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Desarrollo y evaluacion de una pasta a base de trigo, maiz, yuca y frijol.

Aunque las pastas representan el 4% del aporte diario de proteina, esta es de bajo valor biologico por deficiencia de lisina, la cual puede complementarse mezclando la semola de trigo con harinas de leguminosas. El objetivo del trabajo fue usar excedentes de la industria del maiz como germen desgrasado, y productos agricolas como frijol (Vigna sinensis) y almidon de yuca, para sustituir la semola de trigo en una pasta nutricionalmente enriquecida y organolepticamente aceptable. Se utilizo una metodologia factible y se adiciono estearoil-lactil-lactato de sodio al 0,5%. Se efectuo un presecado a 55[grados]C y 70% de humedad relativa por 3h y un secado a 90[grados]C y 75% de humedad relativa por 2h. La semola fue sustituida en 55%, 70%, 80% y 90%. Se evaluaron proteina, humedad, grasa, cenizas, fibra dietetica, minerales y color de las pastas elaboradas. En base a pruebas de coccion y sensoriales se descartaron las pastas con 80 y 90% de sustitucion. Las restantes se reformularon utilizando harina de frijol cocida y cruda. Al comparar con un control de semola se obtuvo un incremento en el contenido de fibra dietetica. Los analisis biologicos indicaron un incremento de los valores de eficiencia proteica (PER) y disminucion en la digestibilidad verdadera in vivo. La pasta de mayor digestibilidad in vivo y aceptabilidad sensorial fue la sustituida al 55% con harina de frijol cruda. Al anadirle 1% de gluten se obtuvo una disminucion en la perdida de solidos por coccion y se incremento PER.

PALABRAS CLAVES / Frijol / Harinas Compuestas / Maiz / Pasta / Trigo / Yuca /

Recibido: 08/04/2003. Modificado: 09/06/2003. Aceptado: 13/06/2003

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La pasta alimenticia es un producto de consumo masivo, considerado ademas un alimento funcional por su bajo aporte de grasa y sodio y baja respuesta glicemica (Jenkins et al., 1987, Araya et al., 2003).

El trigo es el cereal mas adecuado para la elaboracion de la pasta. Sus proteinas tienen la capacidad de interactuar entre ellas y con otros componentes como los lipidos, para formar complejos de lipoproteinas viscoelasticas (gluten), que contribuyen al desarrollo de la masa y previenen la disgregacion de la pasta durante la coccion en agua caliente (Feillet, 1984). La semolina durum, producto granular de color amarillo oscuro y estructura vitrea proveniente de la molienda del endospermo del grano de trigo durum, es la materia prima ideal para la fabricacion de pasta (Hoseney, 1991). En Italia existe la obligacion legal de utilizar unicamente semola durum para la fabricacion de pasta (Dalla Rosa et al., 1996). En Venezuela, casi toda la produccion de pasta se hace a base de esta materia prima (Nobile, 1995). En paises como Brasil se permite el uso de mezclas de semola 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 dietetica, y al bajo valor biologico de su proteina, originado por las deficiencias de lisina. Cuando se consume enriquecida con huevo o en combinacion con carne, se incrementa su valor nutricional, pero tambien su costo. Sin embargo, se podria incrementar el valor nutricional de este alimento al mezclar la semola de trigo con subproductos industriales como el germen desgrasado de maiz o con leguminosas como Vigna sinensis, comunmente conocida como frijol, ambos ricos en lisina. El frijol, al igual que otras leguminosas, es una excelente fuente de proteinas (20-40%), carbohidratos (50-60%) y otros nutrientes como tiamina, niacina, Ca y Fe. Asi mismo, sus proteinas son ricas en acidos glutamico y aspartico, y lisina. La metionina es el principal aminoacido limitante en las proteinas del frijol. (Champ, 2001).

El consumo de cereales y leguminosas en un solo alimento aumenta la calidad de la proteina consumida gracias a la complementacion aminoacidica que se produce. Los cereales representan una importante fuente de aminoacidos azufrados (metionina y cistina) y sus niveles son adecuados para compensar los bajos valores existentes en las leguminosas. Esta complementacion no solo ocurre a nivel de proteina, sino tambien de vitaminas y minerales (FAO, 1997). En trabajos previos (Granito et al., 1998) se sustituyo la semola de trigo hasta en un 30% por harina de germen desgrasado de maiz, auyama fresca y clara de huevo deshidratada, logrando incrementar en 4 veces el contenido de lisina, 3 veces el de fibra insoluble y 2 el de fibra soluble. Asimismo, el contenido de todos los minerales estudiados, (Ca, Fe, K, P, Zn, Mg, Cu) se incremento de forma significativa. Adicionalmente, mezclas de cereales y leguminosas son empleadas en la formulacion de alimentos infantiles (Bressani , 1983, Jirapa et al., 2003) y en la produccion de "snacks" (Hurtado et al., 2001).

