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1 Trabajo Fin de Grado Ciencia y Tecnología de los Alimentos Pasta alimenticia enriquecida con ingredientes marinos. Pasta enriched with marine ingredients. Autora Andrea Vallés Navarro Directores Juan Benito Calanche Morales José Antonio Beltrán Gracia Facultad de Veterinaria. Universidad de Zaragoza. 2021 2 ÍNDICE RESUMEN ....................................................................................................................................................................... 3 ABSTRACT ....................................................................................................................................................................... 4 1.INTRODUCCIÓN ........................................................................................................................................................... 5 1.1. Pasta alimenticia ......................................................................................................................................... 5 1.2. Calidad y aspectos tecnológicos de la pasta ............................................................................................... 6 1.3. Alimentos funcionales ................................................................................................................................ 6 1.4. Pasta enriquecida con ingredientes marinos como alimento funcional ..................................................... 7 1.5. El pescado como alimento .......................................................................................................................... 8 1.6. Algas: un recurso alternativo ...................................................................................................................... 9 2.JUSTIFICACIÓN .......................................................................................................................................................... 11 3.OBJETIVOS ................................................................................................................................................................. 12 4.MATERIALES Y MÉTODOS ......................................................................................................................................... 13 4.1. Materia prima. ................................................................................................................................................. 13 4.2. Fabricación de las distintas formulaciones de pastas. ...................................................................................... 13 4.3. Determinación de los tiempos de cocción óptimos. ........................................................................................ 14 4.3.1. Método visual. .......................................................................................................................................... 14 4.3.2. Ensayo instrumental: test de fuerza de cizalla Warner-Bratzler............................................................... 15 4.4. Análisis de perfil de textura: TPA. .................................................................................................................... 16 4.5. Medida del color. ............................................................................................................................................. 16 4.6. Propiedades tecnológicas ................................................................................................................................. 17 4.6.1. Ganancia en peso/hidratación.................................................................................................................. 17 4.6.2. Pérdidas por cocción. ............................................................................................................................... 18 4.6.3. Humedad. ................................................................................................................................................. 18 4.7. Análisis de proteínas. ....................................................................................................................................... 18 4.8. Análisis estadístico. .......................................................................................................................................... 20 5. RESULTADOS Y DISCUSIÓN ....................................................................................................................................... 21 5.1. Estudio de los tiempos de cocción óptimos. .................................................................................................... 21 5.2. Análisis de Perfil de Textura. ........................................................................................................................... 23 5.3. Medida del color. ............................................................................................................................................. 26 5.4. Evaluación de los parámetros de calidad tecnológica. ..................................................................................... 28 5.4.1. Ganancia en peso e hidratación. .............................................................................................................. 28 5.4.2. Pérdidas por cocción. ............................................................................................................................... 30 5.4.3. Humedad. ................................................................................................................................................. 31 5.5. Análisis de proteínas. ....................................................................................................................................... 32 6. CONCLUSIONES ........................................................................................................................................................ 34 CONCLUSIONS .............................................................................................................................................................. 35 7. VALORACIÓN PERSONAL .......................................................................................................................................... 36 8. BIBLIOGRAFÍA ........................................................................................................................................................... 37 ANEXOS ........................................................................................................................................................................ 41 3 RESUMEN En el siguiente trabajo se estudiaron los efectos sobre la calidad fisicoquímica y tecnológica de pasta alimenticia que produce la incorporación de concentrados de pescado y algas en distintas proporciones. Para ello, se elaboraron seis formulaciones diferentes de pasta enriquecidas con distintas algas (lechuga de mar -Ulva Lactuca-, Nori -Porphyra tenera- y wakame -Undaria pinnatifida-) y pescados (lubina -Dicentrarchus labrax- y atún -Thunnus obesus-). Las pastas enriquecidas se analizaron y compararon frente a pasta de trigo durum como tratamiento control para establecer el efecto generado por la adición de los nuevos ingredientes. Se determinaron los tiempos de cocción óptimos para cada tipo de pasta, tanto por método visual como instrumental, y se realizaron análisis de proteína, análisis de perfil de textura (TPA) y medidas del color para evaluar las diferencias que existían en cuanto a propiedades fisicoquímicas, determinándose además sus propiedades tecnológicas tales como: ganancia en peso e hidratación, humedad, y pérdidas por cocción. Los resultados obtenidos mostraron que, en general, las pastas enriquecidas revelaron unos tiempos de cocciónóptimos ligeramente menores que el control. En cuanto a las propiedades texturales, la mayoría de las pastas enriquecidas presentaron unos valores de dureza más bajos. También se pudo distinguir un perfil de textura completamente opuesto al del control, siendo el de la pasta con incorporación de concentrado de lubina, representada por los parámetros de adhesividad, cohesividad y resiliencia. Los cambios en el color de las pastas suplementadas fueron muy relevantes debido a la diferencia de color entre las algas. Respecto a los parámetros de calidad tecnológica, en general, no se vieron grandes cambios, ya que los porcentajes de pescado y algas incorporados fueron muy pequeños como para provocar un efecto notable. Por último, se pudo observar que la incorporación de ingredientes marinos a la pasta elevó su contenido proteico. De esta manera, la pasta suplementada con productos marinos mejora su perfil nutricional, y, aunque también se ven modificadas algunas de sus propiedades fisicoquímicas y tecnológicas, no llegan a tener una gran repercusión en la calidad final del producto. 