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Manufacture and evaluation of a quick-cooking brown rice/Obtencion y evaluacion de arroz integral de coccion rapida/Obtencao e avaliacao de um arroz integral de coccao rapida.

SUMMARY

The cereals of highest consumption in Venezuela are com, wheat and rice, the later having a higher yield and a better nutritional value that decreases with processing. Brown rice is rich in vitamins and minerals and its consumption is low, due to its long cooking time (45-60min). In recent years there has been a boom in the development of healthy products of fast preparation. The objective was to obtain and evaluate a quick-cooking brown rice. A three-stage process was used: 1) Soaking. The effects of dissolution, temperature and time on the water absorption, volume increase and humidity were evaluated. 2) Cooking. The effects of temperature and time on water absorption, volume increase and gelatinization were studied, and the best treatment was compared with heating in an autoclave. 3) Drying. Two temperatures were used and the rehydration capacity was measured. The composition and mineral content of the raw brown rice and the quick cooking brown rice were determined. A quick cooking (25min) brown rice was obtained which maintained its nutritional characteristics in terms of protein, fat and minerals.

RESUMO

Os cereais mais consumidos na Venezuela sao o milho, trigo e arroz. Este ultimo tem maior rendimento e melhor valor nutritivo, o que diminue com o processamento para obter o arroz branco. O arroz integral, rico em vitaminas e minerais, apresenta baixo consumo pelo longo tempo de coccao (45-60min). Nos ultimos anos tem existido aumento no desenvolvimento de produtos saudaveis e de rapida preparacao, pelo que o objetivo deste estudo e a obtencao e avaliacao de um arroz integral de coccao rapida. Utilizou-se o um proceso e tres etapas: 1) Colocar de molho e avaliar os efeitos da solucao, temperatura e tempo sobre a absorcao de agua, aumento de volume e umidade. 2) Coccao. Estudou-se os efeitos da temperatura e tempo sobre a absorcao de agua, aumento de volume e gelatinizacao; o tratamento que resoltou melhor comparou-se com a coccao a vapor. 3) secado. Utilizaram-se duais temperaturas e midiu-se a capacidade de rehidratacao. Determinou-se a composicao proximal e o conteudo de minerais do arroz cru e precocido. Obtevese um arroz integral de coccao rapida (25min) o qual manteve suas caracteristicas nutricionais, quanto a proteinas, gordura e minerais.

RESUMEN

Los cereales mas consumidos en Venezuela son maiz, trigo y arroz, el ultimo de los cuales tiene mayor rendimiento y un mejor valor nutricional que disminuye al procesarlo para obtener el arroz blanco. El arroz integral, rico en vitaminas y minerales, presenta bajo consumo por su largo tiempo de coccion (45-60min), baja estabilidad y atributos sensoriales no atractivos. En los ultimos anos ha habido un auge en el desarrollo de productos saludables y de rapida preparacion. El presente estudio tuvo como objetivo la obtencion y evaluacion de arroz integral de coccion rapida. Se utilizo un proceso de tres etapas: 1) Remojo: Se evaluaron los efectos de la solucion, temperatura y tiempo sobre la absorcion de agua, incremento de volumen y humedad. 2) Coccion: Se estudio los efectos de la temperatura y el tiempo sobre la absorcion de agua, incremento de volumen y gelatinizacion; el tratamiento que resulto mejor se comparo con la coccion a vapor. 3) Secado: Se utilizaron dos temperaturas y se midio la capacidad de rehidratacion. Se determino la composicion proximal y el contenido de minerales al arroz crudo y precocido. Se obtuvo un arroz integral de coccion rapida (25min) el cual mantuvo sus caracteristicas nutricionales, en cuanto a proteinas, grasa y minerales.

PALABRAS CLAVE / Arroz Integral / Coccion Rapida / Remojo / Secado /

Introduccion

A escala mundial, el arroz (Oryza sativa L.) es el cultivo de cereales mas importante, ya que se produce en todos los continentes, siendo el alimento principal de 2/3 de la poblacion mundial. (FAO, 2000; 2005). En Venezuela, los cereales mas consumidos son maiz, trigo y arroz. Este ultimo es el segundo cereal en produccion del pais, aunque su rendimiento es mayor al del maiz. De hecho, en cuanto a cereales se refiere, el arroz tiene una potencialidad de produccion alta mientras el maiz es cultivado con bajo rendimiento (FAO, 2000).

