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Interciencia ISSN: 0378-1844 interciencia@ivic.ve Asociación Interciencia Venezuela Granito, Marisela; Torres, Alexia; Guerra, Marisa Desarrollo y evaluación de una pasta a base de trigo, maíz, yuca y frijol Interciencia, vol. 28, núm. 7, julio, 2003, pp. 372-379 Asociación Interciencia Caracas, Venezuela Disponible en: http://www.redalyc.org/articulo.oa?id=33908202 Cómo citar el artículo Número completo Más información del artículo Página de la revista en redalyc.org Sistema de Información Científica Red de Revistas Científicas de América Latina, el Caribe, España y Portugal Proyecto académico sin fines de lucro, desarrollado bajo la iniciativa de acceso abierto http://www.redalyc.org/revista.oa?id=339 http://www.redalyc.org/articulo.oa?id=33908202 http://www.redalyc.org/comocitar.oa?id=33908202 http://www.redalyc.org/fasciculo.oa?id=339&numero=3803 http://www.redalyc.org/articulo.oa?id=33908202 http://www.redalyc.org/revista.oa?id=339 http://www.redalyc.org 372 JUL 2003, VOL. 28 Nº 7 PALABRAS CLAVES / Frijol / Harinas Compuestas / Maíz / Pasta / Trigo / Yuca / Recibido: 08/04/2003. Modificado: 09/06/2003. Aceptado: 13/06/2003 Marisela Granito, Licenciada en Biología, Universidad Simón Bolívar (USB). Doctor en Ciencia de los Alimentos USB. Profesor Asociado, Departamento de Tecnología de Ser- vicios, USB. Dirección: Apartado Postal 89000, Caracas 1080A, Venezuela. e-mail: mgranito@usb.ve Alexia Torres, Licenciada en Biología, USB. M.Sc. en Ciencia de los Alimentos, USB. Pro- fesor Agregado, Departamento de Procesos Biológicos y Bioquímicos, USB. Marisa Guerra, Licenciada en Biología, Universidad Central de Venezuela (UCV). Doctor en Ciencia de los Alimentos, Universidad de Campinas, Brasil. Profesor Titular, Departamento de Procesos Biológicos y Bio- químicos, USB. DESARROLLO Y EVALUACIÓN DE UNA PASTA A BASE DE TRIGO, MAÍZ, YUCA Y FRIJOL MARISELA GRANITO, ALEXIA TORRES y MARISA GUERRA 0378-1844/03/07/372-08 $ 3. 00/0 a pasta alimenticia es un producto de consumo ma- sivo, considerado además un alimento funcional por su bajo aporte de grasa y sodio y baja respuesta glicémica (Jenkins et al., 1987, Araya et al., 2003). El trigo es el cereal más adecuado para la elaboración de la pasta. Sus proteínas tienen la capacidad de interactuar entre ellas y con otros compo- nentes como los lípidos, para formar complejos de lipoproteínas viscoelásticas (gluten), que contribuyen al desarrollo de la masa y previenen la disgregación de la pasta durante la cocción en agua caliente (Feillet, 1984). La semolina durum, pro- ducto granular de color amarillo oscuro y estructura vítrea proveniente de la mo- lienda del endospermo del grano de trigo durum, es la materia prima ideal para la fabricación de pasta (Hoseney, 1991). En Italia existe la obligación legal de utilizar únicamente sémola durum para la fabrica- ción de pasta (Dalla Rosa et al., 1996). En Venezuela, casi toda la producción de pasta se hace a base de esta materia pri- ma (Nobile, 1995). En países como Bra- sil se permite el uso de mezclas de sémo- la con otras harinas de cereales (Cassia et al., 1998). De acuerdo a Antognelli (1980), la pasta de trigo es un alimento nutricionalmente no balanceado, debido a su escaso contenido de grasa y fibra die- tética, y al bajo valor biológico de su proteína, originado por las deficiencias de lisina. Cuando se consume enriquecida con huevo o en combinación con carne, se incrementa su valor nutricional, pero también su costo. Sin embargo, se podría incrementar el valor nutricional de este alimento al mezclar la sémola de trigo con subproductos industriales como el germen desgrasado de maíz o con legu- minosas como Vigna sinensis, comúnmen- te conocida como frijol; ambos ricos en lisina. El frijol, al igual que otras legumi- nosas, es una excelente fuente de proteí- nas (20-40%), carbohidratos (50-60%) y otros nutrientes como tiamina, niacina, Ca y Fe. Así mismo, sus proteínas son ri- cas en ácidos glutámico y aspártico, y lisina. La metionina es el principal ami- noácido limitante en las proteínas del fri- jol. (Champ, 2001). El consumo de cereales y leguminosas en un solo alimento au- menta la calidad de la proteína consumi- da gracias a la complementación ami- noacídica que se produce. Los cereales representan una importante fuente de aminoácidos azufrados (metionina y cistina) y sus niveles son adecuados para compensar los bajos valores existentes en las leguminosas. Esta complementación no solo ocurre a nivel de proteína, sino también de vitaminas y minerales (FAO, 1997). En trabajos previos (Granito et al., 1998) se sustituyó la sémola de trigo has- ta en un 30% por harina de germen des- grasado de maíz, auyama fresca y clara de huevo deshidratada, logrando incre- mentar en 4 veces el contenido de lisina, 3 veces el de fibra insoluble y 2 el de fi- bra soluble. Asimismo, el contenido de todos los minerales estudiados, (Ca, Fe, K, P, Zn, Mg, Cu) se