4 ABSTRACT This study evaluates the effect of incorporating seaweed and fish concentrate on the physicochemical and technological quality of pasta. For this purpose, six pasta formulations enriched with different seaweeds (sea lettuce -Ulva Lactuca-, Nori -Porphyra tenera- and wakame -Undaria pinnatifida-) and different fish (sea bass -Dicentrarchus labrax- and tuna- Thunnus obesus-) were made. Enriched pastas were analyzed and compared with durum wheat pasta as a control treatment to establish the effect generated by the addition of the new ingredients. First, optimal cooking times were determined for each type of pasta by visual and instrumental methods. Protein analysis, texture profile analysis (TPA) and colour measurements were carried out to evaluate the differences in physicochemical properties. Technological properties such as weight gain and hydration, moisture and cooking loss were also determined. The results showed that, in general, the enriched pastas revealed slightly shorter optimal cooking times than the control. As for textural properties, most enriched pastas showed lower hardness values than the control. Pasta with sea bass concentrate had a texture profile completely opposed to the control, represented by the parameters of adhesiveness, cohesiveness and resilience. Changes in the colour of enriched pastas were very relevant due to the differences among the seaweeds. Regarding the technological quality parameters, in general, they were barely affected because the percentages of fish and seaweeds incorporated were too small to have a noticeable effect. Finally, it was observed that the addition of marine ingredients to the pasta increased its protein content. In this way, pasta supplemented with marine products improves its nutritional profile and, although some of its physicochemical and technological properties were also modified, they did not have a major impact on the final quality of the product. 5 1.INTRODUCCIÓN 1.1. Pasta alimenticia Según el Decreto 2181/1975, de 12 de septiembre, por el que se aprueba la Reglamentación Técnico-Sanitaria para la Elaboración, Circulación y Comercio de Pastas Alimenticias, se define como pasta alimenticia aquellos productos obtenidos por desecación de una masa no fermentada elaborada con sémolas, semolinas o harina procedente de trigo duro, trigo semiduro o trigo blando o sus mezclas y agua potable. Dentro de este reglamento, podemos encontrar diferentes tipos de pasta: pastas alimenticias simples, compuestas, rellenas o frescas. Estas últimas son elaboradas según la definición de pasta alimenticia, pero sin sufrir un proceso de desecación. La sémola que se obtiene de la molienda del grano de trigo duro, históricamente, es el ingrediente básico con el que se elaboran las pastas de tipo italiano (Molfese et al., 2017) y se define, según el Real Decreto 677/2016, como el producto procedente de la molturación del cereal constituido fundamentalmente por endospermo de estructura granulosa. El proceso de elaboración comienza con la mezcla de agua y sémola, lo que dará lugar a una masa que será sometida a una extrusión y un corte. Como resultado, los gránulos de almidón quedan atrapados en una matriz proteica amorfa (Brunnel et al., 2010). Por su parte, el trigo duro (Triticum turgidum, ssp. durum) es el más adecuado para la elaboración de la pasta, debido principalmente a su alto contenido de pigmento amarillo, siendo esta una de las consideraciones más importante para evaluar su calidad. Durante el procesamiento de la pasta, estos pigmentos pueden perderse si se ven afectados por la lipoxigenasa, principalmente. Pero este trigo presenta una baja actividad lipoxigenasa, conservando bastante mejor el color en el producto final. También cabe destacar que presenta un alto contenido de proteínas, lo cual es favorable para una correcta calidad de cocción de la pasta, especialmente por las proteínas del gluten (Aalami et al., 2007). La pasta es uno de los productos alimenticios más tradicionales y básicos de la dieta humana. Su consumo per cápita en el año 2019 fue de 4,15 kg. por persona, habiéndose mantenido prácticamente estable con respecto al del año anterior, con un gasto de 8€/persona*año (MAPAMA, 2020). Su popularidad se debe a la aceptación general de sus atributos sensoriales, su bajo precio y su facilidad de preparación, sumado a su larga vida útil si se almacena correctamente. Además, la pasta representa una gran fuente de energía debido a su alto 6 contenido en hidratos de carbono complejos. Todas estas ventajas hacen que sea un alimento adecuado para ser enriquecido con ingredientes funcionales (Bustos et al., 2015). 1.2. Calidad y aspectos tecnológicos de la pasta La calidad de la pasta viene determinada, en gran medida, por sus propiedades tecnológicas, tales como la ganancia en peso e hidratación y las pérdidas por cocción, la textura, el color y por sus propiedades sensoriales (Biernacka et al., 2019). En este sentido, el punto óptimo de cocción es uno de los parámetros más importantes a tener en cuenta por los consumidores. Este se puede definir como el tiempo necesario para obtener una pasta “al dente”, momento en el cual desaparece la zona blanquecina de la sémola, correspondiente al almidón del centro del endospermo que aún permanece sin gelatinizar (Vasiliu y Navas, 2009). Este es el punto de mayor calidad en la pasta cocida, puesto que queda una textura firme y resistente, sin pegajosidad en la superficie y con poca o ninguna pérdida por cocción. Además de los parámetros de procesado, la materia prima elegida, con sus características de tamaño de las partículas (granulometría), la cantidad y calidad de sus proteínas, mayoritariamente debido a las del gluten, y las propiedades tecnológicas del almidón, constituyen las condiciones a tener en cuenta para garantizar la calidad “al dente” (Brunnel et al., 2010). Las proteínas del gluten del trigo durum es uno de los aspectos esenciales que va a ser determinante para la calidad del producto. El gluten está compuesto por dos proteínas principales: la gliadina, que determina las propiedades de viscosidad, y la glutenina, la cual es la responsable de la elasticidad. Además, es la principal responsable en la formación de la red proteica, la cual encierra los gránulos de almidón durante la etapa de mezclado e hidratación de los ingredientes. De esta forma, la estructura de la pasta es un conjunto de interacciones fisicoquímicas establecidas entre el almidón y las proteínas durante el proceso de elaboración, lo cual determina su textura final (Martin et al., 2019). El color es otro atributo fundamental a tener en cuenta, siendo valorado positivamente unamarillo atractivo originado por la presencia de los carotenoides presentes en el trigo, distribuidos por todo el grano y dentro del endospermo (Ficco et al., 2016). 1.3. Alimentos funcionales Un alimento funcional se define como aquel que, además de su valor nutricional, contiene componentes biológicamente activos que aportan algún efecto añadido y beneficioso para la salud, reduciendo el riesgo de ciertas enfermedades que están relacionadas directamente con la nutrición (Rosario, 2016). El concepto nació en Japón en los años 80 con el objetivo de 7 garantizar una mejor calidad de vida. Más tarde, estos fueron introducidos en Europa, y desde entonces han ido en aumento, sobre todo en los últimos años, debido a unos consumidores cada vez más conscientes e interesados en los beneficios que pueden aportar los alimentos para su salud (Martínez et al., 2008). Un alimento funcional se puede referir a un componente alimentario, como pueden ser los propios ácidos grasos omega-3 por las propiedades cardiosaludables que poseen, a un alimento natural, como puede ser el pescado, debido a su alto contenido en ácidos grasos omega-3, o a un alimento modificado, como, por ejemplo, un alimento tradicional enriquecido con un ingrediente funcional (Rosario, 2016). Un alimento enriquecido o fortificado es la versión más clásica del concepto alimento funcional, y tiene como único objetivo incrementar las propiedades funcionales del alimento del que se parte. Por ello, estos se definen como aquellos alimentos en los que las cantidades de uno o varios de sus nutrientes característicos han sido incrementadas industrialmente, con el propósito de lograr un mayor aporte en la dieta asegurando, de este modo, una mayor probabilidad de que la población alcance a ingerir las cantidades recomendadas de dicho nutriente (Martínez et al., 2008). Siguiendo esta línea, el presente trabajo trata de un alimento, la pasta, que ha sido enriquecida con ingredientes funcionales marinos (ácidos grasos polinsaturados del tipo Ω-3), presentes en el pescado y las algas, y que son considerados como compuestos bioactivos de interés. 