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FORMULACIÓN DE UNA MASA PARA PIZZA LIBRE DE GLUTEN UTILIZANDO
HARINAS ALTERNATIVAS
Carolina Guinand Guzmán
UNIVERSIDAD DE SAN BUENAVENTURA
FACULTAD DE INGENIERÍA
PROGRAMA DE INGENIERÍA AGROINDUSTRIAL
SANTIAGO DE CALI
2013
2
FORMULACIÓN DE UNA MASA PARA PIZZA LIBRE DE GLUTEN UTILIZANDO
HARINAS ALTERNATIVAS
Carolina Guinand Guzmán
Trabajo de grado para optar al título de
Ingeniera Agroindustrial
Directora
CLEMENCIA CHAVES LOPEZ
PhD
Universidad San Buenaventura Cali
Facultad de Ingeniería
Programa de Ingeniería Agroindustrial
3
NOTA DE ACEPTACIÓN
Aprobado por el Comité de
Grado en cumplimiento de los
requisitos exigidos por la
Universidad
de
San
Buenaventura Cali para optar
al título de Ingeniería Agroindustrial.
Jurado o docente o director
Jurado o docente o director
Santiago de Cali, 5 de Junio de 2013
4
TABLA DE CONTENIDO
1.
OBJETIVO ................................................................................................................................15
1.1 General. .................................................................................................................................15
1.2 Específicos. ...........................................................................................................................15
2. JUSTIFICACIÓN .........................................................................................................................16
3.
PROBLEMA .............................................................................................................................18
4. MARCO TEÓRICO .....................................................................................................................20
4.1 Qué es la Celiaquía?............................................................................................................20
4.2 Tratamiento. ..........................................................................................................................21
4.3 Productos en el mercado para celiaco. .............................................................................22
4.4 Alimentos sin gluten aptos para celiacos..........................................................................23
4.5 Función del gluten en la leudación. ...................................................................................24
4.6 Proteínas ................................................................................................................................27
4.6.1 Proteínas de la harina de trigo. .........................................................................28
4.7 Aditivos de uso alimenticio que pueden reemplazar al gluten ......................................31
4.71 Transglutaminasas.............................................................................................31
4.7.2 Hidrocoloides. ...................................................................................................32
4.7.3 Carboximetil celulosa. .......................................................................................32
4.7.4 Goma Guar. ......................................................................................................33
4.7.5 Suero de leche liofilizado. .................................................................................33
4.8 Harinas sin gluten .................................................................................................................34
4.8.1 Harina de chachafruto. ......................................................................................34
4.8.2 Harina de quinua. .............................................................................................35
4.8.3 Harina de amaranto. .........................................................................................36
4.8.4 Harina de arroz. ................................................................................................37
4.8.5 Harina de garbanzo. .........................................................................................38
4.8.6 Harina de maíz. ................................................................................................39
4.8.7 Harina del fruto del árbol de pan. ......................................................................40
5
4.8.8 Fécula de papa. ................................................................................................41
4.8.9 Almidón de yuca. ..............................................................................................42
5.
ANALISIS..................................................................................................................................44
5.1 Perfil de la textura.................................................................................................................44
5.1.1.
Fracturabilidad. ............................................................................................44
5.1.2.
Dureza. ........................................................................................................45
5.1.3.
Cohesividad. ................................................................................................45
5.1.4 Adhesividad. ....................................................................................................45
5.1.5 Gomosidad. ......................................................................................................45
5.1.6 Masticabilidad. ..................................................................................................46
6.
METODOLOGÍA ......................................................................................................................47
6.1.
Identificación harinas alternativas libres de gluten para la panificación. ................47
6.2 Evaluación de la capacidad de retener CO2. ....................................................................47
6.3 Evaluación del gusto de las masas horneadas. ..............................................................48
6.4 Identificación de las mezclas de harinas libres de gluten para la panificación ..........48
6.5 Optimización de la formulación de harinas. .....................................................................50
6.6 Análisis del perfil de la textura (TPA) ................................................................................53
6.7 Análisis composicional de los productos ..........................................................................54
7.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN .............................................................................................57
7.1.
Identificación de harinas alternativas libres de gluten para la panificación. ..........58
7.2.
Evaluación del gusto de las masas horneadas. .........................................................78
7.3 Optimización de la formulación. .........................................................................................79
7.4 Análisis proximal de la harina seleccionada. ...................................................................89
La formulación final de las harinas en porcentajes es mostrada en la tabla 32 y en la
tabla 33 se muestra la composición centesimal de las mismas. .........................................89
Tabla 32. Composición final (%) de las harinas ....................................................................89
8.
CONCLUSIONES. ..................................................................................................................90
9.
RECOMENDACIONES. .........................................................................................................92
6
10.
BIBLIOGRAFÍA. ...................................................................................................................93
Lista de gráficas.
Grafica 1. Curva generalizada TPA ................................................................................ 53
Grafica 2. Aumento del volumen de las diferentes mezclas de harinas después de
fermentación ................................................................................................................... 64
Grafica 3. Influencia de las harinas sobre los atributos sensoriales de las masa .... 65
Grafica 4. Influencia del mix de harinas sobre aumento del volumen de las masas
crudas y el sabor en general de las masas horneadas. ............................................... 68
Grafica 5. Incremento del volumen en los diferentes mix de masas evaluación
sensorial ......................................................................................................................... 70
Grafica 6. Radar plot relativo a los descriptores sensoriales evaluados en las
diferentes masas horneadas ......................................................................................... 76
Grafica 7. Superficie de respuesta de la adhesividad entre las variables suero y
goma guar ....................................................................................................................... 84
Grafico 8. Superficie de respuesta de la cohesividad entre las variables margarina y
suero ............................................................................................................................... 86
Grafico 9. Superficie de respuesta de la firmeza entre las variables suero y
margarina. ....................................................................................................................... 88
7
Lista de tablas
Tabla 1. Prolaminas de los diferentes cereales. ....................................................................... 28
Tabla 2. Proteínas presentes en las fracciones de osborne ........................................................ 29
Tabla 3. Clasificación de las proteínas de la harina de trigo con base en su funcionalidad .......... 30
Tabla 4. Nutrientes harina chachafruto .................................................................................... 35
Tabla 5. Nutriente harina de quinua......................................................................................... 36
Tabla 6. Nutrientes harina de amaranto. .................................................................................. 37
Tabla 7. Nutrientes harina de arroz .......................................................................................... 38
Tabla 8. Nutrientes harina de garbanzo.................................................................................... 39
Tabla 9. Nutrientes de la harina de arroz.................................................................................. 40
Tabla 10. Nutrientes de la harina del fruto del árbol de pan. .................................................... 41
Tabla 11. Nutrientes de la fécula de papa ................................................................................ 42
Tabla 12. Nutrientes almidón de yuca ...................................................................................... 43
Tabla 13. Tipologías e intervalos de cada harina ....................................................................... 49
Tabla 14. Diseño experimental de Plackett-Burman ................................................................. 49
Tabla 15: Valores de harinas para cada mezcla ......................................................................... 50
Tabla 16. Variables y niveles del diseño (CCD). ......................................................................... 51
Tabla 17. Diseño experimental (CCD) ....................................................................................... 51
Tabla 18. Cantidad de goma guar, suero y margarinas utilizados............................................... 52
Tabla 19. Cantidad de harinas de chachafruto y árbol del pan. ................................................ 60
8
Tabla 20. Evaluación sensorial de las masas después de la cocción. .......................................... 61
Tabla 21.Porcentajes de harina de arroz, garbanzo y quinua utilizados.. ................................... 62
Tabla 23. Porcentaje de las harinas utilizadas ........................................................................... 69
Tabla 24: Valores de harinas para cada mezcla. Incremento del volumen y disminución del pH de
los diferentes mix de harinas. .................................................................................................. 72
Tabla 25. Resumen de la ecuación múltiple seguida para el modelo de plackett ........................ 75
Tabla 26. Sabor amargo ........................................................................................................... 76
Tabla 27. Influencia de sabor fécula de papa y harina árbol de pan. .......................................... 78
Tabla 28. Variación del volumen, dureza, cohesión y adhesión de la masa. ............................. 81
Tabla 29 Efectos y análisis de las variables obtenidos con el análisis de regresión múltiple sobre
la variable dependiente adhesividad........................................................................................ 83
Tabla 30. Efectos y análisis de las variables obtenidos con el análisis de regresión múltiple
cohesividad. ............................................................................................................................ 85
Tabla 31. Efectos y análisis de las variables obtenidos con el análisis de regresión múltiple
firmeza. .................................................................................................................................. 87
Tabla 32. Composición final de las harinas. .............................................................................. 89
Tabla 33. Resultado fisicoquímico.. .......................................................................................... 89
9
Lista de figuras
Figura 1. Masas después de 6 horas de fermentación. ............................................................. 60
Figura 2. Masas segunda fase después de 6 horas de fermentación.......................................... 62
Figura 3. Incremento del volumen de los diferentes mix después de 4 horas de fermentación. .. 67
Figura 4. Incremento del volumen en los diferentes mix de masas. ........................................... 70
Figura 5. Masas después de horneadas .................................................................................... 71
10
RESUMEN
La celiaquía es la intolerancia permanente al gluten, el gluten de los cereales: trigo, avena,
cebada, centeno es la forma más conocida de presentación de las prolaminas tóxicas
para los celíacos. Esta enfermedad es padecida por muchas personas a nivel mundial.
Hoy en día existe poca diversificación de productos en el mercado que satisfagan
totalmente las necesidades alimenticias de estas personas.
El siguiente trabajo de investigación es la formulación de una masa para pizza glibre de
gluten utilizando harinas alternativas. Las harinas utilizadas fueron: garbanzo, quinua.
Maíz, chachafruto, árbol de pan, arroz, fécula de papa y almidón de yuca. Todo este tipo
de harinas al mezclarse y llevarlas al proceso de fermentación, crean una masa con
características similares a la masa de pizza. Se realizó un diseño experimental con tal fin
de obtener las proporciones adecuadas de cada harina para lograr obtener una masa con
buen sabor, capacidad fermentativa y
buena contextura. A estos diferentes tipos de
mezclas se les hizo mediciones contaste de volumen y pH.
Después de que se obtuvo la mezcla adecuada de harinas para la formulación de la
masa, y después de haber hecho las pruebas sensoriales a cada mezcla, se procedió a
utilizar coadyuvantes tecnológicos como: la margarina industrial, goma guar y suero
láctico, para otorgarle a la masa mejor consistencia y características de adhesividad,
cohesividad y firmeza adecuadas para una masa de pizza. Estas características fueron
medidas mediante un análisis de perfil de textura, para observar el comportamiento de
cada mezcla dependiendo de la cantidad utilizada de los coadyuvantes tecnológicos. Se
hicieron varios análisis como: pH, ácidos grasos, análisis proximal, de la masa escogida
con las mejores características sensoriales y reologicas. El análisis estadístico de los
datos se procesaron con el Statistica para Windows (Statsoft), con el fin de obtener
modelos polinomiales de segundo grado capaces de describir los efectos individuales,
interactivos y cuadráticos de las variables independientes del CCD sobre las variables
dependientes elegidas.
11
INTRODUCCIÒN.
La celiaquía es la intolerancia permanente al gluten, conjunto de proteínas presentes en el
trigo, avena, cebada y centeno (TACC) y productos derivados de estos cuatro cereales.
Pueden padecerla tanto niños como adultos. Actualmente, la incidencia es mayor en
mujeres, que en varones.
Las proteínas se clasifican en dos grupos, prolaminas y gluteninas. Las prolaminas
reciben distintos nombres según el cereal de origen:

