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UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE QUÍMICA IDENTIFICACIÓN Y CUANTIFICACIÓN DE LOS COLORANTES PRESENTES EN TORTILLAS AZULES T E S I S M A N C O M U N A D A QUE PARA OBTENER EL TÍTULO DE Q U Í M I C A D E A L I M E N T O S P R E S E N T A N: LAURA GUTIERREZ VITE ANA LAURA PÉREZ MORÁN MÉXICO, D.F. 2008 UNAM – Dirección General de Bibliotecas Tesis Digitales Restricciones de uso DERECHOS RESERVADOS © PROHIBIDA SU REPRODUCCIÓN TOTAL O PARCIAL Todo el material contenido en esta tesis esta protegido por la Ley Federal del Derecho de Autor (LFDA) de los Estados Unidos Mexicanos (México). El uso de imágenes, fragmentos de videos, y demás material que sea objeto de protección de los derechos de autor, será exclusivamente para fines educativos e informativos y deberá citar la fuente donde la obtuvo mencionando el autor o autores. Cualquier uso distinto como el lucro, reproducción, edición o modificación, será perseguido y sancionado por el respectivo titular de los Derechos de Autor. JURADO ASIGNADO: Presidente: María del Carmen Durán Domínguez de Bazúa Vocal: Federico Galdeano Bienzobas Secretario: Olga del Carmen Velázquez Madrazo 1er. suplente: María de Lourdes Gómez Ríos Segundo suplente: Armando Conca Torres SITIO DONDE SE REALIZÓ LA INVESTIGACIÓN: Programa de Ingeniería Química Ambiental y Química Ambiental (Cancelado en agosto de 2007) Laboratorio 301, Conjunto E de la Facultad de Química Universidad Nacional Autónoma de México, México D.F. ASESORA DEL TEMA: Dra. en Ing. María de Carmen Durán Domínguez de Bazúa _______________ SUSTENTANTES : Laura Gutiérrez Vite ____________________ Ana Laura Pérez Morán ____________________ AGRADECIMIENTOS Esta tesis representa la conclusión de varios años de trabajo y esfuerzo, así como el comienzo de un nuevo camino lleno de retos y de sorpresas. Es por eso que doy las gracias a todas las personas participes de este trabajo: A mi alma mater, la Universidad Nacional Autónoma de México, por adoptarme en sus aulas y darme todas las facilidades para formarme íntegramente como profesional y como persona. Por ser promotora de las ciencias y las artes y ponerlas a la disposición de la comunidad. Por esos hermosos paisajes que se dibujan en territorio puma. A la Facultad de Química, por formarme como profesional, por mostrarme la poesía de la ciencia en sus aulas y laboratorios. Por ser escenario de mis éxitos y fracasos, testigo del esfuerzo, trabajo, desveladas y risas. A todos mis profesores que se esforzaron en transmitir sus conocimientos, no solo técnicos o científicos, sino también de vida y experiencia. A nuestra asesora de tesis, la Dra. Carmen Durán Domínguez de Bazúa, por todo el apoyo y las facilidades para realizar esta investigación. Por ser ejemplo de esfuerzo, carácter y fortaleza. Mujer y profesional incansable en pro de la Universidad. A los miembros de nuestro jurado, por su tiempo y atención al presente trabajo. A mi familia y amigos: A mi mamá María Inés y a mi papá Agus, este logro es tan mío como suyo. Gracias por la confianza, el apoyo incondicional y la libertad que me han dado. Son uno de los motores de mis más grandes ambiciones y el ejemplo de fortaleza y trabajo para continuar a pesar de las dificultades. Los amo. A mi hermanita Paty, fuiste mi primer impulso y eres parte de lo que soy. Me enseñaste que puedo lograr lo que quiera y que depende solo de mi. Te amo. A mi hermanita Mary, por tu amistad, risas y consejos. Me enseñaste a ver la vida más divertida y menos complicada. Gracias flaca, te amo. A Julio Cesar, por tu apoyo profesional, paciencia y cariño. Por toda la felicidad, por estar a mi lado más de media carrera, por crear y complementar parte de mi mundo. Gracias a tus papás, por sus cuidados, consejos y ternura, los quiero muchísimo. Te amo. A Maruca, Gabriel y Adrian, por ser parte de mi familia, por toda su ayuda y buen humor. A mis mejores amigos, Nadia, Chayo, Silvia, Angélica, Joel, Miguel Ángel, Iván, Ángel, Sam, Gaby y Manuel, por su apoyo y buen humor. Cada uno de ustedes es parte de diferentes etapas de mi educación (secundaria, prepa y universidad), por que a lado de cada uno de ustedes he dado pasos importantes, gracias por estar en las buenas y en las malas. Los quiero mucho. A mis cuates, Mitzy, Javo, Angel, Lalo, Paco y todos los niñotes con los que de vez en cuando los viernes adquirían otro color, uno ligero y divertido. A Laura, ¡lo logramos! ¡Felicidades!, Gracias por el tiempo y el compromiso para realizar este trabajo, por la diversión que compartimos y los buenos ratos. Eres una excelente compañera, te deseo lo mejor. A todos los que no mencione, una disculpa y muchas gracias. “Por mi raza hablará el espíritu” Ana Laura Pérez Morán AGRADECIMIENTOS Quiero dedicar este trabajo y las siguientes líneas a aquellos seres que han iluminado mi camino con su amistad, amor y cariño, quienes de alguna manera me han impulsado a crecer regalándome valiosas enseñanzas de vida. Quizá el espacio no sea suficiente para expresar todo mi agradecimiento a los que me acompañaron en este arduo recorrido pero tengan la certeza de que ocupan un lugar muy especial. Deseo expresar mi agradecimiento: A mi padre Dios por ser mi fortaleza, guiarme en todo momento y llenar mi vida de bendiciones. A mi querida madre, Magdita, porque gracias a su esfuerzo incansable hoy veo realizado mi sueño. Mami: Sin tu apoyo hoy no estaría escribiendo estos humildes agradecimientos. Siempre he admirado tus enormes ganas de salir adelante; agradezco tu sacrificio por darme sustento y educación, curarme en la enfermedad y velar mi sueño. Eres un gran ejemplo de honestidad y valentía ante la vida y por ello te adoro. Un sincero agradecimiento al Dr. Oscar Hammeken por su apoyo y generosidad al compartir su hogar incondicionalmente, por animarme en mis estudios, por aligerar el camino de mi madre y el mío. Me siento en deuda y siempre lo llevaré en mi corazón. Agradezco infinitamente a la Universidad Nacional Autónoma de México por darme el valioso regalo del conocimiento y mostrarme lo extraordinario de las ciencias y las artes. Me siento profundamente orgullosa de pertenecer a la mejor institución educativa de Latinoamérica. A la Facultad de Química por brindarme una profesión tan maravillosa y apasionante. En tus aulas y laboratorios aprendí infinidad de conceptos y comprendí la perfección de este universo formado por átomos y moléculas, materia y energía. Por otro lado, fue un verdadero placer trabajar para la Facultad en beneficio de mis compañeros estudiantes. Gracias FQ por ser testigo de mis triunfos, alegrías o tristezas; quizá te constan mis tardes sin comer o mis noches sin dormir pero hoy veo que el sacrificio valió la pena. Un agradecimiento especial a todos mis profesores pues lo que hoy sé es gracias a ellos. Un especial agradecimiento a la Dra. Carmen Durán de Bazúa, nuestra asesora de tesis, por su apoyo incondicional durante el desarrollo del tema de investigación. Le agradezco por compartir sus conocimientos e impulsar nuestro crecimiento académico, pero sobre todo, por ser ejemplo admirable de lucha, fortaleza y vocación de servicio a la Universidad. A nuestros distinguidos sinodales por la rápida revisión del presente trabajo escrito. Al Prof. Ramiro Domínguez Danache, con cariño y respeto, por adoptarme durante la carrera. Nunca olvidaré que gracias a su apoyo mantuve la Beca PRONABES que en aquel entonces yo necesitaba tanto. ¡Mil gracias por escuchar mis inquietudes, festejar mis logros, preocuparse por mi salud y animarme en los momentos difíciles!Al Q. Benjamín Ruiz Loyola por su sencillez y contagiosa jovialidad. Jamás olvidaré los saludos vespertinos y las bromas que alegraban mis tardes de oficina. ¡Muchas gracias por su amistad! Agradezco de igual forma a la Profa. María de los Ángeles Martínez Olmedo porque despertó en mí el gusto por la Fisicoquímica de Superficies y la Cinética Química, además de confiar en mi para apoyarla en el Servicio Social. A mis compañeros de carrera quienes me motivaron constantemente. José Luis Hernández: eres una personita muy especial ¿recuerdas a la mandarina indestructible? yo sí la recuerdo con mucho cariño amiguito del alma. Ana Laura: Por tu dedicación a nuestras tareas en equipo, jamás pierdas ese ánimo de superación que te caracteriza, en verdad te admiro y te felicito. Víctor Arista: Por tu compañía en la clase de inglés donde surgió una bonita amistad y sincera complicidad; gracias por escucharme y permitirme escucharte. Julio César: Por compartir el placer de la música y regalarme mis anheladas lecciones de guitarra. José L. Troncoso: Gracias por caminar conmigo durante cuatro años en nuestro paso por la Facultad y por enseñarme a tomar la vida con filosofía, nunca te olvidaré. Al Lic. Gabriel Torres porque llegó a mi vida en el momento justo y gracias a sus consejos colmados de sabiduría retomé las riendas de mi existencia con más fuerza. Que Dios te bendiga Gabriel. A la Coordinación de Atención a Alumnos por permitirme coordinar el programa “Estancias Cortas” en beneficio de la comunidad estudiantil de la Facultad de Química. A la Q. Hortensia Santiago y al Lic. Carlos Figueroa por confiar en mí, a Gaby Ramírez y Sandra Ramírez por dirigirme; a Héctor y Nayeli por el inolvidable viaje a la Riviera Maya, en verdad la pasé increíble; a