Desde un punto de vista tecnologico, la sustitucion de la semola por otros ingredientes, representa una disminucion en el contenido de gluten y por ende una pasta de calidad inferior. Sin embargo, si se realizan modificaciones en el esquema tradicional de elaboracion de la pasta, tales como el secado a altas temperaturas (Abecassis et al., 1989; Mestres et al., 1990, Bergman, et al., 1994; Fang y Khalil, 1996; Vansteelandt y Delcour, 1998) y se usan aditivos como el estearoil-lactil-lactato de sodio a concentraciones de 0,3% del peso de la harina (Pape y Campos, 1971), se puede mejorar la calidad de coccion y las caracteristicas organolepticas de las pastas.

En paises tropicales como Venezuela, donde el trigo es importado y la pasta constituye un alimento de alta demanda (Nobile, 1995), ocupando el tercer lugar entre los productos mas consumidos por la poblacion venezolana (Mercado y Lorenzana, 2000), resulta de interes investigar la posible sustitucion parcial de este cereal por otras fuentes de nutrientes de produccion nacional, como el germen desgrasado de maiz, subproducto rico en proteina y fibra dietetica (Guerra et al., 1998) y el frijol (V. sinensis), leguminosa que ocupa el segundo lugar tanto a nivel de produccion (MAC, 2000), como de consumo (Quintana, 1999) y cuyo uso en la alimentacion humana debe diversificarse.

El objetivo de esta investigacion fue usar excedentes de la industria del maiz como el germen desgrasado y productos agricolas como el frijol y el almidon de yuca, para sustituir la semola de trigo durum en el desarrollo de una pasta nutricionalmente enriquecida y organolepticamente aceptable.

Metodos y Materiales

Materiales

La semola de trigo fue adquirida en el comercio local. El frijol (Vigna sinensis) variedad Orituco fue suministrado por el Centro Nacional de Investigaciones Agropecuarias (CENIAP). La harina de germen desgrasado de maiz fue donada por la empresa Promasa, el almidon de yuca por la empresa Mandioca y el gluten por la empresa Callier International.

Preparacion de las harinas

Para preparar la harina de frijol crudo se remojaron los frijoles en agua destilada en una proporcion 1:3 por 14h a 25[grados]C (Abdel-Gawad, 1993). Se escurrieron los granos, se descarto el agua de remojo, se secaron en estufa a 40[grados]C hasta una humedad de 8,7% y se molieron.

La harina de frijol cocida se obtuvo previo remojo (Abdel-Gawad, 1993) y posterior coccion en un autoclave Auotester-E a 121[grados]C por 15min y a 151b/[plg.sup.2] de presion. A continuacion se preparo una pulpa con 39% de solidos totales en un homogenizador Sinclair-Scott, la cual se seco a presion atmosferica en un secador de doble tambor Venflovalk bajo presion de vapor (501b/ [plg.sup.2]), con espacio de separacion entre tambores de 8,8plg. Finalmente se molio en un molino Wiley Thomas, modelo No. 4, usando un tamiz de 0,5mm.

Caracterizacion de las harinas y preparacion de las pastas

Se determino humedad, proteina, cenizas, grasa cruda y fibra dietetica total de acuerdo a los metodos oficiales de AOAC (1990).

Para la preparacion de las pastas se hizo una premezcla seca con las harinas de trigo, de maiz desgrasado, de frijol Orituco y de almidon de yuca (Tabla I). El aditivo estearoil lactilato sodico (SSL) fue preparado el dia anterior al de la fabricacion de la pasta, disolviendo 150g de aditivo en 41 de agua a 90[grados]C y agregado a la mezcla seca como parte del agua de amasado. La relacion agua:harina fue 3:1 (peso:volumen). A continuacion se aplico el esquema tecnologico propuesto por Bergman et al. (1994) el cual incluye una etapa de presecado seguida por un reposo y un secado a altas temperaturas. En la Figura 1 se presenta el esquema metodologico utilizado en la elaboracion 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 proporcion 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 coccion utilizado para obtener la harina de frijol, con lo que no solo se pretende disminuir el costo, sino las perdidas de nutrientes originadas por el proceso termico. Para contrarrestar la dilucion del gluten producida por la presencia de otras harinas diferentes a la semola, se formularon las pastas P8 y P9 con igual composicion de P6 y P7 pero con 1% de gluten anadido. Adicionalmente, se prepararon las pastas P4 y P5, con niveles de semola inferiores al 30% y una pasta control (Tabla I).

Evaluacion de las pastas

La seleccion de las mejores formulaciones se hizo en base a evaluaciones organolepticas y pruebas de coccion. La evaluacion sensorial se realizo en el laboratorio con un panel de 15 personas semi-entrenadas, aplicando una prueba de calidad estructurada (Wittig, 1982). Para medir la calidad de coccion de las pastas se evaluaron el tiempo minimo o punto de coccion (Abecassis et al., 1989), la perdida de solidos por coccion y los aumentos de peso y volumen (Matsuo et al., 1992).

