba de

umbral de los cuatro gustos básicos, una prueba de diferenciación y una prueba de intervalos;

aquellos jueces que no presentaron diferencia significativa(DS) en sus juicios realizaron el PS y

PO de las TMNA; para esta prueba se le pidió a cada JE que probara y percibiera el sabor y olor

de cada una de las TMNA e indicara la intensidad que percibió para cada uno de los descriptores

de cada atributo, Tabla 1, con los resultados obtenidos se construyó el PS y PO. A los resultados

obtenidos de los AF, AQ y PSN se les aplicó un análisis de varianza, a un nivel de confianza del


335

95%, para determinar las DS debidas a la adición de las diferentes FH; posteriormente se aplicó

la prueba de comparación múltiple de medias de Duncan para aquellas TMNA en las cuales se

informó DS [4,8,9].

Tabla 1. Muestras de referencia y descriptores

Atributo Descriptor Muestra de Referencia Maíz Tortilla de maíz nixtamalizado

Olor Cal Cal Quemado Tortilla de maíz quemada Dulce Granos de elote enlatados Maíz Tortilla de maíz nixtamalizado Dulce Granos de elote enlatados

Sabor Salado Tortilla de maíz con sal Amargo Solución de urea (0.41%) Quemado Tortilla quemada Rancio Totopos rancios Salado Tortilla con adición de sal

Resabio Amargo Solución de urea (0.41%) Seco Pan tostado

De los resultados de la determinación del tiempo de mezclado(TM) se observó que a partir de

los dos minutos de proceso se obtuvieron concentraciones de Fe y Zn cercanas a las

concentraciones objetivo, de 5.34 mg de Fe y 3.50 mg de Zn/100g de HMNA, pero el TM

dependió de la FH, Tabla 2; cabe mencionar que en la mayoría de las pruebas de mezclado se

observó que hubo más de un TM dónde no se encontró DS entre las zonas del mezclador

muestreadas, pero se seleccionaron aquellos cuyos valores p se alejaron más de la significancia

(p> 0.05). Las diferencias en los TM se pudieron deber a diferencias en las propiedades físicas

entre los materiales granulares, como son la fluidez, densidad y carga electrostática, entre otros

[1, 2]. Así las concentraciones de Fe y Zn a los TM, Tabla 3, indicaron estar alrededor de la

concentración objetivo, a excepción de los obtenidos para la HMNA con EDTA tal situación se

pudo deber a la metodología analítica, cabe mencionar que la concentración de Fe en la HMNA

sin Fe se refiere a la concentración que contiene la HMN, per se.


336

Tabla 2. Tiempos de proceso en un MP

HMN Tiempo de Proceso (min) HMN sin Fe (Testigo) 12 HMN con SF 14 HMN con FF 12 HMN con Na2EDTA 16

Tabla 3. Concentraciones promedio de Fe y Zn a los TM establecidas.

HMNA Hierro Zinc mg / 100 g de HMNA HMN sin Hierro (Testigo) 2.7981 ± 0.1259 3.4552 ± 0.2271 HMN con SF 5.3111 ± 0.5224 3.4515 ± 0.2727 HMN con FF 5.5980 ± 0.4178 3.4973 ± 0.1888 HMN con Na2EDTA 2.7191 ± 0.4053 3.7709 ± 0.0937

Los lotes elaborados de HMNA testigo y HMNA con las diferentes FH utilizadas para obtener

las TMNA, presentaron concentraciones de Fe y Zn dentro de lo esperado y con promedios de

5.49±0.47 mg de Fe y 3.32±0.31 mg de Zn / 100g de HMNA, a excepción de la HMNA con

EDTA. Las TMNA se elaboraron en las instalaciones del Grupo Puebla, en una amasadora y

tortilladora Lenin; se procesaron lotes de 8 Kg de HMNA con los que se obtuvieron 18 Kg de

masa y 10.2 Kg de TMNA, lo que representó un rendimiento del 73%. Las TMNA así preparadas

presentaron contenidos promedio de 3.22 ± mg de Fe y de 1.86 ± 0.22 mg de Zn / 100g de

TMNA. El contenido de humedad entre las TMNA no presentó DS y se encontró entre 49.34 a

50.22%. A 19°C las TMNA con SF y FF fueron estadísticamente menos duras a las TMNA

Testigo y con Na2EDTA, mientras que a 38°C no presentaron DS. Este comportamiento no se

pudo atribuir totalmente a las FH porque está pudo ser afectada por el espesor, el cual fue

estadísticamente menor para la TMNA con SF y con EDTA con valores aproximados de 1.5mm,

mientras que, las TMNA Testigo y con FF estuvieron alrededor de los 1.7mm. Un

comportamiento similar se observó para el peso y no se encontraron DS entre los diámetros de las

TMNA. Estos resultados se pueden atribuir a que las FH adicionadas pudieron modificar la

reología de las masas en virtud de que se ocuparon los mismos equipos y condiciones de

elaboración. El color entre las TMNA fue diferente, las TMNA con SF fueron las

estadísticamente menos luminosas y oscuras, mientras en el extremo contrario se ubicaron las


337

TMNA con EDTA y con FF, estadísticamente al centro se ubicaron las TMNA Testigo. La

prueba de NA informo que las TMNA con FF y con EDTA fueron las que presentaron los

mejores NA para todos los atributos evaluados y se ubicaron en la categoría descriptiva(CD) me

gusta moderadamente, las TMNA con SF estadísticamente informaron los menores NA y se

ubicaron en la CD me gusta poco, mientras que las TMNA testigo se ubicaron estadísticamente al

centro en los atributos de olor, sabor, apariencia y aceptación, mientras que para el color

informaron DS con la TMNA con SF. En el PS se observó que las TMNA con SF tuvieron la

mayor intensidad de sabor salado, amargo y quemado, así como la mayor intensidad de resabio

salado y amargo, por el contrario las TMNA con EDTA presentaron las menores intensidades en

estos mismos descriptores, sin embargo, fueron las que presentaron la mayor intensidad de sabor

dulce y a maíz, así como la menor intensidad de resabio seco, junto con las TMNA Testigo. Las

TMNA con FF fueron las que presentaron la mayor intensidad de resabio seco. En el PO las

TMNA con FF y con SF informaron la mayor intensidad de olor a cal, las menores intensidades

de olor quemado y dulce las presentaron las TMNA con EDTA y con FF. La mayor intensidad

de olor a maíz la tuvieron las TMNA con EDTA, mientras que la menor intensidad la presentaron

las TMNA con SF.

Se establecieron los TM para cada una de las cuatro formulaciones de HMNA, el coeficiente

de variación a esos TM fueron menores al 10%. Los lotes elaborados de HMNA y TMNA

presentaron concentraciones alrededor de las concentraciones objetivo. El contenido de humedad

entre las TMNA no presentó DS. La dureza a 19°C, el espesor y el peso entre las TMNA fueron

estadísticamente diferentes, estas diferencias no se pueden atribuir, con certeza, a la adición de

las FH. El color entre las TMNA fue DS y dependió de la FH adicionada. El NA de las TMNA

dependió de la FH agregada, las tortillas que presentaron el menor NA en los atributos evaluados

fueron las TMNA con SF y el mejor fue para las TMNA con FF y con EDTA; esta situación se

confirmó en la prueba DC en dónde las TMNA con SF presentaron las mayores intensidades de

sabor salado, amargo y quemado, las mayores intensidades de resabio salado y amargo así como

también la mayor intensidad de olor a cal; mientras que, las TMNA con FF y con EDTA

presentaron un PS y PO similar al de TMNA testigo.


338

Referencias [1] Gustavo V. Barbosa, Enrique Ortega-Rivas, Pablo Juliano, Hong Yan, Food powders, Physical properties,

processing and functionality. (2005) 1ra Edición. [2] Robert H. Perry, Don W. Green, James O. Maloney, Perry Manual del Ingeniero Químico. (1992) McGraw-Hill,

6ta Edición, México. [3] Official Methods of Analysis of the Association of Official Analytical Chemists International. (2000) 42.1.04,

16th Edition, 5th Revision. [4] Montgomery D.C. Diseño y análisis de experimentos. (2003) Limusa Wiley, 2da Edición. [5] Norma Oficial Mexicana NOM-187-SSA1-2003, Productos y Servicios. Masa, tortillas, tostadas y harinas

preparadas para su elaboración y establecimientos donde se procesan. Especificaciones Sanitarias. [6] Norma Mexicana NMX-FF-034/1-SCFI-2002 Productos Alimenticios no Industrializados para consumo humano-

Cereales- Parte 1: Maíz blanco para proceso alcalino para tortillas de maíz y productos de maíz nixtamalizados- especificaciones y métodos de prueba.

[7] Norma Mexicana NMX-F-046-S-1980 Harina de Maíz Nixtamalizado [8] Amerine M.A., Pangborn R.M., Roessler E.B. Principles of Sensory Evaluation of Food. (1965) Academic Press,

Inc. N.Y. [9] Meilgaard M., Vance G., Carr B.T. Sensory Evaluations Techniques. (1999) CRC Press LLC.


339

EEnnrriiqquueecciimmiieennttoo ddee ttoorrttiillllaa ddee mmaaíízz nniixxttaammaalliizzaaddoo

C. Jiménez 1*, R. Zepeda,2 E. Gutiérrez,1,3, 4 A. Carballo5 J. Estrada 5.

1 Facultad de Estudios Superiores Cuautitlán, Departamento de Ingeniería y Tecnología, Laboratorio Experimental

Multidisciplinario III, Alimentos, U N A M, 2 INIFAP, CEVAMEX. Campus Chapingo

3 Posgrado en Ingeniería, U A Q. Querétaro, México 4Posgrado en Química, U N A M, Campus Cuautitlán, Cuautitlán, México

5 Colegio de Postgraduados, Campus Montecillos

*[email protected]

Introducción La tortilla mexicana es el símbolo y la tradición mas antigua de la cultura culinaria de nuestro

país; se consume todos los días, sola o en múltiples y ricas formas de presentación; acompañando

diversos platillos tradicionales [1]. En 2001, de los cerca de 24 millones de toneladas cúbicas

totales de maíz consumidas, 13 fueron usadas para hacer tortillas; el consumo por persona fue de

129.6 Kg. por año principalmente en forma de tortilla, los cuales satisfacen respectivamente 38 y

47% de la proteína y de la energía requerida por el cuerpo humano [2].

La calidad del grano de maíz es un concepto que recientemente se ha retomado en México,

con el propósito de proporcionar a la población una mejor alimentación y materia prima para la

industria nixtamalera-tortilla y de harina nixtamalizada; en virtud de que la proteína no es de

calidad porque contiene cantidades deficientes de los aminoácidos esenciales lisina y triptofano

[3], porque en ocasiones no satisfacen las proporciones de los componentes estructurales,

características físicas y de Nixtamalización del grano exigidas [4].

Por lo que, en este trabajo, se busca mejorar nutricionalmente la tortilla mediante mezclas de

maíz nixtamalizado con harina de mezquite, harina de fríjol, harina de nopal y harina de charal,

para contribuir a mejorar la alimentación, así como aprovechar los recursos alimentarios

disponibles que no son usados para alimentación humana para incrementar su cultivo y así mismo

dar a conocer opciones para su empleo como alimento.


340

Objetivo Mejorar nutricionalmente la tortilla mediante mezclas de maíz nixtamalizado con harina de

mezquite, harina de fríjol, harina de nopal y harina de charal.

Metodología

Preparación de la masa de maíz nixtamalizada Se trabajó con el Proceso de Nixtamalización con Control de Temperatura (NCCP). En la

etapa de cocción, la temperatura permanece constante a 89º C durante un tiempo de 40 min.

Después de este tiempo, se apagó el sistema de calentamiento y los granos de maíz

permanecieron en el licor de cocción (tiempo de reposo) por un tiempo de 18 horas.

En la etapa inicial de cocción del proceso de Nixtamalización, se prepararon 3.5 kg. de granos

de maíz MT421 en una solución de de agua destilada y de Oxido de Calcio (grado alimenticio, J.

T. Baker). Los granos se adicionaron al reservorio cuando este alcanzo la temperatura de 89º C,

posteriormente la muestra permanece 40 min. en cocción. Después de la etapa de cocción, el

sistema se apagó y la temperatura disminuyó gradualmente. Los cambios en la temperatura

fueron monitoreados hasta que la muestra alcanzó el tiempo de reposo (18 horas) y enseguida

inicia el drenado y el lavado de los granos de maíz. Después del proceso de lavado y drenado, se

molió toda la muestra en un molino de piedras (FUMASA, M100, Querétaro).Para la elaboración

de la harina de mezquite (recolectado manualmente en Querétaro), fríjol OTI (variedad obtenida

del Colegio de Postgraduados), nopal y charal (adquiridos en la Central de Abastos de Ecatepec),

se realizo una molienda en un molino (Pulvex 2000) hasta obtener un polvo fino.

Formulación de las mezclas Una vez obtenidas las harinas de los diferentes ingredientes, se distribuyeron de la siguiente

manera:

Preparación de la mezcla de masa de maíz nixtamalizado y harinas de fríjol, charal, nopal y

mezquite y de las tortillas.


341

Tabla 1: Distribución de las harinas para la formulación de las mezclas

Obtenidas las harinas de los diferentes ingredientes, se procedió a pesar las cantidades

establecidas y también se peso la masa de maíz nixtamalizado, posteriormente se mezclaron

manualmente hasta obtener una masa homogénea. Posteriormente se realizaron las tortillas por el

método tradicional. El análisis de proteína se llevo a cabo por la metodología descrita por el

método Kjeldhal por la Association of Official Analytical Chemist (A.O.A.C, 2000).

Resultados

Tabla 2: Resultados de proteína en tortillas enriquecidas

Tratamiento Promedio de proteína Tortilla maíz 11.680

Tortilla maíz – Fríjol 13.022 Tortilla maíz - Charal 15.247 Tortilla maíz – Nopal 9.467

Tortilla maíz – Mezquite 10.479

Contenido de proteina en tortillas enriquecidas

02468

1012141618

Tortilla Maiz Tortilla Maiz –Frijol

Tortilla Maiz -Charal

Tortilla Maiz –Nopal

Tortilla Maiz –Mezquite

Formulaciones

% d

e pr

otei

na

Grafica1: Contenido de proteína en tortillas enriquecidas.