incrementó de for- ma significativa. Adicionalmente, mezclas de cereales y leguminosas son empleadas en la formulación de alimentos infantiles (Bressani , 1983, Jirapa et al., 2003) y en la producción de “snacks” (Hurtado et al., 2001). Desde un punto de vista tecnológico, la sustitución de la sémola por otros ingredientes, representa una dis- minución en el contenido de gluten y por ende una pasta de calidad inferior. Sin embargo, si se realizan modificaciones en el esquema tradicional de elaboración de JUL 2003, VOL. 28 Nº 7 373 la pasta, tales como el secado a altas temperaturas (Abecassis et al., 1989; Mes- tres et al., 1990, Bergman, et al., 1994; Fang y Khalil, 1996; Vansteelandt y Del- cour, 1998) y se usan aditivos como el estearoil-lactil-lactato de sodio a concen- traciones de 0,3% del peso de la harina (Pape y Campos, 1971), se puede mejorar la calidad de cocción y las características organolépticas de las pastas. En países tropicales como Venezuela, donde el trigo es impor- tado y la pasta constituye un alimento de alta demanda (Nobile, 1995), ocupando el tercer lugar entre los productos mas con- sumidos por la población venezolana (Mercado y Lorenzana, 2000), resulta de interés investigar la posible sustitución parcial de este cereal por otras fuentes de nutrientes de producción nacional, como el germen desgrasado de maíz, subpro- ducto rico en proteína y fibra dietética (Guerra et al., 1998) y el frijol (V. sinen- sis), leguminosa que ocupa el segundo lu- gar tanto a nivel de producción (MAC, 2000), como de consumo (Quintana, 1999) y cuyo uso en la alimentación hu- mana debe diversificarse. El objetivo de esta in- vestigación fue usar excedentes de la in- dustria del maíz como el germen desgra- sado y productos agrícolas como el frijol y el almidón de yuca, para sustituir la sé- mola de trigo durum en el desarrollo de una pasta nutricionalmente enriquecida y organolépticamente aceptable. Métodos y Materiales Materiales La sémola de trigo fue adquirida en el comercio local. El frijol (Vigna sinensis) variedad Orituco fue su- ministrado por el Centro Nacional de In- vestigaciones Agropecuarias (CENIAP). La harina de germen desgrasado de maíz fue donada por la empresa Promasa, el almidón de yuca por la empresa Mandio- ca y el gluten por la empresa Callier International. Preparación de las harinas Para preparar la harina de frijol crudo se remojaron los frijoles en agua destilada en una proporción 1:3 por 14h a 25ºC (Abdel-Gawad, 1993). Se escurrieron los granos, se descartó el agua de remojo, se secaron en estufa a 40ºC hasta una humedad de 8,7% y se molieron. La harina de frijol coci- da se obtuvo previo remojo (Abdel- Gawad, 1993) y posterior cocción en un autoclave Auotester-E a 121ºC por 15min y a 15lb/plg2 de presión. A continuación se preparó una pulpa con 39% de sólidos totales en un homogenizador Sinclair- Scott, la cual se secó a presión atmosféri- ca en un secador de doble tambor Venflovalk bajo presión de vapor (50lb/ plg2), con espacio de separación entre tambores de 8,8plg. Finalmentese molió en un molino Wiley Thomas, modelo N° 4, usando un tamiz de 0,5mm. Caracterización de las harinas y preparación de las pastas Se determinó humedad, proteína, cenizas, grasa cruda y fibra die- tética total de acuerdo a los métodos ofi- ciales de AOAC (1990). Para la preparación de las pastas se hizo una premezcla seca con las harinas de trigo, de maíz desgrasado, de frijol Orituco y de almidón de yuca (Tabla I). El aditivo estearoil lactilato sódico (SSL) fue preparado el día ante- rior al de la fabricación de la pasta, di- solviendo 150g de aditivo en 4l de agua a 90ºC y agregado a la mezcla seca como parte del agua de amasado. La relación agua:harina fue 3:1 (peso:volumen). A continuación se aplicó el esquema tecno- lógico propuesto por Bergman et al. (1994) el cual incluye una etapa de pre- secado seguida por un reposo y un seca- do a altas temperaturas. En la Figura 1 se presenta el esquema metodológico utiliza- do en la elaboración de las pastas. Se prepararon dos tipos de pasta con harina de frijol cocida (P2 y P3) y se formularon dos lotes de pastas, con la misma proporción de ingredientes de P2 y P3, pero usando harina de frijol remojado, crudo y molido (P6 y P7). De esta forma se elimina el proceso de coc- ción utilizado para obtener la harina de frijol, con lo que no solo se pretende dis- minuir el costo, sino las pérdidas de nu- trientes originadas por el proceso térmico. Para contrarrestar la dilución del gluten producida por la presencia de otras hari- nas diferentes a la sémola, se formularon las pastas P8 y P9 con igual composición de P6 y P7 pero con 1% de gluten añadi- do. Adicionalmente, se prepararon las pastas P4 y P5, con niveles de sémola in- feriores al 30% y una pasta control (Ta- bla I). ��������� ��� ����� � ����� � ������ � ������ � ���� � ������ � ������ ������� � ���� �� � ���� ����� �� ���� � � !�"� � !��� � #!�"� $���� � ����� % &' ()������� *���� � $"���� �����' ������� � � ���*+ ,!