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Mejora nutricional

del pan con salvado de arroz

Edgar M. Vargas

Monika haros

RESULTADOS DE INVESTIGACIÓN

issn 2027-0291VOLUMEN 3 No. 1

FACULTAD DE CIENCIAS NATURALES E INGENIERÍA

PrograMa dE ingEniEría dE aliMEntos

Resul tados de I nvest igac ión • Facul tad de C iencias Natura les e I ngenier ía - 1

DIRECCIÓN DE INVESTIGACIÓN, CREATIVIDAD E INNOVACIÓN

Resul tados de I nvest igac ión • Facul tad de C iencias Natura les e I ngenier ía - 22 - Univers idad Jorge Tadeo Lozano • D i recc ión de I nvest igac ión , Creat iv idad e I nnovac ión

Resul tados de I nvest igac ión • Facul tad de C iencias Natura les e I ngenier ía - 2

Mejora nutricional del pan con salvadode arroz colombiano

edgar m. vargas*

moNika haros**

* Ingeniero Químico M.Sc. Docente Asociado al Programa de Ingeniería de Alimentos e Ingeniería Quími-ca, Director (e) Ingeniería Química. Universidad de Bogotá Jorge Tadeo Lozano, Carrera 4 # 22-61. Sector A, Módulo 1, Oficina 436. Tel: 242 70 30 Ext. 1445. Bogotá, Colombia. E-mail: [email protected]

** Química Ph.D. Grupo de Cereales, Instituto de Agroquímica y Tecnología de Alimentos (IATA-CSIC), Burjassot-Valencia, España. Email: [email protected]

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Fundación Universidad de Bogotá Jorge Tadeo LozanoCarrera 4 No. 22-61 Bogotá D.C. - Colombiawww.utadeo.edu.co

ResULTaDos De INvesTIgaCIóN - issn 2027-0291vol. 3 No 1

Facultad de ciencias naturales e ingeniería

Programa de ingeniería de alimentos

MeJoRa NUTRICIoNaL DeL paN CoN saLvaDo De aRRoz CoLoMBIaNo

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Contenido

Resumen .......................................................................................................... 7

Abstract ........................................................................................................... 7

Agradecimientos .............................................................................................. 8

1. Introducción ............................................................................................... 9

2. Objetivo ................................................................................................... 12

3. Materiales y métodos ............................................................................... 12

3.1 Materiales ................................................................................... 12

3.2 Métodos ...................................................................................... 13

3.2.1 Estabilización del salvado de arroz ............................................. 13

3.2.2 Caracterización de la harina ........................................................ 13

3.2.2.1 Humedad ..................................................................................... 13

3.2.2.2 Proteínas ..................................................................................... 14

3.2.2.3 Cenizas ........................................................................................ 14

3.2.2.4 Grasas ......................................................................................... 15

3.2.2.5 Fibra total .................................................................................... 15

3.2.2.6 Extracción de fitasa ..................................................................... 16

3.2.2.7 Extracción de fitatos ................................................................... 16

3.2.2.8 Determinación de actividad fitasa ............................................... 16

3.2.2.9 Determinación de arsénico en el salvado de arroz ...................... 17

3.2.3 Proceso de panificación .............................................................. 18

3.2.4 Calidad del producto final ........................................................... 18

3.2.4.1 Humedad del pan ........................................................................ 18

3.2.4.2 Volumen del pan ......................................................................... 19

3.2.4.3 Color ........................................................................................... 19

3.2.4.4 Relación de aspecto de la rebanada central ................................. 19

3.2.4.5 Estructura de la miga .................................................................. 19


3.2.4.6 Análisis de perfil de textura ........................................................ 20

3.2.4.7 Determinación de fosfatos de mio-inositol ................................. 21

3.2.4.8 Análisis sensorial ........................................................................ 22

3.2.5 Análisis estadístico ..................................................................... 23

4. Resultados y discusión ............................................................................. 23

4.1 Calidad del producto final ........................................................... 23

4.2 Calidad tecnológica ..................................................................... 23

4.3 Contenido de arsénico total ......................................................... 27

4.4 Calidad nutricional ...................................................................... 27

5. Conclusiones ............................................................................................ 28

6. Bibliografía .............................................................................................. 29

Índice de figuras

Figura 1 .............................................................................................................. 11

Figura 2 .............................................................................................................. 21

Figura 3 .............................................................................................................. 22

Figura 4 .............................................................................................................. 24

Figura 5 .............................................................................................................. 25

Figura 6 .............................................................................................................. 26

Índice de tablas

Tabla 1 ................................................................................................................ 13

Tabla 2 ................................................................................................................ 23

Tabla 3 ................................................................................................................ 24

Tabla 4 ................................................................................................................ 25

Tabla 5 ................................................................................................................ 26

Tabla 6 ................................................................................................................ 27

Tabla 7 ................................................................................................................ 28


Resumen

La incorporación de salvado de arroz en harina destinada a panadería ha sido exitosamente aplicada en niveles bajos de mezcla. La nueva harina para panificación presenta mejores propiedades nutricionales. En este trabajo se es-tudia una mezcla de salvado de arroz/harina de trigo al 10% en peso. La inclu-sión de salvado de arroz en la formulación del pan prácticamente duplicó el contenido de fibra dietética debido a la alta proporción de ésta en la harina. En cuanto al contenido de proteínas, éste también se incrementó por la adición de salvado. El volumen específico del producto disminuyó junto con la relación de aspecto. El valor obtenido de arsénico total estuvo debajo de los límites re-comendados por la Organización Mundial de la Salud y en el análisis sensorial realizado con consumidores se pudo observar que el producto elaborado tuvo gran aceptabilidad.

Palabras clave: salvado de arroz, panificación, proteína, fibra dietética, arsénico.