El arroz es una buena fuente de energia, ya que su mayor componente son carbohidratos (81,2%). Posee un bajo contenido de grasa, es facilmente digerible e hipoalergenico, por lo que es el primer cereal recomendado por pediatras cuando se introducen cereales como alimentacion complementaria (Guerra, 1991, 2003). Al pulir el arroz se elimina el salvado, donde se concentran la mayor cantidad de vitaminas, minerales y fibra (Guerra, 1990). Ademas, en el salvado del arroz integral se encuentran lipidos, asi como los pentosanos y antioxidantes presentes en el grano de atroz (Pszczola, 2001). Estos lipidos son ricos en nutrientes tales como la vitamina E y tienen efectos en la reduccion del colesterol sanguineo de los consumidores (Guerra, 1990).

El arroz integral es el de menor consumo, a pesar de sus beneficios en nutrientes y antioxidantes naturales, por lo que ultimamente ha habido gran interes en su consumo como alimento saludable (Mohapatra y Bal, 2006). Este tipo de arroz tiene la desventaja de que necesita un tiempo prolongado de coccion (45-60min; Castillo, 1990), el cual puede ser disminuido con el desarrollo de un proceso de precoccion que permita la obtencion de un producto de coccion rapida.

Una de las primeras patentes para la manufactura de atroz de coccion rapida la tuvo Kraft Food Inc., cuando en 1946 saco al mercado estadounidense Minute Rice, arroz blanco que se cocina en 10min (Kraft, 2000). Desde entonces se han hecho esfuerzos importantes para desarrollar metodos que acorten el tiempo de preparacion del arroz, tales como los patentados en EEUU bajo los numeros 3,879,566 y 4,133,898 por Cox y Cox (1975) y por Carlson et al. (1979), respectivamente. Aunque el procedimiento general para la produccion de la mayoria de los arroces instantaneos involucra los pasos basicos de remojo en agua, coccion y secado, se ha demostrado que variaciones en estos procedimientos tienen efectos significativos sobre el tiempo de coccion y la calidad sensorial de los productos finales (Roberts et al., 1980; Smith et al., 1985; Castillo, 1990).

El presente estudio tiene como objetivo obtener y evaluar un arroz integral de coccion rapida, con el fin de desarrollar un proceso que permita la disminucion del tiempo de coccion del arroz integral.

Materiales y Metodos

Materia prima

En el estudio se utilizo arroz integral proveniente de la agroindustria arrocera de Acarigua, Estado Portuguesa, Venezuela. El arroz fue almacenado en bolsas a -10[degrees]C en un congelador hasta el experimento (15 dias).

Proceso de precoccion

La preparacion del arroz integral de coccion rapida incluyo tres etapas, remojo, cocion y secado.

Remojo

En esta etapa del proceso se siguieron las recomendaciones de Roberts et al. (1980) y Smith et al. (1985). Se determinaron los efectos de los factores solucion (agua destilada y 1% de citrato de sodio grado alimenticio), temperatura (25 [+ or -] 2 y 50 [+ or -] 1[degrees]C), y tiempo de remojo (8 y 16h). Las ocho combinaciones de estos tres factores se senalan en la Figura 1. Las variables respuesta medidas fueron los porcentajes de absorcion de agua, de incremento de volumen y humedad. Se utilizo un diseno factorial 23 con tres replicas y los analisis se realizaron por triplicado. El proceso de remojo consistio en colocar una muestra de 100g en un vaso de precipitado de 1 litro, al cual le fue adicionado 800ml de la solucion de remojo. La mezcla (1:8) fue agitada manualmente de forma eventual, a la temperatura y tiempo seleccionados en un bano termostatico. Al finalizar el periodo de remojo, la solucion fue decantada y el exceso de agua removido por extension de las muestras sobre papel absorbente.

La cantidad de agua retenida por la muestra se midio pesando la muestra antes y despues del proceso de remojo. El porcentaje de absorcion de agua fue determinado dividiendo la diferencia de peso entre el peso inicial del arroz sin remojar y multiplicado por 100 (Smith et al., 1985).

El volumen de las muestras de arroz se midio antes y despues del proceso de remojo colocando una alicuota de 10g de arroz en un cilindro graduado. El porcentaje de incremento de volumen fue determinado por la division del incremento de volumen del arroz remojado entre el volumen original del arroz crudo, x100 (Smith et al., 1985).

La humedad fue determinada segun el metodo oficial 925.10 (AOAC, 1990). Se utilizo calentamiento a presion atmosferica, en una estufa marca Lab-Line, a una temperatura de 103[degrees]C.