Trigo = gliadina

Avena = avenina

Cebada = hordeína

Centeno = secalina
El gluten de los cereales mencionados es la forma más conocida de presentación de las
prolaminas tóxicas para los celíacos. La gliadina constituye el mayor problema, es la más
utilizada en la industria alimenticia.
La celiaquía no tiene cura, la única forma de controlarla es en la alimentación. La dieta
debe seguirse estrictamente durante toda la vida. Pequeñas ingestas de gluten pueden
producir lesión de la mucosa intestinal.
El celíaco debe eliminar totalmente de su dieta los siguientes cereales: TRIGO, CEBADA,
CENTENO y AVENA, así como todos los alimentos elaborados con harinas, almidones,
féculas y productos derivados de estos cuatro cereales.
Los productos que actualmente deben consumir los celiacos son alimentos que no
contengan gluten como: todo tipo de lácteos, carnes, verduras, huevos, frutas, arroz,
maíz, azúcar, aceites, café entre otros. “Se han hecho investigaciones y pruebas de
12
obtención de harinas de diversas materias primas para sustituir la harina de trigo que es
comúnmente utilizada en repostería, pan, tortillas, crepes, masa para empanadas, pizza
etc.”24
El gluten es de color blanco grisáceo, duro y elástico, presente en el trigo y, en menor
medida, en el centeno. Da a la masa de pan el tacto viscoso o pegajoso que retiene el gas
cuando sube por acción de la levadura. La harina se mezcla con agua, y la masa
resultante se amasa con más agua. El gluten se forma cuando se combinan con agua las
proteínas gluteína y gliadina, presentes en la harina. La alergia a la gliadina es la base de
la enfermedad celíaca. “Al cocerse el pan, el gluten de la masa se expande debido al
dióxido de carbono producido por acción de la levadura, dando a la masa una textura
esponjosa y elástica. Los panes con gluten tienen mayor contenido en proteínas y menor
contenido en almidón que otros panes” 4.
El almidón presente en gran proporción en unas de las principales harinas como la harina
de trigo para la elaboración del pan; “tiene una gran influencia sobre los parámetros de
masa, la textura, la retención de la humedad y la calidad final. El papel de almidón durante
la cocción es enlazar el agua y crear una estructura permeable a los gases” 5. El almidón
al llegar a una alta temperatura durante la cocción, los granos de almidón se hinchan
irreversiblemente por la absorción de agua. La temperatura necesaria, llamada la
temperatura de gelatinización, es un parámetro característico para cada almidón’. Los
enlaces de hidrógeno intermoleculares se rompen, y los grupos hidroxilo liberados son
inmediatamente hidratados. La relación especial de los grupos hidroxilo del agua es la
base de la gelatinización.
“Los almidones forman una red de gel compuesto, que consta de amilopectina hinchada,
llenando una matriz de gel interpenetrante amilasa”
6
. “El comportamiento de
hinchamiento, la capacidad máxima de retención de agua y la temperatura de
gelatinización del almidón se ven influenciadas por su origen, la especie, su combinación,
la concentración y su tamaño de partícula, la relación amilosa / amilopectina, el contenido
de humedad, el pH del agua y otras moléculas en la mezcla”
7
(por ejemplo, azúcar,
grasa, proteínas, sales) y por lo tanto, el comportamiento reológico de la masa y también
de la estructura final de la miga de pan.
13
Por eso también es importante saber qué tipo de almidón se va a utilizar en el momento
de elaborar una masa.
Existen hoy en día productos aditivos que cumplen con la función del gluten y almidón:
Almidones modificados : Estos son algunos de los almidones modificados: fosfato de
dialmidón y adipato de almidón, ésteres de almidón. Este tipo de almidones son capaces
de cambiar la dispersión, la absorción de agua, el comportamiento, la temperatura de
gelatinización y la viscosidad de la masa. Se utilizan como un agente espesante; que
estabilizan la estructura de la miga y puede disminuir la retrogradación.8
Hidrocoloides: se puede utilizar como un sustituto de gluten debido a su carácter para
estabilizar la masa
y aumentar su textura. Su estructura química pertenece a los
polisacáridos. A menudo se utilizan como un agente espesante, ayudando en la
inflamación, para la estabilización, para la gelatinización y como un agente humectante.
Goma guar: Se pueden clasificar en origen vegetal o sintético.
Origen vegetal: “a partir de las algas marinas como agar-agar y carragenina. Exudado de
la planta como la goma Arábica y tragacanto, mucílago de semillas como la goma de
algarroba, goma guar y psyllium, almidones modificados y otros hidrocoloides naturales
como konjak. 9
Derivados de celulosa química o bioquímicamente sintetizados tales como hidroxipropil
metilcelulosa (HPMC), carboximetil-celulosa (CMC) y metilcelulosa (MC) e hidrocoloides
microbianas biosintéticas tales como el xantano. Los mencionados anteriormente son
utilizados para crear el comportamiento viscoelástico y cohesivo de gluten y para
aumentar la capacidad de unión a gas mediante el aumento de la viscosidad.
10
También
interactúan con la inflamación y la gelatinización de la masa.
“La goma de xantano, goma de guar y CMC son solubles en agua fría y, de hecho, la
carragenina hidrocoloides, goma de algarrobo y la mayoría de los algunos necesita agua
caliente para su completa hidratación”. 11
14
Sin embargo, existen características específicas y efectos, por ejemplo, frío y caliente, la
solubilidad de cada hidrocoloide para todo tipo de pastas.
Enzimas
Las enzimas se utilizan muy a menudo para mejorar las propiedades de manipulación de
la masa y para aumentar la calidad de cocción final.
Dependiendo de la actividad enzimática, la capacidad de retención de agua, la vida de
almacenamiento, la retrogradación y la blandura de la miga se puede influir
positivamente.12
Algunas de esas enzimas que se utilizan a menudo en la producción de pan libre de
gluten son: la amilasa, glicosiltransferasas ciclodextrina o la proteína de unión de
transglutaminasa. Además de la glucosa oxidasa, lactasa y proteasas se pueden
encontrar en las recetas, algunas de estas enzimas son esenciales para lograr una mayor
calidad en el pan sin gluten. 13
Con el presente proyecto de investigación se pretende conseguir una formulación harinas
que no contengan gluten, y que posean características de panificación símiles a las que
presenta las masas de harina de trigo para finalmente llegar a una masa con los
requerimientos y condiciones adecuados a una masa de pizza.
15
1. OBJETIVO
1.1 General.