Las pastas crudas fueron analizadas en cuanto a humedad, proteina, cenizas, grasa cruda y fibra dietetica total, de acuerdo a AOAC (1990). Adicionalmente se midio color triestimulos en un Colorimetro Hunter Lab y la calidad biologica a traves de la relacion de eficiencia proteica (PER) y la digestibilidad in vivo. Para ello se usaron 6 ratas, 3 machos y 3 hembras Sprague Dawley de 21 dias de nacidas con pesos entre 35 y 42g. El periodo de experimentacion fue de 15 dias, con registros interdiarios del peso de los animales y alimento consumido por cada animal. Para la digestibilidad in vivo se uso el metodo de recoleccion de heces de Allison (1965) y se determino el contenido de N por el metodo colorimetrico de Cilli y Hevia (1989). Las pastas utilizadas para la preparacion de las dietas fueron cocidas al dente, secadas a temperatura ambiente y molidas en un molino Wiley Thomas modelo No.4, utilizando un tamiz de 0,5mm.

Para cuantificar los minerales las muestras de pastas cocidas fueron procesadas y se prepararon las soluciones de cenizas segun AOAC (1990) para su posterior lectura en un espectro-fotometro de absorcion atomica Perkin Elmer, usando soluciones de referencia para determinar Na, K, Ca, Fe, Mg y Zn. La determinacion de P se hizo por el metodo colorimetrico del acido fosfomolibdico (AOAC, 1990). El valor energetico fue calculado, considerando un aporte de 4Kcal/g para carbohidratos y proteinas, 2Kcal/g para la fibra dietetica y 9Kcal/g para los lipidos, y la composicion porcentual de cada uno de ellos.

Todos los analisis se realizaron por triplicado. Los resultados de las pruebas de coccion, sensoriales, color instrumental y biologicos se sometieron a analisis de varianza de una via. Para determinar entre que muestras existian diferencias significativas, se realizo una comparacion de medias por el metodo de Duncan (Oestle, 1982).

Resultados y Discusion

Composicion quimica de los ingredientes

Los ingredientes utilizados como extensores de la semola de trigo (ST) en la elaboracion de las pastas son importantes fuentes no solo de proteina, sino de fibra dietetica y cenizas (Tabla II).

La harina de germen desgrasado (HGDM), subproducto de la obtencion de harina de maiz precocida, es un ingrediente de produccion nacional, suministro seguro y bajo costo. Si bien la cantidad de proteina de HGDM es muy similar a la de ST, su contenido en aminoacidos esenciales como la lisina son diferentes. De acuerdo a Granito et al. (2000) la HGDM contiene 3,83g de lisina por 100g de proteina, mientras que la ST contiene 0,49g por 100g de proteina, por lo que se podria considerar a la primera como un mejorador de la calidad de la proteina de la mezcla. Asimismo, este ingrediente es una fuente importante de fibra dietetica, de la cual el 20% es insoluble y un 4% es soluble, segun Guerra et al. (1998).

El contenido de proteinas de la harina de frijol Orituco (FO) cocido fue mas 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 metodos 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 buena fuente de lisina, deberia contribuir junto con el germen de maiz, a incrementar el bajo contenido de este aminoacido en la semola. Por otra parte, la semola contribuiria a complementar los bajos niveles de metionina en las leguminosas como el frijol (Bressani, 1991).

El contenido de fibra dietetica en FO tambien resulto alto. Del 15,77% de fibra total (Tabla II), aproximadamente el 11,5% es fibra insoluble y el 4,25% es fibra soluble (Rodriguez, 1997). Al igual que la HGDM, la harina de frijol representa un ingrediente que aporta cantidades importantes de fibra dietetica y, por lo tanto, puede ser incorporado cuando se quieran formular productos altos en fibra.

El almidon de yuca (AY) se utilizo basicamente como fuente calorica y elemento gelificante, contribuyendo a la textura final de las pastas. La capacidad de formar geles del AY ha sido senalada por Gunaratne y Hoover (2002), quienes estudiaron el efecto de los tratamientos termicos humedos sobre las propiedades del almidon de varios tuberculos, entre ellos la yuca. La relacion amilosa/amilopectina presente en el almidon nativo determina la capacidad de retrogradacion y por ende de gelificacion de los almidones. En el caso particular del almidon de yuca, se ha reportado una tendencia a la gelificacion/retrogradacion media (Fennema, 1996), por lo que se esperaba que dicho ingrediente contribuyera a generar la matriz necesaria para lograr una buena textura en las pastas extendidas. Sin embargo, en las pastas donde se disminuyo ST en un 5% y se aumento AY hasta 39,5% (pastas P3 y P7) se observo una disminucion en la consistencia (Tabla III).

Caracterizacion de las pastas desarrolladas

El objetivo central de esta investigacion consistio en elaborar una pasta nutricionalmente balanceada, de buena calidad organoleptica, tratando de reproducir el diagrama de flujo que se usa en la industria y al menor costo posible. En virtud de lo anterior, se formularon las pastas P6 y P7, pastas con los mismos niveles de sustitucion de P2 y P3, pero usando harina de frijol cruda.