Coccion

El proceso de coccion fue dividido en dos partes. Primero, se evaluo el efecto de los factores temperatura (85[degrees]C) y ebullicion (96[degrees]C)), y tiempo de coccion (25 y 30min; Roberts et al., 1980; Smith et al., 1985). Las cuatro combinaciones de temperatura y tiempo se aprecian en la Figura 2. Las variables respuesta fueron los porcentajes de absorcion de agua, de incremento de volumen y de gelatinizacion. Se utilizo un diseno factorial 2 (2) con tres replicas. Segundo, se realizo una comparacion pareada entre el tratamiento que resulto mejor en la primera parte y la coccion en autoclave a 121[degrees]C y 15psig durante 3min (Roberts et al., 1980; Smith et al., 1985). Los analisis fueron hechos por triplicado. El proceso de coccion consistio en colocar una muestra de 10g de arroz remojado en un vaso de precipitado de 400ml que contenia 200ml de agua destilada, y se aplicaron dos metodos de coccion: 1) en un autoclave a 121[degrees]C, 15psig, durante 3min; y 2) en un bano termostatico de agua a 85 y 96[degrees]C, durante 25 y 30min. Al finalizar el proceso de coccion, la solucion fue decantada y el arroz cocido fue enfriado con agua (0-2[degrees]C) para detener la coccion. El exceso de agua fue removido por extension de las muestras sobre papel absorbente. A las muestras le fue determinado el porcentaje de absorcion de agua, de incremento de volumen y de gelatinizacion. Las dos primeras determinaciones se realizaron siguiendo el mismo procedimiento descrito para la etapa de remojo.

Para determinar el grado de gelatinizacion se colocaron 0,2g de harina de arroz integral desgrasada (100 mesh), 98ml de agua y 2ml de KOH 10M en una fiola de 250ml. Se agito por 5min y se centrifugo por 15min a 3500rpm. En un tubo de ensayo se coloco 1ml del sobrenadante, 0,4ml de HCl 0,5M y se llevaron a 10ml con agua destilada. Se le anadieron 0,1ml de solucion de yodo (1g de yodo y 4g de yoduro de potasio por 100ml de agua), se mezclaron y determino la absorbancia a 600nm (absorbancia A). Se preparo el blanco colocando 9ml de agua y 5ml de KOH 10M en una fiola de 250ml, pero se le anadio 1ml de HCl 0,5M para neutralizar (absorbancia B). El porcentaje de gelatinizacion se expreso como la relacion entre las absorbancias (Birch y Priestley, 1973).

Secado

Se ensayaron dos temperaturas de secado (82 y 93[degrees]C) en una estufa de conveccion forzada (Binder) y se midio la capacidad de rehidratacion (Roberts et al., 1980; Smith et al., 1985).

Antes de iniciar las operaciones para la obtencion de un arroz de coccion rapida, se procedio a determinar el tiempo de coccion del mismo utilizando la prueba de Ranghino (Juliano, 1985). Para ello, en un vaso de precipitado de 250ml, se hirvieron 100ml de agua destilada (96 [+ or -] 2[degrees]C) y se introdujeron 5g de arroz integral crudo, comenzandose inmediatamente a medir el tiempo de coccion. Despues de 10min, 10 granos de arroz fueron removidos y presionados entre dos placas de vidrio, procedimiento que se repitio con intervalos de 1min. Se considero como tiempo de coccion optimo cuando [greater than or equal to] 90% de los granos no tenian el centro opaco o crudo. El arroz se cocino a fuego lento por 2min adicionales para asegurar que el centro de todos los granos hubiese sido gelatinizado, minutos estos que fueron tomados en cuenta para el tiempo de coccion. Al arroz integral de coccion rapida tambien se le aplico este procedimiento para conocer su tiempo de coccion.

Se elaboraron las curvas de secado para cada temperatura con el fin de determinar el tiempo de secado necesario para que el arroz integral alcanzara una humedad del 11% (COVENIN, 1986). Para esto, el arroz cocido se dispuso en una bandeja de 30x20cm, con un espesor de capa de ~1cm. Se tomo una muestra para la determinacion de la humedad inicial. El arroz fue distribuido uniformemente y se registro el peso inicial de la muestra. El secado se llevo a cabo por 5h 30min, tiempo durante el cual se registro la variacion del peso utilizando una balanza de precision electronica (AND, Japon) en diferentes intervalos de tiempo y se determino la masa final de la muestra despues de 18h, para calcular el contenido de humedad en equilibrio. Se midieron tambien la temperatura ambiente y la temperatura de bulbo seco y bulbo humedo, en intervalos de 30min.