José Alfredo por sus lindos detalles. En general, a todos mis compañeros de trabajo, profesores e investigadores adscritos al programa cuyo esfuerzo se concentra en despertar en los jóvenes el gusto por la investigación científica y por lo cual me siento profundamente orgullosa. A mis estimados amigos de la Escuela Nacional Preparatoria No. 8. En especial a Carlitos Mercado por sus consejos, por limpiar mis lágrimas y animarme a continuar mi camino. Me da gusto saber que seguimos superándonos cuando en aquella época nuestro futuro profesional parecía tan lejano… ¡Fuerza rayos! A Rodrigo por alegrar mis días. Por tu paciencia y apoyo en esta última etapa de mi carrera. Gracias por llegar a mi vida, por escucharme y por convertirte en cómplice de mis travesuras. ¡Te quiero mucho roko-cocker del mal! A Alberto Rodriguez Razo. Muchas gracias Betito por la amistad incondicional que me has brindado y por mostrarme que la vida se saborea tomando retos. ¡Mil gracias niño genio! A Francisco Andrés Gutiérrez, mi amiguito chileno. Pakito: Aunque por azares del destino te encuentres en las coordenadas 22º 28' latitud sur con 68º 54' longitud oeste, la distancia no ha sido impedimento para apoyarnos en los momentos difíciles ni para festejar nuestros logros. Y a nuestros lectores. Que la información contenida en esta tesis sea de gran interés. ¡Gracias a todos por su apoyo! ¡Los quiero! “Por mi raza hablará el espíritu” Laura Gutiérrez Vite Junio 2008 ÍNDICE Pág Resumen CAPÍTULO 1 INTRODUCCIÓN 1 1.1 Problemática 1 1.2 Objetivos 2 1.3 Alcances 3 1.4 Hipótesis 3 CAPÍTULO 2 ANTECEDENTES 4 2.1 El maíz 4 2.1.1 Origen del maíz 5 2.1.2 Estructura del grano de maíz 6 2.1.3. Diversidad de usos y colores del maíz 7 2.1.4 Tipos de maíz 10 2.1.5 Valores de producción de maíz amarillo, blanco y azul 10 2.1.6 Estadísticas de la demanda de productos derivados del maíz en México (2004-2006) 13 2.1.7 Comparación nutricional de maíz amarillo, blanco y azul 14 2.2 La tortilla 15 2.2.1 Nixtamalización 16 2.2.2 Industrialización de la tortilla 17 2.2.3 Proceso de elaboración de tortilla 18 2.2.4 La tortilla elaborada con maíces pigmentados 21 2.2.4.1. Comparación nutricional entre tres tipos de tortillas de maíz 23 2.2.4.2 Antocianinas como pigmentos naturales del maíz azul 25 2.2.4.2.1 Propiedades físicas y químicas 25 2.2.4.2.2 Influencia del pH en las antocianinas 27 2.2.4.2.3 Contenido de antocianinas en maíces de grano pigmentado 29 2.2.4.3 Efecto de la nixtamalización sobre los pigmentos naturales del maíz azul 29 2.2.4.4 Estudios relacionados con maíces pigmentados y su impacto en la salud 31 2.3 Medición del color en tortilla azul 34 2.4 Determinación de colorantes en tortilla azul 38 2.5 Legislación mexicana sobre masa y tortillas 39 CAPÍTULO 3 METODOLOGÍA 42 3.1 Obtención de muestras de tortillas azules 43 3.1.1 Elaboración de tortilla de maíz azul (control) 44 3.2 Descripción de las metodologías 45 3.2.1 Extracción y cuantificación de antocianinas 45 3.2.1.1 Curvas de absorción de los extractos a diferentes longitudes de onda () 46 3.2.2 Colorimetría 46 3.2.3 Extracción de colorantes sintéticos a partir de alimentos no homogéneos 47 3.3. Análisis estadístico 48 ÍNDICE CAPÍTULO 4 RESULTADOS Y DISCUSIÓN 49 4.1 Características de las tortillas azules 49 4.2 Antocianinas 52 4.2.1 Contenido promedio de antocianinas en tortillas azules 52 4.2.2 Análisis de varianza (ANOVA) para contenido de antocianinas de las muestras 54 4.2.3 Curvas de absorción de los extractos a diferentes longitudes de onda 57 4.3 Colorimetría 65 4.3.1 Valores promedio de parámetros que definen el color (L*,a*, b*, C*, h°) 65 4.3.2 Análisis de varianza ANOVA para L*, C*, h° 67 4.4 Correlación entre el contenido de antocianinas y el color de las muestras 72 4.5 Colorantes sintéticos 4.6 Discusión final 75 80 CAPÍTULO 5 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 82 5.1 Conclusiones 82 5.2 Recomendaciones 82 APÉNDICES 83 Apéndice A. Cálculo de la concentración de antocianinas en las muestras 83 Apéndice B. Resumen estadístico de antocianinas para las muestras 86 Apéndice C. Resumen estadístico de l* para las muestras 88 Apéndice D. Resumen estadístico de c* para las muestras 89 Apéndice E. Resumen estadístico de h°para las muestras 90 Apéndice F. Acervo fotográfico 91 DIAGRAMAS ECOLÓGICOS 93 Diagrama ecológico 1. Elaboración de tortilla de maíz azul 93 Diagrama ecológico 2. Extracción y cuantificación de antocianinas 94 Diagrama ecológico 3. Colorimetría 95 Diagrama ecológico 4. Extracción de colorantes sintéticos a partir de alimentos no homogéneos 96 BIBLIOGRAFÍA 97 ABREVIATURAS Y SÍMBOLOS UTILIZADOS % Porcentaje Abs Absorbancia ANOVA Análisis de varianza (Analysis of variance) Cc centímetros cúbicos CV Coeficiente de variación Col. Colonia CIE Comisión Internacional de Iluminación (Commission Internationale de l'eclairage/International Commission on Illumination) JECFA Comité Mixto FAO/OMS de Expertos en Aditivos Alimentarios (Joint Expert Committee on Food Additives) [ ] Concentración CLAR Cromatografía de Líquidos de Alta Resolución (HPLC, por sus siglas en inglés). Del. Delegación S Desviación estándar D.F. Distrito Federal E.H.X. Efraím Hernández Xolocotzi Edo. Estado Etc Etcétera FQ Facultad de Química Fig Figura G Gramos Ha Hectárea Ha Hipótesis alternativa Ho Hipótesis nula IDA Ingesta diaria admisible Kg Kilogramos L Litros Longitud de onda L Luminosidad (lightness) h° Matiz o tonalidad (hue) b* Medida de la intensidad de color amarillo -b* Medida de la intensidad de color azul a* Medida de la intensidad de color rojo -a* Medida de la intensidad de color verde LSD Método de Fisher (Least significant difference method) mol TE/g micromol equivalentes deTrolox (6-hidroxi-2,5,7,8-tetrametilcromo-2-ácidocarboxílico)/g Mg Miligramos mL Mililitros Nm Nanómetros NOM Norma Oficial Mexicana FAO Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación (Food and Agriculture Organization) OMS Organización Mundial de la Salud ppm Partes por millón $ Pesos mexicanos Rpm Revoluciones por minuto C* Saturación (saturation) SAGARPA Secretaría de Agricultura, Ganadería, Desarrollo Rural, Pesca y Alimentación S.A. de C.V. Sociedad anónima de capital variable Ton Tonelada UGA Unidad de Gestión Ambiental S 2 Variación V Volumen ÍNDICE DE FIGURAS Figura Descripción Pág. Fig. 2.1.A. Testimonio de mazorcas (Robles-Gil, 2005) 4 Fig. 2.1.B. Mural de Diego Rivera, “El Maíz”, 1940, Palacio Nacional, Ciudad de México 5 Fig. 2.1.C. Ancestros del maíz (Libros del maíz, 1982) 5 Fig. 2.1.D. Corte longitudinal y corte transversal de un grano de maíz (Camacho-De-la- Rosa, 2007) 6 Fig. 2.1.E. “Del pasado al presente: La cultura permanece" (Robles-Gil, 2005) 8 Fig. 2.2.A. Preparación de tortillas según el Código Mendocino( Fournier,2006) 16 Fig. 2.2.B. Elaboración de masa de maíz en el Códice Florentino (Fournier, 2006) 16 Fig. 2.2.C. Proceso tradicional de elaboración de tortillas en México y Centroamérica(Serna-Saldívar, 1996) 19 Fig. 2.2.D. Diagrama de bloques del proceso industrial de producción de harinas de maíz nixtamalizado (Serna-Saldívar, 1996) 20 Fig. 2.2.E. Tortilla azul de harina de maíz nixtamalizado 21 Fig. 2.2.F. Procesamiento de maíz azul en una tortillería tradicional de Texcoco, Edo. De México 22 Fig. 2.2.G. Venta de tortillas azules artesanales 22 Fig. 2.2.H. Composición química proximal de tortilla de maíz blanco (Muñoz-de- Chávez et al, 1996) 23 Fig. 2.2.I. Composición química proximal de tortilla de maíz amarillo (Muñoz-de- Chávez et al, 1996) 23 Fig. 2.2.J. Composición química proximal de tortilla de maíz azul (Muñoz-de-Chávez et al, 1996) 23 Fig. 2.2.K. Estructura química general de una antocianidina (Nollet, 2000) 25 Fig. 2.2.L. Estructura general de las antocianinas. (Nakayama et al., 2003) 26 Fig. 2.2.M. Antocianinas en equilibrio en función del pH, en medio acuoso (Nollet, 2000) 27 Fig. 2.2.N. Diagrama de distribución de especies ácido-base: equilibrio de la antocianina malvidina-3-glucósido en función del pH (Nollet, 2000) 28 Fig. 2.2.O. Espectro de absorción de antocianidinas (Nollet, 2000) 29 Fig. 2.2.P Frutos pigmentados 31 Fig. 2.2.Q. Maíz morado 32 Fig. 2.2.R. Capacidad antioxidante (μmol equivalentes a Trolox/ g peso seco) de maíz procesado (Del-Pozo, 2006). 33 Fig. 2.3.A. Funcionamiento de un colorímetro (Westland, 2001) 35 Fig. 2.3.B. Representación del espacio Cie-Lab con sus coordenadas correspondientes 36 Fig. 2.3.C. Representación de L* (lightness), h° (hue) y C* (saturation) 37 ÍNDICE DE FIGURAS Figura Descripción Pág. Fig. 2.3.D. Atributos perceptuales para especificar el color percibido 37 Fig. 2.3.E. Cálculo de las coordenadas CIE-Lab. 38 Fig. 3.1.A. Diagrama de bloques de la metodología a seguir 42 Fig. 3.1.B. Mapa del Distrito Federal y área conurbada 43 Fig. 3.1.C. Maíces pigmentados 44 Fig. 3.1.D. Masa de maíz azul, utilizada para elaborar tortilla azul 44 Fig. 3.1.E. Tortilla control M22 44 Fig. 3.2.A. Extracciones con metanol:agua:ácido acético 45 Fig. 3.2.B. Extractos de antocianinas de tortilla azul en medio ácido 45 Fig. 3.2.C. Centrifugación de las muestras 46 Fig. 3.2.D. Pelargonidina clorada y curva patrón 46 Fig. 3.2.E. Colorímetro Minolta 47 Fig. 3.2.F. Preparación de las muestras 47 Fig. 3.2.G. Maceración de tortilla azul con agua acidificada 47 Fig. 4.2.A. Curva patrón de Pelargonidina clorada 52 Fig. 4.2.B. Gráfica de las curvas de absorción de las muestras A10 y A7 57 Fig. 4.2.C. Gráfica de las curvas de absorción de las muestras A9, A6, A1, A4 y A8. 