& -.+ %� �� ������ � ���/������ ��� � � 0!�*+ ,�& -.+ � �� ������ � ���/������ Figura 1. Esquema de la tecnología para la elaboración de las pastas. � ����� � ���� � 1 $!+�&' TABLA I COMPOSICIÓN PORCENTUAL DE LOS INGREDIENTES DE LAS PASTAS Pastas ST HGDM FO AY SSL Gluten Control 100 - - - - - P1* 75 25 - - - - P2 45 20 15 19,50 0,5 - P3 30 15 15 39,50 0,5 - P4 20 20 20 39,5 0,5 - P5 10 20 20 49,5 0,5 - P6 45 20 15 19,5 0,5 - P7 30 15 15 39,5 0,5 - P8 45 20 15 18,5 0,5 1% P9 30 15 15 18,5 0,5 1% * preparada industrialmente. ST: sémola de trigo, HGDM: harina de germen desgrasa- do de maíz, FO: frijol Orituco, AY: almidón de yuca, SSL: estearoil lactilato sódico. 374 JUL 2003, VOL. 28 Nº 7 Evaluación de las pastas La selección de las me- jores formulaciones se hizo en base a evaluaciones organolépticas y pruebas de cocción. La evaluación sensorial se reali- zó en el laboratorio con un panel de 15 personas semi-entrenadas, aplicando una prueba de calidad estructurada (Wittig, 1982). Para medir la calidad de cocción de las pastas se evaluaron el tiempo míni- mo o punto de cocción (Abecassis et al., 1989), la pérdida de sólidos por cocción y los aumentos de peso y volumen (Matsuo et al., 1992). Las pastas crudas fueron analizadas en cuanto a humedad, proteí- na, cenizas, grasa cruda y fibra dietética total, de acuerdo a AOAC (1990). Adicio- nalmente se midió color triestímulos en un Colorímetro Hunter Lab y la calidad biológica a través de la relación de efi- ciencia proteica (PER) y la digestibilidad in vivo. Para ello se usaron 6 ratas, 3 ma- chos y 3 hembras Sprague Dawley de 21 días de nacidas con pesos entre 35 y 42g. El período de experimentación fue de 15 días, con registros interdiarios del peso de los animales y alimento consumido por cada animal. Para la digestibilidad in vivo se usó el método de recolección de heces de Allison (1965) y se determinó el contenido de N por el método colorimé- trico de Cilli y Hevia (1989). Las pastas utilizadas para la preparación de las die- tas fueron cocidas al dente, secadas a temperatura ambiente y molidas en un molino Wiley Thomas modelo N°4, utili- zando un tamiz de 0,5mm. Para cuantificar los mi- nerales las muestras de pastas cocidas fueron procesadas y se prepararon las so- luciones de cenizas según AOAC (1990) para su posterior lectura en un espectro- fotómetro de absorción atómica Perkin Elmer, usando soluciones de referencia para determinar Na, K, Ca, Fe, Mg y Zn. La determinación de P se hizo por el mé- todo colorimétrico del ácido fosfomolib- dico (AOAC, 1990). El valor energético fue calculado, considerando un aporte de 4Kcal/g para carbohidratos y proteínas, 2Kcal/g para la fibra dietética y 9Kcal/g para los lípidos, y la composición porcen- tual de cada uno de ellos. Todos los análisis se realizaron por triplicado. Los resultados de las pruebas de cocción, sensoriales, color instrumental y biológicos se some- tieron a análisis de varianza de una vía. Para determinar entre que muestras exis- tían diferencias significativas, se realizó una comparación de medias por el méto- do de Duncan (Oestle, 1982). Resultados y Discusión Composición química de los ingredientes Los ingredientes utiliza- dos como extensores de la sémola de tri- go (ST) en la elaboración de las pastas son importantes fuentes no solo de pro- teína, sino de fibra dietética y cenizas (Tabla II). La harina de germen desgrasado (HGDM), subproducto de la obtención de harina de maíz precocida, es un ingrediente de producción nacional, suministro seguro y bajo costo. Si bien la cantidad de proteína de HGDM es muy similar a la de ST, su contenido en ami- noácidos esenciales como la lisina son di- ferentes. De acuerdo a Granito et al. (2000) la HGDM contiene 3,83g de lisina por 100g de proteína, mientras que la ST contiene 0,49g por 100g de proteína, por lo que se podría considerar a la primera como un mejorador de la calidad de la proteína de la mezcla. Asimismo, este in- grediente es una fuente importante de fi- bra dietética, de la cual el 20% es insolu- ble y un 4% es soluble, según Guerra et al. (1998). El contenido de proteí- nas de la harina de frijol Orituco (FO) cocido fue más alto (23,67%) que el del resto de los ingredientes. Este resultado es similar al reportado por Wang et al. (1997), cuando estudiaron el efecto de varios métodos de procesamiento, sobre el contenido nutricional de V. sinensis. Oyeleke et al. (1985) encontraron contenidos de 5g de lisina por kg de frijol. Al ser el frijol una bue- na fuente de lisina, debería contribuir junto con el germen de maíz, a incremen- tar el bajo contenido de este aminoácido en la sémola. Por otra parte, la sémola contribuiría a complementar los bajos ni- veles de metionina en las leguminosas como el frijol (Bressani, 1991). El contenido de fibra dietética en FO también resultó alto. Del 15,77% de fibra total (Tabla II), aproxima- damente el 11,5% es fibra insoluble y el 4,25% es fibra soluble (Rodríguez, 1997). Al igual que la HGDM, la harina de frijol representa un ingrediente que aporta canti- dades importantes de fibra dietética y, por lo tanto, puede ser incorporado cuando se quieran formular productos altos en fibra. El almidón de yuca (AY) se utilizó básicamente como fuente calórica y elemento gelificante, contribu- yendo a la textura final de las pastas. La capacidad de formar geles del AY ha sido señalada por Gunaratne y Hoover (2002), quienes estudiaron el efecto de los trata- mientos térmicos húmedos sobre las pro- piedades del almidón de varios tubércu- los, entre ellos la yuca. La relación amilosa/amilopectina presente en el almi- dón nativo determina la capacidad de retrogradación y por ende de gelificación de los almidones. En el caso particular del almidón de yuca, se ha reportado una tendencia a la gelificación/retrogradación media (Fennema, 1996), por lo que se es- peraba que dicho ingrediente contribuyera a generar la matriz necesaria para lograr una buena textura en las pastas extendi- das. Sin embargo, en las pastas donde se disminuyóST en un 5% y se aumentó AY hasta 39,5% (pastas P3 y P7) se ob- servó una disminución en la consistencia (Tabla III). TABLA II COMPOSICIÓN QUÍMICA DE LAS MATERIAS PRIMAS Componente (g/100g bs) ST HGDM FO AY Proteína 12,45 12,86 23,67 0,10 Grasa 0,83 0,82 2,88 - Fibra dietética total 0,91 24,30 15,77 - Cenizas 0,80 3,21 1,88 0,2 Carbohidratos* 71,43 48,99 47,41 88,70 (Kcal/100g) 344,81 303,38 349,94 354,80 * calculados por diferencia, no incluye la fibra dietética. ST: sémola de trigo, HGDM: harina de germen desgrasado de maíz, FO: frijol Orituco, AY: almidón de yuca. TABLA III PRUEBA DE CALIDAD ESTRUCTURADA Muestra Sabor Aspecto Consistencia P2 3,8c 4,4a 4,1a P3 3,85c 3,7a 3,5ab P4 2,68a 3,65a 3,05ab P6 3,3b 4,0a 3,75ab P7 3,25b 3,55a 3,1ab Prueba de P7 P6 P6 Preferencia La misma letra en una misma columna indica que no hay diferencias significativas (P≤0,05). JUL 2003, VOL. 28 Nº 7 375 Caracterización de las pastas desarrolladas El objetivo central de esta investigación consistió en elaborar una pasta nutricionalmente balanceada, de buena calidad organoléptica, tratando de reproducir el diagrama de flujo que se usa en la industria y al menor costo posi- ble. En virtud de lo anterior, se formula- ron las pastas P6 y P7, pastas con los mismos niveles de sustitución de P2 y P3, pero usando harina de frijol cruda. En la Tabla III se pre- sentan los resultados del análisis sensorial de las pastas formuladas excepto P5, la cual por el alto nivel de sustitución (90%) de sémola se desintegró con la cocción. P4, con 80% de sustitución se descartó por los bajos puntajes obtenidos en sabor y consistencia. La sustitución de sémola por las harinas de frijol crudas o cocidas afectó de manera significativa la valoración de las pastas formuladas. En- tre las pastas sustituidas al 55% (P2 y P6) se encontraron diferencias significati- vas en sabor. El parámetro sensorial “as- pecto” no varió de manera significativa; sin embargo, se observó una disminución en la consistencia. Igual comportamiento se observó para las pastas P3 y P7. Esto era de esperar dado que al disminuir la sémola, se reduce el contenido de gluten y por lo tanto la consistencia, la cual de- termina en gran medida la calidad de la pasta. En general, al sustituir la sémola por las otras harinas se altera- ron las características de calidad senso- rial de las pastas, particularmente la tex- tura. Esto coincide con lo reportado por autores como Rayas-Duarte et al. (1996) quién detectó cambios negativos en la textura sensorial de pastas sustituidas al 30% con harinas de amaranto y lupino, o Wu (2001), quien al sustituir la sémola durum por proteína de germen de maíz en proporciones de 5 y 10% reportó pér- didas por cocción similares a las del con- trol, pero menos firmeza en las pastas sustituidas. En panificación también se ha puesto de manifiesto el efecto adverso de sustituir la harina de trigo por harina de lenteja fermentada o de guisante germina- do. Sadowska et al. (1999) encontraron una relación inversamente proporcional entre el incremento en la suplementación con harina de guisante germinada y la calidad de la masa y de los panes formu- lados. En la fabricación de pastas al igual que en panificación, la ca- lidad de la proteína usada es más impor- tante que la cantidad. Aunque se incre- mentó el contenido de proteína, ésto se hizo con proteína entre cuyas característi- cas físicas no predomina la capacidad para formar matrices viscoelásticas, ca- racterística propia del gluten, a pesar que según Bugusu (2001) la zeína, proteína predominante en el germen de maíz, es capaz de mejorar la viscoelasticidad en sistemas de harinas compuestas. Dado que las pastas ela- boradas con harinas de frijol cruda (P6 y P7) presentaron menor consistencia que las pastas elaboradas con las mismas pro- porciones de harinas de frijol cocidas (P2 y P3) se añadió 1% de gluten a P6 y P7, formulándose