Para determinar la capacidad de rehidratacion se colocaron 10g de muestra en un vaso de precipitado de 600ml y se le adicionaron 400ml de agua destilada; luego se procedio a hervirla a 100[degrees]C por 5min. Se filtro el contenido del vaso de precipitado por 1min y se pesaron los solidos. La capacidad de rehidratacion fue expresada como la relacion de pesos entre el arroz rehidratado y seco (Smith et al., 1985).

Para la evaluacion del arroz integral crudo y de coccion rapida se determino la composicion proximal y el contenido de minerales.

La composicion proximal se determino utilizando metodos estandares (AOAC, 1990), a saber: la humedad (925.10) en una estufa marca Lab-Line, a 103[degrees]C; para la grasa cruda (920.39) se uso un equipo Soxhlet, con tiempo de extraccion con hexano de 6 h; la concentracion de N2 por el metodo micro Kjeldhal (979.09), usando el factor 6,25 para la conversion del porcentaje de [N.sub.2] a proteinas; las cenizas (923.03) por incineracion de la muestra a una temperatura de 525[degrees]C. Los carbohidratos se determinaron por diferencia.

Para la determinacion de minerales, a partir de las cenizas se preparo una solucion acida segun norma COVENIN 1178 (1983), a la cual se le determino P, Mn, Cu, Mg, Al, Fe, Na, K, Zn y Ca, utilizando espectroscopia de emision atomica con plasma acoplado inducido, con un equipo Spectroflame XL ICP (GBC, Australia).

Analisis estadistico

En la etapa de remojo se realizo un analisis de varianza utilizando el programa Statgraphics Plus 4.0 con el fin de determinar el efecto de los factores estudiados sobre las variables respuesta ([alpha]=0,05) y para la validez de los resultados obtenidos se procedio a verificar los supuestos de normalidad, homogeneidad de varianza e independencia. La prueba a posteriori utilizada fue la prueba de intervalos multiples de Duncan. Para la primera parte de la etapa de coccion se le aplico a los datos el mismo tratamiento estadistico que para el remojo, mientras que para la segunda, se utilizo una t-pareada con el objetivo de determinar si existen diferencias estadisticamente significativas ([alpha]=0,05) entre los dos tratamientos, tras verificar la normalidad de los pares de datos. Esta ultima prueba tambien fue aplicada a la etapa de secado, composicion proximal y minerales. Para el tiempo de coccion se uso la prueba t-Student con el fin de determinar si el cambio en esta variable era significativo ([alpha]=0,05).

Resultados y Discusion Remojo

El remojo permite incrementar la profundidad y uniformidad de migracion del agua en el grano de arroz (Smith et al., 1985), lo cual produce una hidratacion suficiente para que el almidon se gelatinice en el proceso de coccion (Juliano, 1985), ya que se llevan a cabo dos mecanismos: 1) la difusion del agua desde la superficie hacia el centro del grano, y 2) cambios fisicos y quimicos de los componentes del arroz (Suzuki et al., 1976). Por tal razon es deseable en esta etapa de precoccion una absorcion de agua y contenido de humedad maximos (Smith et al., 1985).

En esta etapa se evaluo el efecto de la solucion, temperatura y tiempo de remojo sobre la absorcion de agua, incremento de volumen y humedad. Como se observa en la Figura 1 los tratamientos 4 (1%, 25[degrees]C, 16h) y 5 (agua, 25[degrees]C, 16h) son los que producen una mayor absorcion de agua (24,50 y 24,42%); para el incremento de volumen se obtuvo que el tratamiento 7 (agua, 50[degrees]C, 16h) produce el valor mas alto de esta variable (16,3%), mientras que en el contenido de humedad los tratamientos 6 (1%, 50[degrees]C, 16h) y 7 arrojan el mayor valor (30,69 y 30,85%), mientras que los otros tratamientos presentaron diferencias pero tuvieron una baja respuesta.

El analisis estadistico de los datos mostro que ninguno de los factores estudiados afecta significativamente la absorcion de agua del arroz integral en el remojo (p>0,05). Sin embargo, la interaccion de la solucion y el tiempo de remojo puede ser tomada en cuenta, ya que el valor de p esta muy cerca del valor del error tipo I establecido (p=0,0517). El tiempo de remojo tiene un efecto estadisticamente significativo sobre el incremento de volumen del arroz integral (p=0,0000), pero en el analisis de varianza se encontro que existen dos interacciones: solucion-tiempo (p=0,0001) y temperatura-tiempo (p=0,0159), que influyen de forma significativa en esta variable, por lo cual en general, cuando una interaccion es grande, los efectos principales correspondientes tienen escaso significado practico (Montgomery, 2004).