En la Tabla III se presentan los resultados del analisis sensorial de las pastas formuladas excepto P5, la cual por el alto nivel de sustitucion (90%) de semola se desintegro con la coccion. P4, con 80% de sustitucion se descarto por los bajos puntajes obtenidos en sabor y consistencia. La sustitucion de semola por las harinas de frijol crudas o cocidas afecto de manera significativa la valoracion de las pastas formuladas. Entre las pastas sustituidas al 55% (P2 y P6) se encontraron diferencias significativas en sabor. El parametro sensorial "aspecto" no vario de manera significativa; sin embargo, se observo una disminucion en la consistencia. Igual comportamiento se observo para las pastas P3 y P7. Esto era de esperar dado que al disminuir la semola, se reduce el contenido de gluten y por lo tanto la consistencia, la cual determina en gran medida la calidad de la pasta.

En general, al sustituir la semola por las otras harinas se alteraron las caracteristicas de calidad sensorial de las pastas, particularmente la textura. Esto coincide con lo reportado por autores como Rayas-Duarte et al. (1996) quien detecto cambios negativos en la textura sensorial de pastas sustituidas al 30% con harinas de amaranto y lupino, o Wu (2001), quien al sustituir la semola durum por proteina de germen de maiz en proporciones de 5 y 10% reporto perdidas por coccion similares a las del control, pero menos firmeza en las pastas sustituidas. En panificacion tambien se ha puesto de manifiesto el efecto adverso de sustituir la harina de trigo por harina de lenteja fermentada o de guisante germinado. Sadowska et al. (1999) encontraron una relacion inversamente proporcional entre el incremento en la suplementacion con harina de guisante germinada y la calidad de la masa y de los panes formulados.

En la fabricacion de pastas al igual que en panificacion, la calidad de la proteina usada es mas importante que la cantidad. Aunque se incremento el contenido de proteina, esto se hizo con proteina entre cuyas caracteristicas fisicas no predomina la capacidad para formar matrices viscoelasticas, caracteristica propia del gluten, a pesar que segun Bugusu (2001) la zeina, proteina predominante en el germen de maiz, es capaz de mejorar la viscoelasticidad en sistemas de harinas compuestas.

Dado que las pastas elaboradas con harinas de frijol cruda (P6 y P7) presentaron menor consistencia que las pastas elaboradas con las mismas proporciones de harinas de frijol cocidas (P2 y P3) se anadio 1% de gluten a P6 y P7, formulandose P8 y P9.

Los resultados obtenidos para las pruebas de coccion de las pastas se presentan en la Tabla IV. Los correspondientes a P4 y P5 no se senalan debido a que estas se desintegraban durante el proceso de coccion, siendo descartadas por su dificil manipulacion.

El tiempo de coccion para lograr una pasta "al dente" fue de 11 minutos. No hubo variacion en los tiempos de coccion para las diferentes pastas, pero si vario el incremento de peso. Al comparar dichos incrementos para un mismo nivel de sustitucion de semola (55%) utilizando harina de frijol cocida (P2) y cruda (P6), se obtuvo un mayor incremento para las pastas elaboradas con la harina cocida (P2). Esto podria explicarse, si se considera que en las harinas de frijol crudas, el grado de hidratacion y gelatinizacion del almidon debio ser menor que en las harinas cocidas, ya que la exposicion del almidon al agua y al calor en las harinas crudas fue menor. Es conocido que una importante porcion del almidon nativo de las leguminosas esta encapsulado por paredes celulares que impiden su hidratacion y posterior gelatinizacion (Jenkins et al., 1987; Tovar et al., 1991). Por otra parte, si se entiende la gelatinizacion como un proceso donde el granulo de almidon absorbe agua, se hincha y desarrolla viscosidad, se solubiliza la amilosa y se rompe el granulo cuando el tratamiento es excesivo (Colonna et al., 1992), es logico suponer que el tratamiento termico que sufrio la harina de frijol cocida aumento el almidon disponible para hidratacion. Igual comportamiento se observo para P3, donde el nivel de sustitucion fue mayor.

Si bien los incrementos de peso estuvieron dentro de lo esperado (Morales de Leon et al., 1997), los aumentos de volumen fueron muy bajos y difirieron de manera significativa del control. Ante este resultado y considerando las altas perdidas por coccion de las pastas P2, P6, P3 y P7, se podria inferir que el almidon de estas pastas se hidrato, pero posteriormente se solubilizo y paso al agua de coccion, al no haber una matriz proteica suficientemente fuerte para retener el almidon gelatinizado.

Al comparar las perdidas por coccion de las pastas elaboradas con harina de frijol crudo con las de harina de frijol cocido, se puede observar que las perdidas fueron mayores para las primeras. Esto podria sugerir que el tratamiento termico previo a que fue sometida la harina de frijol cocida pudo aumentar la desnaturalizacion de la proteina y la disponibilidad del almidon, y por tanto la susceptibilidad de estos componentes para formar complejos altamente agregados entre ellos y con los lipidos, que contribuyeron a evitar las perdidas de solidos en el agua de coccion. Sin embargo, es importante senalar que en cualquiera de los dos casos, a pesar de haber utilizado altas temperaturas y el aditivo SSL, las perdidas por coccion fueron superiores a 9%, nivel que segun Hoseney (1991) resulta indeseable en la fabricacion de pastas alimenticias.