P8 y P9. Los resultados obtenidos para las pruebas de cocción de las pastas se presentan en la Tabla IV. Los corres- pondientes a P4 y P5 no se señalan debi- do a que éstas se desintegraban durante el proceso de cocción, siendo descartadas por su difícil manipulación. El tiempo de cocción para lograr una pasta “al dente” fue de 11 minutos. No hubo variación en los tiempos de cocción para las diferentes pastas, pero sí varió el incremento de peso. Al comparar dichos incrementos para un mismo nivel de sustitución de sé- mola (55%) utilizando harina de frijol co- cida (P2) y cruda (P6), se obtuvo un ma- yor incremento para las pastas elaboradas con la harina cocida (P2). Esto podría ex- plicarse, si se considera que en las hari- nas de frijol crudas, el grado de hidratación y gelatinización del almidón debió ser menor que en las harinas coci- das, ya que la exposición del almidón al agua y al calor en las harinas crudas fue menor. Es conocido que una importante porción del almidón nativo de las legumi- nosas está encapsulado por paredes celu- lares que impiden su hidratación y poste- rior gelatinización (Jenkins et al., 1987; Tovar et al., 1991). Por otra parte, si se entiende la gelatinización como un proce- so donde el gránulo de almidón absorbe agua, se hincha y desarrolla viscosidad, se solubiliza la amilosa y se rompe el gránulo cuando el tratamiento es excesivo (Colonna et al., 1992), es lógico suponer que el tratamiento térmico que sufrió la harina de frijol cocida aumentó el almi- dón disponible para hidratación. Igual comportamiento se observó para P3, don- de el nivel de sustitución fue mayor. Si bien los incrementos de peso estuvieron dentro de lo esperado (Morales de León et al., 1997), los au- mentos de volumen fueron muy bajos y difirieron de manera significativa del con- trol. Ante este resultado y considerando las altas pérdidas por cocción de las pas- tas P2, P6, P3 y P7, se podría inferir que el almidón de estas pastas se hidrató, pero posteriormente se solubilizó y pasó al agua de cocción, al no haber una ma- triz proteica suficientemente fuerte para retener el almidón gelatinizado. Al comparar las pérdidas por cocción de las pastas elaboradas con harina de frijol crudo con las de harina de frijol cocido, se puede observar que las pérdidas fueron mayores para las pri- meras. Esto podría sugerir que el trata- miento térmico previo a que fue sometida la harina de frijol cocida pudo aumentar la desnaturalización de la proteína y la disponibilidad del almidón, y por tanto la susceptibilidad de estos componentes para formar complejos altamente agregados entre ellos y con los lípidos, que contri- buyeron a evitar las pérdidas de sólidos en el agua de cocción. Sin embargo, es importante señalar que en cualquiera de los dos casos, a pesar de haber utilizado altas temperaturas y el aditivo SSL, las pérdidas por cocción fueron superiores a 9%, nivel que según Hoseney (1991) re- sulta indeseable en la fabricación de pas- tas alimenticias. Bahnasey y Kan (1986) reportaron altas pérdidas por cocción, simi- lares a las de este estudio, en pastas suple- mentadas con leguminosas hasta un 15% y secadas de forma tradicional a bajas tempe- TABLA IV PRUEBAS DE COCCIÓN DE LAS PASTAS Pastas Tiempo mín. Incremento de Ganancia de Aumento de Pérdidas Cocción (min) peso (%) peso (g/10g) Volumen (%) porcocción (%) Control 11a 196ª 14,82ª 13,33a 5,90cd P1* 12a 213c 10,63c 23,60c 14,40e P2 11a 286e 19,30e 2,67d 21,39f P3 11a 228bd 16,40bd 1,33e 22,41g P6 11a 253bd 17,65bd 3,00e 29,63g P7 11a 204bd 15,20bd 1,67f 37,46a P8 11a 255b 17,75b 2,00e 3,76f P9 11a 294e 19,70e 2,67e 3,82a *preparada industrialmente. La misma letra en una misma columna indica que no hay diferen- cias significativas (Pd≤0,05) 376 JUL 2003, VOL. 28 Nº 7 raturas. Sin embargo, Bergman et al. (1996) al secar las mismas pastas a altas temperaturas reportaron pérdidas por coc- ción de 8% para el máximo nivel de susti- tución (15%). Según Dexter et al. (1981) y Bergman et al. (1994), el uso de altas temperaturas de secado (70 y 90°C) son su- ficientes para desnaturalizarlas proteínas e inducir la formación de una matriz proteí- na-carbohidratos-lípidos que impide la solubilización del almidón en el agua de cocción. Bergman et al. (1994), también se- ñalaron que la suplementación de espague- tis con 15% de harina de frijol tuvo un efecto positivo sobre la textura de la pasta, que atribuyeron al incremento en la canti- dad de proteína, la que compite con el al- midón por el agua, disminuyendo la posibi- lidad de solubilización del almidón. En este estudio no se observó tal efecto, probablemente debido a que el nivel de sustitución de la sémola fue mucho mayor a 15% y el contenido de proteína de las pastas P2, P6, P3 y P7 fue inferior al usado por Bergman et al., (1994). Si bien la suplementación de ha- rina de frijol fue la misma (15%), la can- tidad de sémola fue menor. Bergman et al. (1994) trabajaron con niveles de 75% de sémola; en