La solucion (p=0,0001) y tiempo de remojo (p=0,0000) afectan de forma significativa el contenido de humedad, sin embargo, la interaccion de los tres factores estudiados es estadisticamente significativa (p=0,0258). Ahora bien, para determinar las condiciones a utilizar en el proceso de precoccion del arroz integral, se realizara un analisis para cada uno de los factores evaluado, tomando en cuenta que es deseable valores maximos de absorcion de agua, incremento de volumen y humedad (Smith et al., 1985).

[FIGURE 1 OMITTED]

Para la solucion de remojo, los dos niveles utilizados (agua y citrato de sodio 1%) producen la respuesta mas alta para la absorcion de agua y contenido de humedad (tratamientos 4 y 5; Figura 1); sin embargo, no existen diferencias estadisticamente significativas entre estos tratamientos, por lo que se escogio utilizar agua en la etapa de remojo. Ademas, esto no acarrea un costo adicional al proceso de precoccion, aunado a que el mayor porcentaje de incremento de volumen se obtuvo cuando la solucion de remojo fue agua. Este resultado tambien coincide con lo reportado por Ghosh y Mukherjee (1988), quienes estudiaron diferentes metodos de produccion de arroz de coccion rapida, sin que hubiese un efecto beneficioso en la reduccion del tiempo de coccion del arroz pretratado con sustancias quimicas (citrato y cloruro de calcio).

En cuanto a la temperatura de remojo, este factor no afecta a la absorcion de agua, pero si a las otras dos variables respuesta. Por consiguiente, la temperatura seleccionada fue la de 50[degrees]C, que resulto ser la que producia una mayor respuesta. Asimismo, la velocidad de hidratacion aumenta con el incremento de temperatura (Juliano, 1985; Poritosh et al., 2006), ya que al calentarse comienza un proceso de absorcion de agua en las zonas intermicelares amorfas, que son las menos organizadas y mas accesibles, ya que los puentes de hidrogeno no son tan numerosos ni rigidos como en las areas cristalinas. Ademas, al incrementarse la temperatura se retiene mas agua y el granulo se hincha, hecho que se evidencio en este estudio porque el incremento de volumen y el contenido de humedad aumentaron. Tambien, se ha reportado que a bajas temperaturas como la ambiental (25[degrees]C) puede ocurrir fermentacion por bacterias si el tiempo es muy prolongado (Juliano, 1985).

[FIGURE 2 OMITTED]

Las tres variables respuestas tuvieron su mayor valor cuando el tiempo de remojo fue de 16h, y como se recomiendan valores maximos (Smith et al., 1985) esa condicion se selecciono para llevar a cabo el proceso de remojo. Esto coincide con lo senalado por Roberts et al. (1980), en cuyo estudio sobre la preparacion de arroz integral de coccion rapida el tiempo de remojo utilizado fue de 16h y lo justifican por el hecho que el arroz integral posee capas de salvado que proporcionan una barrera a la hidratacion, lo cual lleva a una penetracion de agua mas lenta al interior del endospermo y, en consecuencia, el tiempo necesario para alcanzar los niveles de humedad deseados es mayor si se compara con el arroz blanco. Finalmente, se puede concluir que las mejores condiciones obtenidas en este estudio para el proceso de remojo fueron: agua a 50[degrees]C durante 16h.

Coccion

La coccion del arroz produce esencialmente la gelatinizacion e hinchamiento de los granulos de almidon del endospermo del mismo. En esta etapa es deseable obtener un alto porcentaje de gelatinizacion, una absorcion de agua moderada (50-75%) y un porcentaje de incremento de volumen de moderado a alto (70-100%), para que el secado sea optimo y la calidad del arroz de coccion rapida sea superior (Roberts et al., 1980; Juliano, 1985; Smith et al., 1985).

En la Figura 2 se observa que los tratamientos 4 (85[degrees]C, 30min) y 3 (96[degrees]C y 25min) son los que producen una absorcion de agua moderada, de 52,62 y 73,17%, respectivamente. Para el incremento de volumen, el tratamiento 3 arroja una respuesta moderada (86,0%) y el 1 (96[degrees]C, 30min) un valor alto (95,6). El porcentaje de gelatinizacion mas alto (97,4%) lo obtuvo el tratamiento 1; sin embargo, cabe destacar que en los tratamientos con un tiempo de coccion de 30min (1 y 4), el arroz perdia su integridad fisica, por lo que seran descartados. Se obtuvo como respuesta que el tiempo (p=0,0000) y la temperatura de coccion (p=0,0000) tienen un efecto estadisticamente significativo sobre la absorcion de agua y el incremento de volumen. Para la gelatinizacion se observo un efecto estadisticamente significativo, tanto del tiempo (p=0,0000) y temperatura de coccion (p=0,0000) como de la interaccion de los mismos (p=0,0099).