58 Fig. 4.2.D. Gráfica de las curvas de absorción de las muestras I3, I1 e I2. 59 Fig. 4.2.E. Gráfica de las curvas de absorción de las muestras I7, I5 e I6. 60 Fig. 4.2.F. Gráfica de las curvas de absorción de las muestras M22, M16, M13 y M21. 61 Fig. 4.2.G. Gráfica de las curvas de absorción de las muestras M14, M18, M11 y M19. 62 Fig. 4.2.H. Gráfica de las curvas de absorción de las muestras M1, M2, M15 y M9. 62 Fig. 4.2.I. Gráfica de las curvas de absorción de las muestras M20, A5, M12, M4, M7, M8, M17. 63 Fig. 4.2.J. Gráfica de las curvas de absorción de las muestras M6, A2, M5, A3, M10, I4, M3. 64 Fig. 4.4.A. Contenido de antocianinas y valores de L*, C* y h° 74 Fig. 4.4.B. Datos del contenido de antocianinas dentro del intervalo de confianza de 95%. 74 ÍNDICE DE TABLAS Tabla Descripción Pág. Tabla 2.1.A. Formas de consumo tradicional de maíz (Hernández-Xolocotzi, 1972) 8 Tabla 2.1.B. Características de los diferentes tipos de maíz (Paliwal, 2001) 10 Tabla 2.1.C. Comparación de datos de producción nacional de maíz en 2006 (SAGARPA) 11 Tabla 2.1.D. Comparación de datos de producción nacional de maíz en 2005 (SAGARPA) 11 Tabla 2.1.E. Comparación de datos de producción nacional de maíz en 2004 (SAGARPA) 11 Tabla 2.1.F. Producción: Maíz grano de color de 2004 a 2006 (SAGARPA) 11 Tabla 2.1.G. Producción: Maíz grano blanco de 2000 a 2006 (SAGARPA) 12 Tabla 2.1.H. Producción: Maíz grano amarillo de 2000 a 2006 (SAGARPA) 12 Tabla 2.1.I. Estimación de la demanda total aparente de maíz grano en México 2004- 2006 (SAGARPA, 2007) 13 Tabla 2.1.J. Comparación nutricional de maíz amarillo, blanco y azul (Muñoz-de- Chávez et al, 1996) 15 Tabla 2.2.A. Composición química nutricional de tres tipos de tortilla de maíz (Muñoz- de-Chávez et al, 1996) 24 Tabla 2.2.B. Fórmulas de las antocianidinas (Nollet, 2002) 26 Tabla 2.2.C. Contenido total de antocianinas en razas de maíces de grano pigmentado (Espinosa-García, 2003) 30 Tabla 2.5.A. Colorantes permitidos durante la preparación de masa para elaborar tortillas (NOM-187-SSA1/SCFI-2002) 40 Tabla 2.5.B. Colorantes permitidos en tortillas de maíz o harinas de maíz nixtamalizado para elaboración de tortillas (NOM-187-SSA1/SCFI-2002) 40 Tabla 4.1.A. Características de las muestras empleadas para los análisis de antocianinas, curvas de absorción y colorantes sintético 49 Tabla 4.1.B. Características de las muestras empleadas para los análisis de antocianinas, curvas de absorción y colorantes sintéticos 50 Tabla 4.2.A. Curva patrón de Pelargonidina clorada 52 Tabla 4.2.B. Valores promedio de antocianinas para cada muestra 52 Tabla 4.2.C. Análisis de varianza para concentración de antocianinas según muestra (nivel de confianza 95.0%) 54 Tabla 4.2.D. Contraste Múltiple de Rango para la concentración de antocianinas según muestra 55 Tabla 4.2.E. Grupos homogéneos entre los cuales no hay diferencia estadísticamente significativa en el contenido de antocianinas 56 Tabla 4.2.F. Absorbancias (Abs) de los extractos ácidos de las muestras A10 y A7 a diferentes longitudes de onda l (nm). 57 Tabla 4.2.G. Absorbancias (Abs) de los extractos ácidos de las muestras A9, A6, A1, A4 y A8 a diferentes longitudes de onda l (nm). 58 ÍNDICE DE TABLAS Tabla Descripción Pág. Tabla 4.2.H. Absorbancias (Abs) de los extractos ácidos de las muestras I3, I1, I2, I7, I6 e I5 a diferentes longitudes de onda (nm). 59 Tabla 4.2.I. Absorbancias (Abs) de los extractos ácidos de las muestras M16, M22, M21 y M13 a diferentes longitudes de onda (nm). 60 Tabla 4.2.J. Absorbancias (Abs) de los extractos ácidos de las muestras M14, M18, M11, M19, M1, M2, M15, M9 a diferentes longitudes de onda (nm). 61 Tabla 4.2.K. Absorbancias (Abs) de los extractos ácidos de las muestras M20, A5, M12, M4, M7, M8 y M17 a diferentes longitudes de onda (nm). 63 Tabla 4.2.L. Absorbancias (Abs) de los extractos ácidos de las muestras M6, A2, M5,A3, M10, I4 y M3 a diferentes longitudes de onda (nm). 64 Tabla 4.3.A. Color de las muestras según el sistema CIE-Lab.Promedio de los parámetros L*, a*, b*, C* y h° para el iluminante primario 66 Tabla 4.3.B. Análisis de varianza para L* según muestra (nivel de confianza 95.0%) 67 Tabla 4.3.C. Contraste Múltiple de Rango para L* según muestra 68 Tabla 4.3.D. Grupos homogéneos entre los cuales no hay diferencia estadísticamente significativa en el contenido de antocianinas 68 Tabla 4.3.E. Análisis de varianza para C* según muestra (nivel de confianza 95.0%) 69 Tabla 4.3.F. Contraste Múltiple de Rango para C* según muestra 70 Tabla 4.3.G. Grupos homogéneos entre los cuales no hay diferencia estadísticamente significativa en el contenido de antocianinas 70 Tabla 4.3.H. Análisis de varianza para h° según muestra (nivel de confianza 95.0%) 71 Tabla 4.3.I. Contraste Múltiple de Rango para h° según muestra 71 Tabla 4.3.J. Grupos homogéneos entre los cuales no hay diferencia estadísticamente significativa en el contenido de antocianinas 72 Tabla 4.4.A. Grupos homogéneos de valores de L* y contenido de antocianinas promedio para las muestras de estos grupos 72 Tabla 4.4.B. Grupos homogéneos de valores de C* y contenido de antocianinas promedio para las muestras de estos grupos 73 Tabla 4.4.C. Grupos homogéneos de valores de h° y contenido de antocianinas promedio para las muestras de estos grupos 73 Tabla 4.5.A. Extracción de colorantes a partir de alimentos no homogéneos 75 Tabla 4.5.B. Tortillas elaboradas con maíz blanco adicionadas con colorantes sintéticos 77 Tabla 4.5.C. Resultados de la cromatografía en capa fina para los colorantes sintéticos 78 Tabla 4.5.D. Confirmación de la efectividad de los cartuchos sep-pak C-18 78 Tabla 4.5.E. Resultados de las pruebas de extracción con disolventes de diferente polaridad 79 RESUMEN El consumo de tortilla de maíz azul se ha incrementado recientemente 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 principal de maíz en nuestro país se enfoca al maíz blanco, se plantea el cultivo de maíces coloridos como un nicho de oportunidad para dar opciones a los productores, además de que se están realizando investigaciones genéticas para abastecer el consumo industrial. Sin embargo, aún no se tienen suficientes abastecedores de la variedad de color azul para la elaboración de tortillas, tanto de producción industrial como artesanal. Dado lo anterior, existe la posibilidad de que los intermediarios estén adicionando colorantes a las masas de maíz blanco de origen nacional o maíz amarillo de importación o mezclas de ellos. Los consumidores notan un color extraño en las tortillas “azules” que van de tonos verdosos hasta azul y morado muy intensos, además de que observan pérdida repentina del color al combinarlas con otros alimentos. Aunque 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” permite el uso de colorantes sintéticos únicamente para estandarizar el color azul para elaboración de tortillas, se debe vigilar que la concentración no rebase los límites permitidos pues en exceso pueden ser dañinos para la salud de los consumidores. Dicha NOM establece que el responsable de la elaboración de la masa en los molinos de nixtamal debe informar a las tortillerías sobre los aditivos empleados durante la elaboración de la masa. En los establecimientos dedicados a la venta de tortillas de maíz a granel, se debe cumplir que el papel empleado para envolver el producto debe contener en forma impresa o mediante etiquetas de manera clara y veraz los aditivos empleados durante la elaboración de la masa. Debe figurar una lista de ingredientes en la que se incluya el nombre genérico de los aditivos. También deben existir letreros en los que se incluya dicha lista de ingredientes en lugares visibles para el consumidor, lo cual rara vez ocurre. Por tal motivo, los consumidores desconocen si el color del producto es natural o si contiene colorantes adicionales (indigotina, azul brillante FCF, entre otros). Esta investigación consistió en determinar la presencia de colorantes, establecer un intervalo de contenido de antocianinas (pigmento natural del maíz azul) y correlacionar éste con el color de las muestras. El área de estudio comprendió diversos puntos del Distrito Federal y área conurbada de donde se obtuvieron tortillas azules de elaboración industrial y artesanal. En total, 39 muestras de tortillas azules expendidas en tiendas de autoservicio (tortillas industrializadas) y puestos callejeros (tortillas artesanales) fueron analizadas. La parte experimental del presente estudio se abocó a la identificación y cuantificación analítica de colorantes en todas las muestras de tortillas. Se utilizó colorimetría en Sistema CIE-Lab para caracterizar el color de algunas de las muestras de tortillas. Se empleó la espectrofotometría para cuantificar antocianinas. Para la extracción de los colorantes orgánicos sintéticos se empleó una técnica específica de extracción para alimentos no homogéneos. Se realizó la cuantificación de antocianinas totales en todas las muestras, con el fin de inferir el origen del producto (maíz azul), correlacionando dicho contenido con su color y obteniendo un intervalo del contenido de antocianinas que podría ser útil para establecer especificaciones en el control de calidad de tortillas azules. Se encontró que el contenido de antocianinas en las muestras artesanales es muy variable, desde 1.5 hasta 36 ppm, mientras que las industriales se encuentran entre 8.9 y 26 ppm. No fueron detectados ni extraídos colorantes sintéticos en las muestras, por lo que se deduce que el color de las muestras analizadas se debe a las antocianinas del maíz azul. Como recomendaciones se sugiere la aplicación de la cromatografía de líquidos de alta resolución (CLAR) para cuantificar colorantes sintéticos en caso de ser extraídos del alimento. Asimismo, 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. Sin embargo, las tortillas “azules” a granel y las preenvasadas en tiendas de autoservicio, no cuentan con ningún tipo de etiquetado donde se informe sobre su composición, siendo que el consumidor tiene derecho a conocer los aditivos empleados en la elaboración del producto. Se sugiere, por la importancia del producto, exigir el cumplimiento de las normas para tortillas preenvasadas y a granel. Palabras clave: Maíz azul, antocianinas, tortilla, colorantes sintéticos, colorimetría, etiquetado. 