Maíz Maíz fríjol Maíz- charal Maíz- nopal Maíz-mezquite T1 100% T2 94%-6% T3 97%-3% T4 94%-6% T5 94%-6%


342

Conclusiones Como puede observarse, en la Tabla 2, existe un incremento en la proteína en las tortillas con

fríjol y con charal, se esperaba que en el fríjol fuera así, ya que la combinación de cereales con

leguminosas genera una complementación entre si, generando un valor nutritivo comparable al de

la proteína animal. En la tortilla con charal, se observa el mayor incremento, ya que es una

proteína de origen animal, además de suponer que también se ve incrementado el contenido de

calcio, ya que solo se desprende la cabeza, estas presentaron un color café y un aroma que no

disgustaba a el consumidor. En la tortilla con fríjol, existe también un incremento, por lo antes

mencionado, estas presentaron un color café y un sabor poco perceptible. En la tortilla con nopal,

ya se esperaba que no se incrementara la proteína ya que este, es rico en vitaminas y en fibra, por

lo que se obtuvo una tortilla de color verde claro y de buen sabor, ya que esta es una prueba

preliminar para otras investigaciones, en lo que se refiere a la tortilla con mezquite, no hubo un

incremento favorable, debido a que el mezquite al ser dulce, y al ser sometido a un proceso

térmico (cocción) se produjeron reacciones de Maillard, y esto pudo verse reflejado en la

disminución del contenido de proteína, como lo obtenido por la referencia [5]; esta tortilla

presento un color café y un sabor dulce. Por lo que existe la factibilidad de elaborar tortillas

mediante las mezclas mencionadas que impulsen el consume de productos regionales, así como,

la formulación de alimentos innovadores que contribuyan a mejorar el estado nutricional de la

población.

Referencias [1] Zepeda Bautista R, Calidad Nutritiva y Nixtamalera-tortillera del grano, y discriminación de variables asociadas a

la estabilidad de híbridos de maíz (2004), 140 p. [2] FAO (Food and Agriculture Organization of the United Nations), (2001) FAOSTAT (FAO Statistical Databases)

Agricultures, Fisheries, Forestry, Nutrition. Rome, Italy. [3] Watson S A, Description, development, structure and composition of the corn kernel. In: Corn: Chemistry and

Technology. P J White and L A Johnson (eds). American Association of Cereal Chemistry, Inc. St. Paul, Minnesota, USA. (2003) 892 p.

[4] Salinas M Y, G Vázquez, Calidad de maíz para las industrias molino-tortillera y de harinas nixtamalizadas. In: 60 Años de Investigación al Servicio de México 1943-2003. Campo Experimental Valle de México. Memoria Técnica No. 6. G Díaz L T, E Espitia R, JV Magallanes G (eds). Chapingo, México (2003) 95 p.

[5] Hernández Urbiola M I, Caracterización Química y Nutrimental de mezclas elaboradas a base de cereal maíz, sorgo, trigo-leguminosa mezquite, Universidad Autónoma de Querétaro, (2004), 58 p.


343

FFaaccttoorreess ddee rriieessggoo nnuuttrriicciioo rreellaacciioonnaaddooss ccoonn llaa ddeennssiiddaadd mmiinneerraall óósseeaa

eenn mmuujjeerreess ppeerriimmeennooppaaúússiiccaass

M. en C. Aguilera Barreiro Ma. de los Angeles, Nut. Vega Puga Lucia, Nut. Carmona Camacho

Tatiana, Nut. Álvarez Medina Arturo, Dr. Rodríguez García Mario E, M. en C Hernández

Urbiola Margarita, Dra. Rojas Molina Juana Isela.

Universidad Autónoma de Querétaro, Universidad Nacional Autónoma de México, CFATA Campus Juriquilla

Objetivo Evaluar los factores de riesgo de importancia nutricia, antecedentes familiares y riesgo de

osteoporosis relacionadas con la densidad mineral ósea.

Metodología Estudio descriptivo transversal n=817 mujeres de 35 – 55 años perimenopáusicas. Se aplicó un

cuestionario para obtener datos de antecedentes familiares, hábitos, actividad física e ingesta de

suplementos alimenticios, y el cuestionario de factores de riesgo de la IOF; antropometría, IMC,

riesgo cardiovascular y morfología adiposa por índice cintura-cadera; densitometrías (DEXA):

cadera y columna.

Resultados Promedio de edad fue de 46 años, respecto a la escolaridad el 53% cursó estudios

profesionales; en cuanto a hábitos el 72% toma café, 69% refresco de cola, 32% alcohol, 54%

realiza actividad física, 23% toma suplementos y el 18% fuma. El 24.4% presenta obesidad,

33.3% sobrepeso y 1.7% normal, el 66% alto riesgo cardiovascular, el test de riesgo de

osteoporosis con 36% de riesgo, prevalencia de osteoporosis el 7%, 34% osteopenia.

Conclusiones Existe un alto porcentaje de obesidad y sobrepeso, un alto consumo de cafeína y alcoholismo.

El porcentaje de osteopenia en Querétaro es semejante al nacional considerando que se

incluyeron mujeres más jóvenes, sin embargo el factor de riesgo en esta población es presentar

menopausia duplicando el riesgo a presentar osteoporosis.


344

HHaarriinnaass yy ttoorrttiillllaass ddee mmaaíízz ((ZZeeaa mmaayyss LL)) ttrraannssggéénniiccoo ccoonn eexxpprreessiióónn ddee

aammaarraannttiinnaa nniixxttaammaalliizzaaddoo:: PPrrooppiieeddaaddeess tteeccnnoollóóggiiccaass yy nnuuttrriicciioonnaalleess

Ana E. Ayala-Rodríguez1, Roberto Gutiérrez-Dorado2, Jorge Milán-Carrillo1,2, Saraid Mora-

Rochín2, José A. López-Valenzuela1,2, Angel Valdez-Ortiz1,2, Octavio Paredes-López3 ,

Cuauhtémoc Reyes-Moreno*1,2

1Maestría en Ciencia y Tecnología de Alimentos, Facultad de Ciencias Químico Biológicas. UAS. 2 Programa Regional del Noroeste para el Doctorado en Biotecnología

3 Centro de Investigación y de Estudios Avanzados – Instituto Politécnico Nacional, Unidad Guanajuato

[email protected].

Harinas de maíz transgénico (modificado genéticamente con el ADNc de amarantina) nixtamalizado y sus tortillas, fueron evaluadas en algunas propiedades tecnológicas y nutricionales y se compararon con harina comercial MASECAMR y sus tortillas. La harina de maíz transgénico nixtamalizado (HMTN) presentó mayor contenido de proteína, diferencia total de color, pH, índice de solubilidad en agua y contenido de aminoácidos esenciales y menor valor Hunter “L”, índice de absorción de agua, almidón resistente y almidón resistente retrogradado que la harina MASECAMR. Las tortillas de HMTN tuvieron mayor contenido de proteína (12.64 vs 8.93%, bs), aminoácidos esenciales y relación de eficiencia proteínica calculada (C-PER; 2.05 vs 1.04) que las tortillas elaboradas con harina MASECAMR. Tortillas tanto de harinas de maíz transgénico nixtamalizado, como de MASECAMR presentaron propiedades sensoriales similares (capacidad de hinchamiento y aceptabilidad). La utilización de maíz transgénico para la obtención de harinas y tortillas puede tener un impacto positivo en el estado nutricional de personas en países en donde el maíz es su alimento básico.

Palabras clave: Maíz transgénico, amarantina, harina nixtamalizada, tortillas

Introducción El grano de maíz contiene 7-13% de proteína (bs), pero la calidad de ésta es pobre, debido a

que presenta deficiencias en los aminoácidos esenciales lisina y triptófano (Milán-Carrillo y col, 2006).

Actualmente en México, existe un consumo de 800 millones de tortillas por día, 60% de las

cuales son hechas de harinas instantáneas. Debido a que el maíz es el alimento básico de mayor

importancia económica, la tecnología para desarrollar su cultivo ha sido sujeta a intensos

esfuerzos de mejoramiento, lo que ha dado como resultado, la obtención de diversos genotipos

con mejores características agronómicas, nutricionales y nutracéuticas. En México,


345

investigadores del Centro Internacional de Mejoramiento de Maíz y Trigo (CIMMyT) y el

Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias (INIFAP) desarrollaron

26 nuevas variedades e híbridos de maíz de calidad proteínica (MCP), para regiones tropicales y

subtropicales principalmente, las cuales presentan rendimientos y propiedades agronómicas

similares al maíz normal, pero con un mayor contenido de lisina y triptófano (INIFAP, 1999).

Por otro lado, Rascón-Cruz y col (2004), utilizando herramientas biotecnológicas, lograron

expresar de manera exitosa, la principal proteína de reserva de la semilla de amaranto

(amarantina) en granos de maíz común; estos investigadores obtuvieron un maíz transgénico con

un incremento en el contenido de proteína total (+32%) y en los aminoácidos esenciales lisina

(+18%), isoleucina (+36%) y triptófano (+22%). Sinagawa-García y col (2004) reportaron que, la

amarantina recombinante (expresada en los granos de maíz) sometida a un tratamiento de

simulación de fluidos gástricos, presentó muy buena digestibilidad; además, el maíz transgénico

no indujo la formación de niveles importantes de los anticuerpos específicos IgE en ratones

BALB/c, con lo que se puede inferir que el maíz transgénico con expresión de la proteína

amarantina no es un inductor importante de alergenicidad. De cualquier forma, se hace necesario

evaluar de manera adicional las propiedades fisicoquímicas, funcionales y nutricionales de este

maíz transgénico y sus productos (harinas, tortillas, etc.) para determinar su uso potencial e

impacto en la nutrición humana.

El objetivo de esta investigación fue evaluar algunas propiedades tecnológicas y nutricionales

de harina de maíz transgénico nixtamalizado (HMTN) y sus tortillas, y su comparación con

aquéllas obtenidas de harina comercial de maíz nixtamalizado MASECAMR.


Materiales Se utilizaron semillas de maíz transgénico (modificado genéticamente con el ADNc de

amarantina), línea 1041/1.7k, obtenidas de plantas T5 cultivadas en invernadero del Centro de

Investigación y Estudios Avanzados del Instituto Politécnico Nacional, Campus Guanajuato

(CINVESTAV-IPN, México).


346

Características físicas El peso de 1000 granos se determinó por conteo manual de 100 granos enteros y se multiplicó

su peso por 10. El peso hectolítrico (kg/100 l) se determinó mediante la utilización de una micro

escala. Se utilizó un recipiente de 1 l el cual se llenó con granos de maíz y se pesaron en una

balanza analítica. El peso hectolítrico se obtuvo, al multiplicar el peso de los granos por 100.

Estos valores se calcularon de 10 réplicas.

Composición proximal Se utilizaron los siguientes métodos de la AOAC (1999) para la determinación de

composición proximal: Secado a 105ºC por 24 hr para humedad (método 925.098); incineración

a 550ºC para cenizas (método 923.03); desgrasado en equipo Soxhlet con éter de petróleo, para

grasa cruda (método 920.39C); Hidrólisis alcalina y ácida para fibra cruda (método 962.09); y

micro-Kjeldahl para proteína (N x 6.25) (método 960.52). El contenido de carbohidratos se

estimó por diferencia. Todas las mediciones se realizaron por triplicado.

Producción de harina de maíz transgénico nixtamalizado (HMTN) Las HMTN se obtuvieron de acuerdo al procedimiento propuesto por Milán-Carrillo y col

(2004). 100 g de granos de maíz transgénico se colocaron en bolsas de nylon (17.0 cm x 12.5 cm)

perforadas (36 orificios/cm2) y se sometieron a cocción por 31 min en solución alcalina [5.4 g de

Ca(OH)2/L en agua destilada] a 85°C utilizando una proporción del grano 1:3 (p/v), seguido de

un tiempo de reposo de 8.1 h; el proceso de nixtamalización terminó con la remoción del agua de

cocción (nejayote). El nixtamal (granos de maíz sometidos a cocción alcalina) se lavó al chorro

de agua por 40 s y se quitó el exceso de humedad con papel absorbente. El nixtamal se secó a

55°C por 12 h en una estufa con aire forzado, luego se enfrió a temperatura ambiente por 30 min

en un desecador. Finalmente, el nixtamal seco, se sometió a molienda (UD Cyclone Sample Mill,

UD Corp. Boulder, CO, USA) hasta alcanzar un tamaño de partícula de 0.180 mm de diámetro.

Las HMTN, se guardaron en bolsas de polietileno selladas y almacenadas a 4°C hasta su

utilización en futuros análisis.


347

Preparación de tortillas / hinchamiento de la tortilla Las tortillas se prepararon, mezclando 500 g de harina de maíz transgénico nixtamalizado

(HMTN) con agua hasta alcanzar una consistencia adecuada para la producción de tortillas. La

masa fresca (30 g por tortilla) se moldeó en forma de disco plano, utilizando una máquina

manual. Los discos de masa se cocieron en un comal caliente a 290 ± 10ºC por 27 s en un lado,

seguido de 30 s en la otra cara, y entonces se volteó otra vez hasta su expansión (hinchamiento).

El hinchamiento de las tortillas se evaluó observando el porcentaje del total de superficie que se

hinchó, utilizando valores de 1-3; donde 1 = poco o nulo hinchamiento (0 a 30%), 2 =

hinchamiento medio (30-70%), y 3 = hinchamiento completo (70-100%). Se utilizaron 5 réplicas

para cada tratamiento (Milán-Carrillo y col, 2006).

Evaluación sensorial Se realizó un análisis sensorial aplicando una combinación simple de dos experimentos

diferentes. Las tortillas hechas tanto de HMTN como de MASECAMR se evaluaron 30 min

después de su elaboración a temperatura ambiente (25ºC). Se seleccionó un panel de 30 jueces no

entrenados (ambos sexos), de entre estudiantes, profesores y trabajadores (de 18-35 años) de la

Facultad de Ciencias Químico-Biológicas de la Universidad Autónoma de Sinaloa, México. La

selección de los panelistas se basó en el interés del participante, su sensibilidad ante diversos

sabores y olores y su habilidad para entender el procedimiento de la prueba, paralelamente a que

estos jueces hayan declarado su gusto por las tortillas y su consumo de manera regular. Las

evaluaciones sensoriales se llevaron a cabo en un cuarto con condiciones controladas de

temperatura (25ºC) y humedad (50-60 %) y utilizando luces flourescentes a la luz del día. Los

panelistas se sentaron en asientos individuales y las muestras se les presentaron una por una en

orden aleatorio. Se les aclaró a los jueces que se tenían que enjuagar sus bocas con agua entre

cada muestra. Las muestras fueron evaluadas en relación a una escala hedónica de seis puntos (0,

me disgusta mucho; 5, me gusta extremadamente) para un atributo: aceptabilidad. Las pruebas

sensoriales se repitieron tres veces en diferentes días (Milán-Carrillo y col, 2006).


348

Actividad de agua (aW) Este parámetro se determinó en muestras de 5 g atemperadas a 25°C, utilizando un higrómetro

marca Aqualab mod CX2 (Decagon Devices Inc, Pullman, WA, EUA), el cual fue calibrado con

una solución saturada de cloruro de potasio (aW = 0.841 a 25ºC). Las lecturas se tomaron después

de dejar la muestra por 1 h hasta alcanzar el equilibrio.

Diferencia total de color (ΔE) Se midió el color de la superficie de las muestras, utilizando un colorímetro Minolta Modelo

CR-210 (Minolta LTD, Osaka, Japan). Se registraron los parámetros L (0 = negro, 100 = blanco),

a (+ valor = rojo, - valor = verde) y b (+ valor = amarillo, - valor = azul). Como blanco estándar,

los valores L, a, y b que se utilizaron fueron: 97.63, 0.78 and - 2.85, respectivamente. ∆E se

calculó como: ∆E = [(∆L)2 + (∆a)2 + (∆b)2]1/2, donde ∆L= Lstd – Lmuestra, ∆a = astd – amuestra, ∆b =

bstd - bmuestrapH

Este parámetro se midió con un potenciómetro calibrado. Se determinó de acuerdo a la AOAC

(1999). 10 g de muestra se agregaron a 100 mL de agua desionizada hervida y enfriada; la

suspensión se agitó en agitador orbital (Cole Parmer Model 21704-10, Cole Parmer International,

Vernon Hills, IL, USA) por 20 min a 1,500 rpm a 25ºC; después se midió el pH de la suspensión.