1.4. Pasta enriquecida con ingredientes marinos como alimento funcional Los productos marinos representan una gran fuente de compuestos de alto valor añadido perfectos para ser usados como ingredientes funcionales (Kadam y Prabhasankar, 2010). Esto sumado a la pasta, producto alimenticio de gran aceptabilidad con un alto valor energético, pero no tanto nutricional, justo al contrario que los productos marinos, los hace perfectamente compatibles para dar como resultado un alimento enriquecido con propiedades beneficiosas para la salud. Los alimentos del medio acuático desempeñan un papel fundamental en la alimentación humana, en especial porque suponen una fuente importante de ácido eicosapentaenoico (EPA) y ácido docosahexaenoico (DHA), ácidos grasos poliinsaturados (PUFA) de la serie omega-3, derivados del ácido linolénico, ácido graso esencial. Estos deben ser incorporados por medio de la dieta, debido a que el organismo no es capaz de sintetizarlos (Martínez et al., 2005). Los ácidos grasos omega-3 constituyen elementos esenciales de nuestro sistema neurológico, en especial en los niños, para un óptimo desarrollo cerebral y neurológico. En una consulta de expertos de la FAO y la OMS se vio que la incorporación de pescado a la dieta reducía el riesgo de que las 8 mujeres dieran a luz a niños con un desarrollo sub-óptimo del cerebro y del sistema nervioso. También se sabe que su consumo puede disminuir en un porcentaje importante el riesgo de mortalidad por cardiopatía coronaria en adultos. A todos estos beneficios también se le suma los datos cada vez más convincentes del DHA ante la prevención de enfermedades mentales (FAO, 2014). Sumado a lo anterior, cada año se genera una cantidad colosal de subproductos derivados del procesado de pescado y moluscos, el cual se elimina o se transforma para fertilizantes o ensilados. La industria procesadora de pescado genera más de la mitad del peso total de subproductos. Entre ellos, destacan los recortes de músculo (15-20%), piel y aletas (1-3%), espinas (9-15%), cabezas (9-12%), vísceras (12-18%) y escamas. La posibilidad de convertir estos residuos, ricos en sustancias nutricionales de interés, en productos de alto valor añadido implica múltiples ventajas, tanto para la industria como para el medioambiente (Martínez, 2011). Uno de estos co-productos es la denominada carne separada mecánicamente (CSM) del pescado, que puede ser fácilmente reutilizada para elaborar una amplia variedad de alimentos (Oliveira et al., 2015). No obstante, la adición de ingredientes a la pasta no solo afecta a su calidad nutricional, sino que también origina cambios tanto en su textura como en su perfil sensorial. Por ello, es de gran importancia el estudio de estos cambios y su impacto en la calidad de la pasta, junto con los efectos sobre su aceptabilidad por parte del consumidor (Fradique et al., 2010). 1.5. El pescado como alimento El pescado es uno de los pilares fundamentales de la dieta mediterránea (Martínez et al., 2005) y uno de los productos alimenticios más comercializados. Además, este representa el 17% de la ingesta de proteínas animales de la población mundial (FAO, 2014). En el 2018, la producción mundial de pescado alcanzó los 179 millones de toneladas, de los cuales unos 156 son los que se destinaron al consumo humano. La pesca de captura, en especial debido a la marina, alcanzó los 96,4 millones de toneladas de la producción total, considerada como cifra récord. La acuicultura también ha ido ganando cada vez más terreno, representando en ese mismo año el 46% de la producción y el 52% del pescado para el consumo humano (FAO, 2020). El consumo per cápita del pescado en España en 2019 supuso una cantidad de 22,53 Kg. por persona, viéndose reducida con respecto a años anteriores. En cambio, el gasto per cápita en productos de la pesca se ha mantenido, siendo de unos 195€/Kg persona*año. El pescado fresco es el más consumido, siendo un 40% del volumen total de los productos de la pesca, seguido de 9 las conservas y de los mariscos (MAPAMA, 2020). Según el Decreto 2484/1967, de 21 de septiembre, por el que se aprueba el texto del Código Alimentario Español, se comprende en la denominación genérica de «pescados» a los animales vertebrados comestibles, marinos o de agua dulce (peces, mamíferos, cetáceos y anfibios) frescos o conservados por distintos procedimientos autorizados. El pez es uno de los animales vertebrados con multitud de especies. Estos se pueden clasificar en peces cartilaginosos (esqueleto formado por cartílago) y óseos (esqueleto óseo) (Ariño et al., 2018), incluyendo esta última la mayor parte de las especies comercialmente importantes. Además, en función de la proporción del tejido graso, se diferencian en pescados magros o blancos, con un contenido en grasa inferior al 3%, los cuales acumulan la grasa en el hígado, semigrasos, que tienen entre un 3% y 5%, como el caso de la dorada o la lubina, y grasos o azules, como el atún o la sardina, con más de un 5%, la cual es acumulada en el músculo (Martínez et al., 2005). Por ello, los expertos aconsejan en especial el consumo de pescado graso, que poseen un mayor aporte de ácidos grasos poliinsaturados fácilmente aprovechables por el organismo (FAO, 2014). Cabe destacar que el contenido de grasa es prácticamente el único responsable de su valor energético. Además del aporte de ácidos grasos esenciales, el pescado, en general, es una buena fuente de proteínas de alto valor biológico, vitaminas, donde destacan las hidrosolubles del complejo B y las liposolubles A y D, y minerales como el yodo, hierro, zinc, sodio, potasio y selenio. Aunque el valor nutritivo varía en función de multitud de factores como son laespecie, la edad, el medio, la alimentación, etc. (Martínez et al., 2005). 1.6. Algas: un recurso alternativo Las algas son conocidas como “plantas acuáticas”, ya que presentan una apariencia muy parecida, al ser también organismos autótrofos con la capacidad de realizar la fotosíntesis, pero con la diferencia de que presentan una estructura mucho más sencilla, con una escasa o nula diferenciación celular, y con tejidos complejos, a lo que se denomina talofitas. Hay multitud de especies, algunas más evolucionadas, por lo que pueden ser unicelulares (microalgas) o pluricelulares (macroalgas generalmente). Por estas razones, son consideradas organismos del reino Protista, aunque hay cierta controversia, ya que algunos expertos las catalogan como plantas inferiores (Fleta Zaragozano y Fleta Asín, 2019). Las macroalgas se dividen a su vez en Chlorophyceae, algas verdes que contienen clorofila a y b, Phaeophyceae, algas marrones o pardas que contienen pigmentos como la clorofila a y c, carotenoides y xantofila, propias de ecosistemas marinos, y Rhodophyceae, algas rojas que contienen pigmentos rojos como la ficoeritrina (Veluchamy y Palaniswamy, 2020). Una de las 10 algas verdes más consumidas es la lechuga de mar (Ulva lactuca). Las algas pardas es el grupo que incluye la mayoría de las algas comestibles, entre ellas, una de las más conocidas, Wakame (Undaria pinnatifida). También hay que mencionar una alga roja de uso popular y difundido conocida como Nori (Porphyra tenera) (Ródenas, 2003). Las algas destacan por su gran valor nutritivo, siendo ricas en proteínas, fibra, ácidos grasos poliinsaturados, vitaminas y minerales, a la vez que presentan un valor energético bajo. Los que mayor interés tienen para la industria de alimentos funcionales son los componentes bioactivos, tales como algunos polisacáridos y proteínas, polifenoles, pigmentos como los carotenoides, y los ya nombrados ácidos grasos poliinsaturados de la serie omega-3 (Cherry et al., 2019). En función de su composición proteica y características funcionales, las algas ofrecen la posibilidad de ser incorporadas en alimentos, especialmente en productos cárnicos y en otros a base de cereales, para permitir mantener o mejorar su calidad sensorial y nutritiva mediante la incorporación de pigmentos, proteínas funcionales y ácidos grasos poliinsaturados, principalmente (Fleta Zaragozano y Fleta Asín, 2019). 11 2.JUSTIFICACIÓN La investigación de nuevas fuentes de alimentos y productos naturales se debe al aumento de la población mundial y a la tendencia de una mayor preocupación por la salud, y en concreto, con una dieta saludable. Como han mostrado estudios recientes, los productos marinos suponen una gran solución al respecto, dentro de los que destacan las algas, debido a su gran valor nutricional, aportando proteínas de alto valor biológico, vitaminas y minerales, y en especial, ácidos grasos poliinsaturados del tipo Ω-3, los cuales son esenciales para el sistema neurológico, además de para la prevención de enfermedades cardiovasculares. A esto se le suma la necesidad de aprovechar todos los subproductos generados en el procesado del pescado, como recortes de músculo y la piel, los cuales continúan siendo ricos en compuestos de alto valor biológico, haciéndolos perfectos para ser incorporados como ingredientes funcionales que pueden dar lugar a un alimento enriquecido. Como base para la elaboración del alimento funcional, la pasta constituye una buena opción debido a su gran aceptación, además de que este alimento posee un alto valor energético, pero carece de otros nutrientes esenciales, lo que la hace perfecta para incorporar productos marinos que mejorarán su perfil nutricional. Pese a este hecho, sus propiedades fisicoquímicas y tecnológicas se van a ver afectadas, por lo que es de suma importancia llevar a cabo un estudio de las modificaciones que supone una incorporación de concentrado de pescado y algas a la pasta, con el objetivo de que la calidad final de este nuevo alimento funcional sea adecuada para los consumidores. 