Bahnasey y Kan (1986) reportaron altas perdidas por coccion, similares a las de este estudio, en pastas suplementadas con leguminosas hasta un 15% y secadas de forma tradicional a bajas temperaturas. Sin embargo, Bergman et al. (1996) al secar las mismas pastas a altas temperaturas reportaron perdidas por coccion de 8% para el maximo nivel de sustitucion (15%).

Segun Dexter et al. (1981) y Bergman et al. (1994), el uso de altas temperaturas de secado (70 y 90[grados]C) son suficientes para desnaturalizar las proteinas e inducir la formacion de una matriz proteina-carbohidratos-lipidos que impide la solubilizacion del almidon en el agua de coccion. Bergman et al. (1994), tambien senalaron que la suplementacion de espaguetis con 15% de harina de frijol tuvo un efecto positivo sobre la textura de la pasta, que atribuyeron al incremento en la cantidad de proteina, la que compite con el almidon por el agua, disminuyendo la posibilidad de solubilizacion del almidon.

En este estudio no se observo tal efecto, probablemente debido a que el nivel de sustitucion de la semola fue mucho mayor a 15% y el contenido de proteina de las pastas P2, P6, P3 y P7 fue inferior al usado por Bergman et al., (1994). Si bien la suplementacion de harina de frijol fue la misma (15%), la cantidad de semola fue menor. Bergman et al. (1994) trabajaron con niveles de 75% de semola; en esta investigacion P6 contenia 45% y P7 30% de semola, y la diferencia fue completada con almidon de yuca de alto poder de gelificacion y viscosidad. Sin embargo, parece que la calidad de la proteina utilizada fue un factor determinante en la textura de las pastas. A pesar de haber utilizado altas temperaturas de secado, la matriz proteica que debio rodear al almidon no fue suficiente para evitar las perdidas por coccion, de alli la necesidad de anadir 1% de gluten.

El uso del SSL como aditivo y en combinacion con las altas temperaturas de secado, no resulto efectivo como mejorador de la textura. Pape y Campos (1971) reportaron buenos resultados al usar SSL en pastas de semola. Sin embargo, al utilizarlo en pastas a base de mezclas de semola y harina de maiz opaco, las perdidas por coccion fueron altas. Atribuyeron este resultado a las diferencias en granulometria de las harinas.

La sustitucion de la semola por HFDM, FO y AY a niveles superiores a 50% afecta negativamente en parametros de calidad de la pasta, tales como perdidas de solidos por coccion, incremento de peso e incremento de volumen. Esta disminucion 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 anadir 1% de gluten a la formulacion con mas de 50% de sustitucion, la perdida de solidos por coccion disminuyo en forma significativa a niveles inferiores a los del control. Wittig et al. (2002) al formular pastas largas con semola de trigo y 12% de fibra de lupino, debio utilizar 1% de gluten vital para obtener una pasta con adecuados parametros de calidad de coccion.

En la Tabla V se presentan los resultados de la medicion instrumental del color de las pastas. El indice de amarillo de las pastas sustituidas fue significativamente menor que el del control, sin embargo a medida que se incrementaron los niveles de sustitucion de HGDM, tambien se incremento el color amarillo. Respecto al rojo, fue significativamente superior para las pastas sustituidas y se incremento a medida que aumento la sustitucion. Estos incrementos en las tonalidades amarillo y rojo, probablemente se debieron a la presencia del HGDM, que contiene particulas de pericarpio. La suplementacion con HGDM origino unas pastas mas oscuras, menos amarillas y mas rojas. Resultados similares fueron reportados por Lucisano et al. (1984) al utilizar germen desgrasado de maiz para producir pastas.

En general, la sustitucion de la semola por cualquier otro ingrediente 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 observo oscurecimiento a medida que aumento el nivel de sustitucion, excepto para P9, cuyo indice de blancura no difirio del control.

Los resultados de blancura (L) encontrados fueron superiores a los de Bergman et al. (1994), quienes reportaron valores entre 53% y 49%. Esto podria deberse a la presencia del almidon de yuca, y a diferencias en el proceso y equipos utilizados 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 fabricadas con harinas de frijol crudas (P6 y P7), se observa que los indices de blancura fueron inferiores y los valores de a y b fueron superiores para P2 y P3. Esto podria atribuirse a las reacciones de Maillard desarrolladas durante el secado en tambor doble rotatorio, de las harinas cocidas de frijol.

Entre P6 y P8, la unica diferencia fue el 1% de gluten anadido a la masa, puesto que el proceso aplicado fue exactamente igual. Sin embargo, para el indice de blancura (L), los valores obtenidos fueron superiores cuando el gluten estuvo presente. Se podria entonces suponer que al aumentar el contenido de gluten, la matriz proteica que se forma alrededor del almidon disminuye la disponibilidad de los extremos reductores de los azucares y por tanto la posibilidad de que ocurra la reaccion de Maillard.