Las mediciones se realizaron por triplicado.

Índice de absorción de agua (IAA) e Índice de solubilidad en agua (ISA) Se utilizó el método descrito por Anderson y col (1969). Una muestra de harina de 2.5 g se

suspendió en 30 mL de agua a 30°C en un tubo para centrífuga de 60 mL previamente tarado. La

suspensión se agitó, en agitador orbital, 1 min a 25°C y centrifugada a 3,000 x g, 25°C, 10 min.

El líquido sobrenadante se decantó cuidadosamente en un recipiente tarado para la determinación

de sólidos. El gel formado se pesó y se calculó el índice de absorción de agua en base a ese peso,

reportándose como gramos de gel por gramo de muestra seca. El ISA, expresado como g sólidos/

g sólidos originales, se calculó de los sólidos secos recuperados por evaporación del sobrenadante

a 110°C por 12 h. Las pruebas se realizaron por triplicado.


349

Almidón resistente (AR) y almidón resistente retrogradado (ARR) El almidón resistente se midió utilizando la metodología descrita por Goñi y col (1996). La

muestra de harina (100 mg) se mezcló con 10 mL de solución KCl-HCl 0.2 M (pH = 1.5) y se

trataron con 20 mg de pepsina por 60 min a 40°C. La muestra se mezcló con 9 mL de buffer Tris-

maleato 0.1 M (pH = 6.9) y se sometió a digestión con 40 mg de α-amilasa por 16 hr a 37°C. Al

residuo colectado por centrifugación (3,000 x g, 15 min) se le adicionaron 6 mL de KOH 2 M, y

se mezcló con 5.5 mL de HCl 2 M y 3 mL de búffer de acetato 0.4 M (pH = 4.75) y se sometió

entonces a digestión con 80 μL de amiloglucosidasa (A-9913, Sigma Chemical Co, St Louis,

MO, USA) por 45 min a 60°C. Después de la centrifugación (3,000 x g, 15 min), la cantidad de

glucosa contenida en el sobrenadante se midió espectrofotométricamente (510 nm) utilizando el

reagente peridocromo oxidasa/peroxidasa (GOD-PAP, Ref 676543, Boehringer, Ingelheim,

Germany). El factor de conversión de glucosa a almidón fue 0.9.

El almidón resistente retrogradado se determinó utilizando el método descrito por Saura-

Calixto y col (1993), el cual determina el AR de la fibra dietaria insoluble. La muestra (100 mg)

se mezcló con 10 mL de buffer de fosfato 0.08 M (pH = 6.9) y se sometió a digestión con 10 μL

α-amilasa termoestable (Sigma A-3306) por 35 min a 100ºC. El pH de la muestra se ajustó a 7.5

y se trató entonces, con 5 mg de una proteasa por 35 min a 60ºC. Después, se ajustó el pH a 4.5, y

la muestra se digirió nuevamente con 60 μL de amiloglucosidasa (Sigma A-9913) por 30 min a

60ºC. La fibra dietaria insoluble, se obtuvo después de varias etapas de lavado y centrifugado. El

almidón resistente en el residuo insoluble, se dispersó con 6 mL de KOH 2 M y se determinó

exactamente como se describe en el párrafo anterior.

Digestibilidad proteínica in vitro (DPIV) Se determinó de acuerdo al procedimiento recomendado por Hsu y col (1977). Se preparó una

cantidad apropiada de una disolución multienzimática compuesta por tripsina pancreática porcina

tipo IX, quimotripsina pancreática bovina tipo II y peptidasa intestinal porcina grado II (Sigma

Chemical Co, St Louis, MO, EUA). Se utilizó caseína como control. La mezcla se ajustó a pH

8.0. Posteriormente, se colocaron en el refrigerador a 4°C hasta su utilización. Se prepararon

además, 50 mL de una suspensión acuosa de cada una de las muestras que contengan 6.25 mg de


350

proteína/mL. Esta suspensión se colocó en un recipiente de vidrio de pared doble conectado a un

baño con circulación de agua a 37°C. Al lograrse una temperatura constante (37°C) de la

suspensión de proteína, se agregaron alícuotas de 5 ml de disolución multienzimática. A los 10

min de acción enzimática se procedió a la medida de pH de la mezcla. DPIV se calculó de la

ecuación: DPIV = 210.46 – 18.10 X, donde X = pH después de 10 min.

Lisina disponible Se determinó de acuerdo al procedimiento recomendado por Hurrel y col (1979). Se utilizó

colorante naranja ácido 12, el cual enlaza a la lisina de la proteína y la precipita a un pH ácido.

Las muestras (0.5 g) se colocaron en matraces Erlenmeyer de 50 mL. En la primera etapa (lectura

A), se añadieron 40 mL de disolución de naranja ácido, 1.3626 g de colorante/L en disolución

reguladora de fosfatos [(20 g de ácido oxálico + 3.4 g de fosfato de potasio monobásico + 60 ml

de ácido acético/L, pH=1.25)] a los matraces con la muestra. En la segunda etapa (lectura B), la

cual corresponde a la propionilación, se midieron 0.2 mL de anhídrido propiónico y 2 mL de

disolución reguladora de fosfatos y se colocaron en otro matraz con muestra. Los matraces de

ambas etapas se sometieron a agitación en un agitador orbital (Cole-Palmer md 51704-10, Cole

Palmer International, Vernon Hills, IL EUA) a 400 rpm y 25°C por 15 min. Se tomaron alícuotas

(15 mL) de cada matraz y se centrifugaron (centrífuga Sorvall modelo RC-2, Ivan Sorvall Inc,

Norwalk, CT, EUA) a 5000 x g y 25°C por 15 min; el sobrenadante se diluyó con agua destilada

(1:100). La absorbancia se midió en el rango UV-visible con un espectrofotómetro Spectronic

21D, modelo 1146 (Milton Roy, Ivyland, PA, EUA) a 475 nm. Se construyó una curva estándar

de lisina. La cantidad de lisina disponible se calculó a partir de sustracción de las lecturas A y B.

Todas las determinaciones se realizaron por triplicado.

Análisis de aminoácidos Se utilizó la metodología descrita por López-Cervantes y col (2006) (con algunas

modificaciones), para determinar la composición de aminoácidos totales. 50 mg de muestra se

sometió a hidrólisis ácida con 10 mL de HCl 6 M, e incubado por 24 hr a 100°C. La muestra

hidrolizada, se filtró y el filtrado se diluyó 200 veces con agua MilliQ. Se utilizó una alícuota de

300 μL, la cual se secó y se sometió a derivatización con 300 μL de 9-fluorenilmetil-


351

cloroformato (FMOC). Se tomó una alícuota de 20 μL para su análisis, utilizando una columna

de escala analítica (4.6 mm x 250 mm) SGE Hypersil ODS C18 (SGE, Dandenong, Australia)

mantenida a 38°C y conectada a un sistema HPLC (GBC, Dandenong, Australia) equipado con

un detector de flourescencia LC 5100. Se utilizaron las siguientes fases móviles: A: 30 mM de

fosfato de amonio (pH = 6.5) en 15:85 (v/v) de metanol/agua; B: 15:85 (v/v) metanol/agua; y C:

90:10 (v/v) acetonitrilo/agua. Se utilizó velocidad de flujo constante de 1.2 mL/min. La detección

se llevó a cabo por flourescencia usando longitudes de onda de excitación y emisión a 270 y 316

nm, respectivamente. Se construyó una curva de calibración usando una mezcla estándar de

aminoácidos. Los niveles de triptófano se determinaron utilizando una hidrólisis alcalina. Se

mezclaron 25 mg de muestra con 3 mL of 4.2 M NaOH y se incubó en tubos sellados (en

atmósfera de N2) a 120°C por 4 hr. Después de la hidrólisis, la muestra se ajustó a pH 9, y se

lavó con búffer de boratos (pH = 9), filtrado a vacío y después se diluyó a 50mL con búffer de

boratos. Después de la centrifugación, el sobrenadante se filtró (0.45 μm) y se tomó entonces, una

alícuota de 20 μL para su análisis como se describió anteriormente. Triptófano se detectó a 280

nm con detector ultravioleta.

Calificación química (CQ) La calificación química es una medida de la calidad de la proteína, basada en su composición

de aminoácidos. Este parámetro se calculó dividiendo el aminoácido esencial limitante en la

muestra con respecto al contenido del aminoácido en la mezcla de referencia estándar de

aminoácidos. La calificación química se calculó, utilizando el patrón de requerimientos de

aminoácidos esenciales para niños en edad pre-escolar (FAO/WHO 1991).

CQ = (CAAE/RRAAE) x 100

Donde: CAAE = contenido de aminoácido esencial; RRAAE = requerimiento recomendado de

aminoácido esencial.

Relación de eficiencia proteínica calculada (C-PER) Se utilizó la metodología reportada por Satterlee y col (1979) y adoptada por la AOAC (1999).

Este cálculo está basado en el valor de DPIV y en el perfil de aminoácidos esenciales (AAE) de


352

las dos muestras diferentes de harinas (de maíz transgénico y de MASECAMR) y tortillas

elaboradas a partir de éstas.

Análisis estadístico Los datos se analizaron aplicando una ANOVA de una vía, seguido de la utilización de la

prueba de rango múltiple de Duncan para comparación de medias con un nivel de significancia de

5% (p ≤ 0.05).


Características físicas de los granos de maíz transgénico Los granos de maíz transgénico presentaron las siguientes dimensiones en promedio: 0.98 cm

de largo, 0.72 cm de ancho y 0.45 cm de grosor. El peso de 1000 granos y peso hectolítrico para

maíz transgénico fueron 284 g y 77.68 kg/100 l, respectivamente. Las dimensiones físicas de los

granos son un indicativo de su calidad comercial, manejo y estabilidad durante su

almacenamiento; Además, se ha reportado que las características físicas son factores importantes

que influyen en el proceso de nixtamalización, y en las características del producto (Rooney y

Suhendro, 1999). Bockholt y Rooney (1987) recomendaron como “grano ideal” para

nixtamalización, aquél que presente un peso de 1000 granos mayor que 300 g y un peso

hectolítrico de 77.2 kg/100 l. El maíz transgénico utilizado en nuestro estudio, tuvo un menor

peso de 1000 granos y un peso hectolítrico similar al “grano ideal”, sin embargo, presentó buenas

características de nixtamalización y fue adecuado para la producción de harina de maíz

transgénico nixtamalizado (HMTN) y para la elaboración de tortillas a partir de esta harina.

Composición química, y propiedades fisicoquímica y nutricionales de harina de maíz transgénico nixtamalizado (HMTN) En la Tabla I se muestra la composición proximal y algunas propiedades fisicoquímicas y

nutricionales de HMTN y de la harina comercial de maíz nixtamalizado MASECAMR. HMTN

tuvo mayor (p < 0.05) contenido de proteína que MASECAMR (12.73% vs 8.98%, bs). Gómez y

col (1987) reportaron que el contenido de proteína de harinas de maíz común nixtamalizado es

similar a las del maíz sin procesar (7-12%, bs). Otros autores han reportado contenidos de

proteína entre 8.5 y 10.27% (bs) en harinas comerciales de maíz nixtamalizado de origen


353

mexicano (Bedolla y Rooney, 1984; Flores-Farías y col, 2000). Gutiérrez-Dorado y col (2008)

reportaron un contenido de proteína de 10.1 % (bs) para harina de MCP nixtamalizado. El mayor

contenido de proteína en HMTN se debe a la sobreexpresión del gen de la amarantina en el maíz

transgénico (Rascón-Cruz y col 2004).

Tabla I. Composición proximal y propiedades fisicoquímicas, funcionales y nutricionales de

harina de maíz trangénico nixtamalizado

Propiedad a,b HMTNc MASECAMR Composición proximal (%, bs) Proteína 12.73a 8.98b Lípidos 4.61b 5.10a Cenizas 1.63b 1.75a Fibra cruda 1.82a 1.50b Carbohidratos 79.21b 82.67a Fisicoquímicos Color Valor Hunter “L” 88.70b 89.91a ΔE 13.55a 12.13b aW 0.40b 0.50a pH 7.01a 6.61b Funcionales IAA (g gel / g sólidos, bs) 2.90b 3.39a ISA (g sólidos / g sólidos originales, bs) 5.02a 3.97b Nutricionales Almidón (%, bs) Almidón resistente 1.2b 1.6a Almidón resistente retrogradado 1.0b 1.5a Digestibilidad proteínica In vitro (%) 74.98a 73.65 C-PERd 2.24a 1.22b

a Medias con la misma letra en el mismo renglón, no son significativamente diferentes

(Duncan, p≤ 0.05). b aw = actividad de agua; ∆E = diferencia total de color; IAA = Índice de

absorción de agua; ISA = Índice de solubilidad en agua. c HMTN = harina de maíz transgénico

nixtamalizado. d C-PER= Relación de eficiencia proteínica calculada.

La HMTN tuvo menor (p < 0.05) contenido de lípidos y cenizas, y mayor (p < 0.05) contenido

de fibra cruda que MASECAMR (Tabla I). Estos resultados concuerdan con aquéllos reportados

por Gutiérrez-Dorado y col (2008) y Flores-Farías y col (2000) para harina de MCP

nixtamalizado y harinas comerciales de maíz nixtamalizado de origen mexicano.


354

HMTN tuvo menor (p < 0.05) valor Hunter “L” (88.70 vs 89.91) y mayor (p < 0.05) ΔE

(13.55 vs 12.13) que MASECATM (Tabla 1). El Ca(OH)2 afecta el color de las harinas de maíz

nixtamalizado, aunque estas se hallan obtenido a partir de granos blancos; una alta concentración

de cal conduce a un amarillamiento del producto final (Gutiérrez-Dorado y col, 2008). Serna-

Saldívar (1996) reportó que algunas harinas comerciales de maíz nixtamalizado, utilizadas para la

elaboración de tortillas están adicionadas con agentes blanqueadores, lo cual podría explicar la

blancura ligeramente mayor de la harina MASECAMR. Bedolla y Rooney (1984) reportaron que,

harinas de maíz nixtamalizado con valores Hunter “L” similares o mayores que 82, son

adecuadas para la elaboración de tortillas.

Los valores de actividad de agua (0.40 - 0.50) para HMTN y MASECAMR (Tabla I)

correspondieron a aquellos valores en donde el desarrollo de actividad enzimática, crecimiento de

microorganismos y reacciones químicas, ocurren muy lentamente, permitiendo una larga vida de

anaquel.

Los valores de pH para HMTN y MASECAMR fueron 7.01 y 6.61, respectivamente (Tabla I).