1 CAPÍTULO 1 INTRODUCCIÓN 1.1. PROBLEMÁTICA Las tortillas son el alimento básico de la población mexicana. El consumo de tortilla de maíz azul se ha incrementado recientemente debido a que se le atribuyen algunas propiedades benéficas para salud y a que poseen un color que resulta exótico y atractivo para los consumidores. Dado que la producción de maíz en México se enfoca al maíz blanco y la de maíces pigmentados es comparativamente baja, 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 sintéticos. Los colorantes, como aditivos alimentarios, pueden resultar dañinos para la salud si se consumen en exceso. Por esta razón,es necesario que el uso de colorantes sea controlado por la legislación mexicana. En el caso de la tortilla azul, en 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”, 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. Dicha NOM establece que el responsable de la elaboración de la masa en los molinos de nixtamal debe informar a las tortillerías sobre los aditivos empleados durante la elaboración de la masa. En los establecimientos dedicados a la venta de tortillas de maíz a granel, el papel empleado para envolver el producto debe contener en forma impresa o mediante etiquetas de manera clara y veraz los aditivos empleados durante la elaboración de la masa. Debe figurar una lista de ingredientes en la que se incluya el nombre genérico de los aditivos (emulsificantes, estabilizantes, gelificantes, espesantes y colorantes). También deben existir letreros en los que se incluya dicha lista de ingredientes en lugares visibles para el consumidor, lo cual rara vez ocurre. Introducción 2 Los consumidores desconocen si el color del producto es natural o si contiene colorantes adicionales (indigotina, azul brillante FCF, entre otros). La duda sobre el origen del color de las tortillas “azules” surge de la observación por parte de los consumidores quienes notan un color extraño que va de tonos verdosos hasta azul y morado muy intensos, además de notar la pérdida o cambio repentino del color al combinarlas con otros alimentos. Por lo anteriormente expuesto, se considera indispensable aplicar un estricto control de calidad sobre este tipo de producto alimenticio por su alto consumo. Se debe corroborar que las empresas no sobrepasen los límites de aditivos permitidos en tortillas para evitar riesgos contra la salud. Además el productor debe cumplir con el etiquetado adecuado del producto a pesar de venderse a granel. Si los productores añaden colorantes a las tortillas, el hecho constituye una falta de ética comercial al no informar el contenido a los consumidores, aprovechándose de su venta a granel. Con respecto a la baja producción de maíces coloridos, en la actualidad se están realizando investigaciones sobre mejoramiento genético de variedades pigmentadas con el fin de apoyar a los agricultores mexicanos proporcionándoles variedades de maíz colorido con altos rendimientos y alto valor agregado en cuanto a mayor contenido de carotenos y antocianinas. De esta manera se contribuirá a abastecer el consumo artesanal e industrial. Actualmente no existe ningún híbrido de maíz azul ni público ni comercial, por tal motivo, los investigadores buscan incrementar la diversidad de los materiales mejorados disponibles para los mexicanos. 1.2. OBJETIVOS OBJETIVO GENERAL Determinar la presencia de colorantes en tortillas azules de elaboración industrial y artesanal procedentes de diferentes puntos del Distrito Federal y área conurbada. OBJETIVOS PARTICULARES Cuantificar antocianinas totales en tortillas azules para determinar el origen del color del producto. Correlacionar el contenido de antocianinas con el color de las muestras. Obtener un intervalo del contenido de antocianinas que podría ser útil para establecer especificaciones en el control de calidad de tortillas azules. Introducción 3 1.3 ALCANCES Los resultados permitirán determinar si es seguro el consumo de tortillas azules con respecto a colorantes adicionados. También se pretende proporcionar información útil para estudios posteriores en áreas como investigación y desarrollo o control de calidad de productos de maíz azul. El presente trabajo se enfocará a determinar si existe correlación entre el color de tortillas “azules” con su contenido de antocianinas. Con el mismo fin se establecerá un intervalo del contenido del pigmento natural. Adicionalmente se propone la extensión en la investigación sobre productos derivados de maíces pigmentados naturales y modificados genéticamente en cuanto a su aporte nutricional y posible efecto antioxidante. 1.4 HIPÓTESIS Si la cantidad de antocianinas en las tortillas azules de elaboración artesanal e industrial es baja o nula, entonces el color se debe a pigmentos ajenos al maíz azul. 4 CAPÍTULO 2 ANTECEDENTES 2.1 El maíz En México, el maíz en forma de tortilla se consume desde tiempos ancestrales y durante generaciones ha sido componente principal en la dieta diaria del mexicano (Vázquez-Carrillo, Salinas-Moreno, 1996). Actualmente, el maíz es el cultivo agrícola más importante de nuestro país desde el punto de vista alimentario, industrial, político, económico y social. La palabra maíz fue tomada por los españoles del dialecto de la isla de Haití, donde le llamaban “maíz”; los habitantes del centro de México le llamaron “tlaolli” al grano, y “centli” al grano seco en mazorca (Reyes-Castañeda, 1981). De acuerdo con los botánicos, el nombre científico del maíz Zea mays L. le fue dado por el naturalista Linneo; la voz Zea significa causa de vida (Solís, 1998). Según las evidencias arqueológicas, desde tiempos precolombinos el maíz era tratado con cal para elaborar tortillas, un producto básico que se complementaba con diversos cultivos como el frijol, el chile y la calabaza. Los habitantes de las diversas regiones del país desarrollaron a través de cientos de años una tecnología apropiada para producir maíz en sistemas Es una planta de gran antigüedad donde la gama de variedades es inmensa. México ha sido reconocido como el centro de origen del maíz y cerca de 45 diferentes razas han sido reportadas Entre estas especies, las mazorcas pueden tener granos de muy diferentes tamaños y colores como el blanco, amarillo, azul, morado, rojo y negro (Cortés-Gómez et al., 2005; Hernández-Uribe, 2007) (Fig.2.1.A). El cultivo de maíz se caracteriza por producción de una amplia gama de variedades, por lo que es posible generar una gran cantidad de productos finales: tortillas, forraje para animales, almidón, glucosa, fructosa, dextrosa, aceites, botanas etanol para bebidas, o como insumo en la producción de biocombustible (SAGARPA, 2007). Fig. 2.1.A. Testimonio de mazorcas (Robles-Gil, 2005) Antecedentes 5 2.1.1 Origen del maíz 2.1.1 Origen del maíz El maíz es el resultado del trabajo del hombre ya que depende de él para reproducirse. Es producto de muchos años de observación y experimentación. De acuerdo con las evidencias arqueológicas, muchos investigadores dicen que el maíz tuvo su origen en México. Por el parecido con plantas antiguas que son el teocintle, otra que se llama tripsacum y otra llamada maíz tunicado (Fig. 2.1.C), muchos científicos dicen que el maíz en algún tiempo estuvo emparentado con esas plantas, y que al paso del tiempo, los hombres domesticaron el maíz. (Libros del maíz, 1982). Fig. 2.1.C. Ancestros del maíz (Libros del maíz, 1982) Fig. 2.1.B. Mural de Diego Rivera, “El Maíz”(1940) Palacio Nacional, Ciudad de México. sistemas de producción basados en el trabajo humano y la selección de variedades que hicieron de la tortilla el principal alimento. El mural mexicano de Diego Rivera “El maíz” refleja la importancia del procesamiento del maíz para la obtención de las tortillas en la vida diaria de los pueblos mesoamericanos (Fig. 2.1.B). Antecedentes 6 Un hallazgo importante ocurrió en los años cincuenta cuando, al excavar y tomar muestras de suelo paraconstruir la Torre Latinoamericana en el centro del D.F., se encontraron a 60m de profundidad unos granos de polen, los cuales fueron identificados como de maíz o de su ancestro silvestre, y cuya edad estimada fue de aproximadamente 80 000 años, mucho antes de la ocupación humana del Nuevo Mundo, mucho antes de que la agricultura se empezara a practicar en el mundo (Vázquez-Gómez, 2006). En Nuevo México se encontraron restos de maíz con edad de 5600 años de antigüedad; mientras que en el Valle de Tehuacán, Puebla, se han encontrado restos de maíz domesticado cuya antigüedad es de 6600 años (Miranda, 1998). La combinación de numerosos hallazgos permitió afirmar que el maíz es una planta de origen en el Centro-Sur de México, cuyo ancestro fue un maíz o un derivado del teocintle o del tripsacum, sus parientes botánicos más cercanos. La evolución, el desarrollo y la diferenciación de las variedades de maíz, ocurrieron por mutación, selección natural y cruzamientos entre diferentes poblaciones como resultado de la domesticación de dicha planta a lo largo del tiempo (Vázquez-Gómez, 2006). 