Caracterizacion quimica y valor energetico de las pastas

En la Tabla VI se presentan los resultados de la composicion de las pastas crudas. Los valores obtenidos para proteinas fueron superiores, excepto para P3, al minimo de 10,5% establecido por la norma 283-83 (COVENIN, 1983) para pastas alimenticias de semola granular. Al anadir gluten no solo mejoro la textura, sino el contenido proteico (P6 y P7).

La fibra dietetica total incremento respecto al control por la presencia de la harina de frijol, la cual se uso de forma integral. El contenido de fibra (Tabla VI) fue superior para las pastas donde se uso harina de frijol cruda (P6, P7, P8 y P9), lo que podria explicarse si se considera que el metodo utilizado para cuantificar la fibra dietetica tambien cuantifica el almidon resistente, que en el caso de las harinas crudas de leguminosa es basicamente del tipo RS1 (Englyst et al., 1992; Granito et al, 2001). Rave y Sievert (1992) al estudiar el efecto de la coccion sobre la formacion de almidon resistente, detectaron la presencia de amilosa reeristalizada (RS3) en la fraccion de fibra dietetica de la pasta despues de cocida, por lo que era de esperarse un mayor contenido de fibra dietetica para las pastas elaboradas con harinas crudas. En dichas pastas probablemente no solo estuvo presente la fraccion de almidon resistente RS1, sino la fraccion RS3, originada por la retrogradacion que se produjo en las pastas despues de que estas fueron cocidas y se enfriaron.

El aporte energetico de las pastas, tal como se esperaba, fue inferior para las pastas elaboradas con harinas de frijol crudas, por el mayor contenido de fibra dietetica presente

Ensayos biologicos

En la Tabla VII se presentan los resultados correspondientes a la evaluacion de la calidad nutricional de las pastas. La relacion 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 proporcion de HGDM a 15%, manteniendo la misma proporcion de harina de frijol (P3), PER disminuyo a 1,53 evidenciando un posible efecto de la presencia de la HGDM. Para las pastas elaboradas con harina de frijol cruda (P6 y P7) los valores de PER no variaron de forma significativa (p[menor que o igual a]0,05) respecto a las formuladas con harina de frijol cocida. Al anadir 1% de gluten se incremento PER en un 96,8% respecto a la misma pasta sin gluten. La complementacion aminoacidica producida por la presencia de la harina de FO, HGDM y gluten probablemente ocasionaron dicho incremento.

La sustitucion de semola por HGDM y FO, ambos ricos en fibra dietetica, produjo disminuciones significativas en la digestibilidad. Sin embargo, cabe destacar que para las pastas preparadas con harina de frijol cruda se observaron mayores valores de digestibilidad que para las pastas con harina de frijol cocida. Si se considera el proceso de coccion al que fue sometida la harina de frijol antes de su incorporacion en P2 y P3, se podria pensar que estas pastas deberian ser mas digeribles que las elaboradas con las harinas crudas, siendo estos resultados contradictorios.

Una posible explicacion a este hecho podria estar en la utilizacion de las altas temperaturas de secado. Las harinas de frijol crudo tenian Un mayor contenido de humedad inicial, que las harinas de frijol cocidas. El hinchamiento y posterior gelatinizacion de los granulos de almidon al aplicar altas temperaturas de secado en presencia de humedad, podria facilitar la exposicion de grupos proteicos al ataque de enzimas digestivas. En cambio, la precoccion aplicada para obtener las harinas cocidas de frijol, no solo disminuyo el agua disponible al momento de la aplicacion de las altas temperaturas de secado, sino que posiblemente origino enlaces y cambios en la matriz proteica que dificultaron el ataque enzimatico. Quatrucci et al. (1997) reportaron resultados similares al estudiar el efecto de las altas temperaturas sobre la digestibilidad de la pasta de semola. Sin embargo, el uso de las altas temperaturas de secado con un contenido de 12,5% de proteina tuvo un efecto positivo. Se recomienda su uso siempre y cuando exista suficiente proteina para formar la matriz, que impida la solubilizacion del almidon en el agua de coccion. Abdel-Aal y Huci (2002) reportaron disminuciones en la digestibilidad de pastas de semola elaboradas a partir de harinas de semola "durum" previamente procesadas termicamente.

Al anadir 1% de gluten en P6 y P7, tanto PER como la digestibilidad in vivo se incrementaron de forma significativa, indicando una mejora en la cantidad y la calidad de la proteina.

La adicion de harina de FO y de HGDM mejoro el valor nutricional de la pasta. Sin embargo, al anadir 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 anadido.

Contenido de minerales de las pastas

La cuantificacion de los minerales se hizo en las pastas previamente cocidas en agua, escurridas y deshidratadas, en virtud de los resultados encontrados por Albrecht et al. (1986) y Bergman et al. (1996), segun los cuales las perdidas de minerales ocasionada por la coccion 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 semola (control) fue inferior al reportado por Albrecht et al. (1986) para macarrones de semola (10,8mg/ 100g) y al encontrado por Bergman et al. (1996) de 22,92mg/100g. Las diferencias pudieron deberse a diferencias en la calidad de la materia prima y del producto final.