Bedolla y Rooney (1984) reportaron que tortillas hechas a partir de harinas comerciales de maíz

nixtamalizado, de México y EUA, con un pH entre 7.1 y 7.2, presentaron el “sabor alcalino

tradicional” preferido por los consumidores. Flores-Farías y col (2000) reportaron un pH entre

6.2 a 6.9 para harinas comerciales de maíz nixtamalizado de México. Gutiérrez-Dorado y col

(2008) reportaron un pH de 7.2 para harina de maíz de calidad proteínica nixtamalizado.

La HMTN tuvo un menor (p < 0.05) índice de absorción de agua (IAA) que MASECAMR

(2.90 vs 3.39 g gel / g sólidos, bs) (Tabla I). Estos valores de IAA se encuentran en el rango (2.5-

3.8 g gel / g sólidos, bs) reportado por otros investigadores para harinas de maíz común

nixtamalizado. (Gómez y col 1987; Flores-Farías y col 2000). Gutiérrez-Dorado y col (2008)

reportaron un IAA de 2.4 g gel / g sólidos (bs) para harina de MCP nixtamalizado. Campas-

Baypoli y col (1999) indicaron que después de un calentamiento excesivo, lo cual suele suceder

durante la nixtamalización, los gránulos de almidón pierden su estructura e integridad, dando

como resultado, la formación de una pasta gelatinizada con un mayor valor de IAA. Bedolla y

Rooney (1984) reportaron que el IAA de harinas de maíz nixtamalizado depende del contenido


355

de proteína, pH, susceptibilidad del almidón a la hidrólisis enzimática y tamaño de partícula.

Además, esta propiedad está relacionada a la presencia de gomas naturales, provenientes de la

hidrólisis del pericarpio, o aditivos (Flores-Farías y col, 2000). Las gomas (solubles en agua), son

adicionadas a las harinas comerciales de maíz nixtamalizado para mejorar su capacidad de atrapar

agua, lo cual ayuda a mantener la flexibilidad de las tortillas durante su almacenamiento (Flores-

Farías y col, 2000). La presencia de aditivos (gomas) podría explicar el alto valor de IAA de

MASECAMR con respecto a HMTN.

La harina MASECAMR tuvo menor (p < 0.05) índice de solubilidad en agua (ISA) que HMTN

(3.97 vs 5.02 g sólidos / g sólidos originales, bs) (Tabla I). Estos valores coinciden con el rango

de ISA (4.4 - 7.2 g sólidos / g sólidos originales, bs) reportado previamente por otros

investigadores (Gómez y col, 1987; Flores-Farías y col, 2000) para harinas de maíz

nixtamalizado. Flores-Farías y col (2000) reportaron que los valores mas altos de ISA

correspondieron con los valores más bajos de IAA en harinas comerciales de maíz nixtamalizado

de México; nuestros resultados muestran que la harina MASECAMR tuvo el mayor valor de IAA

y el menor valor de ISA, mientras HMN tuvo el menor valor de IAA y el mayor valor de ISA. El

ISA es una propiedad que refleja la cantidad de sólidos solubles en agua, lo que se relaciona con

el grado de cocción de las harinas (Flores-Farías y col, 2000). Gómez y col (1987) reportaron un

pequeño incremento en ISA durante la elaboración de harinas de maíz nixtamalizado, lo cual

puede indicar que hubo poco incremento en el grado de solubilización del almidón, proteínas o

componentes de la fibra; aunque, también algunos componentes solubles del maíz son perdidos

por lixiviación en el agua de cocción. HMTN presentó menor (p < 0.05) contenido de almidón

resistente (AR) que MASECAMR (1.02 vs 1.6 %, bs) (Tabla I). De acuerdo con Saura-Calixto y

col (1993) los tratamientos térmicos del grano, durante el proceso de nixtamalización, pudieron

haber promovido la interacción del almidón con otros componentes (proteínas, lípidos o consigo

mismo) haciéndolo menos accesible a hidrólisis enzimática. Milán-Carrillo y col (2006)

reportaron un incremento de AR durante la producción de harinas instantáneas de maíz de calidad

proteínica por nixtamalización. Un valor alto de AR puede ser una consideración importante para

la elaboración de productos de maíz con un bajo contenido calórico, lo cual ayuda al


356

mantenimiento de un sistema digestivo saludable (Méndez-Montealvo y col, 2005). El almidón

que no es absorbido en el intestino delgado, es fermentado por la microflora del intestino grueso,

dando lugar a ácidos grasos de cadena corta, los cuales se han asociado con varios beneficios a la

salud (Lorraine, 2002). La importancia fisiológica de AR se ha investigado también en relación a

una reducción de la respuesta glicémica e insulinémica a un alimento, así como, a su efecto

hipocolesterolémico y protector contra cáncer colorrectal (Asp y col, 1996). El AR llamado

“almidón resistente tipo III” o “almidón resistente retrogradado (ARR)” es aquél que se forma

durante el procesamiento térmico de alimentos ricos en almidón (García-Alonso y col, 1999) y

está compuesto principalmente por amilasa retrogradada. Este tipo de almidón no fue detectado

en maíz transgénico sin procesar (dato no mostrado); por otro lado, HMTN y MASECAMR

tuvieron contenidos de ARR de 1.0 y 1.5 % (bs), respectivamente (Tabla I).

Los valores de digestibilidad proteínica in vitro para HMTN y MASECAMR fueron 74.98 y

73.65%, respectivamente (Tabla 1). Gutiérrez-Dorado y col (2008) reportaron una digestibilidad

proteínica in vitro de 74.28% para harina de MCP nixtamalizado. Wolzak y col (1981)

reportaron que diferentes tipos de proteínas responden diferente a la prueba multienzimática.

Ellos encontraron correlaciones altamente significativas entre estimaciones in vivo e in vitro para

muestras vegetales no procesadas, pero este no fue el caso, cuando las muestras fueron

procesadas térmicamente.

HMTN tuvo mayor (p < 0.05) relación de eficiencia proteínica calculada (C-PER) que

MASECAMR (2.24 vs 1.22) (Tabla I). El C-PER es una técnica in vitro que relaciona el perfil de

aminoácidos esenciales (AAE) de la muestra, con el perfil de aminoácidos esenciales de caseína

(proteína de referencia). Para obtener estos resultados, cada AAE se expresó como un porcentaje

con respecto a las recomendaciones de la FAO, y se corrigió por la digestibilidad in vitro. La

HMTN tuvo mayor valor de C-PER que MASECAMR, lo cual, puede ser atribuido

principalmente a un mayor contenido de aminoácidos esenciales en HMTN (Tabla II). Este

mayor contenido de aminoácidos esenciales en HMTN es debido a la expresión de el gen de

amarantina en el maíz transgénico (Rascón-Cruz y col, 2004). Gutiérrez-Dorado y col (2008)

reportaron un C-PER de 2.08 y 1.68 para harinas de MCP nixtamalizado y sin procesar. Ellos


357

atribuyen este efecto a un incremento en el grado de liberación de la mayor parte de los

aminoácidos esenciales debido a la nixtamalización.

Tabla II. Contenido de aminoácidos esenciales y calificación química de harina de maíz

transgénico nixtamalizado

Contenido de AAE a,b

(g AAE / 100g proteína) HMTN c MASECAMR Requerimientos de AAE

(2-5 años)d Histidina 4.20a 2.57b 1.9 Isoleucina 3.88a 2.88bb 2.8 Leucina 17.82a 13.9b 6.6 Lisinae 4.12a 2.29b 5.8 Met + cys 4.94a 3.51b 2.5

Phe + tyr 11.2a 7.79b 6.3 Treonina 5.41a 3.03b 3.4 Triptófano 0.96a 0.56b 1.1 Valina 6.38a 4.3b 3.5

Calificación química (%)d 71 39

AAE limitante Lisina Lisina


(Duncan, p≤ 0.05).

b AAE = aminoácido esencial.

c HMTN = Harina de maíz transgénico nixtamalizado.

d FAO/WHO (1991).

e Determinado de acuerdo a Hurrel y col (1979).

Contenido de aminoácidos esenciales y calificación química de tortillas de HMNT El contenido de aminoácidos esenciales (AAE) de tortillas de HMTN fue mayor (p < 0.05) que

el de tortillas de MASECAMR (Tabla III), lo cual coincide con un mejor valor nutricional del maíz

transgénico. La calificación química (CQ) de las proteínas de tortillas de HMTN y de

MASECAMR se calculó en base a las recomendaciones de aminoácidos esenciales para niños en

edad pre-escolar (Tabla III). El valor de CQ fue mayor (p < 0.05) en tortillas de HMTN que en

tortillas de MASECAMR (71% vs 39%) (Tabla III). Cuando se comparó el patrón de aminoácidos


358

esenciales para niños en edad pre-escolar (FAO/WHO, 1991), lisina fue el aminoácido limitante

en tortillas de ambas harinas. Las proteínas de tortillas de HMTN fueron deficientes en lisina y

triptófano, aunque éstas presentaron mejor valor de CQ que las proteínas de tortillas de

MASECAMR. Gutiérrez-Dorado y col (2008) reportaron un valor de CQ de 69% para tortillas de

harina de MCP nixtamalizado, el cual se aproxima al valor obtenido para tortillas de HMTN.

Además, estos autores reportaron, que las tortillas de MCP tuvieron deficiencias en lisina y

triptófano, aunque el aminoácido limitante fue triptófano, cuyo contenido fue significativamente

menor que en tortillas de HMTN (0.76 vs 0.95 g /100 g de proteína). A pesar de que la CQ es un

método muy empleado (Walker 1983), éste no considera la biodisponibilidad de los aminoácidos

o la digestibilidad de proteínas.

Tabla III. Contenido de aminoácidos esenciales y calificación química de tortillas de harina de

maíz transgénico nixtamalizado

Contenido de AAE a,b (g AAE / 100 g proteína)

Tortillas de HMTN c

Tortillas de MASECATM

Requerimientos de AAE (2-5 años)d

Histidina 4.21a 2.52b 1.9 Isoleucina 3.89a 2.78b 2.8 Leucina 17.5a 13.05b 6.6 Lisinae 4.12a 2.24b 5.8 Met + Cys 4.94a 3.46b 2.5

Phe + Tyr 11.12a 7.61b 6.3 Treonina 5.40a 2.71b 3.4 Triptófano 0.95a 0.55b 1.1 Valina 6.32a 4.19b 3.5

Calificación químicad (%) 71 39

AAE limitante Lisina Lisina a Medias con la misma letra en el mismo renglón, no son significativamente diferentes

(Duncan, p≤ 0.05).

b AAE = aminoácido esencial.


d FAO/WHO (1991).


359

e Determinado de acuerdo a Hurrel y col. (1979).

Contenido de proteína y propiedades fisicoquímicas, nutricionales y sensoriales de tortillas elaboradas con HMTN Las tortillas de HMTN tuvieron mayor (p < 0.05) contenido de proteína cruda que las tortillas

de MASECAMR (12.64% vs 8.93%, bs) (Tabla IV) resaltando el alto contenido de proteína del

maíz transgénico utilizado.

Las tortillas de HMTN tuvieron una mayor blancura que las tortillas de MASECAMR, indicado

por un mayor (p < 0.05) valor Hunter “L” (84.66 vs 80.77) y menor (p < 0.05) ΔE (17.5 vs 21.43)

(Tabla IV). En ambos casos, la conversión de harina a tortilla disminuyó (p < 0.05) el valor

Hunter “L” e incrementó (p < 0.05) ΔE (Tablas I y IV).

Tabla IV. Contenido de proteína y propiedades fisicoquímicas, funcionales, nutricionales y

sensoriales de tortillas de harina de maíz transgénico nixtamalizado

Tortilla de Propiedad a,b

HMTN c MASECAMR

Composición química (%, bs) Proteína 12.64a 8.93b Fisicoquímicos Color Valor Hunter “L” 84.66a 80.77b ΔE 17.5b 21.43a pH 7.05a 6.78b Nutricionales Almidón (%, bs) Almidón resistente 2.4b 3.2a Almidón resistente retrogradado 1.63a 1.57a Digestibilidad proteínica In vitro 77.36a 76.80a C-PERd 2.05a 1.04b Sensoriales Hinchamiento 3.0a 3.0ª Aceptabilidad 4.0a 4.03a


(Duncan, p≤ 0.05).

b ∆E = Diferencia total de color.



360

d C-PER = Relación de eficiencia proteínica calculada.

De cualquier forma, este efecto fue más pronunciado en MASECAMR que en HMTN. Bedolla

y Rooney (1984) reportaron que cuando las harinas de maíz nixtamalizado son procesadas en

tortillas, ocurre una disminución dramática en la blancura, y un mayor amarillamiento. Estos

autores reportaron además, que el color de la tortilla es un mejor parámetro de calidad que el

color de las harinas instantáneas que se utilizaron para la elaboración de estas tortillas. Las

tortillas hechas con HMTN y MASECAMR presentaron valores de pH de 7.05 y 6.78,

respectivamente. Bedolla y Rooney (1984) reportaron que las tortillas con un pH entre 7.1 y 7.2

retuvieron mejor el sabor característico del producto, con una vida de anaquel aceptable. El

contenido de almidón resistente (AR) de las tortillas de HMTN y MASECAMR fueron 2.4 y 3.2 %

(bs), respectivamente; estas tortillas presentaron contenidos de almidón resistente retrogradado

(ARR) de 1.63 y 1.57% (bs), respectivamente (Tabla IV). El contenido de AR y de ARR fue

mayor (p < 0.05) en tortillas que en harinas (Tablas I y IV). El incremento del contenido de AR

es debido principalmente a la formación de ARR durante la cocción, enfriamiento,

almacenamiento y secado de las tortillas (Gutiérrez-Dorado y col, 2008). Agama-Acevedo y col

(2004) evaluaron tortillas hechas con diversas harinas comerciales de maíz nixtamalizado, y

encontraron contenidos de AR y ARR de 1.20 a 3.79% (bs) y 1.29 a 2.84% (bs), respectivamente.

Harinas con mayor contenido de AR pueden producir tortillas con un bajo índice glicémico,

debido a que el contenido de AR incrementa cuando se elabora la tortilla y se almacena.

(Rendón-Villalobos y col, 2002).

La digestibilidad proteínica in vitro (DPIV) de tortillas de HMTN y MASECATM fue de 77.36

y 76.80%, respectivamente (Tabla IV); este parámetro incrementó (p < 0.05) cuando la harina se

convirtió en tortilla (Tablas I y IV). Sin embargo, estos valores in vitro pueden diferir de los

valores in vivo debido a la pobre correlación que se ha reportado entre estos dos parámetros en

muestras de vegetales procesados térmicamente (Wolzak y col, 1981). Gutiérrez-Dorado y col

(2008) reportaron que las tortillas de harina de MCP nixtamalizado presentaron un mayor valor

de DPIV que la harina a partir de la cual fueron elaboradas; mientras que la digestibilidad

proteínica in vivo aparente, fue similar tanto en la harina como en las tortillas. Otros reportes han


361

señalado que la digestibilidad proteínica in vitro e in vivo permanecen igual o disminuyen

ligeramente, durante el paso de harina a tortilla (Mora-Avilés y col, 2007; Serna-Saldívar y col,

1988).