Obtener una mezcla de harinas sin gluten apta para la panificación de productos
destinados a los consumidores celiacos.
1.2 Específicos.

Identificar una mezcla de harinas no tradicionales para obtener productos
similares a aquellos obtenidos con la harina de trigo.

Dar un valor agregado especias vegetales con alto grado proteico,
utilizadas por algunos grupos étnicos.

Desarrollar procesos de panificación de masas sin gluten.
16
2. JUSTIFICACIÓN
Actualmente en Colombia no existen variedad de productos que puedan ser utilizados por
personas que padecen la enfermedad de celiaquía.
Las personas que la padecen se ven limitadas a consumir ciertos alimentos dejando
alimentos comunes como: pan, tostadas, pastas que son elaboradas con harinas
tradicionales de trigo. Por lo tanto la tendencia actual del sector gastronómico y hotelero
es orientada cada vez más hacia la posibilidad de ofrecer menús aptos para celíacos,
generando un valor agregado al servicio que ofrecen.
Existen muchos factores que impiden la fácil comercialización de productos procesados
para celiacos como: el alto costo debido a los complicados procesos de transformación,
la variedad de productos que no son conocidos en los supermercados o restaurantes la
seguridad del cliente al comprar el producto pues siempre existe la duda si el producto
tendrá o no un buen sabor y sobre todo si el producto puede causar daños a la salud.
Hornear sin gluten es un gran reto para todos los panaderos y los investigadores de
cereales. El rol del gluten para formar una red tridimensional de proteína durante la
preparación de la masa tiene que ser asumidas por otros ingredientes que no contengan
gluten. 2
De hecho la ausencia de gluten en la producción de masa muestra alta influencia en
reología de la masa, el proceso de producción y la calidad del producto final libre de
gluten. Las masas sin gluten son mucho menos cohesivas y elásticas que la masa de
trigo. Son muy suaves y difíciles de manipular. “En la literatura, estas masas sin gluten
son a menudo llamados bateadores en lugar de masa. Las masas no están realmente
amasada por una gran cantidad de entrada de energía, sino que mezcladas con
máquinas mezcladoras”. 3
En medio de las demandas por alimentos libres de gluten y de algunas investigaciones
que sugieren que los productos libres de gluten carecen de ciertos nutrientes (vitamina B,
17
hierro y fibra) y proteínas, los fabricantes están luchando por encontrar alternativas que
posean buenas condiciones estructurales y al mismo tiempo tengan un alto nivel nutritivo.
Las elecciones han sido los granos antiguos, como el alforfón, la quinua, amaranto, arroz,
maíz, pero nuevas investigaciones en Colombia, está buscando subproductos de harina
de frutas y vegetales, como alternativas a estos granos. Estas harinas extraídas de
algunos frutos y vegetales deben ser con alto contenido proteico y en carbohidratos.
Si bien existen estudios sobre la utilización de determinadas tecnologías para la
extracción de harinas a partir de vegetales diferentes a los arriba mencionados, son pocos
los estudios que indiquen formulaciones de tales harinas para la producción de alimentos
para celiacos.
Al observar
esta problemática sobre la diversidad de alimentos para las personas
celiacas nace la idea de realizar un proyecto de investigación para obtener una masa de
pizza compuesta por una mezcla de harinas no convencionales que tengan la capacidad
de crear una malla símil a la que crea el gluten durante el proceso de fermentación de la
masa de harina de trigo.
18
3. PROBLEMA
La celiaquía es la intolerancia permanente al gluten, conjunto de proteínas presentes en el
trigo, avena, cebada y centeno (TACC) y productos derivados de estos cuatro cereales.
Las personas que sufren de celiaquía, tienen una intolerancia permanente a determinadas
proteínas llamadas gliadinas, secalinas, hordeínas y, posiblemente, aveninas) que cursa
con una atrofia severa de la mucosa del intestino delgado superior. Estas proteínas que
forman el gluten, se encuentran en harinas como el trigo, avena, cebada y centeno
(TACC).
La proteína que causa problemas en la salud de algunos consumidores se encuentra
formando parte del gluten,. La importancia de tal compuesto en los productos de la
panadería es limitada a conferir una estructura esponjosa a los panes y pasteles.
La Celiaquía se presenta en personas que tienen predisposición genética a padecerla.
Pueden padecerla tanto niños como adultos. Actualmente, la incidencia es mayor en
mujeres, que en varones. Se sabe que aparece con más frecuencia entre miembros de la
misma familia. El único tratamiento conocido consiste, en el cambio de alimentación,
siguiendo estrictamente una dieta sin consumo de gluten durante toda la vida. La mejoría
de los síntomas se consigue de 2 semanas a 2 años después de iniciado el tratamiento.
Esta intolerancia produce una lesión característica de la mucosa intestinal provocando
una atrofia de las vellosidades del intestino delgado, lo que altera o disminuye la
absorción de los nutrientes de los alimentos (proteínas, grasas, hidratos de carbono, sales
minerales y vitaminas). Es este fenómeno el que produce el clásico cuadro de mala
absorción.
La afección es más frecuente en Europa y América Latina que en Estados Unidos. En
Colombia aun no existen datos de su frecuencia. El Ministerio de Sanidad y consumo de
España sostiene que esta enfermedad puede generar una alta repercusión individual y
social y suponer un alto coste sanitario, sobre todo en aquellos casos en los que existe un
retraso en el diagnóstico. 1
19
Actualmente en Colombia no existen tanta variedad de productos actualizados para el
consumo en personas celiacas en otros países suramericanos como Argentina hay
asociaciones y en los supermercados hay muchos productos analizados y con sus
correspondientes sellos, se distribuyen listas de productos aptos para el consumo y hasta
alimentos y harinas SIN T.A.C.C. (Trigo, Avena, Cebada, Centeno). Por lo tanto hace falta
más el conocimiento de productos que no contengan gluten y puedan ser consumidos por
el ser humano, en los lugares más comunes donde se consiguen son en las tiendas
naturistas pero la variedad es poca y a un alto costo.
Los productos que hoy en día han sido utilizados para reemplazar la harina de trigo, para
repostería son: La harina de arroz, la harina de amaranto, fécula de maíz.