El contenido de minerales de las pastas sustituidas fue mayor que el del control (Tabla VII). A medida que se incrementaron los niveles de sustitucion, aumento el contenido de todos los minerales. Ademas de la HGDM, la harina de FO contribuyo 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 incrementos, particularmente en Ca, K y Mg, fueron significativos.

No se pudo establecer un patron especifico que explique la diferencia en el contenido de minerales entre las pastas elaboradas con harinas crudas y las elaboradas con harinas cocidas. Se esperaba un menor contenido de minerales en las harinas que fueron sometidas a mayor procesamiento; sin embargo, esto no ocurrio con Ca y P, cuyos contenidos fueron mayores para las pastas preparadas con harinas cocidas. El consumo de una racion de pasta P6 cocida seca representa el 66% del Ca requerido por un adulto promedio (1000mg/dia; INN, 2000). Este aporte es de gran importancia si se considera que las pastas, el quinto alimento mas consumido en Venezuela (Lorenzana y Mercado, 2002), en general no son identificadas como fuentes de Ca. Respecto al P, esa misma racion aporta el 68,3% de los requerimientos ponderados diarios para un adulto (670mg/dia).

De los resultados obtenidos se concluye que la HGDM y la harinas de FO son ingredientes con alto potencial nutricional y funcionalmente adecuados para ser utilizados en la elaboracion de pastas como extensores de la semola.

El almidon de yuca de alta viscosidad y gelificacion, puede ser usado en la produccion de pastas en concentracion [menor que o igual a]20%. Su aporte calorico es importante; sin embargo, como elemento proveedor de textura, a las concentraciones usadas en esta investigacion no es suficiente. Debe usarse en combinacion con gluten.

En mezclas de harinas compuestas con niveles de sustitucion de la semola superiores a 45%, el uso de SSL no es recomendable, por no ser capaz de mantener una textura adecuada en las pastas, siendo las perdidas por coccion superiores al 9% permitido.

El uso de gluten, a concentraciones de 1% es suficiente para producir una pasta con bajas perdidas por coccion y textura adecuada, aun a niveles de sustitucion de 45% de semola. Adicionalmente, mejora el contenido de proteina y la calidad de esta, en particular al aumentar la digestibilidad in vivo.

La sustitucion de la semola hasta un 45%, por HGDM, FO y AY, mejoro significativamente el contenido nutricional de las pastas, en particular el contenido de minerales y fibra dietetica total.

Se concluye que la pasta seleccionada en base a parametros de calidad tecnologica, sensorial y nutricional fue la sustituida al 55% con harina de frijol cruda y suplementada con 1% de gluten, siendo posible sustituir la semola usando materias primas nacionales de alto valor nutricional en la produccion de una pasta corta nutricionalmente balanceada.
TABLA I

COMPOSICION 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: semola de trigo, HGDM: harina de
germen degrasado de maiz. FO: frijol Orituco. AY: almidon de yuca,
SSL: estearoil lactilato sodico.

TABLA II

COMPOSICION QUIMICA DE LAS MATERIAS PRIMAS

Componente (g/100g bs)      ST       HGDM       FO        AY

Proteina                   12,45     12,86     23,67      0,10
Grasa                       0,83      0,82      2,88       --
Fibra dietetuca 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 dietetica. ST: semola
de trigo, HGDM: harina de germen desgrasado de maiz, FO: frijol
Orituco, AY: almidon 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 [menor que o igual a] 0,05).

TABLA IV

PRUEBAS DE COCCION DE LAS PASTAS

Pastas      Tiempo min.     Incremento     Ganancia de     Aumento de
           Coccion (min)    de peso (%)    peso (g/10g)    Volumen (%)

Control         11a            196 *          14,82a         13,33a
P1 *            12a            213c           10,63c         23,60c
P2              11a            286e           19,30e          2,67d
P3              11a            228bd         16,40bd          1,33e
P6              11a            253bd         17,65bd          3,00e
P7              11a            204bd         15,20bd          1,67f
P8              11a            255b           17,75b          2,00e
P9              11a            294e           19,70e          2,67e

Pastas       Perdidas
           porcoccion (%)

Control       5,90cd
P1 *          14,40e
P2            21,39f
P3            22,41g
P6            29,63g
P7            37,46a
P8             3,76f
P9             3,82a

* preparada industrialmente. La misma letra en una misma columna indica
que no hay diferencias significativas (Pd [menor que o igual a] 0,05)

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 indica
que no hay diferencias significativas
(Pd [menor que o igual a] 0,05)

TABLA VI

COMPOSICION QUIMICA Y VALOR ENERGETICO DE LAS PASTAS
PRESELECCIONADAS

Muestra   Proteina   Grasa   Ceniza   Fibra *   CHO **    Energia
            (%)       (%)     (%)       (%)      (%)     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 dietetica. ** Calculados por diferencia. *** Preparada
industrialmente.