Comparando las medias obtenidas para cada una de las variables de respuesta (Figura 2) se selecciono el tratamiento que produce las condiciones establecidas. De los resultados obtenidos, se tiene que el tratamiento 3 produce una absorcion de agua moderada, al igual que un incremento de volumen moderado; ademas, es el que posee el porcentaje de gelatinizacion mas alto despues del tratamiento 1, que fue descartado por lo antes mencionado, razon por la cual estas condiciones (96[degrees]C, 25min) fueron las seleccionadas para llevar a cabo el proceso de coccion. Por otra parte, la absorcion de agua obtenida es lo suficiente para producir un alto porcentaje de gelatinizacion, ya que la presencia del agua es necesaria y mientras mas limitada sea en los granulos de almidon, mas lento sera el proceso de gelatinizacion (Marshall et al., 1990). Ese porcentaje de agua tambien permite que el proceso de secado no sea tan prolongado, al tener que eliminar menor cantidad de agua del arroz cocido, disminuyendo el tiempo y los costos de secado.

Los metodos de coccion influyen asimismo en la calidad final del producto (Ghosh y Mukherjee, 1988). La vaporizacion del arroz bajo presion en un autoclave incrementa la velocidad de gelatinizacion y disminuye el tiempo de coccion (Smith et al., 1985), ya que la presion acelera el proceso de absorcion de agua por parte de las moleculas que constituyen el almidon (amilosa y amilopectina), por lo que en este estudio se comparo la coccion de arroz en agua en ebullicion (96[degrees]C, 25min) con la llevada a cabo en autoclave (121[degrees]C, 3min, 15psig). Los resultados del analisis estadistico senalan que hay diferencias estadisticamente significativas entre estos dos tratamientos para la absorcion de agua (p=0,0131), el incremento de volumen (p=0,0012) y la gelatinizacion (p=0,0067; Figura 3).

[FIGURE 3 OMITTED]

Estos resultados indican que las mejores condiciones para el proceso de coccion son 96[degrees]C y 25min, debido a que la absorcion de agua en la coccion con autoclave es elevada (84,44%) y, ademas, la gelatinizacion fue de 99,3%. Ghosh y Mukherjee (1988) encontraron que la excesiva gelatinizacion que se producia en la coccion con vapor ocasionaba que se obtuvieran arroces de baja calidad despues del proceso de secado.

Secado

El secado es un proceso de conservacion de alimentos que, a traves de la eliminacion de agua, limita las posibles reacciones quimicas de degradacion, asi como el desarrollo de los microorganismos responsables del deterioro (Sharma et al., 2003). Por otra parte, el secado a altas temperaturas (80-100[degrees]C) permite la obtencion de arroces con una mejor capacidad de rehidratacion que aquellos secados a baja temperatura, debido a que se producen excesivas fisuras (Ghosh y Mukherjee, 1988).

Antes de probar las condiciones de secado se procedio a realizar las curvas de secado para cada temperatura, con el fin de determinar de for ma grafica el tiempo de secado necesario para alcanzar una humedad del 11% (0,11g agua/g solidos secos). Se obtuvo que para la temperatura de 82[degrees]C, el tiempo necesario para alcanzar la humedad deseada fue 167min (2h 47min), mientras que para 93[degrees]C se requieren 133min (2h 13min).

Despues de llevar a cabo el proceso de secado del atroz precocido a las dos condiciones a evaluar, se encontro que no existen diferencias significativas en la capacidad de rehidratacion (p=0,2697), por lo que se procedio a establecer la condicion de secado en base al gasto de energia, determinandose que el secado a 82[degrees]C por 2h 47min consume menor cantidad de energia para alcanzar la humedad deseada (Tabla I).

El proceso de precoccion del arroz integral produjo un rendimiento promedio de 92,5g arroz de coccion rapida/100g arroz integral. Para cuantificar este rendimiento se tomo nota de las cantidades de arroz a procesar y la obtencion del producto final. Las perdidas producidas por el proceso de precoccion probablemente se deben a solidos que se solubilizaron en el agua de coccion y a la disminucion del contenido de agua producida por el secado.