Abstract

The incorporation of rice bran for baking purposes has been successfully applied at low levels of mixing. The new flour for baking, has better nutritio-nal properties. In this paper we study a mixture of rice bran / wheat flour of the 10%. The inclusion of rice bran in the formulation almost doubled the content of dietary fiber because of the high proportion of it in the flour. With regard to protein content, it also increased by the addition of bran. The specific volume of the product decreased as well as the aspect ratio. The total arsenic value obtai-ned was below the limits recommended by the World Health Organization and the sensory analysis carried out with consumers can be observed that the finis-hed product was highly acceptable.

Keyword: rice bran, bread, protein, dietary fiber, arsenic.


Agradecimientos

Este trabajo fue financiado por el proyecto AGL2006-09613/ALI, Ref: 200870I229 del Ministerio de Ciencia e Innovación (España), el proyecto Ref: 176-2008B3477-3243 del Ministerio de Agricultura y Desarrollo Rural (Co-lombia) y la Cámara Induarroz de la ANDI (Colombia). El Ingeniero Edgar M. Vargas agradece la financiación para realizar esta investigación en el IATA-CSIC (Valencia, España) al Ministerio de Agricultura y Desarrollo Rural (Co-lombia). Los autores desean expresar su agradecimiento al Grupo de Toxicolo-gía del IATA-CSIC por su ayuda en la determinación del contenido de arsénico total en el salvado de arroz.


1. Introducción

La fibra dietética puede desempeñar un importante papel fisiológico en el mantenimiento del bienestar general y la salud, siendo los productos que la contienen un claro ejemplo de alimentos funcionales (Snider y Liebman, 1992). Los alimentos con fibra dietética mejoran el tránsito intestinal, ayudan a redu-cir los niveles de colesterol y son una excelente fuente de prebióticos, lo que contribuye a incrementar los niveles de flora benéfica en nuestro organismo (ADA, 2008). Este tipo de productos, en general, poseen un índice glicémico menor que el de sus homólogos libres de fibra, es decir, tras su ingesta, no pro-ducen picos elevados de glucosa en sangre y la demanda de insulina es menor (Jenkins et al., 1988; Nilsson et al., 2008). El bajo consumo de fibra dietética ha sido asociado con enfermedades tales como la arterosclerosis, caries dental, estreñimiento, cáncer de colon, obesidad, diabetes tipo-2 y enfermedades coro-narias, siendo estas dos últimas, en gran porcentaje de casos, precedidas por el síndrome metabólico; mientras que el incremento del contenido de fibra en la dieta disminuye la incidencia de estas enfermedades y los trastornos gastroin-testinales (Escudero y González, 2006; ADA, 2008). El consumo de productos ricos en fibra, como los cereales en grano entero y las harinas integrales o enri-quecidas con salvado, se ha incrementado en los últimos años por el aumento en la prevalencia de enfermedades relacionadas con el síndrome metabólico, entre otras (Aleixandre y Miguel, 2008). El salvado de arroz estabilizado podría ser una interesante alternativa para mejorar el valor nutricional y funcional del pan, ya que contiene aproximada-mente 15-20% de aceite comestible de alto valor funcional (ácidos grasos insa-turados), 12-16% de proteínas, 23-28% de fibra dietética de alto valor biológico y 7-10% de cenizas; además presenta un alto contenido de vitaminas del com-plejo B y E como el alfa-tocoferol, tocotrienoles y gamma-orizanol (Nicolosi et. al., 1994; Jariwalla, 2001; Kennedy y Burlingame, 2003). Investigaciones recientes han concluido que el salvado de arroz es un gran depósito de antioxi-dantes (se han identificado 120 antioxidantes y cofactores) que la naturaleza ha proporcionado para la salud humana (Moldenhauer et al., 2003). Actualmente es utilizado para la elaboración de productos naturales implicados en la dismi-nución del riesgo de padecer enfermedades crónicas del corazón e intestinales (Nutracea, 2008).


El salvado de arroz es un subproducto de gran producción y de bajo valor co-mercial en muchos países (Carmen, 1987). En Colombia se producen aproxi-madamente 180.000 toneladas de salvado de arroz al año, el cual representa el 10 % de la producción total de arroz blanco (Induarroz, 2004). Sin embargo, a pesar de su alto valor nutritivo y funcional, su uso sólo se limita a alimentación animal debido fundamentalmente a sus problemas de inestabilidad. Si el salva-do de arroz no es estabilizado rápidamente a través de algún tipo de proceso, pierde todo su valor y por ende sus usos potenciales posteriores (Da Silva et al., 2006). Dicha inestabilidad se produce por la presencia de lipasas y peroxidasas presentes en éste, que hidrolizan los glicéridos y oxidan los ácidos grasos libres respectivamente, ocasionando una alteración irreversible del subproducto a las pocas horas de haber sido almacenado (acidificación y enranciamiento), (Parra-do, 2006; Vercet et al., 2002; Adler-Nissen, 1986).Cuando las harinas integrales o enriquecidas con salvado son empleadas en la elaboración de productos de panadería, es necesario realizar estudios sobre la calidad tecnológica y sensorial del producto, con la consiguiente modificación del proceso para poder mantener el grado de aceptación del consumidor. No obstante, junto al beneficio nutricional que conlleva el consumo de fibra, las harinas integrales contienen elevados niveles de sustancias antinutritivas, como son el ácido fítico (hexakisfosfato de mio-inositol, InsP6) y sus sales (fitatos), (Fretzdorff y Brümmer, 1992; Nielsen et al., 2007). Este compuesto se encuen-tra cargado negativamente en un amplio intervalo de pH, lo que le confiere un extraordinario poder quelante, con afinidad por componentes presentes en ali-mentos, como minerales, proteínas y elementos traza (Cheryan, 1980; Konietz-ny y Greiner, 2003), (figura 1).