El problema que causa para los celiacos en que haya pocos productos para consumo, es
que los obliga a llevar una dieta demasiada estricta una dieta sin gluten esta enfermedad
poco a poco está adquiriendo una difusión que hace unos años no tenía.
Uno de los mayores problemas para los celiacos como se dijo anteriormente es la falta
de variedad en los productos por lo tanto obliga a llevar una dieta demasiado estricta. La
celiaquía poco a poco está adquiriendo una difusión que hace unos años no tenía. Esto es
debido a que en los últimos años el número de celíacos diagnosticados ha aumentado de
forma considerable, lo que se traduce en el deseo, por parte del celíaco, de llevar una vida
completamente normalizada a la hora de hacer uso del comedor escolar, medios de
transporte, acudir a un restaurante, hotel, etc., donde puedan ofrecerle platos sin gluten
con total garantía y seguridad.
20
4. MARCO TEÓRICO
4.1 Qué es la Celiaquía?
“La enfermedad celíaca (EC) es una intolerancia permanente al gluten que produce, en
individuos predispuestos genéticamente, una lesión grave en la mucosa del intestino
delgado, provocando una atrofia de las vellosidades intestinales, lo que determina una
inadecuada absorción de los nutrientes de los alimentos (proteínas, grasas, hidratos de
carbono, sales minerales y vitaminas)”
14
. El gluten es una proteína presente en el trigo,
cebada, centeno, triticale (híbrido de trigo y centeno) y, posiblemente, avena. La
sintomatología de esta enfermedad es amplia y variada: diarrea crónica, pérdida de peso,
distensión abdominal, vómitos, dolor abdominal recurrente, cambios de carácter, falta de
apetito, anemia y retraso del crecimiento en niños. Sin embargo, los síntomas pueden
estar ausentes, lo que dificulta el diagnóstico.
“El único tratamiento existente, hoy en día, consiste en el seguimiento de una dieta
estricta sin gluten de por vida que conlleva la recuperación y normalización tanto clínica
como funcional, así como la reparación de la lesión histológica vellositaria.
Se dice que la celiaquía es una condición autoinmune, es decir que el sistema de defensa
de los celíacos reconocería como "extraño" o no perteneciente al organismo, al gluten, y
produciría anticuerpos o "defensas" contra el mismo. Estos anticuerpos provocarían la
lesión del intestino con destrucción o atrofia de su mucosa (capa interior del intestino),
produciéndose una alteración en la absorción de los alimentos”.15
La evolución depende del seguimiento de la dieta sin gluten. Son frecuentes las
complicaciones en la evolución de la enfermedad cuando el diagnóstico no se realiza
precozmente o en pacientes diagnosticados de enfermedad celiaca que no siguen una
dieta estricta sin gluten. A veces, se detecta la enfermedad celíaca en adultos por la
aparición de estas complicaciones: linfomas, cánceres orofaríngeos, de esófago, de
intestino delgado y recto.
21
Es fundamental el seguimiento médico y dietético del paciente desde el momento del
diagnóstico.
4.2 Tratamiento.
“El único tratamiento eficaz es una dieta exenta de gluten durante toda la vida. Con ella se
consigue la mejoría de los síntomas a partir de las dos semanas, la normalización de los
marcadores en sangre entre 6 y 12 meses, y la recuperación de las vellosidades
intestinales en torno al año. Por tanto, hay que excluir de la dieta el trigo, la cebada, el
centeno y todos sus derivados incluidos los almidones”. 16
Para conseguir una dieta sin gluten es necesario recurrir a un consumo preferente de
alimentos naturales: carnes, huevos, leches, pescado, legumbres, frutas, verduras y
cereales sin gluten como el maíz o el arroz.
En la actualidad existe una amplia gama de productos especiales sin gluten: harinas de
cereales para la elaboración doméstica, panes precocinados, pastas, pizzas, dulces,
galletas, bizcochos, etc.
No es fácil realizar una dieta sin gluten en los países occidentales donde el trigo es el
cereal más consumido y utilizado. “Ello está relacionado con el hecho de que el 70% de
los productos alimenticios manufacturados contienen gluten al ser éste incorporado como
sustancia vehiculizante de conservantes, aromas, colorantes, espesantes, aditivos,
antihumectantes, etc”.17
Es imprescindible leer y controlar detalladamente el etiquetado de los alimentos
industriales, en los que es obligatorio consignar la existencia de trigo o cualquier otro
cereal con gluten en el producto, con independencia de su cantidad.
22
4.3 Productos en el mercado para celiaco.
“El mercado de los productos sin gluten es cada vez mayor. Debido a mejores métodos
de diagnóstico, cada vez más personas se identifican a tener enfermedades celíacas.
Producir productos de panadería que no afecten la salud de los celiacos es un gran
desafío para los panaderos y los científicos de los cereales en el siglo XXI. El uso de
diferentes cereales y harinas hace necesario encontrar posibilidades para reemplazar el
gluten por otros ingredientes” 18
Hornear sin gluten es un gran reto para todos los panaderos y los investigadores de
cereales. La tarea de gluten para formar una red tridimensional de proteína durante la
preparación de la masa tiene que ser asumidas por otros ingredientes sin gluten.
“Los alimentos aptos para celíacos aparecen en el mercado para atender a las
necesidades de las personas que tienen intolerancia al gluten. Sin embargo, el uso
incontrolado del término 'sin gluten' y la ausencia de una normativa que establezca
criterios de elaboración han contribuido a crear cierta confusión en aquellos consumidores
cuya salud está condicionada por esta intolerancia permanente.” 19
La gran cantidad de alimentos que existen en el mercado hace muy difícil saber a qué
productos pueden ser consumidos por los celíacos sin ningún peligro, cuáles no deben
ingerir bajo ningún concepto por su contenido en gluten, o con cuáles deben tener cuidado
al no saberse muy bien su procedencia. Para evitar este tipo de dudas, se muestra una
lista orientativa de alimentos, agrupados en función de su adecuación o no para la dieta
de las personas con celiaquía.
Para tener una lista actualizada de los alimentos y marcas comerciales alimenticias que
son aptas para el consumo de las personas celíacas, se recomienda acudir a las
asociaciones de personas celíacas.
23
4.4 Alimentos sin gluten aptos para celiacos.