Tiempo de coccion

El tiempo de coccion del arroz integral crudo fue de 45 [+ or -] 1[degrees]C, mientras que el arroz integral precocido mostro un tiempo de coccion de 25 [+ or -] 1[degrees]C minutos. Esta disminucion significativa (p = 0,0000) de 20 minutos representa un 45%, por lo que el producto puede ser clasificado como un arroz de coccion rapida (Juliano, 1985).

Composicion proximal y contenido de minerales

En la Tabla II se muestra la composicion proximal y el contenido de minerales del arroz crudo y de coccion rapida. Para el arroz de coccion rapida se cumplio con la humedad establecida como limite en el proceso de precoccion (11,5 [+ or -] 0,1g/100g)). Este valor de humedad le proporciona estabilidad al producto, evitando la infestacion por insectos y el desarrollo de microorganismos (Heinemann et al., 2005), especialmente el crecimiento de mohos productores de aflatoxinas (COVENIN 1641, 1999).

El contenido de proteinas de estos arroces se encuentra dentro del intervalo (7,7-10,8g/100g) reportado por la tabla de composicion de alimentos para arroz integral (INN, 1999). Por otra parte, se puede visualizar que el proceso de precoccion no produjo una diferencia significativa en este componente, indicando que las proteinas no se ven afectadas por este proceso. Este resultado coincide con lo senalado por Juliano (1985) para la parbolizacion, tecnologia que involucra etapas similares a las utilizadas en este estudio (remojo, vaporizacion, secado).

De acuerdo a los resultados en la Tabla II, el contenido de grasa del arroz integral crudo se encuentra en el intervalo (1,6-3,7g/100g) reportado por la tabla de composicion de alimentos (INN, 1999). Ademas, se puede visualizar diferencias significativas entre estos (p=0,0000) para este componente, observandose un incremento del mismo, posiblemente porque al solubilizarse y gelatinizarse el almidon se permite la entrada del solvente, logrando la extraccion del aceite, lo que no sucede en el almidon crudo, ya que la grasa y la proteina se encuentran fuertemente embebidas en la matriz de almidon. Roberts et al. (1980) desarrollaron un proceso para la preparacion de un arroz integral de coccion rapida, que involucraba una etapa de remojo, coccion y secado, y obtuvieron un aumento del valor nutricional del mismo, incluyendo el contenido de grasa.

El contenido de cenizas del arroz integral crudo esta dentro del intervalo (0,8 a 1,9%) reportado por Guerra (1990). Este valor refleja el contenido de minerales en el mismo. Al igual que para la grasa, en las cenizas se observan diferencias significativas (p=0,0000) entre los arroces. Roberts et al. (1980) reportan una disminucion de los minerales con el proceso de preparacion de un arroz integral de coccion rapida, hecho que coincide con lo obtenido en esta investigacion. Ademas, Heinemann et al. (2005) senalan una disminucion del K y el P con la parbolizacion, siendo estos macroelementos los mas abundantes en el arroz integral (Tabla II). Esta disminucion probablemente se deba a la solubilizacion de los minerales en el agua de remojo y coccion.

En cuanto a los minerales, el K fue el elemento mas abundante en el arroz integral crudo, seguido por el P, Mg, Ca, Na y Al. Entre los microelementos se noto la presencia de Zn, Mn, Cu y Fe. Estos resultados coinciden con los reportados por la literatura (Heinemann et al., 2005; Juliano, 1985; Wolnik et al., 1985). El proceso de precoccion no afecto significativamente el contenido de Ca. Na, Cu y Al, mientras que Mn, Mg, Zn, P, Fe y K sufrieron una disminucion significativa. A pesar de que los minerales, a diferencia de las vitaminas y de los aminoacidos, no se destruyen por exposicion al calor, la luz, los oxidantes, los valores extremos de pH u otros factores que afectan a los nutrientes organicos, muchos minerales presentan una buena solubilidad en agua, por lo que es razonable esperar que la coccion de los alimentos produzca ciertas perdidas de estos componentes. En la coccion de pasta las perdidas de K son superiores al 50%, hecho que es predecible porque este mineral se encuentra en los alimentos como ion libre (Miller, 2000). Por otra parte, se cree que los patrones de retencion de algunos minerales son el resultado de la interaccion de diferentes factores tales como la localizacion del mineral en el grano, la solubilidad durante el remojo y la coccion, diferentes velocidades de migracion, asi como tambien, las variaciones en el proceso termico (Heinemann et al., 2005).