Figura 1. Estructura química del fitato

HO

HO

HOP

HO

HO

O

O

P O

OH

OO

P

O

OHOH

OP

O

OHHO

P

OO

PO

OHOH

O

1

23

4

5 6

De este modo, el InsP6 es capaz de disminuir la biodisponibilidad de hierro, zinc, calcio, magnesio, manganeso y cobre (Lopez et al., 2002; Konietzny y Greiner, 2003), formando complejos insolubles a pH fisiológico, impidiendo su absorción (Hallberg et al., 1987; Sandström y Sandberg, 1992; Servi et al., 2008). Muchas investigaciones han demostrado que una dieta rica en fitatos, debido al alto consumo de fibra, causa deficiencia en minerales (Sandström y Sandberg, 1992; Sandberg et al., 1999; Konietzny y Greiner, 2003), particular-mente en dietas desequilibradas, en poblaciones de riesgo y en alimentación animal (Sandberg et al., 1999). Estudios in vitro e in vivo indicaron que una desfosforilación parcial del fitato en productos alimenticios a base de cereales y leguminosas, disminuye el efecto negativo en la absorción de minerales, y ge-nera productos de hidrólisis intermedios que poseen actividad biológica especí-fica en el organismo (Sandberg et al., 1989; Larsson y Sandberg, 1991). En las etapas de malteado, fermentación y maceración, los fitatos podrían hidrolizarse secuencialmente por acción de la fitasa propia del cereal a una mezcla de pen-takis, tetrakis, tri, di y mono fosfatos de mio-inositol (InsP5, InsP4, InsP3, InsP2, InsP1, respectivamente) y fosfato (Türk et al., 1996). Sin embargo, en los pro-ductos de cereales enriquecidos en fibra o integrales, el contenido de fitatos se mantiene en concentraciones altas debido a la ineficiente acción enzimática du-rante el proceso (Greiner et al., 1998). La degradación enzimática de los fitatos en procesos fermentativos depende de muchos factores tales como el tiempo y la temperatura, el pH, el contenido de agua, la concentración de sales minera-les, los aditivos y el proceso (Türk y Sandberg, 1992). Algunas investigaciones han intentado incrementar la hidrólisis de InsP6 en productos de panadería por


medio de diversas estrategias, las cuales involucran prolongación del tiempo de proceso (Sanz et al., 2007; Palacios et al., 2008a), incremento de la cantidad de levadura (Harland y Harland, 1980; Faridi et al., 1983), incremento de la acti-vidad fitasa por disminución del pH, adición de fitasa exógena o ambos (Türk et al., 1996; Lopez et al., 2000; Sanz et al., 2008ab; Palacios et al., 2008b). Por otro lado, el arroz es una matriz alimentaria que presenta contenidos de ar-sénico variables, pudiendo alcanzar concentraciones superiores a 1 µg/g, sien-do el arroz salvaje y el negro portadores de las mayores concentraciones de este elemento tóxico (Meharg et al., 2008). Sun et al., (2008), encontró que la mayor proporción de arsénico se encuentra en el salvado, así lo demuestran los contenidos de esta sustancia inorgánica encontrada por estos investigadores (0,6-2,0 µg/g). Según la Organización Mundial de la Salud la ingesta diaria to-lerada (IDT) de arsénico inorgánico es de 140 µg/día para una persona de peso medio, 70 kg (WHO, 1989).

2. Objetivo

El objetivo principal de esta investigación fue desarrollar un nuevo produc-to de panadería adicionando salvado de arroz estabilizado térmicamente con el fin de incrementar el valor nutricional del pan.

3. Materiales y métodos

3.1 Materiales

Para los ensayos de panificación se utilizó harina de trigo adquirida en el mercado local de España (Harinera La Meta S.A). Como fuente de fibra se em-pleó salvado de arroz adquirido directamente de Molinos industriales de Arroz Diana del Tolima (Espinal, Colombia). Las características de la materia prima empleada en este estudio se muestran en la tabla 1.


Tabla 1. Características de las harinas utilizadas en el estudio

Parámetro Unidades Harina de trigo Salvado de arroz estabilizado

Humedad g/100 g 14,65 ± 0,00 6,05 ± 0,02Proteínas g/100 g 10,22 ± 0,35 14,02 ± 0,10Lípidos g/100 g 1,08 ± 0,11 17,7 ± 0,08Cenizas g/100 g 0,09 ± 0,02 10,22 ± 0,01Arsénico total µg/g n.d. ~0,300Actividad fitasa Uc/100 g 36,0 ± 0,6 n.d.Fitatos µmol/g b.s. n.d. 78,94 ± 2,02(InsP6 + InsP5)

b.s.: base seca; n.d.: no detectado, cU: µg P/hora

Como iniciador en el proceso de panificación fue usada levadura prensada (Saccharomyces cerevisiae, Levamax, España).

3.2 Métodos

3.2.1 Estabilización del salvado de arroz

Se utilizó la técnica de estabilización con calor húmedo (vapor saturado) ya que el vapor actúa con un doble propósito, como medio calefactor de eleva-do coeficiente de transferencia de calor y como medio para aumentar la activi-dad de agua del salvado y reducir la termorresistencia de las enzimas (lipasas y peroxidasas) y microorganismos que lo contienen. Se colocaron 250 g de sal-vado de arroz en una bandeja de tal manera que la profundidad de éste no fuera superior a 2 cm. Luego se introdujo la bandeja con el salvado en un autoclave que proveía vapor saturado de 121 oC por un tiempo de 30 minutos (Benedito de Barber, 1991).

3.2.2 Caracterización de la harina

3.2.2.1 Humedad

Se determinó por el método oficial del Ministerio de Agricultura (1975). Para ello se tomaron muestras de harina de 3 g y se dejaron secar en estufa a


130 ºC durante 90 minutos. El porcentaje de pérdida de peso indicó la humedad de la harina. El análisis se realizó por duplicado.