El C-PER de tortillas de HMTN fue mayor (p < 0.05) que en tortillas de harina MASECAMR

(2.05 vs 1.04) (Tabla IV), lo cual, coincide con los resultados obtenidos en sus respectivas

harinas. Gutiérrez-Dorado y col (2008) reportaron un valor de C-PER de 1.85 para tortillas de

harina de MCP nixtamalizado.

Las tortillas hechas con HMTN y MASECAMR presentaron valores similares (p > 0.05) de

grado de hinchamiento (Tabla IV). Esta característica es muy importante en tortillas ya que nos

indica si la masa, a partir de la cual se obtuvo la tortilla, tuvo un adecuado grado de cocción o una

proporción inadecuada de tiempo de exposición al calor en ambos lados de la tortilla, durante el

proceso de cocción.

Las tortillas hechas con HMTN y MASECAMR tuvieron un grado de aceptabilidad similar (p >

0.05) en la evaluación sensorial. Los panelistas notaron que las tortillas de HMTN y MASECAMR

tuvieron un color, aroma, sabor y rolabilidad similar; atributos que fueron considerados para la

evaluación de la aceptabilidad del producto. El hecho de que las tortillas de HMTN tuvieran

propiedades sensoriales similares a tortillas elaboradas con harinas comerciales como

MASECAMR es muy importante, ya que permitiría aprovechar la alta calidad nutricional del maíz

transgénico, y con ello contribuir a mejorar el estado nutricional de personas que consumen

tortillas como su principal fuente de energía y proteína.

Conclusiones La harina de maíz transgénico nixtamalizado, al compararse con la harina comercial de maíz

nixtamalizado MASECAMR, presentó mayor (p < 0.05) contenido de proteína, diferencia total de

color, índice de solubilidad en agua, contenido de aminoácidos esenciales y menor (p < 0.05)

valor Hunter “L”, índice de absorción de agua, almidón resistente y almidón resistente

retrogradado. Las tortillas de harina de maíz transgénico nixtamalizado presentaron mayor (p <

0.05) contenido de proteína y de aminoácidos esenciales que las tortillas de harina MASECAMR.

Harinas y tortillas de maíz transgénico presentaron mayores (p < 0.05) valores de relación de


362

eficiencia proteínica calculada. Las mejores propiedades nutricionales de HMTN y sus tortillas,

con respecto a la harina MASECATM y sus tortillas, pueden ser explicadas por un mayor

contenido y calidad de las proteínas del maíz transgénico, debido a la expresión del gen de la

amarantina. Tortillas hechas tanto de HMTN y de harina MASECATM tuvieron similares (p >

0.05) propiedades sensoriales. La utilización de maíz transgénico para la elaboración de harinas y

tortillas, puede tener un impacto positivo en el estado nutricional de personas en países, donde el

maíz es el alimento básico.

Agradecimientos Esta investigación fue financiada por el Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología

(CONACyT – México, Proyecto 44,665), el Consejo Estatal de Ciencia y Tecnología (CECyT-

Sinaloa) y la Universidad Autónoma de Sinaloa (PROFAPI).

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364

PPrrooppiieeddaaddeess tteeccnnoollóóggiiccaass yy nnuuttrriicciioonnaalleess ddee hhaarriinnaass yy ttoorrttiillllaass ddee mmaaíízz

((ZZeeaa mmaayyss LL)) ddee ccaalliiddaadd pprrootteeíínniiccaa nniixxttaammaalliizzaaddoo yy eexxttrruuddiiddoo

Gutiérrez-Dorado R1,, Ayala-Rodríguez AE2, Milán-Carrillo J1,2, López-Cervantes J3, Garzón-

Tiznado JA1,4, López-Valenzuela JA1,2, Paredes-López O5, Reyes-Moreno C*1,2

1 Programa Regional del Noroeste para el Doctorado en Biotecnología, U A S. Sinaloa, México. 2 Maestría en Ciencia y Tecnología de Alimentos, Facultad de Ciencias Químico Biológicas, U A S. Sinaloa, México

3 Programa Regional del Noroeste para el Doctorado en Biotecnología, I T S, Sonora México 4 Centro de Investigaciones Regionales del Noroeste, Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y

Pecuarias, Valle de Culiacán, Sinaloa, México 5 Unidad Irapuato, Centro de Investigación y de Estudios Avanzados – Instituto Politécnico Nacional

*[email protected]

En el presente trabajo se evaluaron algunas propiedades tecnológicas y nutricionales de harinas y tortillas de maíz de calidad proteínica (MCP, “V-537C”), nixtamalizado y extrudido, y se compararon con harina comercial de maíz nixtamalizado MASECA. Las harinas de MCP nixtamalizado y extrudido presentaron mayor (p<0.05) contenido de proteína, diferencia total de color, pH, Lisina disponible, y menor (p<0.05) contenido de almidón total, valor Hunter “L”, índice de absorción de agua (IAA), entalpía de gelatinización, almidón resistente y almidón resistente retrogradado que la harina comercial MASECA. Las tortillas de harinas de MCP nixtamalizado y extrudido presentaron mayor contenido de aminoácidos esenciales (excepto leucina) que las tortillas hechas con harina MASECA. Así mismo, las tortillas de harinas de MCP procesado presentaron valores mayores (p<0.05) de los indicadores nutricionales, como relación de eficiencia proteínica calculada (C-PER; 1.80-1.85 vs 1.04), digestibilidad proteínica in vivo, aparente y verdadera (78.4-79.1 vs 75.6% y 76.4-77.4 vs 74.2%, respectivamente), PER (2.30-2.43 vs 1.31), retención neta de proteína (NPR; 2.88-2.89 vs 2.11), y calificación química de aminoácidos corregida por digestibilidad verdadera de la proteína (PDCAAS; 54-55 vs 29%, basado en niños 2-5 años de edad, y 100 vs 85%, basado en adultos) que tortillas de harina MASECA. La utilización de maíz de calidad proteínica para la elaboración de harinas y tortillas, puede tener un impacto positivo en el estado nutricional de personas de países donde estos productos son de amplio consumo.

Introducción Las tortillas son un alimento básico en países como México y Centroamérica, donde aportan

cerca del 50% de las calorías en la dieta. Además, en Estados Unidos ha incrementado el

consumo de tortillas, debido a una mayor demanda de comida mexicana. Actualmente, el

consumo de tortillas y sus derivados es muy popular, y se consumen en diferentes tipos de


365

platillos (Paredes-López y col, 2000). Por ejemplo, los totopos de maíz se han vuelto muy

populares, de tal manera que se ha iniciado su producción en países como Australia, India, China,

Corea y otros países (Bello-Pérez y col, 2002).

Las etapas básicas del proceso para la producción de tortillas han permanecido sin cambios

desde tiempos ancestrales. Los granos de maíz son sometidos a una cocción alcalina, luego se

dejan reposar durante toda la noche, para después ser lavados y molidos para formar una masa.

Quizás, el avance industrial más significativo de la Nixtamalización, ha sido la elaboración de

harinas de maíz nixtamalizado (HMN), un producto con muy buena estabilidad. Una de las

ventajas prácticas de la utilización de HMN es que sólo se necesita rehidratar la harina para la

elaboración de tortillas, reduciendo con ello, costos de producción, inversión en equipos y

problemas asociados con la adquisición de granos de maíz. Por estas razones, la producción de

HMN se ha incrementado significativamente en los últimos 10 años. Las dos principales

empresas dedicadas a la producción de HMN en México, han expandido sus operaciones a

Estados Unidos, América Central y Europa (Bello-Pérez y col, 2002). Sin embargo, el proceso de

Nixtamalización genera grandes volúmenes de agua de desecho, por lo que se han propuesto

diversas alternativas tecnológicas a la Nixtamalización, como micronización (tratamiento con

calor seco) (Johnson y col, 1980), cocción con microondas (Martínez-Bustos y col 2000), y

extrusión (Milán-Carrillo y col, 2006).

La extrusión es un proceso continuo en donde el almidón es parcialmente gelatinizado. Tanto

el tamaño de partícula, como el contenido de humedad, tipo y velocidad de tornillo, tamaño y

forma del dado y la temperatura en el interior del extrusor, afectan el producto (Milán-Carrillo y

col, 2002). Generalmente, los grits de maíz son mezclados con Ca(OH)2 (0.2-0.3% del peso de

maíz) y agua para alcanzar un contenido de humedad de 34%. Esta mezcla se alimenta de manera

continua dentro del extrusor y el producto sale con un contenido de humedad de 18-20%. Se

remueve un 10% de humedad, mediante secado continuo del extrudido (60ºC). El producto

extrudido, con aproximadamente 10% de humedad es sometido a molienda, para obtener harinas,

las cuales son separadas por tamaño de partícula (Serna-Saldívar y col, 1990).


366

Para compensar la relativa escasez de los aminoácidos esenciales lisina y triptófano de las

proteínas de maíz, se han utilizado diversas alternativas, entre las que se incluyen la

suplementación con proteínas de origen animal y vegetal (Bressani y col, 1979; Tonella y col,

1983), adición de aminoácidos (Waliszewski y col, 2000) y mejoramiento genético (Ortega y col,

1991; Razcón-Cruz y col, 2004). En México, investigadores del Centro Internacional de

Mejoramiento de Maíz y Trigo (CIMMyT) y del Instituto Nacional de Investigaciones Forestales,

Agrícolas y Pecuarias (INIFAP) desarrollaron de manera exitosa 26 nuevas variedades e híbridos

de maíz de calidad proteínica (MCP), principalmente para regiones tropicales y subtropicales, los

cuales presentan propiedades agronómicas y rendimientos similares al maíz normal, pero con un

mayor contenido de lisina y triptófano (INIFAP 1999). La utilización de maíz de calidad

proteínica para la producción de harina de maíz nixtamalizado, tortillas y sus derivados, podría

tener un impacto positivo en el estado nutricional de las personas que consumen estos productos.

El objetivo de este trabajo fue evaluar algunas propiedades tecnológicas y nutricionales de

harinas y tortillas de maíz de calidad proteínica, nixtamalizado y extrudido, y su comparación con

la harina comercial MASECA.


Materiales Se utilizó como material de estudio, maíz blanco de calidad proteínica (MCP) variedad V-

537C, cultivado bajo condiciones de irrigación y fertilización en el Campo Experimental Valle

de Culiacán del Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias,

Culiacán, Sinaloa, México.

Métodos

Características físicas Para la determinación del peso hectolítrico se empleó el procedimiento 55-10 de la AACC

(1995) utilizando una micro escala. Un recipiente de volumen conocido (1 L) se llenó con granos

de maíz, los cuales, posteriormente se pesaron en una balanza analítica. El peso hectolítrico se

obtuvo al dividir el peso de los granos entre el volumen del recipiente y relacionándolo a un


367

volumen de 100 L (kg/hL). Se hicieron a 10 repeticiones al azar. Para el peso de 1000 semillas, se

seleccionaron al azar 1000 semillas de un lote de semillas limpias, y se pesaron en balanza

analítica. La prueba se realizó por triplicado.

Composición proximal Se utilizaron los siguientes métodos de la AOAC (1999) para la determinación de

composición proximal: Secado a 105ºC por 24 hr para humedad (método 925.098); incineración

a 550ºC para cenizas (método 923.03); desgrasado en equipo Soxhlet con éter de petróleo, para

grasa cruda (método 920.39C); hidrólisis alcalina y ácida para fibra cruda (método 962.09); y

micro-Kjeldahl para proteína (N x 6.25) (método 960.52). El contenido de carbohidratos se

estimó por diferencia. Todas las mediciones se realizaron por triplicado.

Análisis de aminoácidos Se utilizó la metodología descrita por López-Cervantes y col (2006), con algunas

modificaciones, para determinar la composición de aminoácidos totales. 50 mg de muestra se

sometió a hidrólisis ácida con 10 mL de HCl 6 N, e incubado por 24 hr a 100°C. La muestra

hidrolizada, se filtró y el filtrado se diluyó 200 veces con agua MilliQ. Se utilizó una alícuota de

300 μL, la cual se secó y se sometió a derivatización con 300 μL de 9-fluorenilmetil-

cloroformato (FMOC). Se tomó una alícuota de 20 μL para su análisis, utilizando una columna

de escala analítica (4.6 mm x 250 mm) SGE Hypersil ODS C18 (SGE, Dandenong, Australia)

mantenida a 38°C y conectada a un sistema HPLC (GBC, Dandenong, Australia) equipado con

un detector de fluorescencia LC 5100. Se utilizaron las siguientes fases móviles: (A) 30 mM de

fosfato de amonio (pH = 6.5) en 15:85 (v/v) de metanol/agua; (B) 15:85 (v/v) metanol/agua; y

(C) 90:10 (v/v) acetonitrilo/agua. Se utilizó velocidad de flujo constante de 1.2 mL/min. La

detección se llevó a cabo por fluorescencia usando longitudes de onda de excitación y emisión a

270 y 316 nm, respectivamente. Se construyó una curva de calibración usando una mezcla

estándar de aminoácidos. Los niveles de Triptófano se determinaron utilizando una hidrólisis

alcalina. 25 mg de muestra se mezcló con 3 mL of 4.2 M NaOH y se incubó en tubos sellados

(en atmósfera de N2) a 120°C por 4 hr. Después de la hidrólisis, la muestra se ajustó a pH 9, y se

lavó con búffer de boratos (pH = 9), filtrado a vacío y después diluido a 50mL con búffer de


368

boratos. Después de la centrifugación, el sobrenadante se filtró (0.45 μm) y se tomó entonces, una

alícuota de 20 μL para su análisis como se describió anteriormente. Triptófano se detectó a 280

nm con detector ultravioleta.

Producción de harina de maíz nixtamalizado (HMN) Se realizó de acuerdo al procedimiento de Milán-Carrillo y col (2004). La nixtamalización

involucró la cocción de una parte de maíz entero en tres partes de disolución de hidróxido de

calcio (5.4g Ca(OH)2/L agua destilada). La mezcla se calentó a 85°C por 31 min y después del

calentamiento, permaneció en reposo 8.1 horas. El licor de la cocción (nejayote) se decantó y el

nixtamal se enjuagó tres veces con agua potable sin remover el germen. El nixtamal se secó

(55°C, 12 h) hasta alcanzar una humedad final de 8 a 10% (bs) y se sometió a molienda (UD

Cyclone Sample Mill, UD Corp. Boulder, CO, USA) hasta alcanzar un tamaño de partícula de

0.180 mm de diámetro. Las harinas de maíz nixtamalizado, se guardaron en bolsas de polietileno

selladas y se almacenaron a 4°C hasta su utilización.