2.1.2 Estructura y composición del grano de maíz El grano de maíz es un fruto completo (cariópside); agrícolamente se le conoce como semilla (Fig. 2.1.D). Fig. 2.1.D. Corte longitudinal y corte transversal de un grano de maíz (Camacho-De-la-Rosa, 2007) Antecedentes 7 El grano está compuesto por las siguientes partes o estructuras (Hoseney, 1991; Dendy, 2006): Salvado (Pericarpio y cubierta de la semilla): Cubierta del fruto que rodea al endospermo y al germen. Se encuentra fuertemente unido con las células de aleurona. Contiene la mayor parte de fracción fibrosa. Aleurona: Es la capa exterior del endospermo y contiene las enzimas y metabolitos proteicos para iniciar la germinación. También contiene antocianinas en el caso de maíces pigmentados. Germen: Es rico en lípidos insaturados. También contiene enzimas, minerales, vitaminas y nutrientes liposolubles como los tocoferoles. Contiene al embrión. Endospermo: Tejido de reserva de la semilla, que alimenta al embrión durante la germinación. Contiene gránulos de almidón embebidos en una matriz proteica. Es la parte de mayor volumen. Hay dos tipos diferenciables en el endoespermo, el suave o harinoso (por contener gránulos de almidón esféricos) y el duro o vítreo (contiene gránulos de almidón poligonales). La proporción depende de la variedad. El grano de color es muy variable; abarca desde el blanco al pardo oscuro o púrpura; sin embargo los colores más corrientes son el blanco y el amarillo. El salvado constituye el 5-6% del grano; el germen es relativamente grande: 10-14% del grano y el endospermo representa alrededor del 82% de la semilla 2.1.3. Diversidad de usos y colores del maíz En México existe una enorme diversidad de poblaciones de maíz. Debido a su potencial de producción en las tierras temporaleras de Mesoamérica, y por la ausencia de cultivares tan eficientes como el maíz como fuente de carbohidratos, se desarrollaron formas de utilización masiva, tales como tortillas, tamales y atole. El maíz constituyó la fuente principal de carbohidratos para consumo y supervivencia de las poblaciones indígenas mesoamericanas. (Hernández-Xolocotzi, 1972). La mayoría de las razas se cultivan para usos comunes, principalmente tortillas, pero se han formado y seleccionado razas y poblaciones para usos especiales, como masa (tamales), como grano (elote, nixtamal, pozole) o como bebida (pozol, atole, tejuino, etc.) y recientemente como harina para frituras de maíz (Fig. 2.1.E). Además se emplea para alimentación pecuaria, aunque en México en la época cardenista se prohibió este uso para evitar la competencia desleal entre seres humanos y dueños de establos. Antecedentes 8 evitar la competencia desleal entre seres humanos y dueños de establos. Del maíz se obtienen diversos derivados industriales como aceites, licores, cerveza, farmacéuticos, papel, cartón, almidón, jarabes, maltodextrinas, y recientemente jarabe de alta fructosa como edulcorante o etanol como combustible (Vázquez-Gómez, 2006). La Tabla 2.1.A muestra la amplia variedad de maíz y sus diversas formas de uso, de acuerdo a datos étnicos registrados por Hernández-Xolocotzi (1972). Tabla 2.1.A. Formas de consumo tradicional de maíz TIPO DE MAÍZ FORMAS DE USO Dulce de Jalisco, Dulcillo del Noroeste, Chulpi (su-su) Tostado, grano entero, tostado y molido para pinole; chicha o tesgüino (bebida fermentada) y ponteduro 1 Elotes occidentales, Elotes cónicos, Maíz de Ecuaro (Mich.) Para elotes. Para pozole Cacahuacintle, Blandito de Sonora, Harinoso de Ocho (todos harinosos) Tostado y molido para pinole; pozolero, hecho en memelitas y horneados y gordas de maíz crudo Bofo (raza cultivada exclusivamente entre los huicholes) Tostado; huacholes 2 Zapalote Chico (limitado en cultivo al Istmo de Tehuantepec, Oax.) “Totopos” Reventador, Chapalote, Palomero toluqueño, Apachito Tostado hasta reventar para palomitas, tostado y adherido con panela para ponteduro Azules oscuros Tamales y tortillas en ocasiones festivas Fuente: Hernández-Xolocotzi (1972) Los usos también están determinados por el color y la textura del grano. Según la textura del grano, en México predominan los maíces de grano dentado, los que más se usan para tortillas, pero hay muchos maíces harinosos (suaves) y semiduros (cristalinos y reventadores) y casi no hay maíces duros. En cuanto al color del grano, predominan los blancos (preferidos para tortilla); el maíz amarillo se prefiere para alimentación animal; abundan los maíces morados, tradicionalmente 1 Maíz tostado recubierto de piloncillo 2 Maíz crudo dejado a reposar en agua para su consumo Fig. 2.1.E. “Del pasado al presente: La cultura permanece” (Robles-Gil, 2005) Antecedentes 9 usados por los indígenas para antojitos y han estado ganando prestigio en las áreas urbanas, principalmente en el centro y sur del país. Son escasos los maíces rojos, porque sus tortillas y antojitos no resultan atractivos. Algunos maíces rojos, con el pigmento en el pericarpio (por lo que se pierde al nixtamalizar), se emplean con fines ceremoniales y se incluyen en pequeñas cantidades en las poblaciones (Ortega-Paczka, 2003). En lo referente al maíz colorido, E.H.X. (Hernández-Xolocotzi, 1972), con base en sus investigaciones etnobotánicas, encontró que el consumo de maíces azules era ocasional y se usaban para elaborar tamales y tortillas únicamente en ocasiones festivas (Ver Tabla 2.1.A). Para los años 80 del Siglo XX, el consumidor de tortillas prefería las tortillas blancas, no amarillas. En ocasiones podían ser verdi-azules, pero el consumo de éstas era eventual, casi una curiosidad o antojo (Museo Nacional de Culturas Populares, 1987). Fray Bernardino de Sahagún menciona en “Historia de las cosas de la Nueva España” que el mantenimiento y comida de nuestros ancestros prehispánicos era el maíz. Detalla en su capítulo XIII, los principales tipos de comida que se consumían en la Gran Tenochtitlan, y no podía faltar una minuciosa descripción del alimento preferido por las poblaciones mesoamericanas: la tortilla. Describe tortillas de todos tipos y tamaños, pero refuerza la idea de la preferencia por el consumo de tortillas blancas: “Las tortillas que cada día comían los señores se llamaban tatonqui tlaxcalli tlacuelpacholli, quiere decir tortillas blancas y calientes, y dobladas, compuestas en un chiquihuitl, y cubiertas con un paño blanco.” Ortega-Packzca (2003), con base en investigaciones de E.H.X. (1972) reporta los usos más frecuentes de diferentes razas de maíz según la textura y color del grano. Reafirma que los maíces azules, morados y rojos únicamente se consumían comoantojitos o elotes, además del uso ceremonial que se le daba en la zona cora y huichol de México. Posiblemente existió alguna razón para que los prehispánicos no incluyeran maíces coloridos nixtamalizados como parte preponderante en su dieta en comparación con el maíz blanco. Sería de gran utilidad evaluar si dicho hábito se relacionaba con algún tipo de toxicidad por la presencia de pigmentos y el tratamiento térmico-alcalino de la nixtamalización; sin embargo, a la fecha no existen estudios científicos concluyentes que expliquen ese hecho, aunque sí hay pruebas relacionadas con maíces pigmentados crudos, como se verá en los capítulos subsecuentes. Antecedentes 10 Pese a lo anterior, en la actualidad el consumo de maíces de colores es muy frecuente, y en general, de muchos productos del maíz. 2.1.4 Tipos de maíz (Paliwal, 2001) En la Tabla 2.1.B se presentan algunas características de los diferentes tipos de maíz. Tabla 2.1.B. Características de los diferentes tipos de maíz 2.1.5 Valores de producción de maíz amarillo, blanco y azul La Secretaría de Agricultura, Ganadería, Desarrollo Rural, Pesca y Alimentación (SAGARPA), a través del Servicio de Información Agroalimentaria y Pesquera (SIAP), reporta en su anuario estadístico agrícola, la producción de maíz blanco y amarillo en México; recientemente ha incluido información sobre granos de color (azul, morado y rojo). Las estadísticas indican que en 2006 la producción de granos de maíz de color fue inferior (67 705.38 ton) a la producción de maíz blanco y amarillo, siendo el maíz blanco el que se produce mayoritariamente en el país (20 060 877 ton). Lo mismo ocurre en 2005 y 2004. Sin embargo, el rendimiento en toneladas por hectárea ha sido mayor para el maíz amarillo de Tipo de maíz Características Usos Duro Granos redondos, duros y suaves al tacto. Son preferidos para alimento humano y para hacer fécula de maíz. Endospermo constituído sobre todo de almidón duro córneo con solo una pequeña parte de almidón blando en el centro del grano. Los granos poseen colores como el amarillo, anaranjado, blanco, crema, verde, púrpura, rojo, azul y negro. Dentado