3.2.2.2 Proteínas

Para la determinación de proteínas se utilizó el método semimicro de Kjeldhal propuesto por la American Association of Cereal Chemists (AACC, 1983). Se pesaron 0,2 g exactos de harina, 1 g de una mezcla pulverizada de K2SO4 / CuSO4 en proporción 10:1 y 0,02 g de SeO2. Se introdujo en un tubo y se añadieron 6 ml de H2SO4 al 98%, se calentaron sobre un calentador eléctrico hasta que finalizó el proceso de digestión y, posteriormente, se dejó enfriar. Se vertió el contenido en un matraz de destilación (efectuando lavados con H2O destilada), se añadieron unas gotas de fenolftaleína y se conectó al equipo de destilación. Se añadió NaOH al 40% (p/v) hasta el viraje de color (de incoloro a rojo) y el destilado se recogió sobre 15 ml de una solución de ácido bórico al 4% (p/v), a la que se había añadido 3 gotas de una solución indicadora de rojo de metilo - verde de bromocresol (5:1). La destilación se continuó hasta que se recogieron de 80 a 100 ml de destilado. El destilado se valoró con H2SO4 0,01 N hasta el viraje del color de azul a verde. El análisis se realizó por duplicado.

Cálculos:

%NmLH SO blanco meqN

g muestra(base2 4

�

� � �( ) F seca)

meqN = 0,014F = 5,95 (arroz)F = 5,70 (trigo)

3.2.2.3 Cenizas

Se determinaron siguiendo el método de la International Association for Cereal Chemistry (ICC, 1990). Se pesaron 5 g exactos de harina y se introduje-ron en una cápsula de incineración. La cápsula se introdujo en un horno de mu-fla a 910 ºC con corriente de aire. La incineración se continuó hasta conseguir la combustión total de la muestra, hasta que el peso fue constante. El análisis se realizó por triplicado.


Cálculos:

%cenizas g residuog muestra(base seca) 100 � �

3.2.2.4 Grasas

Se determinaron siguiendo el método de la AACC (1967). Se pesaron de 5 a 10 g de harina en un cartucho de celulosa que se taponó con algodón. El cartucho se introdujo en el extractor, se añadió éter etílico una vez conectado el matraz y se procedió a la extracción (aproximadamente 4 horas). El extracto etéreo se llevó a sequedad en corriente de aire y hasta peso constante en estufa a 100 ºC.

Cálculos:

Grasa (%) extracto etéreo 100g muestra(base � �

seca)3.2.2.5 Fibra total

Se siguió como referencia el método Megazyme (AOAC, 991.43, 985.29 y AACC 32-07, 32-21 y 32-05). Se tomaron 1 g de muestra de harina (< 10% de grasas), se agregaron 40 ml de MES-TRIS (solución Buffer pH = 8,2) con agitación constante para adicionar 50 μL de alfamilasa termoestable e incubar-la entre 95 y 100oC (baño termostatado) por 35 minutos; se agregaron 100 μL de proteasa y se incubó a 60oC (baño termostatado) por 30 minutos. Luego que haber transcurrido el tiempo se agregaron 5 ml de HCl al 0,561 N y se chequeó que el pH de la solución estuviese entre 4,1 y 4,8; si no, se ajustó con una so-lución de HCl al 5% o NaOH al 5%. Finalmente se agregaron 200 μL de ami-noglucosidasa y se incubó a 60oC por 30 minutos para luego agregar 225 ml de etanol al 95% el cual debía estar precalentado a 60oC y se dejó la muestra por 60 minutos para que se precipitara la fibra. Luego se pasó a un embudo donde se filtró a vacío. Las muestras finales de secaron a 130oC y se pesaron al día si-guiente. A cada nuestra se le cuantificaron las proteínas y las cenizas. La fibra dietaría total se determinó por la siguiente ecuación:

Fibra Dietaria Total (%)R1 R2

2 P A

�

� � � �( )

B

1 22

100M M��

( )


R1, masa residual de M1; R2, masa residual de M2; P, masa de proteína de R2; A, masa de cenizas de R1; M1, masa de la muestra 1; M2, masa de la muestra 2; B, blanco.

3.2.2.6 Extracción de fitasa

Para la extracción enzimática de la harina se utilizó el método descrito por Konietzny et al., (1995), y más tarde modificado por Haros et al., (2001a). Se resuspendieron 5 g de harina en 25 ml de acetato de sodio 0,1 M a pH 5,0, con-teniendo ácido etilendiamino-tetraacético 0,01M, usando agitación por toda la noche a 4 ºC. Se centrifugó a 29.400 r.p.m. durante 15 minutos a 15 ºC (Sorvall RC-5B, DuPont Instruments), conservando el sobrenadante para determinar ac-tividad fitasa y desechando el pellet.

3.2.2.7 Extracción de fitatos

Para la extracción de los fitatos de la harina se mezclaron 2 g de ésta con 20 ml de HCl 0,5 M en homogeneizador-dispersador (Ultra-Turrax T18 basic, IKA, Wilmington, USA) tres veces durante 10 segundos a 20.000 r.p.m. Poste-riormente se dejó durante 3 horas a 30 ºC con agitación suave según el méto-do descrito por Türk y Sandberg (1992). Los extractos fueron centrifugados a 24.500 r.p.m. durante 10 minutos a 4 ºC (Sorvall RC-5B, DuPont Instruments), congelados toda la noche, y centrifugados nuevamente. Una alícuota de 5 ml del sobrenadante fue llevado a sequedad en corriente de aire a 37 ºC y redisuel-to en 5 ml de HCl 0,025 N para su posterior purificación y determinación de fosfatos de mio-inositol.