Producción de harina de maíz extrudido (HME) Se utilizó el proceso descrito por Milán-Carrillo y col (2006). Lotes de 500 g de granos de

maíz se limpiaron manualmente para eliminar material extraño y se colocaron en una licuadora

doméstica a baja velocidad para quebrar el grano; los fragmentos obtenidos se molturaron en la

misma licuadora a alta velocidad para obtener fragmentos pequeños (0.074-0.425 mm) y polvo

fino; el rendimiento de fragmentos pequeños fue de 96%. Los fragmentos pequeños de maíz se

mezclaron con 0.24% p/p de hidróxido de calcio en base al peso del grano y se humectaron con

agua destilada hasta alcanzar un contenido total de humedad de 28%. Cada lote se empacó en

bolsas de polietileno y se almacenó a 4°C por 12 h para asegurar el equilibrio de humedad;

posteriormente se atemperó (25°C) 8 h antes de ser extrudidos. La extrusión se realizó en un

extrusor de tornillo simple modelo 20DN (CW Brabender Instruments, Inc, NY, EUA) con

diámetro de tornillo de 19 mm; relación de longitud a diámetro 20:1; razón de compresión

nominal 1:1 y una apertura de dado de 2.4 mm. El cilindro del extrusor está dividido en dos zonas

independientes calentadas eléctricamente y enfriadas con aire. Una tercera zona (dado del

cilindro) también calentada eléctricamente, pero no enfriada con aire. El gradiente de temperatura


369

entre las tres zonas fue de 10°C. Las condiciones del extrusor fueron: TE, temperatura del dado al

final del cilindro, 85°C y velocidad del tornillo 240 rpm). Los extrudidos se colocaron en

charolas de aluminio perforadas y posteriormente se sometieron a enfriado y secado a

temperatura de cuarto (25°C) por 24 h. Finalmente se sometieron a molienda (UD Cyclone

Sample Mill, UD Corp, Boulde, CO, EUA) hasta pasar a través de malla 80 (0.180 mm); se

empacaron en bolsas de polietileno y se almacenaron a 4°C hasta su utilización.

Elaboración de tortillas a partir de HMN y HME 200g de harina se hidrataron con suficiente agua, a temperatura ambiente (25°C), para obtener

masa fresca con consistencia adecuada para hacer tortillas. La consistencia de la masa debió

permanecer manejable para su procesamiento luego de presionarla entre dos platos metálicos

cubiertos con plástico y no quede nada pegado entre ellos. La masa se moldeó en la forma de

discos delgados usando una máquina manual para hacer tortillas. Las dimensiones de las tortillas

se hicieron de un tamaño 12.5±0.2 cm de diámetro, 1.2±0.1 mm de grosor y un peso de 18±0.5 g.

Los “discos de masa” se cocinaron en un comal caliente a temperaturas de 290±10°C por ambos

lados (27 y 30s para el primero y el segundo lado, respectivamente), y entonces se voltean otra

vez al primer lado hasta que la tortilla “levantó ampolla”. Las tortillas de cada tratamiento fueron

evaluadas después de 30 min a temperatura ambiente. Las tortillas frescas se secaron, y luego se

molieron para obtener harina de tortillas, las cual se almacenó 4ºC en bolsas de polietileno para

su posterior análisis.

Actividad de agua (aW) Se utilizó un equipo marca Aqualab mod CX2 (Decagon Devices Inc, Pullman, WA, EUA).

Se colocó 5 g de muestra (atemperada a 25ºC) en la celda portamuestras del equipo hasta alcanzar

el equilibrio (40-60 min). El instrumento se calibró con una disolución saturada de cloruro de

potasio (aw = 0.876). Las mediciones se realizaron por triplicado a 25± 1°C (Milán-Carrillo y

col, 2002).


370

Diferencia total de color (ΔE) Se midió el color de la superficie de las muestras, utilizando un colorímetro Minolta Modelo

CR-210 (Minolta LTD, Japan). Se registraron los parámetros L (0 = negro, 100 = blanco), a (+

valor = rojo, - valor = verde) y b (+ valor = amarillo, - valor = azul). Como blanco estándar, los

valores L, a, y b que se utilizaron fueron: 97.63, 0.78 and - 2.85, respectivamente. ∆E se calculó

como: ∆E = [(∆L)2 + (∆a)2 + (∆b)2]1/2, donde ∆L= Lstd – Lmuestra, ∆a = astd – amuestra, ∆b = bstd -

bmuestra pH

Se determinó de acuerdo a la AOAC (1999). 10 g de muestra se agregaron a 100 mL de agua

desionizada hervida y enfriada; la suspensión se agitó en agitador orbital (Cole Parmer Model

21704-10, Cole Parmer International, USA) por 20 min a 500 rpm a 25ºC; después se midió el

pH de la suspensión. Las mediciones se realizaron por triplicado.

Índice de absorción de agua (IAA) Se utilizó el método descrito por Anderson y col (1969). Una muestra de harina de 2.5 g se

suspendió en 30 mL de agua a 30°C en un tubo para centrífuga de 50 mL previamente tarado. La

suspensión se agitó, en agitador orbital, 1 min a 25°C y centrifugada a 3,000 x g por 10 min. El

líquido sobrenadante se decantó cuidadosamente en un recipiente tarado para la determinación

de sólidos. El gel formado se pesó y se calculó el índice de absorción de agua en base a ese peso,

reportándose como gramos de gel por gramo de muestra seca. La prueba se realizó por triplicado.

Calorimetría diferencial de barrido (DSC) Las mediciones de calorimetría diferencial de barrido, se obtuvieron bajo la metodología

reportada por Rendón-Villalobos y col (2002). Para ello se utilizó un calorímetro Du Pont

(modelo 2010, TA Instruments, New Castle, DE) previamente calibrado con Indio. Las muestras

(2 mg) se pesaron directamente en portamuestras de aluminio dentro del calorímetro; se agregó

agua desionizada con una microjeringa, para obtener una suspensión 65-75% (p/p bs). Después

de cerrar los portamuestras éstos se equilibraron 15 min a temperatura ambiente y después se

calentaron de 30 a 120°C a una velocidad de 10°C/min. Se usó un portamuestras vacío como

referencia para todas las mediciones. Los parámetros evaluados fueron: ∆H (entalpía de

gelatinización), y Tp (temperatura de gelatinización).


371

Almidón total (AT) El almidón total se midió de acuerdo con Goñi y col (1997). La muestra de harina (50 mg) se

dispersó en 6 mL de KOH 2 M y se agitó vigorosamente a temperatura ambiente (25ºC) por 30

min. Después, se le adiciona 3 mL de buffer de acetato de sodio 0.4 M (pH = 4.75) y 60 µL de

amiloglucosidasa (Sigma A-9913), las muestras se incubaron por 45 min a 60°C en baño de agua

con agitación. Después se centrifugó (3,000 x g, 15 min), y se midió la cantidad de glucosa

contenida en el sobrenadante con espectrofotómetro (510 nm), usando al reagente

oxidasa/peroxidada peridocromo (GOD-PAP, Ref 676543, Boehringer). El factor de conversión

de glucosa a almidón fue de 0.9.

Almidón resistente (AR) y almidón resistente retrogradado (ARR) El almidón resistente se midió utilizando la metodología descrita por Goñi y col (1996). La

muestra de harina (100 mg) se mezcló con 10 mL de buffer KCl-HCl 0.2 M (pH = 1.5) y se

trataron con 20 mg de pepsina por 60 min a 40°C. La muestra se mezcló con 9 mL de buffer Tris-

maleato 0.1 M (pH = 6.9) y se sometió a digestión con 40 mg de α-amilasa por 16 hr a 37°C. Al

residuo colectado por centrifugación (3,000 x g, 15 min) se le adicionaron 6 mL de KOH 2 M, y

se mezcló con 5.5 mL de HCl 2 M y 3 mL de búffer de acetato (pH = 4.75) y se sometió entonces

a digestión con 80 μL de amiloglucosidasa por 45 min a 60°C. Las mediciones de glucosa

liberada y su conversión a almidón se calcularon de acuerdo con lo descrito anteriormente.

El almidón resistente retrogradado se determine utilizando el método descrito por Saura-

Calixto y col (1993), el cual, determina el AR de la fibra dietaria insoluble. La muestra (100 mg)

se mezcló con 10 mL de buffer de fosfato 0.08 M (pH = 6.9) y se sometió a digestion con 10 μL

α-amilasa termoestable (Sigma A-3306) por 35 min a 100ºC. El pH de la muestra se ajustó a 7.5

y se trató entonces, con 5 mg de una proteasa por 35 min a 60ºC. Después, se ajustó el pH a 4.5, y

la muestra se digirió nuevamente con 60 μL de amiloglucosidasa (Sigma A-9913) por 30 min a

60ºC. La fibra dietaria insoluble, se obtuvo después de varias etapas de lavado y centrifugado. El

almidón resistente en el residuo insoluble, se dispersó con 6 mL de KOH 2 M y se determinó

exactamente como se describe en el párrafo anterior.


372

Fibra dietaria Fibra dietaria total se determinó de acuerdo con el método 985.29 de la AOAC (1999).

Digestibilidad proteínica In vitro (DPIV) Se determinó de acuerdo al procedimiento recomendado por Hsu y col (1977). Se preparó una

cantidad apropiada de una disolución multienzimática compuesta por tripsina pancreática porcina

tipo IX, quimotripsina pancreática bovina tipo II y peptidasa intestinal porcina grado II (Sigma

Chemical Co, St Louis, MO, EUA). Se utilizó caseína como control. La mezcla se ajustó a pH

8.0. Posteriormente, se colocaron en el refrigerador a 4°C hasta su utilización. Se prepararon

además, 50 mL de una suspensión acuosa de cada una de las muestras que contengan 6.25 mg de

proteína/mL. Esta suspensión se colocó en un recipiente de vidrio de pared doble conectado a un

baño con circulación de agua a 37°C. Al lograrse una temperatura constante (37°C) de la

suspensión de proteína, se agregaron 5 ml de disolución multienzimática. A los 10 min de acción

enzimática se procedió a la medida de pH de la mezcla. DPIV se calculó de la ecuación: DPIV =

210.46 – 18.10 X, donde X = pH después de 10 min.

Lisina disponible Se determinó de acuerdo al procedimiento recomendado por Hurrel y col (1979). Se utilizó

colorante naranja ácido 12, el cual enlaza a la lisina de la proteína y la precipita a un pH ácido.

Las muestras (0.5g) se colocaron en matraces Erlenmeyer de 50mL. En la primera etapa (lectura

A), 40 mL de disolución de naranja ácido, 1.3626g de colorante/L en disolución reguladora de

fosfatos [(20g de ácido oxálico + 3.4g de fosfato de potasio monobásico + 60ml de ácido

acético/L, pH=1.25)] se añadieron a los matraces con la muestra. En la segunda etapa (lectura B),

la cual corresponde a la propionilación, 0.2ml de anhídrido propiónico y 2ml de disolución

reguladora de fosfatos se añadieron a otro matraz con muestra. Los matraces de ambas etapas se

sometieron a agitación en un agitador orbital (Cole-Palmer md 51704-10, Cole Palmer

International, EUA) a 400 rpm y 25°C por 15 min. Se tomaron alícuotas (15 mL) de cada matraz

y se centrifugaron (centrífuga Sorvall modelo RC-2, Ivan Sorvall Inc, Norwalk, CT, EUA) a

5000 x g y 25°C por 15 min; el sobrenadante se diluyó con agua destilada (1:100). La

absorbancia se midió en el rango UV-visible con un espectrofotómetro (Spectronic 21D, modelo


373

1146, Milton Roy, EUA) a 475 nm. Se construyó una curva estándar de lisina. La cantidad de

lisina disponible se calculó a partir de sustracción de las lecturas A y B. Todas las

determinaciones se realizaron por triplicado.

Calificación química (CQ) La calificación química se define como la eficiencia en el empleo de una proteína alimentaria,

comparada con la proteína de huevo entero o de la leche (Latham, 1997). Este parámetro se

calculó evaluando el contenido de aminoácidos esenciales en las muestras y comparados con el

contenido de aminoácidos de la proteína patrón (ej. caseína). La calificación química se calculó,

utilizando el patrón de requerimientos de aminoácidos esenciales para niños en edad pre-escolar

(FAO/WHO 1991) y para adultos (FAO/WHO/UNU 1985).

CQ = (CAAE más limitante/RRAAE) x 100 Donde: CAAE = contenido de aminoácido esencial; RRAAE = requerimiento recomendado de

aminoácido esencial.

Evaluación de la calidad de proteína Se determinó mediante un bioensayo el cual se utilizaron 70 ratas macho de la raza Wistar,

recién destetadas, con un peso promedio entre 45+5 g al inicio del ensayo. Cada dieta de proteína

se probó en diez animales colocados al azar en jaulas individuales (Eggum, 1973), las cuales se

colocaron en un cuarto a 20±1°C y 55% HR con ciclos de 12h luz / 12h oscuridad. La

composición de las dietas fue la siguiente: 10 % proteína, 9 % grasas, 2 % mezcla vitamínica, 5%

mezcla de minerales, 5% celulosa y almidón de maíz para completar 100%. Se utilizó aceite de

maíz como fuente de grasa. Las mezcla de vitaminas y minerales utilizadas fueron AIN-93-VX y

AIN-936-MX, provenientes de Harland Tekland Laboratory Animal Diets (Madison, WI, USA).

Caseinato de sodio se utilizó como referencia (Eggum, 1973; Linder y col, 1991). El alimento y

agua se proporcionaron ad libitum. Las ratas se alimentaron con dietas de prueba que contenían

10% proteína durante 3 días, previo al periodo de aclimatación y 28 días para la determinación de

la relación de eficiencia proteinita (PER). Se registro la ingesta de alimento cada día y el peso

ganado cada semana. La retención neta de proteína (NPR) se midió por un periodo de 8 días


374

durante los días de prueba 18-26. Se analizó nitrógeno alimentado y excretado por microKjeldahl

(método 960.52; AOAC 1999). La digestibilidad aparente (DA, %), PER, NPR y digestibilidad

verdadera (DV, %) fueron determinados de acuerdo con Eggum (1973). DV fue corregida por

nitrógeno endógeno excretado. Se utilizaron las siguientes ecuaciones:

PCGPPER = ( ) PCPPDLNGPNPR +=

DA (%) =100 (NTingesta18-26d-NTheces18-26d) / NTingesta18-26d

DV (%) =100(NTingesta18-26d-NTheces18-26d-NTheces dieta libre de nitrógeno18-

26d)/NTingesta18-26d

Donde: GP = ganancia en peso del animal (g), PC = proteína consumida (g), PPDLN = peso

perdido por grupo con dieta libre de nitrógeno (g), NT = Nitrógeno total (g).

Relación de eficiencia proteínica calculada (C-PER) Se utilizó la metodología reportada por Satterlee y col (1979) e incluida en la AOAC (1999).

Para este cálculo se requiere conocer el contenido de aminoácidos esenciales y la digestibilidad

proteínica in vitro de las muestras. Se empleó caseína como proteína de referencia. El C-PER se

determinó utilizando la siguiente ecuación de regresión:

)(4030.0)(8525.21074.2 2ZZPERC −+=−

En donde Z se calculó a partir del contenido de aminoácidos esenciales y la digestibilidad in

vitro de la muestra, y de la proteína de referencia, así como en relación a los valores estándares

de la FAO/WHO (1991) para aminoácidos esenciales.