Endospermo con mayor cantidad de almidón blando y el almidón duro está limitado solo a los lados del grano. Para grano y ensilaje (alimentación animal) y usos industriales Grano con apariencia de diente por poseer una hendidura en la corona de la cariópside, pues cuando el grano se comienza a secar, el almidón blando en la parte superior del grano se contrae y produce una pequeña depresión. Es muy susceptible a hongos e insectos en el campo y en el almacenamiento. Poseen granos de color blanco o amarillo. Reventón (palomero) Endospermo duro que ocupa la mayor parte del grano. Elaboración de palomitas Los granos son pequeños, con pericarpio grueso y varían en su forma de redondos a oblongos. Cuando se calienta el grano, revienta y el endospermo sale. Dulce Los granos tienen un alto contenido de azúcar y son de gusto dulce en el momento de la cosecha. Para elotes (para consumir mazorcas verdes, ya sea hervidas o asadas). Los tipos de maíz de grano dulce son susceptibles a enfermedades. Ceroso Su endospermo tiene un aspecto opaco y ceroso. El almidón en los maíces cerosos está compuesto exclusivamente por amilopectina. Industria refinadora de almidón Harinoso El endospermo contiene almidón de naturaleza blanda, por lo que es altamente susceptible a la pudrición y ataque por plagas. Alimento humano y preparación de platos especiales y bebidas Los tipos de maíces harinosos muestran gran variabilidad en color de grano y textura. Antecedentes 11 2004 a 2006. En dicho período, el grano de maíz de color es el menos producido en México (Ver Tablas 2.1.C, 2.1.D y 2.1.E). Tabla 2.1.C. Comparación de datos de producción nacional de maíz en 2006 (SAGARPA) Tipo de maíz Superficie Sembrada (Ha) Superficie Cosechada (Ha) Superficie Siniestrada (Ha) Precio Medio Rural ($/Ton) Valor Producción (Miles de Pesos) Producción (Ton) Rendimiento (Ton/Ha) DE COLOR 37,395.40 37,355.40 40 1,958.97 132,633.01 67,705.38 1.81 BLANCO 7,327,620.40 6,821,775.99 505,844.41 2,018.13 40,485,541.28 20,060,877.16 2.94 AMARILLO 431,848.56 425,684.85 6,163.71 1,876.72 3,224,749.89 1,718,291.85 4.04 Tabla 2.1.D. Comparación de datos de producción nacional de maíz en 2005 (SAGARPA) Tipo de maíz Superficie Sembrada (Ha) Superficie Cosechada (Ha) Superficie Siniestrada (Ha) Precio Medio Rural ($/Ton) Valor Producción (Miles de Pesos) Producción (Ton) Rendimiento (Ton/Ha) DE COLOR 23,245.50 20,523.50 2,722.00 1,740.99 46,185.13 26,528.14 1.29 BLANCO 7,546,477.15 6,214,593.50 1,331,883.65 1,589.52 28,549,853.05 17,961,283.54 2.89 AMARILLO 402,448.72 364,075.33 38,373.39 1,400.05 1,862,246.94 1,330,127.71 3.65 Tabla 2.1.E. Comparación de datos de producción nacional de maíz en 2004 (SAGARPA) Tipo de maíz Superficie Sembrada (Ha) Superficie Cosechada (Ha) Superficie Siniestrada (Ha) Precio Medio Rural ($/Ton) Valor Producción (Miles de Pesos) Producción (Ton) Rendimiento (Ton/Ha) DE COLOR 445 445 0 2,198.64 2,900.00 1,319.00 2.96 BLANCO 8,082,035.15 7,392,742.56 689,292.59 1,683.86 34,533,433.39 20,508,488.38 2.77 AMARILLO 276,536.70 258,627.27 17,909.43 1,544.79 1,639,532.05 1,061,330.33 4.1 Fuente: Elaborado con base en información del anuario agrícola del SIAP (Servicio de Información Agroalimentaria y Pesquera). Tabla 2.1.F. Producción: Maíz grano de color de 2004 a 2006 (SAGARPA) AÑO Tipo Superficie Sembrada Superficie Cosechada Superficie Siniestrada Precio Medio Rural Valor Producción Producción Rendimiento (Ha) (Ha) (Ha) ($/Ton) (Miles de Pesos) (Ton) (Ton/Ha) 2006 DE COLOR 37,395.40 37,355.40 40 1,958.97 132,633.01 67,705.38 1.81 2005 DE COLOR 23,245.50 20,523.50 2,722.00 1,740.99 46,185.13 26,528.14 1.29 2004 DE COLOR 445 445 0 2,198.64 2,900.00 1,319.00 2.96 Analizando las estadísticas de producción por tipo de maíz, se aprecia que ha incrementado la producción de maíz de “color” de 1 319 a 67 705.38 toneladas, de 2004 a 2006 (ver Tabla 2.1.F), destacando que ha crecido la superficie sembrada y cosechada. Sin embargo, dichos tipos de maíz pigmentado tienen bajos niveles de producción con respecto a otros tipos de maíz. En cuanto al maíz blanco, la producción ha aumentado de 137 542.98 ton, en el año 2000, a 20 060 877.16 ton en 2006 (Tabla 2.1.G), al mismo tiempo que la superficie Antecedentes 12 sembrada y cosechada han aumentado. Pese a ello, México recurre a la importación de maíz, pues la producción nacional ha superado la demanda. Tabla 2.1.G. Producción: Maíz grano blanco de 2000 a 2006 (SAGARPA) AÑO Tipo Superficie Sembrada Superficie Cosechada Superficie Siniestrada Precio Medio Rural Valor Producción Producción Rendimiento (Ha) (Ha) (Ha) ($/Ton) (Miles de Pesos) (Ton) (Ton/Ha) 2006 BLANCO 7,327,620.40 6,821,775.99 505,844.41 2,018.13 40,485,541.28 20,060,877.16 2.94 2005 BLANCO 7,546,477.15 6,214,593.50 1,331,883.65 1,589.52 28,549,853.05 17,961,283.54 2.89 2004 BLANCO 8,082,035.15 7,392,742.56 689,292.59 1,683.86 34,533,433.39 20,508,488.38 2.77 2003 BLANCO 2,373,658.25 2,105,106.74 268,551.51 1,578.65 12,445,398.31 7,883,570.04 3.74 2002 BLANCO 1,536,215.36 1,271,497.21 264,718.15 1,370.30 7,609,692.49 5,553,312.86 4.37 2001 BLANCO 690,641.65 658,757.35 31,884.30 1,197.13 4,545,058.53 3,796,629.88 5.76 2000 BLANCO 133,076.20 86,075.00 47,001.20 1,182.14 162,595.36 137,542.98 1.6 Comparando los datos, se observa una producción menor de maíz amarillo que de maíz blanco. La producción de maíz amarillo en 2006 fue de 1 718 291.85toneladas y también se ha incrementado anualmente (Tabla2.1.H). Tabla 2.1.H. Producción: Maíz grano amarillo de 2000 a 2006 (SAGARPA) AÑO Tipo Superficie Sembrada Superficie Cosechada Superficie Siniestrada Precio Medio Rural Valor Producción Producción Rendimiento (Ha) (Ha) (Ha) ($/Ton) (Miles de Pesos) (Ton) (Ton/Ha) 2006 AMARILLO 431,848.56 425,684.85 6,163.71 1,876.72 3,224,749.89 1,718,291.85 4.04 2005 AMARILLO 402,448.72 364,075.33 38,373.39 1,400.05 1,862,246.94 1,330,127.71 3.65 2004 AMARILLO 276,536.70 258,627.27 17,909.43 1,544.79 1,639,532.05 1,061,330.33 4.1 2003 AMARILLO 182,697.70 176,595.20 6,102.50 1,465.40 925,471.39 631,547.99 3.58 2002 AMARILLO 257,019.54 223,685.56 33,333.98 1,478.91 1,074,563.88 726,590.61 3.25 2001 AMARILLO 84,067.25 83,315.25 752 1,284.98 470,681.39 366,294.38 4.4 2000 AMARILLO 28,551.00 28,551.00 0 1,088.35 248,458.41 228,289.50 8 Fuente: Elaborado con base en información del anuario agrícola del SIAP (Servicio de Información Agroalimentaria y Pesquera). SAGARPA reporta que en 2006 la producción nacional total de maíz grano fue de 21.9 millones de toneladas (91.7% maíz blanco; 7.9% maíz amarillo; 0.31% maíz pigmentado), mientras que la demanda de maíz supera la producción. En maíz amarillo se requieren importar 7 millones de toneladas por año y 3 millones de toneladas de maíz quebrado para cubrir la demanda de los sectores ganadero e industrial. Esta entrada de maíz extranjero provoca problemas para comercializar el maíz blanco por su mayor precio que el amarillo. Como se puede observar, México dejó de ser autosuficiente, viéndose obligado a importar el equivalente al 31% de la producción nacional para satisfacer la demanda interna. Nótese que en México la producción de maíces coloridos es mucho menor comparada con maíces blancos y amarillos. Pese a ello, en los últimos años se ha incrementado el consumo de productos de maíces coloridos. Antecedentes 13 Según la SAGARPA, a través de la SIAP (2006), los principales estados que figuran en las estadísticas de producción de maíces coloridos son el Estado de México, Michoacán, Guerrero, Campeche y Tlaxcala, siendo el Estado de México el mayor productor de maíces pigmentados; sin embargo, también se cultivan en los valles altos centrales como en Hidalgo y Puebla. 2.1.6 Estadísticas de la demanda de productos derivados del maíz en México (2004- 2006) Existen diferentes subsectores industriales que demandan grano de maíz como el pecuario, el almidonero, las industrias cerealera y botanera, el de la masa y tortilla y el de la harina de maíz nixtamalizado. Para 2006 la demanda de maíz grano en México se estimó en 28 millones de toneladas, de las cuales el consumo humano (tortillas y derivados tradicionales) fue de 10.6 millones de toneladas de maíz blanco. Por su parte, la demanda del sector pecuario y la industria almidonera ascendió a 14.8 millones de toneladas y el resto se destinó a la producción de cereales y botanas (0.5 millones de toneladas) como puede observarse en la Tabla 2.1.I. Tabla 2.1.I. Estimación de la demanda total aparente de maíz grano en México 2004-2006 1/ Industria de la Masa y la tortilla (Método Tradicional) 2/ Tortilla tradicional en el sector Rural 3/ Cifras preliminares Fuente: Elaboración con información de la Cámara Nacional del Maíz Industrializado y el Sistema de Información Agroalimentaria de Consulta – Servicio de Información Agroalimentaria y Pesquera (SIAP) Antecedentes 14 De acuerdo con las estimaciones de la Cámara Nacional de Maíz Industrializado, en 2006 la demanda de maíz grano para la elaboración de tortilla fue de 10.6 millones de toneladas. De este total, la industria harinera procesó el 35%, mientras que el 32% se destinó a la industria de la masa y la tortilla, a través de establecimientos formales conocidos como tortillerías localizados en ciudades y centros de población del país. El 33% restante corresponde al que la población rural utiliza para “poner su nixtamal” y producir la tortilla a nivel familiar. Con respecto a la industria de la masa y la tortilla, más de la mitad del maíz grano del país se destina a este fin, dado que representa el alimento principal del mexicano (SAGARPA, 2007). 