3.2.2.8 Determinación de actividad fitasa

La actividad fitasa se determinó mediante el método descrito por Haros et al., (2005). La reacción consistió en incubar durante 30 minutos a 50 ºC 500µL de acetato de sodio 0,1 M a pH 5,5, conteniendo fitato potásico 1,2 mM, y 100 µL del extracto enzimático. Tras la incubación la reacción fue deteni-da añadiendo 100 µL de ácido tricloroacético al 20% (Sigma-Aldrich Chemie GmbH, Steinhein, Alemania), se dejó reposar 10 minutos a 0 ºC y se centri-fugó a 16.100 r.p.m. durante 5 minutos a 4 ºC (Centrifuge 5415R, Eppendorf


AG, Hamburg, Alemania). En el sobrenadante se determinó el fósforo liberado por determinación espectrofotométrica del fosfomolibdovanadato de amonio, el cual es un complejo de color amarillo que se forma cuando el orto-fosfato reacciona con el molibdovanadato de amonio en medio ácido, según el méto-do descrito por Tanner y Barnett (1986) adaptado a escala micro en lector de microplacas (Spectromax 190, Molecular Devices, Sunnyvale, CA, USA). A 100 µL del sobrenadante se añadieron 100 µL de reactivo de molibdovanadato (Fluka Chemie GmbH, Burchs, Suiza) diluido (1/5). Tras reposar 10 minutos a 30 ºC se midió la absorbancia a 400 nm. Una unidad de actividad fitasa (U) fue definida como la responsable de la liberación de 1,0 µg de fósforo inorgánico por hora a pH 5,0 y 30 ºC (Haros et al., 2001a). Las muestras fueron analizadas por duplicado.

3.2.2.9 Determinación de arsénico en el salvado de arroz

La determinación de As total se llevó a cabo mediante una mineralización vía seca con posterior detección por generación de hidruros acoplado a espec-troscopia de absorción atómica, siguiendo el método desarrollado por Ybañez et al., (1991), con unas pequeñas modificaciones. Brevemente, se pesó 1 g de salvado en un vaso de precipitado de 250 ml y se le adicionaron 2,5 ml de agen-te coadyuvante de mineralización, luego se adicionaron 5 ml de HNO3 diluido y se evaporó hasta sequedad en un baño de arena. Se llevó a la mufla hasta al-canzar los 425 ± 25 ºC durante 12 h. Cuando las cenizas estuvieron blancas, se adicionaron 0,5 ml de agua desionizada para humedecerlas y 5 ml de HCl hasta disolverlas completamente; se adicionaron 5 ml de la disolución pre-reductora y se esperó 30 minutos y se filtró la muestra recogiendo el filtrado sobre un matraz aforado de 25 ml. Se utilizó un filtro de pliegues de papel previamen-te descontaminado. Se lavó varias veces con HCl el vaso de precipitados que contenía la muestra mineralizada, y se filtraron las soluciones de lavado sobre el matraz aforado. Una vez filtrada la muestra y para evitar pérdidas, el filtro se lavó con HCl y el líquido fue incorporado a la disolución antes de llevar a volumen en el matraz aforado de 25 ml. Luego se realizó la determinación por absorción atómica.


3.2.3 Proceso de panificación

Se utilizó una formulación: A. 100% harina de trigo (control); y B. 90% harina de trigo + 10% harina de salvado de arroz. La formulación de la masa consistió en preparar siempre 500 g de harina (A o B), 2,5% de levadura pren-sada, 2,0% sal, 0,01% de ácido ascórbico y 55,2% y 50,8% de agua (corres-pondiente al óptimo de absorción a 500 y 700 Unidades Brabender para A y B respectivamente); todos los porcentajes se expresaron en base a la masa de la harina. Los ingredientes fueron amasados durante 3 minutos para las dos for-mulaciones hasta el desarrollo de la masa. La masa se dejó reposar durante 10 minutos, se dividió en porciones de 100 g, se boleó y reposó nuevamente duran-te 15 minutos. Las piezas se fermentaron durante 45 y 20 minutos para la for-mulación A y B respectivamente (de acuerdo a las curvas de fermentación) a 28 ºC y humedad relativa de 85%, monitoreando a intervalos regulares de tiempo el pH, temperatura e incremento de volumen de la masa. Al cabo de la etapa de fermentación las piezas se hornearon a 170 ºC durante 20 minutos. Los panes fueron enfriados a temperatura ambiente durante 60 minutos para su posterior análisis. Todos los ensayos se llevaron a cabo por duplicado.

3.2.4 Calidad del producto final

Los parámetros tecnológicos de la pieza panaria determinados fueron (Ha-ros et al., 2001a; 2002): humedad (%), peso (g), volumen (cm3), volumen es-pecífico (cm3/g), color de la corteza y miga, relación de aspecto de la rebanada central (cm/cm), estructura de la miga, perfil de textura, contenido de fitatos y análisis sensorial.

3.2.4.1 Humedad del pan

La determinación de la humedad del pan se realizó en dos etapas, siguiendo el método 44-15A de la AACC (1995). En la primera etapa (H1) se pesan 50g de pan, que se corta en porciones pequeñas y se dejan secar a temperatura am-biente durante 24 horas. Transcurrido este tiempo se pesa la muestra seca y se tritura. En la segunda etapa (H2), se toman 2 g exactos de la muestra triturada y se introducen en una estufa a 130 ºC durante 90 minutos. Esta determinación se llevó a cabo por duplicado.


Cálculos:

Humedad (%) HH 100 H

10012 1 � �

�( )

3.2.4.2 Volumen del pan

El volumen fue determinado con volumenómetro de pan (Tripette & Ren-aud, Villeneuve La Garenne, Francia) por desplazamiento de semillas de ajon-jolí. El volumen específico se calculó a partir del volumen (V) y el peso (P) de las muestras, mediante la fórmula: Vespecífico = V / P, (cm3/g). Se realizaron cuatro repeticiones por tratamiento.