Calificación química de aminoácidos corregida por digestibilidad verdadera de la proteína (PDCAAS) PDCAAS es un nuevo concepto que se ha adoptado y considerado como importante dentro de

la evaluación de la calidad proteínica debido a que considera los requerimientos de aminoácidos

esenciales de humanos. La determinación de PDCAAS se llevó a cabo en dos etapas (Sarwar y

McDonough, 1990). La primera consistió en la determinación de digestibilidad verdadera de

caseína y de las dietas de MCP. En la segunda etapa el contenido de aminoácidos esenciales se


375

utilizó para calcular la calificación química para la proteína de las dietas. El PDCAAS se calculó

mediante la siguiente ecuación:

( ) ( )[ ] 100tanlim% teiAAquímicaóncalificaciDVPDCAAS ×=

Donde: % DV = digestibilidad proteínica in vivo; AA = aminoácido esencial

Análisis estadístico Los datos se analizaron aplicando una ANOVA de una sola vía, mediante el paquete

STATGRAPHICS Plus 6.0 y para la comparación de medias se utilizó la prueba de rango

múltiple de Duncan con un nivel de confianza del 95% (p ≤ 0.05).


Características físicas de granos de MCP El peso de 1000 granos y peso hectolítrico de maíz de calidad proteínica cv V-537C fueron

313 g y 82.4 kg/hL, respectivamente. Las características físicas de los granos de maíz son

factores importantes que influyen en el proceso de nixtamalización y en las características de los

productos elaborados (Rooney y Suhendro, 1999); Bockholt y Rooney (1987) recomendaron un

peso mayor de 300g / 1000 granos y un peso hectolítrico de 77.2 kg/hL. A pesar de que el MCP

utilizado en este estudio, tuvo un peso de 1000 granos similar y un peso hectolítrico mayor que

los recomendados por estos investigadores, el MCP mostró buenas características de

Nixtamalización y resultó adecuado para la producción de harinas de maíz nixtamalizado (HMN).

Composición química, y propiedades fisicoquímicas y nutricionales de harinas de MCP En la tabla I se muestra la composición proximal y algunas propiedades fisicoquímicas del

maíz de calidad proteínica sin procesar, nixtamalizado y extrudido, y de la harina comercial

MASECA. La harina de MCP sin procesar y la harina de MCP extrudido tuvieron contenidos de

proteína (10.7% bs) similares (p>0.05), los cuales diminuyeron después de la nixtamalización

(10.1%). Esto puede deberse principalmente a la separación parcial del germen del grano y a

otras pérdidas de proteína durante las etapas del proceso de nixtamalización. Bressani y col

(1958) reportaron que la pérdida de componentes químicos del grano de maíz durante la

nixtamalización se debe principalmente a la perdida de fracciones diferentes al pericarpio; donde


376

el germen sufre una mayor pérdida que el endospermo. La harina MASECA tuvo menor (p<0.05)

contenido de proteína (9.0%, bs) que las harinas de MCP procesado. Almeida-Domínguez y col

(1996) reportaron contenidos de proteína entre 6.7 y 11.6 % (bs) para maíz común, mientras que

Méndez-Montealvo y col (2005) reportaron un contenido de proteína en el rango de 7.6 a 11.07

% (bs) para genotipos de MCP. Así mismo, el proceso de nixtamalización disminuyó, el

contenido de lípidos de 5.1 a 4.8% (bs); estos resultados coinciden con los reportados por

Pflugfelder y col (1988) quienes encontraron una pérdida de 20% en el contenido de lípidos de

granos de maíz durante la nixtamalización; este efecto no se observó en el proceso de extrusión

de MCP. Las harinas de MCP nixtamalizado y extrudido tuvieron mayor (p<0.05) contenido de

cenizas que la harina de MCP sin procesar (1.8-1.9% vs 1.6%, bs). Serna-Saldívar y col (1991)

reportaron que las cantidades de Ca(OH)2 remanentes en el grano, después de la nixtamalización,

se deben principalmente a las etapas de cocción y reposo. Nuestros resultados muestran que entre

las harinas de MCP procesado no se presentaron diferencias significativas (p>0.05) en el

contenido de cenizas (Tabla I). El contenido de fibra cruda del MCP disminuyó durante el

proceso de nixtamalización (Tabla I) debido a las pérdidas de pericarpio en el nejayote y el agua

de lavado. No se presentaron diferencias significativas en el contenido de fibra cruda entre maíz

sin procesar y la harina de MCP extrudido. La harina MASECA presentó el contenido de fibra

cruda más bajo (Tabla I).

El almidón total es la suma del almidón potencialmente disponible y el almidón resistente a la

hidrólisis enzimática. Como se muestra en la tabla I, las harinas de MCP sin procesar,

nixtamalizado y extrudido tuvieron valores similares de almidón total, todos ellos menores que

los de harina MASECA. Las muestras de maíz con alto contenido de almidón (polisacárido que

confiere importantes propiedades reológicas a los productos) (González-Reyes y col 2003),

producirán una masa más adecuada para la elaboración de tortillas con buena calidad de textura.

El rango de actividad de agua (0.44-0.46) para harinas de MCP sin procesar y procesado,

correspondieron a aquellos valores donde el desarrollo de la actividad enzimática, crecimiento de

microorganismos y reacciones químicas ocurren muy lentamente, permitiendo una mayor

estabilidad del producto y por tanto, larga vida de anaquel.


377

Las harinas de MCP nixtamalizado y extrudido tuvieron menor (p<0.05) valor Hunter “L” y

mayor ∆E que la harina de MCP crudo (Tabla I). De acuerdo con Serna-Saldívar y col (1990) la

cal afecta el color de las HMN; aún cuando las HMN son producidas de granos blancos, una alta

concentración de cal conlleva a un amarillamiento en el producto final. Las harinas de MCP

procesado tuvieron un menor valor Hunter “L” que la harina MASECA (Tabla I).

Los procesos de Nixtamalización y extrusión afectaron el pH, el cual incrementó de 6.4 a 7.1-

7.2. Bedolla y Rooney (1984), basados en una evaluación sensorial, reportaron que las tortillas

hechas de HMN comerciales con pH entre 7.1 y 7.2 tuvieron un “sabor alcalino tradicional”

preferido por los consumidores. Flores-Farías y col (2000) encontraron que el pH de HMN de

México varió entre 6.2 y 6.9.

TABLA I: Composición química y propiedades fisicoquímicas de harinas de maíz de calidad

proteínica (MCP) nixtamalizado y extrudido

Harina de MCP Propiedadab Crudo Nixtamalizado Extrudido

MASECA Composición Química (%, bs) Proteína 10.7a 10.1b 10.7a 9.0c Lípidos 5.1a 4.8b 5.0a 5.1a Cenizas 1.6c 1.8ab 1.9a 1.7bc Fibra cruda 2.3a 1.9b 2.3a 1.5c Carbohidratos 80.3b 81.5ab 80.1b 82.7a Almidón total 62.9b 62.6b 61.9c 69.6a Fisicoquímicos aw 0.46b 0.44c 0.45bc 0.50a Color Valor Hunter L 91.0a 88.8c 87.6d 89.9b ∆E 10.8d 13.5 b 14.9a 12.1c pH 6.4 d 7.2b 7.1a 6.6c IAA (g gel/g muestra seca) 1.25d 2.40c 2.51b 3.68a Tg (°C) 74.8a 74.4a 73.4a 74.7a ∆Hg (J/g) 5.2a 4.7 b 4.4c 5.3a

a aW = actividad de agua; ΔE = diferencia total de color; IAA = índice de absorción de agua; Tg = temperatura de

gelatinización; ΔHg = entalpía de gelatinización.

b Medias con la misma letra en el mismo renglón, no son significativamente diferentes (Duncan, p≤ 0.05).

Las harinas de MCP nixtamalizado y extrudido tuvieron mayores índices de absorción de agua

(IAA) que la harina de MCP sin procesar (Tabla I). Campas-Baypoli y col (1999) indicaron que

después de un excesivo calentamiento, el cual podría ocurrir durante la nixtamalización o


378

extrusión, los gránulos de almidón pierden su estructura e integridad, resultando una pasta

gelatinizada con un mayor valor de IAA. La harina MASECA tuvo mayor IAA que las harinas

de MCP procesado (Tabla I).

No se presentaron diferencias entre las temperaturas de gelatinización de las harinas de MCP

procesado y harina MASECA, pero el almidón de MCP extrudido tuvo un menor valor de

entalpía de gelatinización que almidones de harinas de MCP nixtamalizado y MASECA (Tabla

I), lo cual puede deberse a condiciones más severas durante el proceso de extrusión, y con ello un

mayor grado de gelatinización del almidón (Bello-Pérez y col, 2002).

TABLA II: Propiedades nutricionales de harinas de maíz de calidad proteínica (MCP)

nixtamalizado y extrudido

Harina de MCP Propiedadab Crudo Nixtamalizado Extrudido

MASECA

AR (%, bs) 0.24c 1.1b 1.2b 1.6a ARR (%, bs) ndc 1.02b 0.99b 1.5a Fibra dietaria (%, bs) 13.18b 9.06d 15.54a 10.88c Lisina disponible (g/100g proteina) 4.3a 4.2a 4.2a 2.3b Digestibilidad proteínica In vitro (%) 75.48a 74.28a 75.02a 73.65a C-PER 1.68b 2.08a 2.15a 1.22c Digestibilidad proteínica In vivo (%) Aparente 76.1b 78.8a 78.4a 73.7c Verdadera 73.4b 75.0a 76.8a 70.5c PER 1.84b 2.30a 2.50a 1.34c NPR 2.47b 2.87a 3.07a 2.12c PDCAAS (%)d 54a 52b 54a 27c PDCAAS (%)e 100a 100a 100a 87b

a AR = almidón resistente; ARR = almidón resistente retrogradado; C-PER = relación de eficiencia proteínica calculada; PER

= relación de eficiencia proteínica; NPR = retención neta de proteína; PDCAAS = calificación química de aminoácidos corregida

por digestibilidad verdadera de proteínas.


c No detectado.

d Basado en niños en edad pre-escolar (2-5 años).

e Basado en adultos (+ 19 años).

En la Tabla II se muestran las propiedades nutricionales de harinas de MCP sin procesar,

nixtamalizado y extrudido, y harina MASECA. Las harinas de MCP nixtamalizado y extrudido

tuvieron cinco veces mayor contenido de almidón resistente (AR) que la harina de MCP sin


379

procesar, donde la harina MASECA tuvo el mayor valor de AR (1.6 %, bs). El tratamiento

térmico del grano de maíz durante los procesos de nixtamalización y extrusión pudo haber

promovido la interacción del almidón con otros componentes (proteínas, lípidos o consigo

mismo) haciéndolo menos accesible a la hidrólisis enzimática (Saura-Calixto y col, 1993). Milán-

Carrillo y col (2006) reportaron un incremento de AR durante la producción de harinas

instantáneas de MCP por nixtamalización y extrusión, y un incremento adicional de AR durante

la elaboración de tortillas a partir de estas harinas. Las diferencias en los contenidos de AR entre

las harinas puede deberse al genotipo del maíz y a las condiciones de procesamiento aplicado

para la obtención de las harinas. Un valor alto de AR puede ser importante para la elaboración de

productos de maíz con bajo contenido calórico que ayude a mantener un intestino saludable

(Méndez-Montealvo y col, 2005). El almidón que no es absorbido en el intestino delgado, es

fermentado por la flora del intestino grueso (Sajilata y col, 2006), produciendo ácidos grasos de

cadena corta que están asociados con varios beneficios a la salud (Lorraine, 2002). Además, se ha

investigado la importancia fisiológica de AR en relación a una reducción de la respuesta

glicémica e insulinémica en los alimentos, así como los efectos hipocolesterolémico y protector

contra el cáncer colorrectal (Asp y col, 1996). Este almidón resistente llamado “almidón

resistente tipo III” se forma durante el procesamiento térmico de alimentos ricos en almidón

(García-Alonso y col, 1999) y está compuesto de almidón retrogradado (Saura-Calixto y col,

1993), formado principalmente por amilosa retrogradada (Czuchajowska y col, 1991). Este tipo

de almidón no fue detectado en harina de MCP sin procesar; no obstante las harinas de MCP

nixtamalizado y extrudido presentaron contenidos de almidón resistente retrogradado (ARR) de

1.02 y 0.99% (bs), respectivamente. Al igual que el contenido de AR, la harina MASECA tuvo

mayor (p<0.05) contenido de ARR que las harinas de MCP procesado (Tabla II).

La harina de MCP nixtamalizado presentó menor contenido de fibra dietaria que la harina de

MCP sin procesar [9.06 vs 13.18% (bs), respectivamente], lo cual concuerda con estudios previos

(FAO, 1993; Bressani y col, 1990; 2001). El decremento en el contenido de fibra está relacionado

con la remoción de pericarpio durante la nixtamalización (Bressani y col, 1990; Paredes-López y

col, 2000; Serna-Saldívar y col, 1990). El valor más alto de fibra dietaria correspondió a la harina


380

de MCP extrudido, la cual a su vez también presentó un mayor valor que la harina de MCP sin

procesar (Tabla II). Martinez-Flores y col (2002) obtuvieron resultados similares con productos

elaborados con maíz común, atribuyendo este incremento de fibra, a la no remoción de pericarpio

y a los cambios en las proteínas durante el proceso de extrusión con cal, produciendose

complejos poliméricos que se convierten en fibra dietaria. Merchen (2004) demostró que las

condiciones de extrusión pueden incrementar el contenido de fibra soluble y almidón resistente,

mejorando la digestibilidad en credos de productos con alto contenido de fibra como cebada,

harina de maíz, hojuelas de avena y harina de soya, y aumentando la producción de ácidos grasos

de cadena corta, los cuales han demostrado tener influencia en la salud del colon. Además, el

incremento en el contenido de fibra puede deberse a la formación de AR durante el

procesamiento, ya que se ha demostrado que éste es un componente de la fibra dietaria (Ranhotra

y col, 1991). Perales-Sánchez (2004) reportó un incremento de AR de aproximadamente 1%

durante la elaboración de harinas instantáneas de MCP por nixtamalización y extrusión.

El contenido de lisina disponible en harinas de MCP sin procesar, nixtamalizado y extrudido,

no fue significativamente diferente (p>0.05); el menor (p<0.05) valor de lisina correspondió a la

harina MASECA (Tabla II). En la literatura existen resultados contradictorios, con respecto al

efecto del proceso de nixtamalización sobre el contenido de lisina disponible en el maíz;

Martínez-Flores y col (2002) y Bressani y col (1990) reportaron un efecto no significativo,

mientras que Gómez-Aldapa y col (1999) y Ortega y col (1986) encontraron que la lisina

disponible disminuyó significativamente después del procesamiento. En contraste, Trejo-

González y col (1982) reportaron un incremento de lisina disponible en muestras de maíz durante

la nixtamalización. En el caso del proceso de extrusión, Martínez-Flores y col (2002) y Gómez-

Aldapa y col (1999) encontraron solo pequeños cambios (<5%) en el contenido de lisina

disponible. En nuestro estudio, el contenido de lisina disponible en harinas de MCP sin procesar,

procesado (dato de lisina total no mostrado) y tortillas fue similar al valor de lisina total (Tablas

II, III y IV). Diversos investigadores han reportando cambios no significativos en lisina total

durante el procesamiento de maíz para la elaboración de tortillas (Ortega y col, 1986; Bressani y

col, 1990; Serna-Saldívar y col, 1987; 1988; Mora-Avilés y col, 2007), al igual que lo


381

encontrado en nuestro trabajo. Esta estabilidad de lisina, sugiere que el procesamiento no causó la

formación de compuestos indeseables, como lisinoalanina, lantionina u ornitoalanina, como lo

reportó Martínez-Flores y col (2002).