2.1.7 Comparación nutricional de maíz amarillo, blanco y azul Desde el punto de vista nutritivo ningún grano por sí solo proporciona todos los nutrientes que requerimos. En todas las culturas gastronómicas se ha buscado superar sus limitaciones mediante el principio de complementación de los alimentos para eliminar deficiencias y compensar propiedades. En México esta complementación se realizó combinando el maíz con el frijol pues el maíz es deficiente en lisina y los frijoles son ricos en ella (Lomelí- Escalante, 1996). De manera individual, los especialistas recomiendan el consumo de ciertos tipos de maíz por la relación existente entre el color del maíz y su composición química que finalmente impacta en su valor nutricional. Bello (2007) encontró que el aporte calórico de las tortillas azules es menor que el de las tortillas blancas; también concluyó que el maíz azul tiene 20% más proteínas que la variedad blanca, lo cual no coincide con lo reportado por Muñoz-de-Chávez et al. Otra conclusión de Bello (2007) es que el maíz azul tiene menos almidón y menos índice glucémico (IG) que el maíz blanco, afirmando que el almidón de las tortillas azules es almidón resistente que no aporta calorías y, por lo tanto, disminuye el índice glucémico. Sus estudios lo lleven a concluir que consumir maíz azul puede ser una alternativa para personas diabéticas y gente con sobrepeso (BBC Mundo, http://news.bbc.co.uk/hi/spanish/science). La Tabla 2.1.J resume la composición química nutricional de tres tipos de maíz: blanco, azul y amarillo. Se puede observar que el maíz azul presenta mayor contenido de hidratos de carbono y es el de mayor aporte calórico con respecto al maíz blanco y amarillo. http://news.bbc.co.uk/hi/spanish/science Antecedentes 15 Tabla 2.1.J. Composición química nutricional de tres tipos de maíz* (100 g de alimento crudo en peso neto) Maíz azul Maíz amarillo Maíz blanco Humedad (g) 10.6 13.8 10.6 Composición química Hidratos de carbono (g) 74.6 69.6 73 proximal Proteínas (g) 8 8.3 7.9 Grasas (g) 4.3 4.8 4.7 Fibra (g) 12.2 12.2 12.2 Energía (cal) 366 350 362 Porción comestible 92 92 92 LÍPIDOS Grasas totales (g) 4.3 4.8 4.7 Colesterol (mg) 0 0 0 Saturados Totales (g) 0.4 0.6 0.6 Monoinsaturados (oléico) g 1.1 1.3 1.3 Poliinsaturados (linoléico) g 2.3 2.5 2.5 MINERALES Calcio (mg) 159 158 159 Fósforo (mg) --- 235 228 Hierro (mg) 2.5 2.3 2.3 Magnesio (mg) 147 147 147 Sodio (mg) 1 1 1 Potasio (mg) 284 284 284 Zinc (mg) --- --- --- VITAMINAS Retinol (mcg) 5 16 1 Ácido ascórbico (mg) 0 0 0 Tiamina (mg) 0.43 0.34 0.36 Riboflavina (mg) 0.1 0.08 0.06 Niacina (mg) 1.9 1.6 1.9 Piridoxina (mg) --- --- --- Ácido fólico (mcg) --- --- --- Cobalamina (mcg) --- --- --- * Elaborado con datos de Muñoz-de-Chávez et al, 1996 Con base en lo anterior, se propone realizar ensayos biológicos (estudio en ratas de laboratorio) que son más concluyentes y/o confiables para evaluar la calidad nutricional de los maíces pigmentados con respecto a maíz blanco y amarillo. A partir de dichas pruebas sería posible afirmar si el maíz azul es una alternativa benéfica para la salud o, por el contrario, resultaría dañina para la salud al no permitir la asimilación de su contenido nutrimental. 2.2 La tortilla La tortilla es base de la alimentación mexicana. Se consume desde tiempos ancestrales y durante generaciones ha sido el principal componente en la dieta diaria del mexicano (Vázquez-Carrillo; Salinas-Moreno, 1996). Los aztecas le llamaban tlaxcalli, que significa “cosa cocida” y, posteriormente, fue bautizadocomo “tortilla” por los españoles. Antecedentes 16 La tortilla es un alimento en forma circular y aplanada, para acompañar la comida, que se elabora con masa de maíz hervido en agua con cal y se cuece en comal (Diccionario de la Lengua Española). El método tradicional para transformar el maíz en tortillas se desarrolló en América Latina. Los indígenas cocinaban los granos de maíz con ceniza o cal y agua para producir el nixtamal, que luego se maceraba manualmente con un metate, obteniéndose una masa que se aplastaba y se formaban las tortillas (González, 1995; Lomelí-Escalante, 1996). 2.2.1 Nixtamalización El procesamiento del maíz emplea todavía como base una tecnología desarrollada paralelamente con su domesticación en Mesoamérica: la nixtamalización (Durán-Domínguez, 1996). Es el proceso en el cual los granos de maíz son cocidos con agua y cal (CaO), antiguamente cenizas de hogueras, para posteriormente molturarlo y formar nixtamal (del náhuatl nextli= cenizas; tamalli = masa), materia prima básica para la elaboración de tortillas. Los productos derivados del nixtamal jugaron un papel crítico en mejorar el valor nutritivo del maíz (Serna-Saldivar, 1996). Fig. 2.2.B. Elaboración de masa de maíz en el Códice Florentino (Fournier, 2006) Existen documentos históricos que muestran la importancia de la tortilla desde la época precolombina. El Códice Mendocino (Fig. 2.2.A) relata que la sociedad azteca tenía reglamentado, en las escuelas precortesianas, la alimentación de niños y jóvenes, con base en la tortilla. A partir de los 3 años, se daba media tortilla al niño, una entera entre los 4 y 5 años, tortilla y media entre los 6 y 12 y después de los 13 dos tortillas. Lo anterior demuestra que en aquellos tiempos el gobierno se preocupaba por garantizar el abasto y acceso a la tortilla (Lomelí, 1996). También, en el Códice Florentino se aprecia una mujer moliendo el maíz en un metate y a un lado se encuentran los granos dentro del tradicional cesto o chiquihuitl (Ver Fig. 2.2.B). Fig. 2.2.A. Preparación de tortillas según el Código Mendocino (Fournier,2006) Antecedentes 17 El proceso de nixtamalización suaviza los granos para su molienda y elaboración de la masa. Permite que los granos sean más digeribles, pues promueve la remoción del pericarpio; aumenta la biodisponibilidad de niacina. El cocimiento en presencia de cal promueve la incorporación de calcio dentro del grano, incrementando hasta en siete veces su contenido (Fournier, 1996), de tal manera que en aquellos lugares donde se consumen tortillas, más del 50% de este mineral es aportado por dicho producto (Serna-Saldivar, 1996). 2.2.2 Industrialización de la tortilla De acuerdo con los vendedores de tortillas, los consumidores exigen una tortilla caliente, flexible y de color agradable. El crecimiento de la población provocó que la transformación del maíz en masa de nixtamal y en tortillas dejara de ser manual y artesanal, surgiendo así una industria nacional, original y propia (Museo Nacional de Culturas Populares, 1987). De 1903 a 1910 se registraron 78 patentes de molinos de nixtamal, con lo que se sustituye así el metate tradicional (Sánchez-Armas, 1996). Posteriormente, la industria tradicional fue incapaz de satisfacer la demanda de la población. Ante este hecho, a mediados del siglo XX se inicia el uso industrializado y comercial de la harina de maíz nixtamalizado (Contreras, 1996) como alternativa a métodos tradicionales, mientras que la participación de los molinos de nixtamal declinó. Así, la industrialización del maíz nació en México con la intención de satisfacer la demanda de tortilla, para lo cual se recurrió primero a la transformación de maíz en la masa de nixtamal y, posteriormente, a la elaboración de harina de maíz. La transformación de maíz en harina permite una producción mayor de tortillas que la de los molinos de nixtamal, pues el rendimiento es mayor en 15%. Además, representa la solución al problema de conservación de la masa de nixtamal en lugares con clima tropical donde en unas cuantas horas resulta inadecuada para consumo humano, es decir, aumenta la vida de anaquel del producto. Industrialmente, se aumenta la eficiencia en los procesos, se ahorra en equipo, mano de obra, espacio en planta, tiempo de proceso y se reducen notablemente problemas ecológicos, de contaminación atmosférica y aguas residuales. (Contreras, 1996). Sin embargo, las familias que dependen de la fabricación tradicional de tortilla han resultado afectadas (Torres et al., 1996). Actualmente, las grandes cadenas de supermercados han integrado tortillerías como un servicio adicional, ofreciendo tortillas de harina de maíz blanco, amarillo y, recientemente, azul. Antecedentes 18 Por otro lado, desde que México tiene déficit en su producción de maíz (cerca de 30 años), los mexicanos de las ciudades consumen tortillas amarillas, pues el maíz de ese color es el que predomina en los mercados internacionales; cabe destacar que el maíz blanco suele tener precios mundiales del 30% al 50% más caros que el amarillo, porque no hay oferta suficiente (Iturriaga, 1998). De acuerdo con la información de la Encuesta de Ingreso-Gasto de INEGI para 2006, 80% de los hogares mexicanos compran tortillas (INEGI, 2006), lo cual es indicativo de la preferencia actual por dicho alimento. 