En lo que respecta a los carbohidratos, se observo una disminucion de estos, sin embargo, no se puede determinar si esta diferencia fue significativa debido a que se obtuvieron por diferencia, por lo que no se cuenta con datos suficientes para el analisis estadistico; sin embargo, se encuentran dentro del intervalo (79,0-87,6g/100g) reportado por la tabla de composicion de alimentos (INN, 1999).

Conclusiones

Se establecieron las condiciones del proceso de precoccion del arroz integral, con el cual se obtuvo una reduccion del 45% del tiempo de coccion del mismo, pudiendose clasificar como un arroz de coccion rapida. En general, se mantiene el valor nutritivo a pesar de una disminucion de algunos minerales (P, K, Mg). Sin embargo, se recomienda ampliar el diseno experimental con el fin de obtener condiciones optimas del proceso de precoccion.

AGRADECIMIENTOS

Los autores agradecen al Decanato de Estudios de Postgrado de la Universidad Simon Bolivar por el financiamiento de esta investigacion.

Recibido: 20/11/08. Modificado: 29/09/2009. Aceotado: 30/09/2009.

REFERENCIAS

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Jhoana Yamilet Colina Moncayo. Ingeniera Quimica, Universidad Nacional Experimental Politecnica "Antonio Jose de Sucre", Venezuela. M.Sc. en Ciencia de los Alimentos, Universidad Simon Bolivar (USB), Venezuela. Profesora, USB, Venezuela. Direccion: Departamento de Tecnologia de Procesos Biologicos y Bioquimicos. Edif. Aulas. Piso 3. Ofic. 319A. Universidad Simon Bolivar, Baruta. Caracas, Venezuela. e-mail: jhoanacolina@usb.ve

Marisa Guerra. Licenciada en Biologia, Universidad Central de Venezuela. Doctora en Ciencia de los Alimentos, Universidad de Campinas, Brasil. Profesora, USB, Venezuela.
TABLA I
CAPACIDAD DE REHIDRATACION DEL ARROZ
INTEGRAL DE COCCION RAPIDA Y GASTO
ENERGETICO EN EL SECADO

                      82[degrees]C         93[degrees]C

Capacidad de
  rehidratacion    3,5 [+ or -] 0,1 a   3,6 [+ or -] 0,2 a
Gasto
  energetico (J)        2501,66              3485,93

Letras diferentes denotan diferencias significativas (p<0,05).

TABLA II
COMPOSICION PROXIMAL Y CONTENIDO DE MINERALES
DEL ARROZ CRUDO Y DE COCCION RAPIDA

                             Arroz                 Arroz de
                            integral                coccion
Componente                    crudo                  rapids

Proteinas g/100g        9,5 [+ or -] 0,1 a      9,1 [+ or -] 0,2 a
Grasas g/100g           3,5 [+ or -] 0,3 a      5,2 [+ or -] 0,3 b
Cenizas g/100g          1,1 [+ or -] 0,0 a      0,7 [+ or -] 0,0 b
Carbohidratos *
  g/100g               85,9                    85,0
Minerales (mg/100g)
  Ca                   12,6 [+ or -] 0,6 a     13,0 [+ or -] 0,2 a
  Mn                    2,2 [+ or -] 0,1 a      1,9 [+ or -] 0,0 b
  Na                   11,1 [+ or -] 0,5 a     10,5 [+ or -] 0,5 a
  Cu                    0,5 [+ or -] 0,0 a      0,5 [+ or -] 0,0 a
  Mg                  152,7 [+ or -] 6,3 a     75,1 [+ or -] 2,9 b
  AI                    9,2 [+ or -] 0,0 a      9,1 [+ or -] 0,0 a
  Zn                    2,7 [+ or -] 0,1 a      1,8 [+ or -] 0,1 b
  P                   345,6 [+ or -] 10,0 a   177,7 [+ or -] 8,0 b
  Fe                    0,3 [+ or -] 0,0 a      0,1 [+ or -] 0,0 b
  K                   348,7 [+ or -] 3,5 a     71,4 [+ or -] 1,8 b

* Los carbohidratos se calcularon por diferencia.
Se reports la media y  desviacion estandar de
triplicados en base seca. Letras diferentes en la
misma fila denotan diferencias significativas
(p<0,05).
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Title Annotation:REPORTS/COMUNICACIONES/COMUNICACOES
Author:Colina, Jhoana; Guerra, Marisa
Publication:Interciencia
Date:Oct 1, 2009
Words:6305
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