Los valores de digestibilidad proteínica in vitro para harinas de MCP sin procesar,

nixtamalizado y extrudido estuvieron en el rango de 74.28 a 75.48% y no fueron

significativamente diferentes (p>0.05) al de la harina MASECA (73.65%) (Tabla II). Los valores

de digestibilidad In vitro subestimaron los valores de digestibilidad aparente in vivo de harinas de

MCP nixtamalizado y extrudido, cerca de un 5% (Tabla II). Wolzak y col (1981) reportaron que

la respuesta de diversos tipos de proteínas, en la prueba multienzimática, es diferente. Ellos

encontraron una alta correlación entre los valores estimados in vivo e in vitro para muestras de

vegetales no procesados, pero esto no fue el caso de muestras que fueron procesadas

térmicamente.

Los valores de C-PER de harinas de MCP nixtamalizado y extrudido fueron mayores (p<0.05)

que aquéllos de harina de MCP sin procesar y MASECA (Tabla II). De igual manera, los

procesos de nixtamalización y extrusión incrementaron los valores de PER y NPR en 25-36% y

16-24%, respectivamente, mientras que la harina MASECA mostró valores menores de PER y

NPR que los de harinas de MCP (Tabla II). En el caso del proceso de nixtamalización, este efecto

ha sido atribuido a un incremento en el grado de liberación de la mayoría de los aminoácidos

esenciales (Bressani, 1990), lo cual posiblemente, también ocurra en el proceso de extrusión de

maíz con cal. Martínez-Flores y col (2002) encontraron un incremento del 14.65% en el PER de

tortillas hechas con masa fresca extrudida con 0.25% de cal, cuando se compararon con tortillas

hechas con maíz sin procesar. Los beneficios del uso de MCP también fueron demostrados, por

Sproule y col (1988), quienes encontraron que ratas alimentadas con tortillas y totopos de MCP,

ganaron peso de manera más rápida y mas eficientemente que sus contrapartes alimentadas con

productos hechos de maíz normal.

El PDCAAS es considerado como un concepto común dentro de la metodología para la

evaluación de la calidad de proteínas, debido a que éste método evalúa mejor, los requerimientos

en humanos (Sarwar y McDonough, 1990). Basados en el patrón de la FAO del perfil de


382

aminoácidos esenciales para niños en edad pre-escolar (FAO 1991), el PDCAAS de las harinas

de MCP nixtamalizado y extrudido (52-54%) fue mayor que el de la harina MASECA (27%)

(Tabla II). Por otro lado, el PDCAAS basado en el patrón del perfil de aminoácidos esenciales

para adultos (FAO 1985), mostró valores de 100% [valor máximo deseable (Schaafsma 2000)]

para harinas de MCP procesado, mientras que el valor de la harina MASECA fue de 87%.

Contenido de aminoácidos esenciales y calificación química de tortillas de harinas de MCP El contenido de aminoácidos esenciales de tortillas de harinas de MCP nixtamalizado y

extrudido fue mayor (p<0.05) que en las tortillas de harina MASECA (Tabla III), excepto

leucina, lo cual está relacionado con un mejor valor nutricional del maíz de calidad proteínica.

Las calificación química (CQ) para proteínas de tortillas de harinas de MCP nixtamalizado,

extrudido y MASECA fue calculada, basados en las recomendaciones de aminoácidos esenciales

para niños en edad pre-escolar y adultos, respectivamente (Tabla III).

TABLA III: Contenido de aminoácidos esenciales (AAE) de tortillas de harinas de maíz de

calidad proteínica nixtamalizado y extrudido

Tortillas de Contenido de AAEab Harina de MCP

nixtamalizado Harina de MCP extrudido

MASECA

Histidina 3.55a 3.57a 2.52b Isoleucina 3.18b 3.36a 2.78c Leucina 7.98c 8.28b 13.50a Lisina 4.14a 4.15a 2.24b Metionina + cisteina 4.33a 4.50a 3.46c

Fenilalanina + tirosina 7.99a 8.18a 7.61b Treonina 3.54a 3.60a 2.71b Triptófano 0.76a 0.77a 0.55b Valina 5.12a 4.98a 4.19b Calificación química (%)c 69a 70a 39b AAE limitante Triptófano Triptófano Lisina Califiación química (%)d 152a 154a 110b AAE limitante Triptófano Triptófano Triptófano

a g/100 g proteína


c Basado en niños en edad pre-escolar (2-5 años).

d Basado en adultos (+ 19 años).


383

Los valores de CQ fueron mayores en tortillas de harinas de MCP procesado que en tortillas

de harina MASECA. Cuando se comparó el contenido de aminoácidos esenciales con el patrón de

aminoácidos esenciales para niños en edad pre-escolar (FAO 1991), se encontró que triptófano, el

segundo aminoácido más deficiente en cereales, fue limitante en tortillas de harinas de MCP

nixtamalizado y extrudido, mientras que lisina fue limitante en tortillas de harina MASECA

(Tabla III). Amaya-Guerra y col (2004) reportaron un valor de CQ de 72.4% para tortillas de

harina enriquecida de MCP, similar a los valores de CQ obtenidos en nuestro estudio (Tabla

III). Las proteínas de tortillas de harinas de MCP nixtamalizado y extrudido presentaron

deficiencias en lisina y triptófano, aunque tuvieron mejor CQ que las proteínas de tortillas de

harina MASECA. La CQ también fue calculada en base al patrón de aminoácidos esenciales de la

FAO para adultos (FAO 1985). Las tortillas de harinas de MCP nixtamalizado y extrudido y de

harina MASECA tuvieron valores de CQ mayores de 100% (Tabla III). Aún cuando la CQ es el

método más comúnmente utilizado (Walker 1983), éste no considera la biodisponibilidad de los

aminoácidos o la digestibilidad de las proteínas.

Composición química y propiedades nutricionales de tortillas de harinas de MCP El análisis de la composición química de tortillas de harinas de MCP nixtamalizado y

extrudido, y de harina MASECA mostraron valores de proteína cruda de 9.6, 9.8 y 8.2% (bs),

respectivamente. Las tortillas de harinas de MCP procesado tuvieron mayor (p<0.05) contenido

de proteína cruda que las tortillas de harina MASECA, debido principalmente al tipo de maíz

utilizado. Las tortillas de harina de MCP extrudido tuvieron valores de 4.8% de lípidos, 1.9% de

fibra cruda y 1.9% de cenizas (db), significativamente mayores que aquellos de tortillas de harina

de MCP nixtamalizado (4.6, 1.7 y 1.7%, respectivamente) y harina MASECA (4.6, 1.3 y 1.7%,

respectivamente).

La tabla IV muestra las propiedades nutricionales de tortillas de harinas de MCP procesado y

de harina MASECA. Las tortillas de harina de MCP extrudido tuvieron mayor (p<0.05)

contenido de fibra dietaria que las harinas de MCP nixtamalizado y MASECA, lo cual es similar

a lo observado en sus harinas (Tabla II).


384

TABLA IV: Propiedades nutricionales de tortillas de harinas de maíz de calidad proteínica

(MCP) nixtamalizado y extrudido.

Tortillas de Propiedadab Harina MCP

Nixtamalizado Harina MCP Extrudido

MASECA

AR (%, db) 2.3b 2.5c 3.2a ARR (%, db) 1.67a 1.42c 1.57b Fibra Dietaria (%, bs) 9.24c 15.22a 11.98b Lisina Disponible (g/100 g proteína) 4.1a 4.0a 2.2b Digestibilidad proteínica In vitro (%) 77.75a 77.40a 76.80a C-PER 1.85a 1.80a 1.04b Digestibilidad proteínica In vivo (%) Aparente 79.1a 78.4a 75.6b Verdadera 77.4a 76.4a 74.2b PER 2.43a 2.30a 1.31b NPR 2.88a 2.89a 2.11b PDCAAS (%)c 54a 55a 29b PDCAAS (%)d 100a 100a 85b

a AR = almidón resistente; ARR = Almidón resistente retrogradado; C-PER = Relación de eficiencia proteínica calculada;

PER = Relación de eficiencia proteínica; NPR = Retención neta de proteína; PDCAAS = Calificación química de aminoácidos

corregida por digestibilidad verdadera de proteínas.


c Basado en niños en edad pre-escolar (2-5 años).

d Basado en adultos (+ 19 años).

Martínez-Flores y col (2002) reportaron un incremento del 36.2% de fibra dietaria en tortillas

hechas con masa extrudida con 0.25% de cal, con respecto a los valores del maíz sin procesar. En

nuestro estudio, el contenido de fibra dietaria incrementó 15.5% en tortillas de harina de MCP

extrudido, comparado con los valores de harina de MCP sin procesar (Tablas II y IV).

Las tortillas de harinas de MCP nixtamalizado y extrudido mostraron menores (p<0.05)

valores de AR que las tortillas de harina MASECA (Tabla IV). Los contenidos de AR y ARR en

tortillas, fueron mayores que en sus respectivas harinas (Tabla II y IV). Campas-Baypoli y col

(1999; 2002) reportaron contenidos de AR entre 2.2 y 2.9% (bs) en tortillas de maíz común

nixtamalizado; tortillas de harinas comerciales de maíz nixtamalizado fueron evaluadas por

Agama-Acevedo y col (2004) y reportaron contenidos de AR y ARR en el rango de 1.20 a

3.79% (bs) y 1.29 a 2.84% (bs), respectivamente. Nuestros resultados se encuentran dentro del

rango de valores reportados por estos autores. Algunos investigadores han reportado incrementos


385

de ARR después de las etapas del segundo calentamiento y secado durante el procesamiento de la

tortilla (Rendón-Villalobos y col, 2002). Los tratamientos con calor, seguido de enfriamiento y

almacenamiento de las tortillas dan lugar a la formación de ARR (García-Alonso y col, 1999). La

deshidratación de la muestra gelatinizada es necesaria para la formación de almidón retrogradado

(Björck y col, 1994). Este es un fenómeno que ocurre cuando las tortillas son sometidas a cocción

a aproximadamente 250°C y luego enfriadas (Rendón-Villalobos y col, 2002). Las harinas con

alto contenido de AR podrían producir tortillas con bajo índice glicémico, dado que el contenido

de AR incrementa cuando la tortilla es elaborada y almacenada (Rendón-Villalobos y col, 2002).

Las digestibilidades proteínicas in vivo e in vitro de tortillas de harinas de MCP nixtamalizado

y extrudido fueron similares (Tabla IV). Las digestibilidades in vivo aparente y verdadera fueron

mayores (p<0.05) en tortillas de harina de MCP nixtamalizado y extrudido que en tortillas de

harina MASECA. Los valores de digestibilidad in vitro fueron cerca del 4% mayores en tortillas

de MCP nixtamalizado y extrudido que sus respectivas harinas (Tabla II), mientras que en la

digestibilidad in vivo aparente no se presentaron diferencias significativas. En trabajos previos se

ha reportado que la digestibilidad proteínica in vitro e in vivo permanecen igual o disminuyen

ligeramente durante la conversión de masa a tortilla (Mora-Avilés y col, 2007; Serna-Saldívar y

col, 1988; Ortega y col, 1986). La diferencia observada en el comportamiento de la digestibilidad

in vitro en nuestro trabajo, respecto a estos reportes, puede deberse a la pobre correlación que se

ha reportado entre la digestibilidad in vitro e in vivo aparente, en muestras vegetales procesadas

térmicamente (Wolzak y col, 1981).

La relación de eficiencia proteínica calculada es una técnica in vitro que relaciona el perfil de

aminoácidos esenciales (AAE) de la muestra con aquellos valores de la proteína de referencia

(caseína). Para obtener estas evaluaciones, cada AAE es expresado como un porcentaje de lo

recomendado por la FAO y corregida por la digestibilidad in vitro (Mughan 2005). Los valores

de C-PER de tortillas de harinas de MCP nixtamalizado y extrudido fueron mayores (p<0.05) que

los de tortillas de harina MASECA (Tabla IV), lo cual coincide con los resultados obtenidos en

sus harinas (Tabla II). Así mismo, los valores de PER y NPR fueron mayores en tortillas de

harinas de MCP nixtamalizado y extrudido que en tortillas de harina MASECA (Tabla IV).


386

Basados en el patrón de aminoácidos esenciales de la FAO para niños en edad pre-escolar

(FAO/WHO, 1991), los PDCAAS de tortillas de harinas de MCP nixtamalizado y extrudido

fueron mayores que los de tortillas de harina MASECA (Tabla IV). En el caso del PDCAAS,

calculado en base al patrón de aminoácidos esenciales de la FAO para adultos (FAO/WHO/UNU

1985), las tortillas de harinas de MCP procesado, mostraron valores de 100% (valor máximo

deseable), mientras que las tortillas de harina MASECA tuvieron un valor de 85%, el cual fue

ligeramente menor que en su harina correspondiente (87%).

Las tortillas de harinas de MCP procesado mostraron mejores propiedades nutricionales con

respecto a las tortillas de harina MASECA, lo cual puede explicarse por una mejor calidad de las

proteínas en los genotipos de MCP. Amaya-Guerra y col (2004) reportaron que la utilización de

MCP en lugar de maíz común mejoró el valor nutricional de tortillas y el desarrollo de ratas hasta

por dos generaciones, con un efecto más pronunciado en la segunda generación de ratas. Estos

investigadores encontraron que los animales tuvieron mejor ganancia de peso, peso del cuerpo en

adultos, capacidad reproductiva y tasa de sobrevivencia.

Conclusiones Comparado con la harina comercial de maíz nixtamalizado MASECA, las harinas de MCP

nixtamalizado y extrudido, mostraron valores mayores (p<0.05) de contenido de proteína,

diferencia total de color, pH, lisina disponible, y menor contenido de almidón total, valor Hunter

“L”, índice de absorción de agua, entalpía de gelatinización, almidón resistente, y almidón

resistente retrogradado. Las tortillas de MCP nixtamalizado y extrudido mostraron mayor

(p<0.05) contenido de proteína que las tortillas de harina MASECA. Excepto leucina, el

contenido de aminoácidos esenciales fue mayor (p<0.05) en tortillas de harinas de MCP

nixtamalizado y extrudido que en las tortillas de harina MASECA. Harinas y tortillas de MCP

nixtamalizado y extrudido mostraron mayores (p<0.05) valores en los indicadores nutricionales

C-PER, digestibilidad proteínica in vivo, PER, NPR y PDCAAS. El uso de MCP para la

elaboración de harinas y tortillas, puede tener un impacto positivo en el estado nutricional de

personas en países donde este producto es altamente consumido.


387

Agradecimientos Esta investigación fue financiada por el Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología

(CONACyT – México, Proyecto 44,665), el Consejo Estatal de Ciencia y Tecnología (CECyT-

Sinaloa) y la Universidad Autónoma de Sinaloa (PROFAPI).

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memoria 2008 nixtamalizacion

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