12 3.OBJETIVOS El objetivo principal de este trabajo fue evaluar el efecto sobre las propiedades fisicoquímicas y tecnológicas de pastas alimenticias que se produce al incorporarles diferentes concentrados de pescados (Dicentrarchus labrax y Thunnus obesus) y de algas (Ulva lactuca, Porphyra tenera y Undaria pinnatifida) en distintas proporciones. Para alcanzar tal propósito se han propuesto los siguientes objetivos específicos: a) Elaborar pasta alimenticia con adición de algas y concentrados de pescado, a partir de diferentes formulaciones. b) Estimar los tiempos de cocción óptimos para las pastas elaboradas con adición de concentrados de pescado y algas. c) Evaluar y comparar parámetros fisicoquímicos tales como: textura, color y contenido proteico en las diferentes pastas elaboradas con adición de concentrados de pescado y algas, frente a una pasta tradicional (trigo durum). d) Determinar los parámetros de calidad tecnológica en todas las pastas elaboradas con adición de concentrados de pescado y algas. 13 4.MATERIALES Y MÉTODOS 4.1. Materia prima Como principal materia prima para la elaboración de las pastas se usó semolina de trigo duro (Triticum durum) de origen italiano y con la certificación de calidad suministrada por Innova Obrador S.L. Se usaron recortes de lubina (D. labrax) de acuicultura y atún (T. obesus) de captura, ambos congelados, que sirvieron para elaborar el concentrado de pescado. Todas las algas (Ulva lactuca, Porphyra tenera y Undaria pinnatifida) eran de producción ecológica, deshidratas y provenían de la empresa PORTO-MUIÑOS S.L. (La Coruña, España). Estas fueron trituradas en un molinillo (Moulinex, Mod. A320R1). Por último, el extracto de la seta shiitake (Lentilula edoles) fue suministrada por la empresa Coala S.L. (España). 4.2. Fabricación de las distintas formulaciones de pastas En este trabajo se van a analizar pastas frescas, las cuales no han sufrido ningún proceso de desecación, presentando una humedad entre el 22 y el 30%, según el Decreto 2181/1975. Todas las pastas fueron elaboradas en la Planta Piloto de la Facultad de Veterinaria. Se hicieron 6 tipos de pasta enriquecidas con concentrados de pescado y algas con distintas formulaciones, que se compararon frente a una “control” con sólo sémola y agua (2 Kg de sémola por cada 620 mL de agua). Todas se elaboraron con sémola de trigo duro (Triticum durum) y se enriquecieron con un 3% de alga. Tres de ellas llevaban concentrados de pescado, un 2% en el caso de lubina y un 1% en el de atún, y las otras tres en lugar de pescado, un 0,1% de shiitake (Lentinula edodes). El shiitake es una seta que realiza la función de saborizante, por ser de aroma y sabor fuerte. Las formulaciones se detallan en la Tabla 1. El formato de elaboración empleado fue macarrón, el cual se respetó para posteriores análisis en lugar de la lámina, ya que, en el momento de la evaluación en boca, el consumidor lo percibe en su formato original. Inmediatamente después de su fabricación se envasaron en bolsas transparentes termosellables. Las formulaciones elaboradas resultaron elegidas en una criba anterior basada en la aceptabilidad sensorial por un panel de catadores expertos. El proceso de elaboración de las pastas se detalla en los Anexos. 14 4.3. Determinación de los tiempos de cocción óptimos Esta determinación se llevó a cabo tanto por un método visual como por un ensayo instrumental, haciendo un test de corte con el texturómetro (ANAME Instrumentación Científica, mod. TA-XT2i, Madrid, España) con la sonda Warner-Braztler. Se compararon y relacionaron los resultados deambos ensayos. Tabla 1. Formulaciones de pastas con concentrados de pescado y algas Formulación Ingredientes solidos Ingredientes líquidos LSH Sémola (74,57%) + Lechuga de mar (3%) + Shiitake (0,1%) Agua (23,12%) LL Sémola (73,53%) + Lechuga de mar (3%) + Concentrado de Lubina (2%) Agua (22,79%) NSH Sémola (74,57%) + Nori (3%) + Shiitake (0,1%) Agua (23,12%) NA Sémola (74,07%) + Nori (3%) + Concentrado de Atún (1%) Agua (22,96%) WSH Sémola (74,57%) + Wakame (3%) + Shiitake (0,1%) Agua (23,12%) WA Sémola (74,07%) + Wakame (3%) + Concentrado de Atún (1%) Agua (22,96%) 4.3.1. Método visual El método AACC 66-51.01 se basa en cocer la pasta hasta que desaparezca el núcleo blanco de almidón, llamado punto de harina (Fig.1), habiendo llegado entonces al tiempo óptimo de cocción. Para ello, se calentó en un vaso de precipitados unos 200 mL de agua y se adicionó la pasta en el momento de ebullición. Pasado el primer minuto, se fue sacando cada 30 s un macarrón (60-90-120-150-180-210). Después se redujeron los tiempos a 60-90-120-180, al ver que en torno a 90-120 s ya estaban “al dente”. El último tiempo tenía como objetivo ver el efecto del exceso de cocción. Se dejaron atemperar sobre un papel de filtro y seguidamente se comprimieron entre dos placas de metacrilato. El análisis se hizo para cada tipo de formulación ensayada. 15 Fig.1. Método visual para la estimación del punto óptimo de cocción en la pasta con lechuga de mar y Shiitake (LSH). Imagen izquierda: tiempo cocción 60 s (puntos harina). Imagen derecha: tiempo óptimo cocción 90 s. 4.3.2. Ensayo instrumental: test de fuerza de cizalla Warner-Bratzler Este ensayo consistió en medir la dureza de la pasta, una vez cocida, con un texturómetro (ANAME Instrumentación Científica, mod. TA-XT2i, Madrid, España) empleando una sonda Warner-Bratzler plana. De esta forma, fue posible determinar el punto de cocción óptimo de una manera objetiva, al establecer un cambio moderado en el comportamiento de la fuerza tangencial necesaria para realizar el corte del macarrón. Para ello, en primer lugar, se coció la pasta y se dejó enfriar a temperatura ambiente (25°C) cubierta con papel de filtro. Los parámetros configurados en el texturómetro fueron: velocidad pre-ensayo y velocidad de ensayo: 2 mm/s, velocidad post-ensayo: 10 mm/s, distancia de corte: 15 mm, umbral de fuerza: 10 g. El test de fuerza de cizalla nos permite determinar la firmeza (fuerza máxima para cortar la muestra, Kg) y el esfuerzo de corte (Kg x s). Se midió la dureza en cada una de las distintas formulaciones cada 30 s, en un intervalo de 30 a 180 s, y cada medida para cada tiempo fue el resultado de 7 repeticiones. Fig.2. Texturómetro TA-XT2i con sonda Warner-Bratzler plana 16 4.4. Análisis de perfil de textura: TPA El análisis de perfil de textura permite determinar una gran cantidad de parámetros de textura: dureza, adhesividad, cohesividad, elasticidad, fracturabilidad, gomosidad, resiliencia y masticabilidad. Para ello, el análisis consiste en dos compresiones separadas por una descompresión (con un tiempo de descanso fijado). De igual forma que en el análisis anterior, se hace uso del texturómetro, pero, en este caso, cambiando la sonda a una cilíndrica plana de aluminio. Los parámetros fijados en el equipo esta vez fueron: velocidad de ensayo: 2 mm/s, deformación de la muestra: 75%, umbral de fuerza: 10 g y tiempo de descanso: 20 segundos. La medida es el resultado de 7 repeticiones en cada tiempo de cocción, previamente estimados. Fig.3. Texturómetro TA-XT2i con sonda cilíndrica plana 4.5. Medida del color La medida del color fue determinada haciendo uso del colorímetro (Minolta, CM-2002, Japón). En primer lugar, este tuvo que ser calibrado frente a un negro y un blanco. El colorímetro usa el sistema CIEL*a*b, siendo las coordenadas L* (luminosidad, 0 negro y 100 blanco), a* (índice de rojo, valores negativos tonos verdes y positivos tonos rojos) y b* (índice de amarillo, valores negativos tonos azules y positivos tonos amarillos). El color se midió en cada tipo de pasta cocida a su punto óptimo de cocción. Se dispusieron dos macarrones juntos y se aplanaron entre dos placas de metacrilato con el objetivo de hacer una muestra representativa y homogénea. Se repitió la medida 3 veces en cada macarrón. 17 Además, se determinó la diferencia de color (ΔE) con el objetivo de ver la variación de éste al añadirle a la pasta el alga y el pescado: ΔE = √(ΔL ∗)2 + (Δa ∗)2 + (Δb ∗)2 (1) dónde: ΔL=L*Formulación con alga/pescado - L*Control Δa=a*Formulación con alga/pescado –a*Control Δb=b*Formulación con alga/pescado – b*Control Fig.4. Colorímetro (Minolta, CM-2002, Japón). 4.6. Propiedades tecnológicas Estas se determinaron a partir de pasta fresca y las muestras se evaluaron por duplicado en todos los análisis. 