3.2.4.3 Color

El análisis del color de la corteza y la miga de pan se determinó por medio de un colorímetro digital (Chromameter CR-400, Konika Minolta Sensing, Ja-pón). Los parámetros evaluados fueron: L* (luminosidad), a* (posición entre rojo y verde) y b* (posición entre amarillo y azul) correspondientes al espacio CIELab. El instrumento fue calibrado utilizando el iluminante C (luz del sol di-recto al medio día con un cielo claro) y estándar blanco. El color de la corteza y la miga fue determinado por triplicado en puntos aleatorios de cada una de las cuatro piezas panarias elegidas al azar de cada ensayo de panificación.

3.2.4.4 Relación de aspecto de la rebanada central

La relación de aspecto (RA) de la rebanada central se midió con la altura y la anchura de ésta en piezas panarias elegidas aleatoriamente en cada tratamien-to. Los ensayos se realizaron por triplicado. La relación de aspecto se calculó mediante la ecuación: RA = Ancho /Alto, (cm/cm).

3.2.4.5 Estructura de la miga

La estructura de la miga se evaluó por análisis digital de imagen. Las imá-genes fueron previamente escaneadas con una resolución de 240 píxeles por centímetro (HP ScanJet 4400C, Hewlett Packard, USA) con el programa HP PrecisianScan Pro 3.1. Para el análisis de la estructura de la miga se utilizaron


dos cuadrados de 10mm x 10mm procedentes de la rebanada central de la pie-za panaria. Los datos fueron procesados usando el programa Sigma Scan Pro Image (versión 5.0.0, SPSS Inc., USA). Los parámetros evaluados fueron: área alveolar/área total, (cm2/cm2); área de la pared alveolar/área total, (cm2/cm2); número alveolos/cm2; y área media alveolar, (µm2). Se realizaron cuatro repe-ticiones por tratamiento.

3.2.4.6 Análisis de perfil de textura

El perfil de textura de la miga de pan se determinó mediante texturómetro TA-XT2i (Stable Micro Systems, Surrey, Reino Unido). Se realizó un doble ci-clo de compresión con una sonda de 10 mm de diámetro a una velocidad de 1,0 mm/s. Las rebanadas se tomaron de la zona central de las piezas de pan, todas ellas con un espesor de 10 mm y fueron comprimidas hasta el 50% de su espe-sor original, transcurriendo un tiempo de 5 segundos entre el final de la primera compresión y el inicio de la segunda. El análisis se realizó en el pan recién ela-borado tras un reposo de 60 minutos para su enfriamiento. Las medidas se repi-tieron dos veces por ensayo de panificación. Los parámetros evaluados fueron:

– Elasticidad de recuperación retardada o porcentaje (%) de recuperación (springiness). La cual se define como la capacidad del material para recuperar su estado original tras la deformación.

– Capacidad de recuperación instantánea o velocidad de recuperación (re-silience). Conocida como la capacidad instantánea del material para la recupe-ración de su forma original.

– La dureza, definida como la fuerza necesaria para alcanzar una deforma-ción determinada.

– Cohesividad la cual se relaciona con la fuerza de atracción entre partícu-las adyacentes dentro de un mismo cuerpo.

– La masticabilidad que es la energía requerida para masticar un producto sólido o semisólido para ser ingerido (figura 2).


Figura 2. Curva de perfil de textura

3.2.4.7 Determinación de fosfatos de mio-inositol

La extracción, purificación y determinación de los fosfatos de mio-inositol se realizó según la metodología descrita por Türk y Sandberg (1992) y más tarde modificada por Sanz et al., (2008b). Para la extracción de los fitatos y productos de hidrólisis en harina y pan se siguió la metodología descrita en el apartado “Ex-tracción de fitatos”. El porcentaje de hidrólisis de InsP6 y la generación de fos-fatos de mio-inositol con menor grado de fosforilación durante el crecimiento de cepas de bifidobacterias en caldo MRS y Garche modificado, se investigó en el sobrenadante del medio de cultivo. Para separar las células se centrifugó a 24.500 r.p.m. durante 10 minutos a 4 ºC (Sorvall RC-5B, DuPont Instruments). Una alí-cuota de 5 ml fue llevada a sequedad en corriente de aire a 37 ºC y, posterior-mente, se redisolvió en 5 ml de HCl 0,025 N y 63,30 µL de HCl 2 N. En ambos casos (extracto de harina o pan y sobrenadante de medio de cultivo), los extractos fueron purificados en mini-columnas rellenas con resina de intercambio iónico AG® 1-X8 (200-400 Mesh Chloride Form, Bio-Rad, Hercules, CA, USA). Las

1a Compresión

Longitud 1 Longitud 2

1a Descompresión 2a Compresión 2a DescompresiónEspera

Fuerza

Área 1

Área 2

Tiempo

Velocidad de recuperación = Área 5 / Área 4*Gomosidad = Dureza * Cohesividad*Sólo en el caso de semisólidos % Recuperación = Longitud 2 / Longitud 1

**Masticabilidad = Gomosidad* % Recuperación**Sólo en el caso de sólidos

Adhesividad = Área 3

Cohesividad = (Área 2 / Área 1)