Leche y derivados: quesos, requesón, nata (crema de leche), yogures naturales y
cuajada.

Todo tipo de carnes y vísceras frescas, congeladas y en conserva al natural,
cecina, jamón serrano y jamón cocido calidad extra.

Pescados frescos y congelados sin rebozar, mariscos frescos y pescados y
mariscos en conserva al natural o en aceite.

Huevos.

Verduras, hortalizas y tubérculos.

Frutas.

Todo tipo de legumbres.

Azúcar y miel.

Aceites y mantequillas.

Café en grano o molido, infusiones y refrescos.

Arroz, maíz y tapioca así como sus derivados.

Toda clase de vinos y bebidas espumosas.

Frutos secos naturales.

Sal, vinagre de vino, especias en rama y grano y todas las naturales.

Cereales

Almidones
24

Féculas
De igual forma se venden muchos productos ya procesados en el mercado para celiacos
que están hechos de ingredientes como: arroz, maíz, harina de yuca, harina de papa,
harina de garbanzo, harina de amaranto etc. Entre esos productos están.

Tortillas

Empanadas

Hojaldras

Arepas

Galletas

Ponqués

Apanados

Pan
4.5 Función del gluten en la leudación.
“La ausencia de gluten en la producción de masa muestra alta influencia en reología
de la masa, el proceso de producción y la calidad del producto final libre de gluten. Las
masas sin gluten son mucho menos cohesivas y elásticas que la masa de trigo. Son
muy suaves y difícil de manipular, son más pegajosos, menos elástica.” 20
El gluten es responsable de la elasticidad de la masa de harina, lo que permite que
junto con la fermentación el pan obtenga volumen, así como la consistencia elástica y
esponjosa de los panes y masas horneadas.
25
El gluten se puede obtener a partir de la harina de trigo, centeno, avena y cebada,
lavando el almidón. Para ello se forma una masa de harina y agua, que luego se lava
con agua hasta que el agua sale limpia.
En el horneado, el gluten es el responsable de que los gases de la fermentación se
queden retenidos en el interior de la masa, haciendo que esta leude. Después de la
cocción, la coagulación del gluten es responsable de que la masa no pierda su
volumen.
“El gluten tiene mayor capacidad de absorción de agua, incluso el 200%. La mayor
parte del agua que existe en la masa está proporcionada por el almidón. La capacidad
del gluten para formar la red tridimensional está influida por el pH de la masa y la
actividad proteolítica del enzima. Una harina fresca posee un comprendido entre: 66,2. El pH óptimo para la panificación es 5. La viscosidad y elasticidad de la masa
viene dada por: la cantidad de agua, temperatura a la que se amasa, tiempo
transcurrido desde el amasado.” 20
En la siguiente figura se ilustra la formación de la red glutámica durante el proceso
de amasado de la harina de trigo.
26
Los fabricantes diferencian entre harinas fuertes y blandas en función de su capacidad
panificadora. Las harinas fuertes absorben mucha agua y dan masas consistentes y
plásticas: panes de buen volumen, aspecto y textura satisfactoria. Las harinas débiles
poca absorción, dan masas flojas con tendencia a fluir durante la fermentación, panes
bajos, pesados y de textura deficiente.
No son aptas para la elaboración de pan pero si para la elaboración de galletas y pastas
alimenticias. Las harinas fuertes presentan una diferencia: la proteína glutenina. Sin
embargo la gliadina es idéntica en ambos tipos. Las propiedades panificadoras están
vinculadas a la retención de agua, fenómeno vinculado al endurecimiento del pan, en este
fenómeno de endurecimiento influye también la transformación química del almidón, la
forma alfa tiene alta capacidad para retener agua, la forma beta menor capacidad.
“La forma alfa es inestable y tiene tendencia a pasar a la beta. Esto se evita manteniendo
el pan a temperaturas menores a -20ºC. A esta temperatura la transformación de la forma
alfa en beta es muy lenta.
En la masa también se da otro fenómeno, con el tiempo la corteza puede perder
fragilidad: la corteza absorbe agua del ambiente. Una humedad superior al 75% perjudica
enormemente a la calidad del pan, humedades menores al 65%
traen como
consecuencia la perdida de agua con el consecuente incremento de dureza de la corteza.”
21
En la panificación participan levaduras: las cuales cuando son metabólicamente activas
fermentan los azúcares. Naturalmente las harinas contienen pocos azucares libres. Pero
la harina tiene pocos azucares libres. Es de evidenciar que la actividad de las enzimas
varía con el pH y la temperatura.
“El proceso tecnológico de panificación comprende una serie de procesos tecnológicos
que deben ser controladas meticulosamente con el fin de obtener una masa de buena
calidad:”22
27
A continuación se mencionan los procesos:
1.- Tamizado: Antes de pasar a la mezcladora se debe tamizar la harina para eliminar
cuerpos extraños.
2.- Mezclado y amasado. A la harina se le adiciona una cantidad de agua calculada a
temperatura adecuada para la panificación y se procede al amasado. La finalidad es la
homogenización, evitando las partículas de gas
3.- Corte y moldeado de la masa: se corta y se moldea la masa para darle el tamaño y la
forma que se requiere.
4.- Fermentación. En este proceso generalmente se utiliza levadura prensada, o masas
madres húmedas prensadas. Durante el proceso fermentativo la temperatura ambiente
debe ser mantenida a 24 c, con el fin de que las enzimas actúen sobre la glucosa, maltosa
y sacarosa, con la producción de ácidos el pH disminuye y, el gluten se pone elástico y
esponjoso formando una red tridimensional que contiene el CO2 producido durante la
fermentación.
5.- Horneado. La función principal es inactivar las enzimas, para realizar la fermentación y
activar las reacciones de Maillard.
4.6 Proteínas
“El GLUTEN es un conjunto de proteínas individuales que se pueden clasificar en dos
grupos: prolaminas (solubles en etanol 40-70%) y gluteninas (insolubles).” 23
Las prolaminas de los diferentes cereales son:
28
Cereal
Tipo de prolamina
Contenido en %
Trigo
Gliadina
69
Centeno
Secalina
30-50
Cebada
Hordeina
46-52
Avena
Avenina
16
Mijo
Panicina
40
Maíz
Zeina
55
Arroz
Orzenina
5
Sorgo
Kafirina
52
Tabla 1. Prolaminas de los diferentes cereales.
Las prolaminas tóxicas para los celíacos son: Gliadina (TRIGO), Secalina
(CENTENO), Hordeina (CEBADA) y Avenina (AVENA).
En algunos países de Sudamérica han adoptado el término "SIN TACC" (sin trigo, sin
avena, sin cebada y sin centeno) mientras que en la lengua inglesa se utiliza a
menudo el acrónimo "GF" (gluten free).
“Para formar una red similar a lo que hace gluten en la producción de pan, las
proteínas también se pueden añadir durante la elaboración de la masa. Tales
proteínas pueden ser de origen vegetal o animal” 24
4.6.1 Proteínas de la harina de trigo.
La harina de trigo es el principal ingrediente para la elaboración de pan, sus componentes
son: almidón (70 – 75 %), agua (14 %) y proteínas (10 - 12 %), además de polisacáridos
no del almidón (2 - 3%) particularmente arabinoxilanos y lípidos (2%).
Las proteínas de la harina de trigo pueden clasificarse con base en: 1. Solubilidad y 2.