TABLA VII

CALIDAD NUTRICIONAL DE LAS PASTAS

Muestras     PER      Digestibilidad    Calcio     Fosforo    Potasio
             (%)           (%)          mg/100g    mg/100g    mg/100g

Control     0,39a        98,55d           5,51a    106,9a       156,8a
P2          1,56bc       77,46a         762,4e     520,4c     19087,6e
P3          1,53b        77,49a         310,5c     464,2c      6879,4b
P6          1,25b        81,13b         472,4d     326,8b     20523,2e
P7          1,13b        79,07ab        165,4b     282,3b      7077,1b
P8          2,46c        93,78c         202,4b     736,6e      8726,2c
P9          2,47c        91,73c         130,6b     616,6d     15368,2d
Caseina     2,77d        98,90d          --         --          --

Muestras    Magnesio
            mg/100g

Control      36,15a
P2          1608,2e
P3           627,5b
P6           2684,8f
P7           851,5c
P8           953,9d
P9          1441,8e
Caseina       --

La misma letra en una misma columna indica que no hay diferencias
significativas (Pd [menor que o igual a] 0,05).


AGRADECIMIENTOS

Este trabajo conto con el apoyo financiero de la Direccion de Investigacion de la Sede del Litoral, Universidad Simon Bolivar, y de la Fundacion Nacional de Ciencia y Tecnologia, FONACIT. Los autores agradecen la colaboracion de Yajaira Sanchez y Benito Infante de la Escuela de Nutricion, Universidad Central de Venezuela.

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Embora as massas representara 4% do aporte diario de proteina, esta e de baixo valor biologico por deficiencia de lisina, a qual pode complementar-se misturando a semola de trigo com farinhas de leguminosas. O objetivo do trabalho foi usar excedentes da industria do milho como germen desengordurado, e produtos agricolas como feijao (Vigna sinensis) e amido de mandioca, para substituir a semola de trigo em uma massa nutricionalmente enriquecida e organolepticamente aceitavel. Utilizou-se uma metodologia factivel e adicionou-se estearoil-lactil-lactato de sodio era 0,5%. Efetuou-se um pre-secado a 55[grados]C e 70% de umidade relativa por 3 hr. e um secado a 90[grados]C e 75% de umidade relativa por 2 hr. A semola foi substituida em 55%, 70%, 80% e 90%. Avaliaram-se proteina, umidade, gordura, cinzas, fibras dieteticas, minerais e cor das massas elaboradas. Em base a provas de cozimento e sensoriais se descartaram as massas com 80 e 90% de substituicao. As restantes se reformularam utilizando farinha de feijao cozida e crua. Ao comparar com um controle de semola se obteve incremento no conteudo de fibra dietetica. As analises biologicas indicaram incremento dos valores de eficiencia proteica (PER) e diminuicao na digestibilidade verdadeira in vivo. A massa de maior digestibilidade in vivo e aceitabilidade sensorial foi substituida em 55% com farinha de feijao crua. Ao incrementar-lhe 1% de gluten se obteve uma diminuicao na perda de solidos por coccao e se incrementou o PER.

Although pasta represents 4% of the daily protein ingestion, it is of a low biological value due to its deficiency of lysine, which can be complemented by mixing the wheat semolina with leguminous flour. The objective of this work was to use surplus of the maize industry like degreased germ, and agricultural products like frijol (Vigna sinensis) and cassava starch to replace the wheat semolina in a nutritionally enriched and sensorially acceptable pasta. A feasible methodology was used and 0,5% sodium estearoil-lactil-lactate was added. After predrying at 55[grados]C and 70% relative humidity for 3h, drying took place at 90[grados]C and 75% relative humidity for 2h. Semolina was replaced in 55%, 70%, 80% and 90%. Protein, humidity, fat, ashes, dietetic fiber, minerals and color of elaborated pastes were evaluated. On the basis of cooking and sensorial tests, pasta with 80 and 90% substitution was discarded. The others were reformulated using cooked and crude V. sinensis flour. When compared with a control made with semolina there was an increase in the dietetic fiber content. Biological analyses indicated an increase in protein efficiency (PER) and reduction in the in vivo true digestibility. The pasta of greater in vivo digestibility and sensorial acceptability was that with 55% substitution using crude V. sinensis flour. When adding to it 1% gluten, a reduction of solids loss by cooking was achieved and PER increased.

Marisela Granito, Licenciada en Biologia, Universidad Simon Bolivar (USB). Doctor en Ciencia de los Alimentos USB. Profesor Asociado, Departamento de Tecnologia de Servicios, USB. Direccion: Apartado Postal 89000, Caracas 1080A, Venezuela. e-mail: mgranito@usb.ve

Alexia Torres, Licenciada en Biologia, USB. M.Sc. en Ciencia de los Alimentos, USB. Profesor Agregado, Departamento de Procesos Biologicos y Bioquimicos, USB.

Marisa Guerra, Licenciada en Biologia, Universidad Central de Venezuela (UCV). Doctor en Ciencia de los Alimentos, Universidad de Campinas, Brasil. Profesor Titular, Departamento de Procesos Biologicos y Bioquimicos, USB.
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Author:Granito, Marisela; Torres, Alexia; Guerra, Marisa
Publication:Interciencia
Date:Jul 1, 2003
Words:9180
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