4.6.1. Ganancia en peso e hidratación Fueron determinadas por el procedimiento descrito por Cleary y Brennan (2006), con unas ligeras diferencias, cocinando 3 g de pasta en 180 mL de agua destilada hasta sus tiempos óptimos de cocción. Después se pasaron a 100 mL de agua fría y se secaron con papel de filtro. Por último, se pesaron en la balanza analítica. La ganancia en peso se calculó mediante la siguiente ecuación, expresado en porcentaje sobre el peso total: 𝐺𝑎𝑛𝑎𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑒𝑛 𝑝𝑒𝑠𝑜 (%) = 𝑝𝑒𝑠𝑜 𝑝𝑎𝑠𝑡𝑎 𝑐𝑜𝑐𝑖𝑛𝑎𝑑𝑎−𝑝𝑒𝑠𝑜 𝑝𝑎𝑠𝑡𝑎 𝑐𝑟𝑢𝑑𝑎 𝑝𝑒𝑠𝑜 𝑝𝑎𝑠𝑡𝑎 𝑐𝑟𝑢𝑑𝑎 ∗ 100 (2) 18 Para determinar la hidratación durante la cocción, esta misma pasta se metió a una estufa a 105°C hasta que alcanzó peso constante tras 24 horas. Después se atemperó en un desecador y, por último, se pesó. La hidratación se obtiene por medio de la siguiente fórmula: 𝐻𝑖𝑑𝑟𝑎𝑡𝑎𝑐𝑖ó𝑛 = 𝑝𝑒𝑠𝑜 𝑝𝑎𝑠𝑡𝑎 𝑐𝑜𝑐𝑖𝑑𝑎 (𝑔) 𝑝𝑒𝑠𝑜 𝑝𝑎𝑠𝑡𝑎 𝑐𝑜𝑐𝑖𝑑𝑎 𝑦 𝑑𝑒𝑠𝑒𝑐𝑎𝑑𝑎 (𝑔) (3) 4.6.2. Pérdidas por cocción Las pérdidas por cocción se refieren a aquellos sólidos que pierde la pasta mientras está en ebullición. Se siguió para su determinación el método AACC 66-50.01. Para ello, se coció cada pasta como en el caso anterior, pudiendo ser la misma pasta que la utilizada para hallar la ganancia en peso y la hidratación, ya que en este caso se necesitaba para la estimación exclusivamente el agua de cocción, la cual fue recolectada en crisoles de porcelana y llevada a la estufa a 105°C para lograr su evaporación (24h). El residuo seco resultante se pesó y se calculó como porcentaje sobre el peso total de la pasta antes de cocerse. 4.6.3. Humedad La humedad se determinó por el método gravimétrico. Esta se refiere a la materia volátil a 105°C. Para ello, las pastas crudas se pesaron en la balanza analítica sobre papel aluminio y se llevaron a la estufa a 105°C hasta alcanzar peso constante (24h). Después se atemperaron en un desecador durante 1 h a temperatura ambiente. Por último, se volvieron a pesar. La ecuación para determinar el contenido de humedad es: 𝐻𝑢𝑚𝑒𝑑𝑎𝑑 (%): 𝑝𝑒𝑠𝑜 𝑝𝑎𝑠𝑡𝑎 𝑐𝑟𝑢𝑑𝑎−𝑝𝑒𝑠𝑜 𝑝𝑎𝑠𝑡𝑎 𝑑𝑒𝑠𝑒𝑐𝑎𝑑𝑎 𝑝𝑒𝑠𝑜 𝑝𝑎𝑠𝑡𝑎 𝑐𝑟𝑢𝑑𝑎 ∗ 100 (4) 4.7. Análisis de proteínas Se procedió a la determinación del contenido proteico por el método Kjeldahl en pasta de trigo (método 930.25, AOAC), el cual se basa en la determinación del nitrógeno orgánico. Consiste en la digestión de las proteínas y de otros compuestos orgánicos del alimento. Para ello, se pesó un gramo de pasta y se desmenuzó, acorde con el método, en una disolución de ácido sulfúrico 98% (12 mL) en presencia de catalizadores y calor (1 hora a 420°C) en un digestor (VELP Scientifica, DK 6 Heating Digester Kjeldahl).Como resultado de esta digestión, el nitrógeno orgánico total se convierte en sulfato de amonio. Las muestras se dejaron enfriar a temperatura 19 ambiente hasta unos 50-60°C. La mezcla digerida se neutraliza con una base fuerte (disolución de NaOH al 30%) y se destila sobre un volumen conocido (30mL) de un ácido (disolución de ácido bórico al 3%). El amoniaco liberado del sulfato de amonio es arrastrado por destilación y recogido en la solución de ácido bórico en la unidad de destilación UDK 129 (VELP Scientifica). Por último, los aniones del borato (proporcionales a la cantidad de nitrógeno) formados se valoran en un titulador automático (SI Analytics, TitroLine 5000) con HCl estandarizado para determinar el nitrógeno contenido en la muestra. Fig.5. Imagen izquierda, unidad de destilación Kjeldhal UDK 129 e imagen derecha, titulador automático (TitroLine 5000) Para calcular el % de nitrógeno: % 𝑁𝑖𝑡𝑟ó𝑔𝑒𝑛𝑜 = 1,4 𝑥 (𝑉1−𝑉0) 𝑥 𝑁 𝑃 (5) dónde: P: peso (g) de la muestra; N: normalidad del HCl; V1: volumen (mL) HCl consumido en la valoración; V0: volumen (mL) HCl consumido en la valoración del blanco. Para calcular el % de proteína: % Proteína=% Nitrógeno x Factor de conversión (6) El factor de conversión usado fue de 5,5 de acuerdo con las recomendaciones sugeridas por Mariotti, Tomé y Mirand (2008) para este tipo de productos alimenticios compuestos. 20 4.8. Análisis estadístico Se realizaron análisis estadísticos de todos los resultados obtenidos en los diferentes experimentos con el programa informático Microsoft Excel y el software estadístico XLSTAT (Versión 2016.02.28451). En primer lugar, se realizaron análisis de datos univariantes, con cálculo de máximos y mínimos, medianas, medias, varianzas y desviaciones típicas, además de diagramas box plot, elaborado a partir de los cuartiles, muy útil para visualizar la distribución de los datos con el objetivo de comprobar la normalidad de estos y localizar aquellos que sean atípicos. En algunos casos se llevaron a cabo análisis bivariantes determinándose coeficientes de correlación de Pearson. En los datos generales obtenidos se procedió a la realización de análisis de varianza (ANOVA), test de comparaciones múltiples (Fisher –LSD-) con un nivel de confianza del 95%. Además, para los resultados obtenidos en el TPA, se realizó un Análisis de Componentes Principales (ACP), como método exploratorio con el objetivo de poder apreciar las relaciones de los distintos parámetros de textura en las diferentes formulaciones de pasta analizadas. 21 5. RESULTADOS Y DISCUSIÓN 5.1. Estudio de los tiempos de cocción óptimos En la figura 6 se representan los distintos tiempos de cocción frente a la fuerza de corte (kg), determinada mediante el método instrumental, con el objetivo de hallar el tiempo de cocción óptimo para cada formulación. Fig. 6. Fuerza de corte (kg*mm/s) para las distintas formulaciones de pastas a distintos tiempos de cocción. Control (Sémola y agua); LSH (pasta con lechuga de mar y shiitake); LL (pasta con lechuga de mar y lubina); NSH (pasta con Nori y shiitake); NA (pasta con Nori y atún); WSH (pasta con wakame y shiitake); WA (pasta con wakame y atún). Como se puede observar, la fuerza de corte disminuye al aumentar el tiempo de cocción hasta que alcanza un punto a partir del cual se aprecia un fuerte descenso. Después, la bajada disminuye, hasta acabar prácticamente en valores constantes. Por consiguiente, este punto de inflexión representa el tiempo de cocción óptimo de la pasta (Ainsa et al., 2021). Cabe destacar que en la formulación LL es más difícil observar este cambio de tendencia puesto que, como se mostrará a continuación en el análisis de perfil de textura, este tipo de pasta fue la que menos dureza presentó. De este modo, al representarla junto a las demás formulaciones con una dureza más elevada, resulta más imperceptible su cambio. En todos los casos el tiempo de cocción óptimo fue a los 90 s, exceptuando la pasta control y tratamiento NA, cuyos tiempos fueron de 120 s. Esto puede ser una consecuencia provocada en 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 1,1 1,2 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 Fu e rz a (k g* m m /s e g) tiempo (s) control LSH WA WSH NA NSH LL 22 la pasta debido a la adición de atún junto con el alga Nori, que le ha atribuido cierta resistencia. Efecto contrario al observado para el resto de los tratamientos, donde la adición de ambos ingredientes (alga y pescado) podrían haber absorbido parte del agua disminuyendo de tal forma la dureza de la pasta. Los puntos de cocción óptimos determinados por el método instrumental se compararon con los estimados por el método visual, el cual, como ya se ha explicado, consistió en observar el tiempo necesario para la desaparición del núcleo blanco de la pasta (Tabla 2). Tabla 2. Tiempos de cocción óptimos para las distintas formulaciones de pasta por el método instrumental y visual Tipo de pasta Método Instrumental (s) Método Visual (s) Control 120 120 LSH 90 90 LL 90 90 NSH 90 120 NA 120 120 WSH 90 90 WA 90 90 Control (Sémola y agua) y pastas enriquecidas: LSH (lechuga de mar y shiitake); LL (lechuga de mar y lubina); NSH (Nori y shiitake); NA (Nori y atún); WSH (wakame y shiitake); WA (wakame y atún). Como se puede observar en la Tabla 2, el método visual coincidió en todos los casos con el análisis instrumental, excepto en una de las pastas elaboradas con Nori, debido a que al ser negras resultó algo más complicado poder apreciar bien la desaparición del núcleo blanco. Para posteriores análisis se eligió como punto de cocción óptimo el determinado por el método instrumental, ya que esta es una medida objetiva y por ello, más exacta. 23 5.2. Análisis de Perfil de Textura La tabla 3 muestra los resultados para los parámetros del análisis del perfil de textura. Tabla 3. Parámetros de textura de las distintas pastas tras su tiempo de cocción óptimo Control (Sémola y agua) y pastas enriquecidas: LSH (lechuga de mar y shiitake); LL (lechuga de mar y lubina); NSH (Nori y shiitake); NA (Nori y atún); WSH (wakame y shiitake); WA (wakame y atún). DUR: dureza, ADH: adhesividad, ELAST: elasticidad, GOM: Gomosidad, MAST: masticabilidad y RESIL: Resiliencia, FRACT: fracturabilidad. Letras mayúsculas indican diferencias significativas (p <0,05) entre las distintas pastas. Cabe destacar que son valores altos en comparación con estudios previos de Ainsa et al. (2021) en los que se usó otro formato de la pasta (fusillis), por lo que cabe pensar que, al ser formato de macarrón, el grosor y la doble capa que forma el cilindro al comprimirse influyen en los parámetros evaluados. El valor más alto de dureza corresponde a la muestra control, asemejándose a la formulación de Nori con atún (NA). Esta presenta diferencias significativas (p<0,05) con su misma formulación sin pescado (NSH), presentando un valor mucho más bajo, por lo que cabe pensar que es el atún el que le proporciona la dureza. Con respecto a las dos formulaciones de Wakame (WSH y WA), estas no presentaron diferencias significativas entre sí para la dureza, por lo que, en esta ocasión, el pescado no incidió como en el caso anterior. Además, estas formulaciones también son iguales a la formulación con lechuga de mar (LSH). No obstante, esta sí que presentó diferencias significativas (p<0,05) con su