esta investigación P6 con- tenía 45% y P7 30% de sémola, y la di- ferencia fue completada con almidón de yuca de alto poder de gelificación y vis- cosidad. Sin embargo, parece que la cali- dad de la proteína utilizada fue un factor determinante en la textura de las pastas. A pesar de haber utilizado altas tempera- turas de secado, la matriz proteica que debió rodear al almidón no fue suficiente para evitar las pérdidas por cocción, de allí la necesidad de añadir 1% de gluten. El uso del SSL como aditivo y en combinación con las altas temperaturas de secado, no resultó efectivo como mejorador de la textura. Pape y Campos (1971) reportaron buenos resulta- dos al usar SSL en pastas de sémola. Sin embargo, al utilizarlo en pastas a base de mezclas de sémola y harina de maíz opa- co, las pérdidas por cocción fueron altas. Atribuyeron este resultado a las diferen- cias en granulometría de las harinas. La sustitución de la sé- mola por HFDM, FO y AY a niveles supe- riores a 50% afecta negativamente en pa- rámetros de calidad de la pasta, tales como pérdidas de sólidos por cocción, in- cremento de peso e incremento de volu- men. Esta disminución de la calidad de las pastas no pudo ser contrarrestada con el uso de las altas temperaturas de secado y el uso de SSL. Sin embargo, al añadir 1% de gluten a la formulación con más de 50% de sustitución, la pérdida de sólidos por cocción disminuyó en forma significa- tiva a niveles inferiores a los del control. Wittig et al. (2002) al formular pastas lar- gas con sémola de trigo y 12% de fibra de lupino, debió utilizar 1% de gluten vital para obtener una pasta con adecuados pa- rámetros de calidad de cocción. En la Tabla V se presen- tan los resultados de la medición instru- mental del color de las pastas. El índice de amarillo de las pastas sustituidas fue signi- ficativamente menor que el del control, sin embargo a medida que se incrementaron los niveles de sustitución de HGDM, tam- bién se incrementó el color amarillo. Res- pecto al rojo, fue significativamente supe- rior para las pastas sustituidas y se incre- mentó a medida que aumentó la sustitu- ción. Estos incrementos en las tonalidades amarillo y rojo, probablemente se debieron a la presencia del HGDM, que contiene partículas de pericarpio. La suplementación con HGDM originó unas pastas más oscu- ras, menos amarillas y más rojas. Resulta- dos similares fueron reportados por Lucisano et al. (1984) al utilizar germen desgrasado de maíz para producir pastas. En general, la sustitución de la sémola por cualquier otro ingredien- te tiene un efecto negativo sobre el color de las pastas (Rayas-Duarte et al., 1996; Quattrucci et al., 1997). Para las pastas P2, P6, P3 y P7 se observó oscurecimien- to a medida que aumentó el nivel de susti- tución, excepto para P9, cuyo índice de blancura no difirió del control. Los resultados de blancu- ra (L) encontrados fueron superiores a los de Bergman et al. (1994), quienes reporta- ron valores entre 53% y 49%. Esto podría deberse a la presencia del almidón de yuca, y a diferencias en el proceso y equipos uti- lizados para el secado a altas temperaturas, proceso que de acuerdo a Quattrucci et al. (1997) origina reacciones de Maillard que oscurecen el producto final. Al comparar los resultados de color de las pastas fabricadas con harinas de frijol cocidas (P2 y P3) con las fabrica- das con harinas de frijol crudas (P6 y P7), se observa que los índices de blancura fue- ron inferiores y los valores de a y b fueron superiores para P2 y P3. Esto podría atri- buirse a las reacciones de Maillard desarro- lladas durante el secado en tambor doble ro- tatorio, de las harinas cocidas de frijol. Entre P6 y P8, la única diferencia fue el 1% de gluten añadido a la masa, puesto que el proceso aplicado fue exactamente igual. Sin embargo, para el índice de blancura (L), los valores obte- nidos fueron superiores cuando el gluten estuvo presente. Se podría entonces supo- ner que al aumentar el contenido de gluten, la matriz proteica que se forma al- rededor del almidón disminuye la disponi- bilidad de los extremos reductores de los azúcares y por tanto la posibilidad de que ocurra la reacción de Maillard. Caracterización química y valor energético de las pastas En la Tabla VI se pre- sentan los resultados de la composición de las pastas crudas. Los valores obteni- TABLA V COLOR DE LAS PASTAS Muestra L A B Control 86,98a 0,80a 13,8a P2 71,77d 2,79d 14,22a P3 72,53d 2,30c 14,10a P6 77,72c 1,51b 12,88ab P7 76,17c 1,06a 10,92c P8 72,59d 1,30ab 12,62b P9 88,68a 0,39a 10,20c L: negro = 0, blanco = 100; A: + = rojo, – = verde; B: + = amarillo, – = azul. La misma letra en una misma columna indi- ca que no hay diferencias significativas (Pd≤0,05) TABLA VI COMPOSICIÓN QUÍMICA Y VALOR ENERGÉTICO DE LAS PASTAS PRESELECCIONADAS Muestra Proteína Grasa Ceniza Fibra* CHO** Energía (%) (%) (%) (%) (%) Kcal/100g Control 14,40 0,96 0,93 4,16 65,97 330,12 P1*** 14,22 0,91 1,36 4,76 69,66 343,71 P2 11,64 1,06 