Área 3

Área 5Área 4

Dureza(Fuerza 2)


columnas fueron lavadas con 5 ml de HCl 0,025 N, y los fosfatos de mio-inositol adheridos a la resina fueron eluidos con 10 ml de HCl 2 N y llevados a sequedad en corriente de aire a 37 ºC. El residuo seco fue redisuelto en la fase móvil utili-zada para la separación en HPLC en fase reversa, que consistió en metanol: ácido fórmico 0,05 M (51:49), conteniendo 1,5% (v/v) de hidróxido de tetrabutilamonio (Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, USA), ajustado a pH 4,3 con ácido sulfúrico 9 M (Sigma, St. Louis, MO). El análisis cromatográfico fue llevado a cabo con un cro-matógrafo líquido HP1050 (Hewlett Packard, Waldbronn, Alemania), equipado con un detector de índice de refracción HP 1047A (Hewlett Packard, Waldbronn, Alemania). Las muestras (50 µL) fueron inyectadas en el cromatógrafo para la se-paración y cuantificación de fosfatos de mio-inositol mediante una columna Tra-cer Excel 120 ODS-B (5µm x 15 cm x 0,4 cm; Teknokroma, Barcelona, España). Las condiciones cromatográficas fueron: flujo 1 ml fase móvil/min y temperatura de la columna 35 ºC. Para la identificación de fosfatos de mio-inositol se utilizó un hidrolizado de ácido fítico en solución acuosa al 50% (p/v) (Sigma, St. Lo-uis, MO). Como solución estándar se utilizó fitato de potasio 5 mM (Sigma, St. Louis, MO). Las muestras fueron analizadas por duplicado. Los resultados fue-ron expresados en mM en el medio de cultivo y en µmoles de fosfatos de mio-inositol/g de harina o pan en base seca.

3.2.4.8 Análisis sensorial

Se realizó un análisis sensorial preliminar con la participación de 20 consu-midores voluntarios. La aceptabilidad de los consumidores se evaluó mediante una escala hedónica (figura 3), (Peryam y Girardot, 1952).

Figura 3. Escala hedónica1. Me gusta muchísimo. 2. Me gusta mucho. 3. Me gusta moderadamente. 4. Me gusta poco. 5. Ni me gusta ni me disgusta. 6. Me disgusta un poco. 7. Me disgusta moderadamente. 8. Me disgusta mucho. 9. Me disgusta muchísimo.


3.2.5 Análisis estadístico

Los resultados se analizaron estadísticamente por comparación múltiple en programa Statgraphics Plus 7.1 (Bitstream, Cambridge, MN), por medio de la prueba de Fisher para establecer diferencias significativas mínimas entre mues-tras (LSD) a un nivel de significación de 5% (p < 0,05).

4. Resultados y discusión

4.1 Calidad del producto final

La calidad del producto adicionado con salvado de arroz estabilizado se evaluó en cuanto a la calidad tecnológica, color de la corteza y miga, estructura y perfil de textura de la miga, contenido de fitatos y fibra dietética, y evaluación sensorial (tablas 2-7).

4.2 Calidad tecnológica

La adición de salvado de arroz estabilizado a la formulación de pan con-dujo a la elaboración de un producto con menor contenido de humedad debido a que la masa debió llevarse a una consistencia de 700 UB para poder se mani-pulada. La inclusión de salvado produjo una disminución significativa del vo-lumen específico de la pieza panaria y de la relación de aspecto de la rebanada central (tabla 2 y figura 4).

Tabla 2. Efecto de adicionar salvado de arroz en los parámetros tecnológicos del pan

Parámetros tecnológicos del pan Muestra Humedad Volumenespecífico Relacióndeaspecto % cm3/g ancho/alto, cm/cm

Control 26,72 ± 0,26 2,05 ± 0,002 1,65 ± 0,01

10% salvado de arroz 24,34 ± 0,02 1,72 ± 0,01 1,42 ± 0,03


Figura 4. Aspecto del pan y rebanada central de las muestras

A. Control. B. Adicionado con 10% de salvado de arroz.En cuanto a los parámetros de color de la miga se observó un ligero des-

censo en la luminosidad, mientras que la componente roja (a*) y amarilla (b*) del color se incrementan ligeramente por la adición de salvado (tabla 3). En cuanto a los parámetros de color de la corteza se observó un ligero descenso de todos ellos. En el pan el color de la corteza se debe fundamentalmente a las reacciones de pardeamiento no enzimático, en particular las reacciones de Mai-llard. En general, las reacciones de Maillard disminuyen la luminosidad e in-crementan la componente roja y amarilla del producto, debido a la formación de pigmentos pardos. El salvado de arroz posee su propio color (L*. 60,32, a*: 3,13, b*: 26,01) por lo que la tendencia esperada en el color es la observada en los parámetros de la miga. Sin embargo, los resultados observados en corteza inducirían a pensar en una inhibición de las reacciones de Maillard, las cuales son afectadas por numerosos factores, entre ellos la actividad de agua, la tem-peratura y el pH.

Tabla 3. Efecto de reemplazar harina por salvado de arroz en el colorde la corteza y la miga

Parámetros de color

Muestra Miga Corteza

L* A* B* L* a* b*

Control 69,89 ± 0,95 –1,15 ± 0,02 19,13 ± 1,39 68,13 ± 0,57 9,61 ± 0,06 37,36 ± 0,25

10% salvado 66,83 ± 0,05 0,64 ± 0,08 21,73 ± 0,44 65,28 ± 1,50 8,82 ± 0,69 35,21 ± 0,17de arroz

A B


Las diferencias de color evaluadas por medida instrumental pueden tener su correlación por observación visual, tal como se muestra en la figura 4.

La estructura de la miga también fue significativamente afectada por la adición de salvado de arroz en la formulación (tabla 4). Todos los parámetros fueron afectados mostrando una disminución en el área alveolar, menor núme-ro de alveolos por unidad de área, menor área alveolar y mayor área de pared alveolar (figura 5).