correspondiente formulación con lubina (LL), siendo la que menor valor de dureza mostró en el estudio. Cabe destacar, como se ha mencionado antes, que probablemente sea la razón por la que en lafigura 6 no se apreció el cambio de tendencia de forma clara. Esta diferencia probablemente se deba a que la lubina es un pescado blanco, y, por el contrario, el atún es un pescado azul con un mayor contenido de colágeno, siendo esta una proteína fibrosa que constituye una fracción importante del tejido conectivo, el cual posee PASTA Dur. (g) Adh. (g/s) Elast. Gom. Mast. Resil. Fract. (g) Control 14904,54 C -251,74 A 0,825 B 10490,02 D 8660,09 D 0,30 AB 1857,33 B LSH 11953,82 B -183,85 AB 0,773 B 8965,12 CD 6767,36 BCD 0,40 CD 1910,54 B LL 6969,84 A -78,63 C 0,895 B 5678,14 A 4970,63 AB 0,43 D 855,92 A WSH 11821,45 B -213,83 AB 0,722 AB 8391,12 BC 6057,04 ABC 0,34 ABC 1907,99 B WA 11446,89 B -249,30 A 0,578 A 7971,68 BC 4683,52 A 0,29 A 1519,87 AB NSH 8492,11 A -131,29 BC 0,711 AB 6610,68 AB 4630,45 A 0,35 BC 993,95 A NA 13534,29BC -264,17 A 0,776 B 9800,02 CD 7462,10 CD 0,33 AB 1990,01 B 24 una contribución importante a la firmeza y a la dureza de la carne (Suárez et al., 2007). Además, cabe destacar que otros estudios han demostrado que la incorporación de una mayor cantidad de proteínas a la pasta puede provocar un incremento en sus propiedades de textura, en especial sobre la firmeza (Liu et al., 2016). En cuanto a adhesividad, la LL es la que más difiere del conjunto estudiado, presentando el valor más alto, aunque sin diferencias significativas (p<0,05) con la NSH. Respecto a la gomosidad y masticabilidad, la pasta con Nori y atún no presentó diferencias significativas (p<0,05) con el control ni con la LSH, arrojando además los valores más altos. Por el contrario, las formulaciones con lechuga de mar (LL y LSH) fueron las mayores en cuanto a resiliencia, es decir, mostrando una mayor capacidad de recuperación de su estado original tras cesar la fuerza aplicada, sin detectar diferencias entre ellas. Por último, para la fracturabilidad, se demostró que las únicas pastas que presentaron diferencias significativas respecto al control fueron LL y NSH. La figura 7 muestra el Análisis de Componentes Principales (ACP) con los resultados del TPA para todas las pastas ensayadas. Fig.7. ACP de las propiedades de textura de las distintas pastas Control (Sémola y agua) y pastas enriquecidas: LSH (lechuga de mar y shiitake); LL (lechuga de mar y lubina); NSH (Nori y shiitake); NA (Nori y atún); WSH (wakame y shiitake); WA (wakame y atún). CONTROL LL LSH WA WSH NA NSH Dureza Adhesividad Elasticidad Cohesividad Gomosidad Masticabilidad Resiliencia Fracturabilidad -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 -7 -6 -5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7 F2 ( 2 2 ,6 9 % ) F1 (71,00 %) Biplot (ejes F1 y F2: 93,69 %) 25 Como se puede observar, el ACP logró representar un 93% de la variabilidad del estudio. Solamente la primera componente (F1) representó un 71% de esa variabilidad separando claramente las propiedades de cohesividad, adhesividad y resiliencia de aquellas asociadas con la firmeza de la pasta, tales como dureza, fracturabilidad, masticabilidad y gomosidad. En este primer eje también se aprecia como este último grupo de propiedades se asoció a la pasta control que, además, se diferenció bastante bien de la pasta con lubina incorporada. Por su parte, todas las pastas donde se adicionó atún se localizaron en el mismo lado que el control, especialmente NA, que se ubicó muy próxima a éste, y ambas demostraron propiedades texturales típicas de una pasta “al dente”, las cuales son conferidas por la red estructural de la matriz proteica, gluten en la mayoría de los casos, en combinación con el almidón. Como se ha comentado anteriormente, las proteínas del gluten confieren a la pasta un comportamiento viscoelástico, lo que permite una buena conexión de la matriz proteica con los gránulos de almidón, dando lugar a la formación de una masa óptima y firme durante la cocción (Islas-Rubio et al., 2014). En el extremo opuesto a la pasta control se localizó la pasta con lubina añadida (LL) que, como era de esperar, se caracterizó por ser más adhesiva, cohesiva y resiliente. Estas son propiedades atribuidas posiblemente por la lubina; quizás debido a sus propiedades emulsificantes, ya que, por el contrario, la misma formulación con alga, pero sin pescado (LSH) se asemejó más al control. En este sentido, las propiedades texturales comunes en una pasta de trigo duro normal pueden verse afectadas según la composición de la red estructural ya que, al incorporar otros ingredientes durante la elaboración, esta matriz proteica se vuelve más compleja por la interacción de una mayor cantidad de constituyentes, lo que puede interferir en la entrada de agua en el gránulo de almidón, y, por lo tanto, ralentizar y modificar el proceso de gelatinización (Liu et al., 2016). Larrosa et al., (2013) encontraron que, en pastas alimenticias, la adhesividad tenía una tendencia a aumentar al incrementarse el porcentaje de agua y disminuir el contenido proteico. En este sentido, señalan que, durante la cocción, los gránulos de almidón comienzan a absorber agua, se hinchan y gelatinizan, lo cual depende de la calidad de la red estructural formada. La migración del agua va desde el exterior a las partes internas de la pasta, desprendiéndose a su vez el almidón de la superficie, lo que produce un aumento de la adhesividad. De tal forma que, al debilitarse la red, aumenta la cantidad de almidón lixiviado y, por lo tanto, la adhesividad. Es posible que este efecto pueda estar relacionada con las propiedades funcionales de las proteínas de la carne de lubina. 26 Por otra parte, se ha podido constatar que el atún se comporta diferente a la lubina cuando es añadido en la elaboración de pasta, dado que la proteína de este pescado es capaz de aportar dureza a la pasta, pero solo en el caso de la formulación de Nori con atún (NA), ya que en la que lleva wakame con atún (WA) no destacó ningún parámetro en particular, pero en cambio su correspondiente versión sin pescado (WSH) se asemejó más a la pasta control. Este hecho puede deberse al efecto provocado por las diferentes algas sobre las propiedades tecnológicas de ganancia en peso e hidratación, como se comentará más adelante, siendo el wakame un alga parda con un mayor contenido de fibra que retiene más agua que las algas rojas (Nori) (Cofrades et al., 2008). De este modo, se puede pensar que a la formulación WA se le sume el efecto provocado por el wakame, con una mayor absorción del agua, disminuyendo de esta forma su dureza, mientras que, en la NA, como el alga Nori no presenta tanto esta propiedad, predomina solo el efecto del atún, el cual le confiere la dureza observada. 5.3. Medida del color Los parámetros de color para las distintas formulaciones de las pastas, cocidas a sus respectivos tiempos óptimos, vienen representados en la figura 8. Fig.8. Parámetros de color de las pastas cocidas (L*a*b*) y valores medios de la diferencia de color (ΔE) de las distintas formulaciones Control (Sémola y agua) y pastas enriquecidas: LSH (lechuga de mar y shiitake); LL (lechuga de mar y lubina); NSH (Nori y shiitake); NA (Nori y atún); WSH (wakame y shiitake); WA (wakame y atún). Las letras representan diferencias significativas (p<0,05) entre pastas, las mayúsculas lo hacen para los parámetros de color mientras que las minúsculas son exclusivamente para la variación (ΔE) D C B A A BC B C A A D E B B D C B A A C C a b c c ab b 0 5 10 15 20 25 30 -10 0 10 20 30 40 50 60 70 control LSH LL NSH NA WSH WA L*(D65) a*(D65) b*(D65) ΔE 27 Como se puede observar en la figura 8, hay diferencias significativas en la luminosidad (L*) de la pasta control con respecto a las demás, siendo ésta la de valor más alto. Esto es debido a que la pasta de trigo durum debe ser amarilla, mientras que las formulaciones con lechuga de mar (LSH y LL) y wakame (WSHy WA) han resultado verdes, y las formulaciones con Nori (NSH y NA) oscuras -negras- (Véase Anexo 2). Teniendo en cuenta esto, es lógico que la luminosidad sea mucho más baja en las demás, especialmente en las que llevan Nori. Para aquellas que proceden del mismo tipo de alga, se puede observar que no existieron diferencias significativas (p<0,05) para la luminosidad entre las formulaciones con Nori y wakame. En contraste, sí que se detectó un cambio significativo (p < 0,05) entre las formulaciones que contenían lechuga de mar, presentándose un valor más bajo cuando se incorporaba lubina en su composición (LL). Respecto al valor del índice de rojo (a*), al igual que en el caso de la luminosidad, también son diferentes todas las formulaciones en comparación con la pasta control. Las formulaciones con lechuga de mar (LSH y LL) son las que presentan los valores negativos más altos, debido a sus tonalidades verdes, seguidas de las que llevan wakame (WSH y WA). Además, cabe destacar que, tanto en el caso de las formulaciones con lechuga de mar, como con las de wakame, la adición de pescado no supone diferencia en cuanto a este parámetro. Por el contrario, en el caso de las