1,68 7,75 69,62 334,58 P3 10,39 0,86 1,55 9,04 70,96 333,14 P6 11,03 1,06 1,60 13,10 64,61 312,60 P7 11,63 0,86 1,56 14,54 64,36 311,70 P8 13,17 1,01 1,54 12,64 66,60 328,17 P9 14,34 0,83 1,98 14,26 63,39 318,39 * Fibra dietética. ** Calculados por diferencia. *** Preparada industrialmente. JUL 2003, VOL. 28 Nº 7 377 dos para proteínas fueron superiores, ex- cepto para P3, al mínimo de 10,5% esta- blecido por la norma 283-83 (COVENIN, 1983) para pastas alimenticias de sémola granular. Al añadir gluten no solo mejoró la textura, sino el contenido proteico (P6 y P7). La fibra dietética total incrementó respecto al control por la pre- sencia de la harina de frijol, la cual se usó de forma integral. El contenido de fi- bra (Tabla VI) fue superior para las pas- tas donde se usó harina de frijol cruda (P6, P7, P8 y P9), lo que podría explicar- se si se considera que el método utilizado para cuantificar la fibra dietética también cuantifica el almidón resistente, que en el caso de las harinas crudas de leguminosa es básicamente del tipo RS1 (Englyst et al., 1992; Granito et al, 2001). Rave y Sievert (1992) al estudiar el efecto de la cocción sobre la formación de almidón resistente, detectaron la presencia de amilosa recristalizada (RS3) en la frac- ción de fibra dietética de la pasta después de cocida, por lo que era de esperarse un mayor contenido de fibra dietética para las pastas elaboradas con harinas crudas. En dichas pastas probablemente no solo estuvo presente la fracción de almidón resistente RS1, sino la fracción RS3, ori- ginada por la retrogradación que se pro- dujo en las pastas después de que estas fueron cocidas y se enfriaron. El aporte energético de las pastas, tal como se esperaba, fue infe- rior para las pastas elaboradas con hari- nas de frijol crudas, por el mayor conte- nido de fibra dietética presente Ensayos biológicos En la Tabla VII se pre- sentan los resultados correspondientes a la evaluación de la calidad nutricional de las pastas. La relación de eficiencia proteica (PER) de 1,56 en P2, elaborada con 15% de harina de frijol cocida y 20% de HGDM, fue superior al de las pastas control (0,39).Al disminuir la proporción de HGDM a 15%, mante- niendo la misma proporción de harina de frijol (P3), PER disminuyó a 1,53 evi- denciando un posible efecto de la pre- sencia de la HGDM. Para las pastas ela- boradas con harina de frijol cruda (P6 y P7) los valores de PER no variaron de forma significativa (p≤0,05) respecto a las formuladas con harina de frijol coci- da. Al añadir 1% de gluten se incremen- tó PER en un 96,8% respecto a la mis- ma pasta sin gluten. La complementa- ción aminoacídica producida por la pre- sencia de la harina de FO, HGDM y gluten probablemente ocasionaron dicho incremento. La sustitución de sémola por HGDM y FO, ambos ricos en fibra dietética, produjo disminuciones significa- tivas en la digestibilidad. Sin embargo, cabe destacar que para las pastas prepara- das con harina de frijol cruda se observa- ron mayores valores de digestibilidad que para las pastas con harina de frijol coci- da. Si se considera el proceso de cocción al que fue sometida la harina de frijol an- tes de su incorporación en P2 y P3, se podría pensar que estas pastas deberían ser más digeribles que las elaboradas con las harinas crudas, siendo estos resultados contradictorios. Una posible explicación a este hecho podría estar en la utilización de las altas temperaturas de secado. Las harinas de frijol crudo tenían un mayor contenido de humedad inicial, que las ha- rinas de frijol cocidas. El hinchamiento y posterior gelatinización de los gránulos de almidón al aplicar altas temperaturas de secado en presencia de humedad, po- dría facilitar la exposición de grupos proteicos al ataque de enzimas digestivas. En cambio, la precocción aplicada para obtener las harinas cocidas de frijol, no solo disminuyó el agua disponible al mo- mento de la aplicación de las altas tem- peraturas de secado, sino que posible- mente originó enlaces y cambios en la matriz proteica que dificultaron el ataque enzimático. Quatrucci et al. (1997) repor- taron resultados similares al estudiar el efecto de las altas temperaturas sobre la digestibilidad de la pasta de sémola. Sin embargo, el uso de las altas temperaturas de secado con un contenido de 12,5% de proteína tuvo un efecto positivo. Se reco- mienda su uso siempre y cuando exista suficiente proteína para formar la matriz, que impida la solubilización del almidón en el agua de cocción. Abdel-Aal y Huci (2002) reportaron disminuciones en la di- gestibilidad de pastas de sémola elabora- das a partir de harinas de sémola “durum” previamente procesadas térmica- mente. Al añadir 1% de gluten en P6 y P7, tanto PER como la digestibi- lidad in vivo se incrementaron de forma significativa, indicando una mejora en la cantidad y la calidad de la proteína. La adición de harina de FO y de HGDM mejoró el valor nutricio- nal de la pasta. Sin embargo, al añadir 1% de gluten