Funcionalidad. Esta clasificación fue desarrollada por Osborne (1924) y consiste en una
29
serie de extracciones consecutivas con: agua, solución de sal diluida, solución de alcohol
y solución de ácidos o álcalis
diluidos. Usando esta secuencia de separación,
proteínas se pueden clasificar en albúminas,
las
globulinas, gliadinas y gluteninas
respectivamente.
Fracción
Comportamiento
Osborne
en Solubilidad
Albúminas
Globulinas
Extraíbles en
agua
Extraíbles en
sales diluidas
Composición
Proteínas no del gluten
Proteínas
(principalmente
estructurales y
monomericas)
metabólicas
Proteínas no del gluten
Proteínas
(principalmente
estructurales y
monomericas)
metabólicas
Proteínas del gluten
Gliadinas
Extraíbles en
(principalmente gliadinas
soluciones de
monomericas y polimero
alcohol
de glutenina de bajo
molecular)
Extraíbles en
Gluteninas ácido acético
diluido
Proteínas del gluten
almacenamiento de
la semilla tipo
prolaminas
Proteínas de
de glutenina de alto peso
la semilla tipo
molecular)
prolaminas
(polimeros de alto peso
Sin extraer
Proteínas de
(principalmente polimeros almacenamiento de
Proteínas del gluten
Residuo
Papel biológico
molecular) y Proteínas no
del gluten polimericas
(triticinas)
Papel funcional
Variable
Variable
Viscosidad a la
masa /
extensibilidad
Elasticidad a la
masa /
tenacidad
Proteínas de
almacenamiento de
la semilla, tipo
prolamina (gluten) y
Variable
tipo globulinas
(triticinas)
Tabla 2. Proteínas presentes en las fracciones de osborne
Desde el punto de vista de la funcionalidad de las proteínas, se pueden distinguir dos
grupos de proteínas de trigo. Proteínas pertenecientes al gluten con un desempeño muy
30
importante en la elaboración del pan y proteínas no pertenecientes al gluten, con un
desempeño secundario en la elaboración del pan. Las proteínas no pertenecientes al
gluten representan entre un 15–20 % del total de las proteína del trigo, principalmente se
encuentran en las capas externas del grano de trigo y en bajas concentraciones en el
endospermo.
“Las proteínas del gluten representan entre un 80–85 % del total de las proteínas del
trigo, representan la mayor parte de las proteínas de almacenamiento. Pertenecen a la
clase de prolaminas”25. Las proteínas del gluten se encuentran en el endospermo del
grano de trigo maduro donde forman una matriz continua alrededor de los gránulos de
almidón. Las proteínas de gluten son en gran parte insolubles en agua o en soluciones de
sales diluidas. Pueden distinguirse dos grupos funcionalmente distintos de proteínas de
gluten: gliadinas que son monoméricas y gluteninas que son poliméricas y estas últimas
se subclasifican en extraíbles y no extraíbles. La siguiente tabla muestra la clasificación
de las proteínas con base en su funcionalidad.
Clasificación de
acuerdo a su
funcionalidad
Ubicación en el
grano
% en la
harina de
trigo
Proteínas
Proteínas
monoméricas
polimericas
Principalmente en las
Proteínas no
capas externas del
pertenecientes al
grano de trigo y muy
gluten
bajas concentraciones
15-20
Albúminas y
Triticinas
Globulinas
en el endospermo
Proteínas
pertenecientes al
gluten
En el endorspermo del
grano de trigo
80-85
Gliadinas
Gluteninas
Tabla 3. Clasificación de las proteínas de la harina de trigo con base en su
funcionalidad
31
En la red de gluten, la elasticidad está determinada
por los enlaces disulfuro
intermoleculares entre las gluteninas, mientras que la viscosidad está determinada por la
fracción monomérica de gliadinas, teniendo solamente enlaces disulfuro intramoleculares
Las harinas que presentan una mayor proporción de gluteninas son
más fuertes y
tenaces, mientras que las harinas que presentan una mayor proporción de gliadinas son
más viscosas y extensibles, las harinas con una relación balanceada de gliadinas y
gluteninas presentan una fuerza media y son utilizadas para panadería, las harinas que
presentan una mayor proporción de gluteninas se utilizan para elaborar pastas y las
harinas que presentan una mayor proporción de gliadinas se utilizan para elaborar
galletas.
4.7 Aditivos de uso alimenticio que pueden reemplazar al gluten
4.71 Transglutaminasas.
Son enzimas capaces de crear un enlace inter o intramolecular altamente resistente a la
proteolisis, es decir, la ruptura de la proteína. Esta técnica permite un mejor
comportamiento de la masa y una mejora de la estabilidad de la proteína y de la textura
de los alimentos. Se perfila, además, como una forma de obtener nuevos alimentos más
atractivos para el consumidor que aprovecha mejor los subproductos de la industria
“Esta técnica permite un mejor comportamiento de la masa de la carne, el pescado o el
pan y una mejora de la estabilidad de la proteína y de la textura de los alimentos. Se
perfila, además, como una forma de obtener nuevos alimentos más atractivos para el
consumidor que aprovecha mejor los subproductos de la industria.
El efecto de la
transglutaminasa es muy similar a cuando se calienta una proteína. Con el aumento de la
temperatura, las proteínas pierden su estructura tridimensional y forman nuevos enlaces
que unen las proteínas entre sí y forman la estructura de gel. Un ejemplo claro de ello es
el huevo y cómo se transforma en sólido con el efecto del calor. Con la transglutaminasa,
32
el efecto que se consigue es muy similar pero no es necesario calentar previamente.
Además, el gel que se obtiene es muy resistente a las altas temperaturas.”
25
“De los efectos de las transglutaminasas en las proteínas destaca la capacidad de unión
entre sí mediante enlaces cruzados, la variación de la viscosidad y la estabilidad de las
emulsiones, la capacidad de formación de geles, el aumento de la resistencia física del
nuevo gel, una elevada estabilidad térmica y un aumento en la capacidad de retención de
agua.”
26
4.7.2 Hidrocoloides.
Los hidrocoloides también se puede utilizar como un sustituto de gluten debido a su
carácter para estabilizar la masa y aumentar su textura.
“Los hidrocoloides son moléculas muy grandes (macromoléculas) que tienen una gran
afinidad por el agua donde se disuelven en mayor o menor medida y modifican su
reología, aumentando la viscosidad del líquido y llegando, en ocasiones, incluso a gelificar
dando un aspecto sólido a ese líquido”. 27
Los hidrocoloides clasificados como aditivos son cadenas más o menos largas de
diferentes azúcares y sus derivados.
Estas cadenas pueden ser lineales o estar ramificadas .Según las características de las
cadenas, su longitud, sus ramificaciones, la forma en que se agrupan las ramificaciones y
si tienen cargas eléctricas o no, los hidrocoloides pueden ser solubles en frío o pueden
necesitar un tratamiento térmico previo para poder solubilizarse y ejercer su función.
4.7.3 Carboximetil celulosa.
“El carboximetilcelulosa o CMC es un compuesto orgánico, derivado de la celulosa,
compuesto por grupos carboximetil, enlazados a algunos grupos hidroxilos presente en
33
polímeros de la glucopiranosa. “Es usado a menudo como carboximetil celulosa de sodio.
28
No es tóxico, está autorizado para su consumo en alimentos por la Secretaría de Salud