2.2.3 Proceso de elaboración de tortilla La tecnología para la elaboración de tortillas ha sido transmitida a través de generaciones (Fig. 2.2.C). En este proceso el maíz es cocinado en exceso de agua con cal para formar nixtamal. Éste es lavado con el objetivo de remover el exceso de cal y el pericarpio que se desprendió debido al efecto hidrolizante del álcali sobre la fibra. El nixtamal limpio es posteriormente triturado en un metate o en molinos, resultando una masa. Para la elaboración de tortillas, el pedazo de masa (20-50g), conocido como teztal, se moldea a mano o con prensas manuales en un disco de 15 cm de diámetro, aproximadamente, el cual se transforma en tortilla cuando se hornea sobre una superficie caliente o comal (Serna- Saldívar, 1996). El cocimiento aplicado al maíz tiene la función de hidratar el grano, suavizar el pericarpio, desnaturalizar proteínas y gelatinizar parcialmente el almidón. Parte de la cal es absorbida principalmente en el germen del grano. El lavado elimina el pericarpio ya suavizado, el exceso de cal y el agua de cocimiento. La molienda produce una masa compuesta por fragmentos de grano, pericarpio, germen, almidón, proteínas y fibras hidratadas, grasa en mezcla con alrededor de 50 a 60% de humedad (Almeida, H.D., Rooney, Ll.W.,1996). El proceso industrial es una adaptación del proceso tradicional de molienda húmeda practicado durante cientos de años en Mesoamérica. Antecedentes 19 Para la obtención de harina, el maíz también se cuece en presencia de cal. Se somete a molienda húmeda y luego se seca bajo condiciones controladas. Se muele por segunda vez en molinos de martillos. Se clasifican las partículas de masa seca por tamaño y mezcladas para formular harinas comerciales (Ver Fig. 2.2.D). COCIMIENTO EN CAL Y REMOJO (90-98°C/5-40 min: 16 hrs) AGUA (2.0-3.0 L) DRENADO MAÍZ (1.0 kg) CAL ( 0.02 kg) LAVADO A MANO NIXTAMAL MOLIENDA (mano y metate) MASA FORMADO A MANO COCIMIENTO EN COMAL (190-260°C/1.5-4 min) TORTILLA NEJAYOTE (Licor de cocimiento AGUA Fig. 2.2.C. Proceso tradicional de elaboración de tortillas en México y Centroamérica (Serna-Saldívar, 1996) Antecedentes 20 La harina nixtamalizada resultante tiene una vida de anaquel de hasta un año y sólo requiere agua y una mezcladora para formar la masa que puede transformarse fácilmente en tortilla (Serna-Saldivar,1996). La textura de éstas no es la que muchos consumidores desean pero esto puede ser resuelto por los tortilleros, adicionando masas frescas que le dan una mejor textura (Sánchez-Tovar, 2003). COCIMIENTO (Lote o continuo) AGUA (2.5-3.0 L) LAVADO Y ESCURRIDO MAÍZ 1.0 kg, 12% humedad) CAL (0.01 kg) NIXTAMAL (36% humedad) MOLIENDA HÚMEDA (molino de martillo o de piedra MASA GRUESA 36% humedad MOLIENDA SECA (molino de martillo o rodillos) SECADO Etapa 1: INSTANTÁNEO (alta temperatura) Etapa 2: A CONTRACORRIENTE (baja temperatura) HARINA DE MAÍZ (0.93 kg; 10% humedad) CONSERVADORES ACIDULANTES BLANQUEADORES GOMAS SELECCIÓN DE PARTÍCULAS Y MEZCLADO GRUESOS PERICARPIO, MATERIAL SOLUBLE, CAL Y AGUA TRATAMIENTO DE EFLUENTES INDUSTRIALES TAMIZADO/ASPIRACIÓN Fig. 2.2.D. Diagrama de bloques del proceso industrial de producción de harinas de maíz nixtamalizado (Serna-Saldívar, 1996) Antecedentes 21 2.2.4 La tortilla elaborada con maíces pigmentados Los maíces de color han estado presentes en la mitología y rituales religiosos de las culturas indígenas de México. De acuerdo con Sahagún, entre los aztecas, los maíces de color amarillo, azul y rojo se relacionaban con el culto a “Chicomecóatl”, diosa de los mantenimientos. En el pensamiento cosmológico de los mayas, contenido en el Popol Vuh, los maíces de color blanco, amarillo, rojo y negro, se relacionan con los rumbos cósmicos: el maíz blanco se asocia con el norte, el amarillo con el sur, el rojo con el este y el negro con el oeste. Los indígenas huicholes consideran a los maíces amarillo, blanco, rojo y negro como guardianes de la milpa (Arellano-Vázquez, 2003). Actualmente, las tortillas azules son preparadas a partir de maíces pigmentados y son consumidas en varias zonas de México. Existen variedades de maíz pigmentado cuyos granos presentan coloración azul, roja, negra o morada debido a la presencia de pigmentos conocidos como antocianinas. Tradicionalmente, las tortillas de maíces pigmentados son empleadas en la preparación de platillos típicos como quesadillas, tlacoyos y tacos (Hernández-Uribe et al., 2007).En la región Central de México el consumo de tortillas de maíz azul ocurre en comunidades y pueblos, durante festejos especiales. Sin embargo, es cada vez es más frecuente que tiendas de autoservicio (Fig. 2.2.E) y tortillerías expendan tortillas de maíz azul (Fig. 2.2.F) generalmente a un precio superior al de las normales (Salinas- Moreno et al., 2003). La disponibilidad de las tortillas azules ha aumentado ya que los productores de harina de maíz nixtamalizado han desarrollado una harina elaborada a partir de maíz azul (Hernández-Uribe et al., 2007). Fig. 2.2.E. Tortilla azul de harina de maíz nixtamalizado Antecedentes 22 Sin embargo, 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 (Fig. 2.2.G). Un estudio realizado por Víctores-Espinoza (2001) en el Estado de México explica que el 23% de los agricultores mencionan la dificultad para cultivar maíz azul pues tiene mayor requerimiento de humedad y nutrientes en el suelo. Es por ello que el maíz azul en la región presenta mala calidad. El 26% de los agricultores reportaron que el maíz azul presenta mayor índice de plagas durante la cosecha, agudizándose en almacén, mientras que el maíz amarillo no presenta dificultad. Pese a ello, el empleo de maíz azul para la elaboración de tortillas es frecuente. Por otro lado, Víctores-Espinoza menciona los resultados obtenidos en la evaluación sensorial de tortillas de maíz azules comparadas con tortillas de maíz amarillo. La preferencia del panel fue hacia las tortillas azules. Lo anterior muestra que dichas tortillas poseen un sabor y textura agradables, además de presentar coloraciones exóticas, muy atractivas para los consumidores. Fig. 2.2.G. Venta de tortillas azules artesanales Fig. 2.2.F. Procesamiento de maíz azul en una tortillería tradicional de Texcoco, Edo. De México Antecedentes 23 2.2.4.1 Comparación nutricional entre tres tipos de tortillas de maíz La Tabla 2.2.A resume la composición química nutricional de tortillas de maíz blanco, amarillo y azul. Como se observa en las Figuras 2.2.H, 2.2.I y 2.2.J, con base en un análisis químico proximal (Muñoz-de-Chávez et al., 1996), la tortilla de maíz azul contiene un mayor porcentaje de carbohidratos, proteínas y grasa. La gran mayoría de las calorías son aportadas por los hidratos de carbono, específicamente por el almidón parcialmente gelatinizado en la cocción en los tres tipos de tortilla. La tortilla azul presenta el mayor aporte calórico (Ver Tabla 2.2.A). Antecedentes 24 Tabla 2.2.A. Composición química nutricional de tres tipos de tortilla de maíz (100 g de alimento crudo en peso neto) Componente TORTILLA DE MAÍZ BLANCO TORTILLA DE MAÍZ AMARILLO TORTILLA DE MAÍZ NEGRO O AZUL Humedad (%) 42.40 47.50 47.50 Hidratos de carbono (%) 47.20 45.30 54.00 Proteínas (%) 5.90 4.60 4.90 Grasas (%) 1.50 1.80 2.70 Fibra (%) 4.47 2.09 2.09 Energía (Kcal) 224.00 214.00 259.00 Porción comestible (%) 100.00 100.00 100.00 Lípidos Grasas totales (g) 1.50 1.80 2.70 Colesterol (mg) 0.00 0.00 0.00 Saturados Totales (g) 0.10 0.20 0.30 Monoinsaturados (oléico) (g) 0.40 0.50 0.80 Poliinsaturados (linoléico) (g) 0.80 0.90 1.40 Minerales Calcio (mg) *108.00 *196.00 *125.00 Fósforo (mg) 111.00 382.00 --- Hierro (mg) 2.50 2.60 2.60 Magnesio (mg) --- Sodio (mg) --- Potasio (mg) --- Zinc (mg) --- Vitaminas Retinol (mg) 2.00 20.00 0.00 Ácido ascórbico (mg) 0.00 0.00 0.00 Tiamina (mg) 0.17 0.15 0.22 Riboflavina (mg) 0.08 0.05 0.07 Niacina (mg) 0.90 1.00 1.10 Piridoxina (mg) --- --- --- Ácido fólico (mg) --- --- --- Cobalamina (mg) --- * Calcio adicionado al maíz (Elaborado con datos de Muñoz-de-Chávez et al, 1996). Cabe destacar que los datos anteriores pueden variar con respecto a otros autores dependiendo de la variedad de maíz empleada y de las condiciones de procesamiento (temperatura, concentración de cal, tiempo de cocción, drenado) para la elaboración de la Antecedentes 25 tortilla. A la fecha, no existen pruebas concluyentes que afirmen que alguno de los tres tipos de tortilla tenga cualidades nutricionales superiores. 2.2.4.2 Antocianinas como pigmentos naturales del maíz azul Los colores negro, morado y rojo que se observan en algunas variedades de maíz se deben a las antocianinas, compuestos presentes en el pericarpio, en la capa de aleurona o en ambas estructuras del grano (Salinas-Moreno et al., 2003). La palabra antocianina deriva de los vocablos griegos: ἀνθός (anthos) que significa “flor”, y κυανός (kyanos) que significa “azul” (Nollet, 2000). 2.2.4.2.1 Propiedades físicas y químicas Las antocianinas son pigmentos naturales, solubles en agua, que se encuentran en gran cantidad de plantas. Son responsables de atractivos colores como rojo, violeta y azul en hojas, vástagos, raíces, flores y frutas. Son compuestos fenólicos del grupo de los flavonoides. En forma natural, la estructura de los flavonoides (antocianidina) se encuentra unida mediante un enlace o-glicosídico a uno o varios azúcares y a este compuesto se le denomina antocianina simple (Fig. 2.2.K). Particularmente, las antocianidinas son derivados hidroxilados y metoxilados del 2- fenilbenzopirilio, conocido como catión flavylium o “flavilio”, cuyo esqueleto es C6C3C6. En otras palabras, la fórmula básica de estos flavonoides está conformada por dos anillos
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