Tabla 4. Adición de salvado de arroz a la estructura de la miga de pan

Área alveolar Área de la pared Área mediaMuestra Área total, alveolar/Área Alvéolos/cm2 alveolar, cm2/cm2 total, cm2/cm2 µm2

Control 0,312 ± 0,014 0,687 ± 0,014 40,37 ± 0,18 80,0 ± 0,1

10% salvado 0,049 ± 0,002 0,950 ± 0,002 20,25 ± 0,02 24,4 ± 0,6 de arroz

Figura 5. Estructura de la miga

A. Control. B. 10 % de salvado de arroz.La adición de salvado de arroz a la formulación de pan afectó significativa-

mente el perfil de textura de la miga (tabla 5). La dureza o firmeza de la miga, y los parámetros que dependen de ella (gomosidad y masticabilidad), se incre-mentaron. La incorporación de salvado provocó una ligera disminución en la elasticidad, cohesividad y la capacidad de recuperación instantánea de la miga (tabla 5).

A B


Tabla 5. Efecto de la adición de salvado de arroz en el perfilde textura de la miga de pan

Perfildetextura

Muestra Dureza Elasticidad Cohesividad Gomosidad Masticabilidad Resiliencia N N N

Control 331,8 ± 4,4 0,947 ± 0,022 0,759 ± 0,019 252,0 ± 9,7 238,7 ± 14,8 0,375 ± 0,003

10% salvado 475,3 ± 51,3 0,877 ± 0,050 0,665 ± 0,008 316,0 ± 33,9 276,4 ± 22,7 0,283 ± 0,014 de arroz

La red del gluten es la principal responsable de las características de textu-ra de la miga del pan, por tanto la inclusión de salvado interfiere en la forma-ción de la red viscoelástica lo que afectó directamente la calidad del producto final en cuanto al volumen específico y firmeza de la miga. Sin embargo estos cambios no afectaron la calidad sensorial del producto (tabla 5).

En el análisis sensorial realizado con consumidores se puede observar que el producto elaborado con salvado de arroz tuvo una alta aceptabilidad (figura 6). El 85% de los catadores ubicaron la muestra adicionada con salvado en el numeral 2 de la escala hedónica (- Me gusta mucho) cercana a la muestra control (90%). Algunos consumidores evaluaron el sabor y la textura de la corteza positivamen-te, resaltando un ligero sabor a arroz y mayor carácter crujiente de la corteza.

Figura 6. Evaluación sensorial de consumidores

1 2 3 4 5 6 7 8 9Escala Hedónica

Porcentaje de aceptación (Escala Hedónica)

% d

el to

tal d

e ca

tado

res

0102030405060708090

100

Pan ControlPan 10% de salvado


4.3 Contenido de arsénico total

Debido a que el arroz es una matriz alimentaria que presenta contenidos variables de arsénico y que la mayor parte de éste se encuentra en el salvado, se determinó su concentración para evaluar la seguridad alimentaria de este nuevo ingrediente. El valor obtenido de arsénico total correspondió a aproxi-madamente 0,300 µg/g, muy por debajo de los límites recomendados. Teniendo en cuenta las recomendaciones de la OMS sobre la IDT de arsénico inorgánico (140 µg/día) y que en esta investigación se empleó en una proporción de 10% en un producto de panadería, si la ingesta diaria de pan es de 250 g/día, la in-gesta diaria de arsénico total sería de 7,5 µg/día, por lo que se puede considerar una materia prima segura.

4.4 Calidad nutricional

La inclusión de salvado de arroz en la formulación del pan prácticamente duplicó el contenido de fibra dietética debido a la alta proporción de ésta en la harina de salvado (tabla 6). El contenido de proteínas también se incrementó por la adición de salvado en la formulación del pan (tabla 6).

Tabla 6. Análisis de fibra dietética y proteínas en el salvado y producto final.

Harina de S.A Control 10% de S.A.

% Fibra dietaria total 28,37 ±1,06 3,67 ± 0,21 6,09 ± 0,034

Proteína 14,02 ± 0,1 10,95±0,23 12,14 ± 0,16

b.s. base seca

La inclusión de salvado de arroz en la formulación del pan produjo un in-cremento de los fitatos respecto de la muestra control (tabla 7). Si el salvado se incorporó en un 10% en la formulación del pan, el contenido de fitatos en el producto debería ser de aproximadamente 5,9 µmoles/g de pan en base seca. Sin embargo, se observó un descenso significativo a este valor de aproximada-mente 29% lo que indicaría que sólo la fitasa propia del trigo actuó durante el proceso fermentativo, debido a que el proceso térmico de estabilización de sal-vado inactivó esta enzima (tabla 1).


Tabla 7. Concentración de fosfatos de mio-inositol en producto final

µmoles/g de pan (b.s.)Muestra

InsP6 InsP5 InsP4 InsP6 + InsP5

Harina salvado arroz 58,59 ± 0,98 20,04 ± 1,04 2,01 ± 0,44 78,94

Control n.d. n.d. n.d. n.d.

10% salvado de arroz 4,18 ± 0,51 1,44 ± 0,21 0,28 ± 0,03 5,63

b.s. base seca; n.d.: no detectado.

5. Conclusiones

La adición de salvado de arroz estabilizado permitió el incremento del va-lor nutricional del pan por aumento del contenido de fibra dietética. El aporte de fitatos del salvado descendió significativamente debido fundamentalmente a la actividad fitasa propia de la harina de trigo, dado que el proceso térmico de estabilización del salvado de arroz produjo la total desnaturalización de esta enzima.

El reemplazo de harina por salvado de arroz estabilizado produjo una lige-ra, aunque significativa, disminución de la calidad del producto final en cuanto a volumen específico de la pieza panaria, firmeza y estructura de la miga. Sin embargo, el producto fue positivamente evaluado por los consumidores, aun-que éstos detectaron ligeros cambios en cuanto al sabor, color, textura y aspecto de los panes; el nuevo producto desarrollado ha tenido alta aceptación.

Según los resultados obtenidos el salvado de arroz estabilizado podría ser un importante ingrediente funcional en la elaboración de productos de panade-ría, debido a su importante aporte nutricional.


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