y la FDA y sus principales usos son como agente espesante y/o estabilizante.” Controla la
cristalización haciéndolo más terso y por ello, mejorando el rendimiento. El uso excesivo,
puede afectar el sabor del producto, logrando ser desagradable, como a gis o yeso.” 29
“Debido a que la CMC no es metabolizada por el cuerpo humano ha sido aprobada su
utilización en los alimentos bajos en calorías.” 30
4.7.4 Goma Guar.
La goma guar es un polvo blanco que no tiene ni sabor ni olor, y se puede utilizar como
complemento para mejorar la alimentación, y con ello el estado general del organismo.
La goma guar es una sustancia que tiene entre sus cualidades la de hidratarse
rápidamente, actuando frente al agua y multiplicando su tamaño, ya que en su totalidad
absorbe el agua y aumenta de volumen.
“Goma Guar, cuando es agregada a diferentes tipos de masas durante el amasado,
aumenta el rendimiento, da mayor elasticidad, y produce una textura más suave, vida de
estante más larga y mejores propiedades de manejo. En pasteles y masas de bizcocho,
produce un producto más suave.” 31
Junto a esto debemos destacar la viscosidad de la goma guar que lo convierte en un
alimento altamente viscoso, que es una de las cualidades valoradas por la industria
alimentaría a la hora de decantarse por este producto para añadir como espesante en
muchos platos, además de ser usado como hidratante, al absorber mucho líquido y
contenerlo a la vez que hace que el alimento sea más espeso.
4.7.5 Suero de leche liofilizado.
El suero de leche es un líquido obtenido en el proceso de fabricación del queso y de la
caseína, después de la separación de la cuajada o fase micelar. Sus características
34
corresponden a un líquido fluido, de color verdoso amarillento, turbio, de sabor fresco,
débilmente dulce, de carácter ácido, con un contenido de nutrientes o extracto seco del
5,5% al 7% provenientes de la leche.
“El suero de la leche es muy efectivo como emulsificante. Permanecen solubles en bajos
pH. Son apropiadas en productos acidificados (bebidas a base de jugos, aderezos para
ensaladas y cremas para untar) Poseen una muy buena capacidad de gelatinización.”32
Disponen de una buena capacidad para aumentar la viscosidad (lo que permite estabilizar
emulsiones en productos horneados). Esponjado, textura, absorción del medio.
4.8 Harinas sin gluten
4.8.1 Harina de chachafruto.
El chachafruto (Erythrina edulis) es una leguminosa con un amplio espectro de usos, que
van desde la alimentación humana (la semilla) y animal (el forraje) hasta la recuperación
de nitrógeno en el suelo. “Su principal función
está relacionada con la seguridad
alimentaria debido al alto contenido de proteínas, además de vitaminas y minerales. La
semilla de chachafruto de donde se saca la harina contiene cuatro tipo de proteína:
albúminas 11,52%, globulinas 8,83%, prolaminas 0,01% y gluteninas 1,29%.”33 La harina
de chachafruto, producto como tal ya manejado en otros lugares de Colombia, presenta
mayor cantidad de proteínas que la harina de trigo al igual que en la cantidad de fibra y
ceniza. De los 57 usos identificados para consumo en alimentación humana, 31 de ellos
involucran en el proceso a la harina de chachafruto, es decir, hay un predominio del 54%
de la harina como uso. Esta es una alternativa de procesamiento de la leguminosa que
abarca mayor diversidad de usos, ya sea como complemento de la harina de trigo o de la
harina de maíz o como componente único de la preparación de los diferentes productos
como panes, tortas, galletas, coladas, postres, arepas, etc.
35
Nutrientes
100gr
Cantidad gr
Calorías
Agua
Proteínas
66
80,5
4
Grasa
0,1
Carbohidratos
13.3
Fibra
Cenizas
1
1,1
Tabla 4. Nutrientes harina chachafruto
4.8.2 Harina de quinua.
La Harina de Quínoa es un alimento que se obtiene al moler el grano de quínoa
previamente lavado. Es un alimento simple y rápido de preparar, muy versátil, puede
sustituir a otras harinas. En sopas, platos de fondo, postres, bebidas, pan y galletas.
Posee un alto valor nutritivo este cereal andino con un 18% de proteínas, de excelente
asimilación y equilibrada composición de aminoácidos y que además es rico en hierro,
calcio, fósforo, fibra, vitamina E y complejo B.” La quínoa tiene un buen índice de nivel de
proteína de alto valor biológico, ya que cuenta con todos los aminoácidos esenciales, por
este motivo es ideal para las personas que hacen una dieta estrictamente vegetariana.
Contiene 14,1% en proteínas.”36
La saponina es una enzima perteneciente al grupo de los glucósidos tripertenoides, que
se encuentran en la constitución del grano de quinua confiriéndole un sabor amargo
peculiar.
De acuerdo a estudios histológicos se sabe que la mayor cantidad de saponina está
contenida en la parte externa o epispermo del grano. La saponina es soluble en agua, por
36
lo que para su consumo se recomienda el lavado del grano con abundante agua y darle
frotaciones para eliminarle la mayor parte de saponina.
Nutrientes
100gr
Calorías
Cantidad gr
Cantidad
%
351
9,40% -
Humedad
13%
Carbohidratos
53,5- 74,30
Fibra
2,1 - 4,9
Grasa total
5,3 - 6,4
Proteínas
11,00 - 21,3
Tabla 5. Nutriente harina de quinua.
4.8.3 Harina de amaranto.
El amaranto es el producto de origen vegetal más completo, es una de las fuentes más
importante de proteínas, minerales y vitaminas naturales: A, B, C, B1, B2, B3; además de
ácido fólico, niacina, calcio, hierro y fósforo. Es uno de los alimentos con altísima
presencia de aminoácidos como la lisina. La cantidad de proteína de la semilla de
Amaranto es mayor que la de los cereales. Contiene el doble de proteína que el maíz y el
arroz, y de 60 a 80 por ciento más que el trigo.
“Su gran cantidad de proteínas, entre el 15 y el 18% del total de la semilla, lo ha
convertido en la actualidad y después de varios estudios científicos en uno de los mejores
cereales conocidos. El porcentaje de proteínas del resto de cereales oscila entre el 10 y el
13%, además de contener muy poco o nada de aminoácido esencial de Lisina.”34
37
El componente principal en la semilla del amaranto es el almidón, representa entre 50 y
60% de su peso seco, lo que facilita su digestión pues resulta de 2,4 a 5 veces más rápida
que el almidón de maíz.
“El almidón es el carbohidrato más abundante, encontrándose en una concentración de
un 62% del peso total del grano. La composición del almidón (menor
contenido de
amilasa), influye en sus propiedades físico – químicas. Se reportan concentraciones de
sucrosa (1.6%) que como azúcar libre es mayor que otros granos. La harina de amaranto
es muy utilizada para actividades culinarias por su alto valor proteico y facilidad de
combinarse con otras harinas para repostería.”37
Nutrientes 100gr
Cantidad
gr
Hidratos de carbono
65,7
Fibra
6,7
Proteínas
13,6
Azucares
1,7
Ácidos grasos monoinsaturados (AGM)
1,7
Ácidos grasos saturados (AGS)
1,5
Ácidos grasos poliinsaturados (AGP )
2,8
Tabla 6. Nutrientes harina de amaranto.
4.8.4 Harina de arroz.
Es un producto natural que mantiene todo el valor nutritivo del arroz, se obtiene de la