pastas con Nori, sí que influye la adición de atún (NA), incrementando el índice. Por último, respecto al índice de amarillo (b*), el valor más alto, como es lógico, correspondió a la pasta control, la cual fue significativamente (p < 0,05) distinta del resto. Por su parte, las formulaciones con Nori (NSH y NA) presentaron los valores más bajos, sin diferencias entre ellas. Respecto a las formulaciones cuyo color característico fue el verde (lechuga y wakame), solo se detectó una diferencia significativa (p < 0,05) en la formulación de lechuga de mar con lubina (LL), lo que hace suponer que la incorporación de este pescado ha supuesto un descenso de este parámetro. Los valores medios de la diferencia de color (ΔE) ponen de manifiesto las variaciones de las distintas pastas enriquecidas que se han desarrollado en este estudio, comparándolas frente a un control, la típica pasta de trigo durum, siendo más pronunciada la diferencia de color cuanto mayor sea el valor de este indicador. La formulación con un mayor cambio de color es la que contiene Nori, debido a la menor luminosidad, el descenso en el índice de amarillo, y el aumento del índice de rojo. Además, se puede observar que en todos los casos este parámetro aumenta con la adición del concentrado de pescado, lo que se puede corroborar en el caso de las pastas con lechuga de 28 mar, donde la adición de lubina (LL) supuso una variación significativa (p < 0,05) del color, puesto que provocó una disminución tanto de la luminosidad como del índice de amarillo (b*). A pesar de ser valorado positivamente el amarillo típico de la pasta proporcionado por los carotenoides del trigo (Ficco et al., 2016), los consumidores se han adaptado a ver nuevos colores en este producto. Hoy en día se puede ver pasta con una gran variedad de colores, debido principalmente al uso de aditivos vegetales (Biernacka et al., 2020), los cuales van a afectar a su típico color para conseguir asemejarse al del alimento añadido. Por ejemplo, se tiene el caso de las espinacas, dándole un color verde, similar al que se ha conseguido en esta investigación al añadir lechuga de mar y wakame. Aunque estos sean los más comunes, también se han utilizado aditivos marinos, siguiendo la línea de este trabajo, como la tinta de calamar, para dar lugar a un negro brillante, al igual que lo da el alga Nori. Por este motivo, aunque el color se vea tan modificado por las algas, no debe de considerarse un atributo negativo, puesto que en el mercado ya hay multitud de pastas con estos mismos colores que tienen una gran aceptación por parte de los consumidores. 5.4. Evaluación de los parámetros de calidad tecnológica 5.4.1. Ganancia en peso e hidratación La ganancia en peso para las distintas pastas analizadas se puede observar en la figura 9. La única pasta que mostró diferencias significativas (p < 0,05) con la durum (control) fue la elaborada con lechuga de mar y lubina (LL), y al compararla con su misma formulación sin pescado (LSH), se puede ver la influencia que tiene este ingrediente al provocar una disminución de la ganancia en peso. Por el contrario, en el caso de las formulaciones con Nori (NSH y NA), estas presentaron diferencias significativas (p < 0,05) entre ellas, siendo mayor en la que contiene atún (NA). Como se ha comentado anteriormente, en las pastas con incorporación de ingredientes externos, la matriz proteica se ve modificada por los nuevos componentes. Esto depende en gran medida del tipo y de la cantidad de proteínas del nuevo ingrediente incorporado, ya que las interacciones con el almidón serán diferentes (Monteiro et al., 2019). De esta forma, en la lubina, al ser pescado blanco, predominan las proteínas miofibrilares, las cuales compiten con el almidón por el agua, dejando a este parcialmente sin gelatinizar, con lo que se disminuyen la hidratación y la ganancia en peso (Desai et al., 2017). Por el contrario, el atún no causa el mismo efecto, posiblemente debido a que tiene un mayor contenido de colágeno, el cual posee un gran 29 número de aminoácidos hidrofóbicos (Ramírez-Guerra et al., 2013). Hay que resaltar también que los porcentajes de los ingredientes añadidos son muy pequeños, lo que puede hacer difícil apreciar un efecto significativo. Fig. 9. Ganancia en peso (%) de las diferentes formulaciones de pasta (azul) y el control (verde) Control (Sémola y agua) y pastas enriquecidas: LSH (lechuga de mar y shiitake); LL (lechuga de mar y lubina); NSH (Nori y shiitake); NA (Nori y atún); WSH (wakame y shiitake); WA (wakame y atún). Letras mayúsculas indican diferencias significativas (p <0,05) entre las distintas pastas. En cuanto a la hidratación, como se puede observar en la figura 10, la NSH es la única con diferencias significativas (p < 0,05) respecto al control y a su respectiva formulación con Nori y atún (NA), siendo esta la que tuvo una disminución de la hidratación. Los demás tipos de pastas no presentan diferencias significativas (p < 0,05) entre ellas. Fig. 10. Hidratación (g) de las diferentes formulaciones de pasta (azul) y el control (verde) Control (Sémola y agua) y pastas enriquecidas: LSH (lechuga de mar y shiitake); LL (lechuga de mar y lubina); NSH (Nori y shiitake); NA (Nori y atún); WSH (wakame y shiitake); WA (wakame y atún). Letras mayúsculas indican diferencias significativas (p <0,05) entre las distintas pastas. En estudios realizados de incorporación de algas a la pasta, la ganancia de peso y la hidratación se vieron incrementadas significativamente con el aumento de los niveles de alga en el producto (Prabhasankar et al., 2009). Las diferencias en la capacidad de retención de agua de las algas 0 20 40 60 CONTROL LSH LL NSH NA WSH WA BC BC A AB C BC BC Ganancia en peso % 0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 CONTROL LSH LL NSH NA WSH WA B B AB A B B AB Hidratación (g) 30 marinas se deben a su composición de polisacáridos de las fracciones de fibra dietética (Suzuki, et al., 1996). La fibra dietética contenida en las algas se encuentra en un rango del 33 y el 62% del peso seco, y en general, las algas pardas tienen valores muy altos de fibra, estando por delante de las algas verdes y rojas (Quitral et al., 2013). Por ello, son las algas pardas (wakame) las que provocan una mayor hidratación, ya que estas tienen más contenido en fibra que las algas verdes y rojas (Nori) (Cofrades et al., 2008), lo que explicaría el hecho de que el porcentaje de agua liberada fuera menor en las muestras con wakame y mayor en las de Nori. Pero en el caso de este estudio, como se ha mencionado, los porcentajes incorporados a la pasta, tanto de algas como pescado, son tan bajos queresulta en muchos casos muy difícil ver el cambio que cabría esperar conforme a otros estudios. En concreto, en el estudio de Prabhasankar et al. (2009), en la incorporación de un 30% del alga wakame a la pasta solo hubo un aumento de peso de medio gramo con respecto al control. En el caso de este estudio solo se añadieron las algas en un 3%, lo que explica porque no hay diferencias significativas con respecto a la pasta control, excepto la formulación NSH, que como se ha comentado, tiene sentido que pueda deberse a que el alga Nori es un alga roja con menor contenido en fibra, y, por lo tanto, que esta retenga menos agua. Por el contrario, en su respectiva formulación de Nori con atún (NA) no se da el mismo efecto, ya que el atún puede que sea el que contrarreste el efecto provocado por el alga debido a sus propias interacciones con la matriz proteica, a causa de, como ya se ha mencionado, la cantidad de proteínas del tejido conectivo que posee. 5.4.2. Pérdidas por cocción En la figura 11 se muestran las pérdidas por cocción para las pastas analizadas. Fig. 11. Pérdidas por cocción (%) de las diferentes formulaciones de pasta (azul) y el control (verde) Control (Sémola y agua); pastas enriquecidas: LSH (lechuga de mar y shiitake); LL (lechuga de mar y lubina); NSH (Nori y shiitake); NA (Nori y atún); WSH (wakame y shiitake); WA (wakame y atún). Letras mayúsculas indican diferencias significativas (p <0,05) entre las distintas pastas. 0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 CONTROL LSH LL NSH NA WSH WA AB B AB AB AB A AB Perdidas por cocción % 31 Las pérdidas por cocción son debidas a un hinchamiento excesivo del almidón, lo que puede evitarse gracias a una óptima estructura proteica que lo resista, la cual atrape las partículas de almidón, impidiendo su hinchamiento y favoreciendo la firmeza de la pasta cocida (Smatanová y LackoBartosova, 2014). Pero esta red proteica puede verse debilitada e interrumpida por la adición de nuevos componentes externos (Desai et al., 2017). Aunque cabe destacar que hay estudios que se contradicen, ya que las interacciones que pueden formarse son múltiples, y en algunas ocasiones, si los componentes externos provocan una interacción entre los gránulos de almidón y la matriz proteica, pueden llegar a mejorar y fortalecer la estructura, y, en consecuencia, reducir las pérdidas por cocción (Dziki et al., 2021). En el caso de este estudio, como se puede observar en la figura 11, ninguna de las pastas enriquecidas presenta diferencias significativas (p < 0,05) respecto al control, por lo que no se puede afirmar que se dé algún efecto acorde a los estudios. Las únicas que presentan diferencias significativas (p < 0,05) son la LSH y la WSH, siendo esta última la que menos pérdidas sufre. Esto puede ser debido, como se ha comentado anteriormente, a que el wakame presente un contenido mayor de fibra y retenga el mayor contenido de agua (Cofrades et al., 2008), haciendo de ligazón y, por lo tanto, sufriendo menos pérdidas. A pesar de esa diferencia, es necesario resaltar que se consiguieron unas mínimas perdidas por cocción, sin llegar a alcanzar ni un 3% en ninguno de los casos, ya que la calidad de la pasta no es considerada inaceptable hasta unas pérdidas superiores al 8% (Desai et al., 2017). 