se observaron incrementos superiores, resultando la pasta de mayor digestibilidad in vivo (93,78%) aquella sustituida al 55% con frijol crudo y con 1% de gluten añadido. Contenido de minerales de las pastas La cuantificación de los minerales se hizo en las pastas previa- mente cocidas en agua, escurridas y deshidratadas, en virtud de los resultados encontrados por Albrecht et al. (1986) y Bergman et al. (1996), según los cuales las pérdidas de minerales ocasionada por la cocción suelen ser altas, de 56% para el Ca y 18,6% para el K (Albrecht et al., 1986), y de 40% para el Fe y 14% para el Zn (Bergman et al., 1996). El Ca (5,51mg/100g) en la pasta de sémola (control) fue inferior al reportado por Albrecht et al. (1986) para macarrones de sémola (10,8mg/ 100g) y al encontrado por Bergman et al. (1996) de 22,92mg/100g. Las diferencias pudieron deberse a diferencias en la cali- dad de la materia prima y del producto final. El contenido de minera- les de las pastas sustituidas fue mayor que el del control (Tabla VII). A medida que se incrementaron los niveles de susti- tución, aumentó el contenido de todos los minerales. Además de la HGDM, la hari- na de FO contribuyó de forma importante al contenido de minerales. Bergman et al. (1996) reportaron altos contenidos de Ca y Fe para estas harinas. Para las pastas sustituidas con harina de FO y AY los in- TABLA VII CALIDAD NUTRICIONAL DE LAS PASTAS Muestras PER Digestibilidad Calcio Fósforo Potasio Magnesio (%) (%) mg/100g mg/100g mg/100g mg/100g Control 0,39a 98,55d 5,51a 106,9a 156,8a 36,15a P2 1,56bc 77,46a 762,4e 520,4c 19087,6e 1608,2e P3 1,53b 77,49a 310,5c 464,2c 6879,4b 627,5b P6 1,25b 81,13b 472,4d 326,8b 20523,2e 2684,8f P7 1,13b 79,07ab 165,4b 282,3b 7077,1b 851,5c P8 2,46c 93,78c 202,4b 736,6e 8726,2c 953,9d P9 2,47c 91,73c 130,6b 616,6d 15368,2d 1441,8e Caseína 2,77d 98,90d - - - - La misma letra en una misma columna indica que no hay diferencias significativas (Pd≤0,05). 378 JUL 2003, VOL. 28 Nº 7 crementos, particularmente en Ca, K y Mg, fueron significativos. No se pudo establecer un patrón específico que explique la dife- rencia en el contenido de minerales entre las pastas elaboradas con harinas crudas y las elaboradas con harinas cocidas. Se esperaba un menor contenido de minera- les en las harinas que fueron sometidas a mayor procesamiento; sin embargo, esto no ocurrió con Ca y P, cuyos contenidos fueron mayores para las pastas preparadas con harinas cocidas. El consumo de una ración de pasta P6 cocida seca representa el 66% del Ca requerido por un adulto promedio (1000mg/día; INN, 2000). Este aporte es de gran importancia si se consi- dera que las pastas, el quinto alimento mas consumido en Venezuela (Lorenzana y Mercado, 2002), en general no son identificadas como fuentes de Ca. Res- pecto al P, esa misma ración aporta el 68,3% de los requerimientos ponderados diarios para un adulto (670mg/día). De los resultados obteni- dos se concluye que la HGDM y la hari- nas de FO son ingredientes con alto po- tencial nutricional y funcionalmente ade- cuados para ser utilizados en la elabora- ción de pastas como extensores de la sé- mola. El almidón de yuca de alta viscosidad y gelificación, puede ser usado en la producción de pastas en con- centración ≤20%. Su aporte calórico es importante; sin embargo, como elemento proveedor de textura, a las concentracio- nes usadas en esta investigación no es su- ficiente. Debe usarse en combinación con gluten. En mezclas de harinas compuestas con niveles de sustitución de la sémola superiores a 45%, el uso de SSL no es recomendable, por no ser ca- paz de mantener una textura adecuada en las pastas, siendo las pérdidas por coc- ción superiores al 9% permitido. El uso de gluten, a con- centraciones de 1% es suficiente para producir una pasta con bajas pérdidas por cocción y textura adecuada, aún a niveles de sustitución de 45% de sémola. Adicio- nalmente, mejora el contenido de proteína y la calidad de ésta, en particular al au- mentar la digestibilidad in vivo. La sustitución de la sé- mola hasta un 45%, por HGDM, FO y AY, mejoró significativamente el conteni- do nutricional de las pastas, en particular el contenido de minerales y fibra dieté- tica total. Se concluye que la pasta seleccionada en base a parámetros de ca- lidad tecnológica, sensorial y nutricional fue la sustituida al 55% con harina de frijol cruda y suplementada con 1% de gluten, siendo posible sustituir la sémola usando materias primas nacionales de alto valor nutricional en la producción de una pasta corta nutricionalmente balanceada. AGRADECIMIENTOS Este trabajo contó con el apoyo financiero de la Dirección de In- vestigación de la Sede del Litoral, Uni- versidad Simón Bolívar, y de la Funda- ción Nacional de Ciencia y Tecnología, FONACIT. Los autores agradecen la cola- boración de Yajaira Sánchez y Benito In- fante de la Escuela de Nutrición, Univer- sidad Central de Venezuela. 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