5.4.3. Humedad Según el Decreto 2181/1975, el límite máximo de humedad para las pastas alimenticias frescas es un 30%, y en este estudio, aunque todas rondan dicho valor, algunas de ellas presentaron valores ligeramente superiores. Al no haberse realizado el análisis inmediatamente después de su preparación es posible que se haya producido una rehidratación de las pastas, a lo que se le puede sumar la incorporación de los concentrados, tanto de algas como de pescado, los cuales son capaces de incrementar el contenido de agua por sí mismos. Además, se debe tener en cuenta el método de conservación usado (envasada en fresco y sin desecar) que puede resultar mucho más susceptible a las variaciones de peso en el producto final debido a la ganancia o pérdida de agua. Si se comparan entre ellas (fig. 12), las únicas diferencias significativas (p < 0,05) que se pueden observar son al comparar la LSH y la WSH, con un mayor porcentaje en la LSH. Como ya se ha mencionado, el alga wakame es la que más agua debería retener (Cofrades et al., 2008). En este caso, el alto contenido de humedad por parte de la lechuga de mar pudo deberse simplemente 32 por el proceso de rehidratación posterior. Ninguna presenta un valor notable como para confirmar un efecto por parte del alga, ya que todas rondan prácticamente el mismo porcentaje. Fig. 12. Humedad (%) de las diferentes formulaciones de pasta (azul) y el control (verde) Control (Sémola y agua) y pastas enriquecidas: LSH (lechuga de mar y shiitake); LL (lechuga de mar y lubina); NSH (Nori y shiitake); NA (Nori y atún); WSH (wakame y shiitake); WA (wakame y atún). Letras mayúsculas indican diferencias significativas (p <0,05) entre las distintas pastas. 5.5. Análisis de proteínas Según el Decreto 2181/1975, el contenido mínimo de proteína referida a sustancia seca que deben contener las pastas tanto secas como frescas es de 9,5%. Como se puede observar en la figura 13, todas cumplen tal requisito, sobrepasando dicho valor, aunque cabe destacar que la muestra control es la que menos contenido proteico tiene, presentando diferencias significativas (p < 0,05) con el resto de las pastas enriquecidas. Si se comparan las pastas suplementadas entre ellas, aquellas que contienen concentrado de atún (WA y NA) poseen un mayor contenido proteico, presentado diferencias significativas (p < 0,05) con las pastas de lechuga de mar (LSH y LL). El alga Nori es la que más contenido proteico presenta, 29g/100g, mientras que el wakame y la lechuga de mar tienen 17g/100g. El atún contiene algo más de proteína (22g/100g) que la lubina (18g/100g) (BEDCA, 2021). Aunque, como se puede apreciar en el gráfico, todas las pastas enriquecidas tienen prácticamente el mismo contenido proteico, puesto que los porcentajes añadidos de alga (3%) y de pescado son muy bajos, en especial de atún (1%), lo que provoca un mínimo efecto al compararse entre ellas. 0 5 10 15 20 25 30 35 CONTROL LSH LL NSH NA WSH WA AB B AB AB AB A AB Humedad % 33 Fig. 13. Contenido proteico (%) de las diferentes formulaciones de pasta (azul) y el control (verde) Control (Sémola y agua) y pastas enriquecidas: LSH (lechuga de mar y shiitake); LL (lechuga de mar y lubina); NSH (Nori y shiitake); NA (Nori y atún); WSH (wakame y shiitake); WA (wakame y atún). Letras mayúsculas indican diferencias significativas (p <0,05) entre las distintas pastas. 0 2 4 6 8 10 12 14 16 CONTROL LSH LL WSH NSH NA WA A B B BC BC C C % Proteína (%) 34 6. CONCLUSIONES La incorporación de concentrados de pescado y de algas a la pasta, en algunos casos, modificó sus propiedades fisicoquímicas y tecnológicas. Los principales cambios fueron: 1. Los tiempos de cocción óptimos de las pastas enriquecidas fueron ligeramente menores a los de la pasta control, exceptuando la pasta de atún con Nori (NA). 2. La incorporación de concentrados de pescado y algas modificó su perfil de textura. Las pastas enriquecidas presentaron unos valores de dureza significativamente más bajos respecto al control, exceptuando la NA. Esta formulación fue la más parecida al control, representadas por los parámetros de gomosidad, masticabilidad, dureza y fracturabilidad. Mientras que la pasta con lechuga de mar y lubina (LL) tuvo el perfil de textura más diferente, representada por los parámetros de adhesividad, resiliencia y cohesividad. Esta diferencia se debe principalmente a los dos tipos de pescados incorporados. 3. Todas las pastas enriquecidas fueron muy diferentesal control respecto al color, con una luminosidad más baja, siendo las de wakame y lechuga de mar verdes y las de Nori negras. La mayor variación de color la presentó la pasta con Nori, con el mayor descenso de luminosidad e índice de amarillo, y el incremento del índice de rojo. Así mismo, su contenido proteico se incrementó significativamente en todos los casos con respecto al de una pasta tradicional elaborada exclusivamente con trigo durum. 4. Los parámetros de calidad tecnológica de la pasta, en general, permanecieron semejantes a los de la pasta control, debido a los bajos porcentajes de concentrados de pescado y de algas incorporados. 35 CONCLUSIONS The addition of fish and seaweed concentrates to the pasta, in some cases, modified its physicochemical and technological properties. The main changes were: 1. Optimal cooking times of enriched pasta were slightly lower than control pasta, except for pasta with tuna and Nori (NA). 2. The addition of fish and seaweed concentrates on pasta modified its texture profile. Enriched pastas had significantly lower hardness values compared to the control, except NA. This pasta was the most similar to the control, represented by the parameters of gumminess, chewiness, hardness and fracturability. On the contrary, pasta with sea lettuce and sea bass (LL) had the most different texture profile, represented by the parameters of adhesiveness, resilience and cohesiveness. This difference is mainly due to the two types of fish incorporated. 3. Enriched pastas were very different from the control with respect to colour, with a lower lightness. Pastas with wakame and sea lettuce were green, and pastas with Nori were black. The highest colour variation was in pasta with Nori, with a decrease in brightness and yellow index, and an increase in red index. In the same way, the addition of marine ingredients to the pasta significantly increases its protein content. 4. Technological quality parameters of pasta, in general, remained similar to control pasta, due to the low percentages of fish and seaweed concentrates incorporated. 36 7. VALORACIÓN PERSONAL La elaboración del Trabajo de Fin de Grado me ha servido para poner en práctica gran parte de los conocimientos adquiridos en la titulación. En especial, en el área de investigación y desarrollo de nuevos alimentos, la cual está tomando cada vez más terreno en la Ciencia y Tecnología de los Alimentos. En mi opinión, es una de las ramas más interesantes, además de la importancia que conlleva para el futuro. Gracias al trabajo he podido experimentar el esfuerzo y dedicación que hay que poner en un proyecto de investigación, y toda la gente que hay detrás de éste. Además, me ha permitido adquirir una mayor destreza a la hora de desenvolverme en el laboratorio, con los protocolos y equipos. El proceso de evaluación de la calidad fisicoquímica y tecnológica del producto también me ha resultado muy enriquecedor, siendo una de las ramas en las que más hincapié se hace en el grado. Lo más importante, a mi parecer, es que he podido adquirir y ampliar nuevos conocimientos acerca de los análisis estadísticos necesarios para llevar a cabo la interpretación de los resultados. Muchos de ellos los desconocía y considero que son de suma importancia para realizar una buena discusión de los resultados, en especial para un futuro laboral, por lo que, en mi opinión, es un aspecto al que habría que darle un mayor protagonismo en el grado. 37 8. BIBLIOGRAFÍA -AACC INTERNATIONAL (2009). Approved Methods of the American Association of Cereal Chemists, 11th edn. St. Paul, MN: AACC. -Ainsa, A., Rubio, S., Vega, A., Marquina, P., Roncalés, P., Beltrán, J. A. y Calanche, J. (2021): “Pasta gluten-free enriquecida con compuestos bioactivos naturales de pescado”, Canales sectoriales Interempresas, Pescado. -Ainsa, A., Honrado, A., Marquina, P., Roncalés, P., Beltrán, J. A. y Calanche, J. 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