molienda de granos de arroz de alta calidad y pureza, procesado con condiciones
higiénicas y parámetros estrictamente controlados.
38
Puede ser utilizada como materia prima y sustituto de cualquier tipo de harinas de
cereales, para la elaboración de todo tipo de productos alimenticios. La harina de arroz es
un sustituto particularmente bueno de la harina de trigo para quienes padecen intolerancia
al gluten. Uno de los principales nutrientes son los hidratos de carbono, aunque también
aporta minerales, vitaminas (niacina y tiamina) y proteínas en bajas cantidades.
La harina de arroz es un sustituto ideal para reemplazar las proteínas de la harina de trigo
para evitar así el problema del gluten sin perder propiedades nutricionales y de sabor y
servir a las personas que son celiacas a tener una buena opción para alimentarse.
composicionnutricional.com/alimentos/HARINA-DE-ARROZ-1
Nutrientes
Cantidad
Energía (Kcal)
357
Proteína (gr)
5,92
Grasa total (gr)
1,42
Colesterol (mg)
0
Glúcidos (gr)
85,47
Fibra (gr)
2
Calcio (mg)
10
Hierro (mg)
0,35
Tabla 7. Nutrientes harina de arroz
4.8.5 Harina de garbanzo.
La harina de garbanzos, también conocida como harina chana o besan, es el resultado de
triturar hasta pulverizar finamente los garbanzos descascarillados. En occidente se suele
sustituir la harina común por harina de garbanzos en las dietas para celíacos. La harina de
garbanzos es un alimento muy nutritivo, cualquier elaboración con esta harina proporciona
altas dosis de proteínas, hidratos de carbono, minerales, vitaminas y fibra, mientras que
39
su aporte en calorías es similar al de la harina de trigo o de maíz. Contiene entre un 17 y
un 24% de proteína bruta (dentro de las leguminosas son las de mejor calidad por su
composición en aminoácidos).
En el estudio realizado por Mohammed, et al. (2012), se elaboró harina de garbanzo la
cual fue comparada con harina de trigo y con diferentes niveles de mezcla de ambas. Los
resultados del farinógrafo para la harina de garbanzo fueron: buena consistencia de la
masa, absorción de agua mayor que para la harina de trigo 100%, el tiempo de desarrollo
y la estabilidad de la masa elevada y grado de reblandecimiento menor. La estabilidad
indica la tolerancia a la fermentación que posee una harina cuando esta se humedece y
amasa.
Nutrientes
Cantidad
Proteínas (%)
19
Grasas (%)
2
Hidratos de Carbono
59
Fibra Cruda (%)
11
Calcio (%)
160
Sodio (mg)
12,4
Hierro (mg)
6
Zinc (mg)
3
Valor
energético
(Kcal)
244
Tabla 8. Nutrientes harina de garbanzo.
4.8.6 Harina de maíz.
Se entiende por harina de maíz al polvo fino que se obtiene moliendo el cereal mediante
diferentes métodos. La harina de maíz tiene similar aporte calórico que la harina de trigo
pero posee mayor aporte de grasas saludables, entre los que destacan los ácidos grasos
poliinsaturados. Su porcentaje de fibra es muy superior, como así también su contenido
40
en vitaminas del complejo B, por lo que la polenta es una alternativa rica en nutrientes
para incorporar en la dieta.
Destaca en la harina de maíz su contenido en vitamina A y carotenos, así como el aporte
en ácido fólico.
Es un alimento rico en magnesio, calcio y potasio y dado que su contenido en fibra es
elevado y se elabora mediante la hidratación de la harina con agua, aporta gran saciedad
y puede ser aún más llenadora que la harina de trigo que usamos habitualmente en la
cocina. Además, no contiene gluten y es apta para celíacos.
Nutrientes 100 gr Cantidad gr
Calorías
343
Proteínas
8,29
Carbohidratos
66,3
Fibra
9,42
Grasa
2,82
Agua
13,2
Tabla 9. Nutrientes de la harina de arroz
4.8.7 Harina del fruto del árbol de pan.
La harina se deriva después del secado y molienda del fruto, las harinas crudas
producidas pueden ser usadas directamente para la elaboración de Fideos económicos,
coladas y sopas crudas, pan, galletas, tortas o cualquier otro producto de panadería, el
producto recocido en forma de hojuelas tiene potencial para el desarrollo de masas para
la elaboración de alimentos como purés instantáneos. El procesamiento del fruto del árbol
de pan es diferente otros frutos; deben separarse la cascara o corteza q cubre el fruto en
41
sí de la manera más perfecta posible, no siendo conveniente la trituración total delos
frutos, ni la obtención de pasta mediante prensa.
El rendimiento de la harina precocida es de 27.5% en base semillas crudas del fruto del
árbol de pan, el rendimiento respecto a la semillas del árbol de pan está en un valor
23.18% esto le da importancia comercial por cuanto está por encima de otras materias
primas.
Nutrientes
Agua
Cantidad gr
10
Proteína
11,3
Grasa
6,8
Carbohidratos
62,8
Fibra
4,1
Ceniza
4,9
Tabla 10. Nutrientes de la harina del fruto del árbol de pan.
4.8.8 Fécula de papa.
“Es el almidón extraído de la papa. Las células del tubérculo de papa contienen granos de
almidón (leucoplastos). Para extraerlo, las patatas se machacan, liberando así los granos
de almidón de las células destruidas. Entonces se lava, deja decantar y se seca para
obtener un polvo. La fécula de papa se parece y tiene una consistencia muy similar a la
maicena al tocarla, como si fuera una especie de polvo con sabor neutro. La fécula de
papa se utiliza como un agente espesante en la elaboración de alimentos. Tanto la fécula
como la harina de papa son alimentos libres de gluten (proteínas derivadas de productos
del trigo), lo que los convierte en un sustituto ideal para aquellas personas que tienen
intolerancia al gluten. No obstante, la fécula tiene poco valor nutritivo, en comparación con
la harina de papa. La fécula de papa es uno de los productos con aplicaciones tanto de
42
consumo como industrial. Para la producción de fécula de papa se requiere más del 25%
de la materia seca.”38
La fécula de papa es un ligante y espesante universal para muchas aplicaciones en la
industria de alimentos
• Salsas y sopas
• Vegetales enlatados
• Productos cárnicos
• Productos de papa
• Harinas preparadas
• Otros
Para diversas aplicaciones de repostería y confitería la fécula de papa puede ser aplicado
como un polvo con excelentes propiedades de flujo libre y de anti desplazamiento o anti
grumos.
Nutrientes
Cantidad gr
Calorías
333
Proteína
0,1
Grasa
0,2
Fibra
0,1
Glúcidos
80,3
Tabla 11. Nutrientes de la fécula de papa
4.8.9 Almidón de yuca.
El Almidón de yuca es el principal derivado de la raíz de la yuca, que por su naturaleza es
libre de gluten. Es un polvo blanco y fino que se utiliza como aglutinante o espesante de
43
alimentos. Es ideal para la preparación de sopas, cremas, salsas, así como también en
repostería y panadería en reemplazo de otras féculas o harinas derivadas de trigo y maíz.
Es rica en hidratos de carbono complejos, y además es fácilmente digerible, tiene
propiedades astringentes, emolientes y digestivas.
El almidón de yuca tiene una temperatura de gelatinización relativamente baja en
comparación con otros almidones, la cual varía de 49 a 64 °C o de 62a 73 °C (Moorthy,
2004).
Nutrientes
Cantidad gr Cantidad Kcal
Calorías Kcal
168
Grasa
0,28
Proteína
1,36
Carbohidratos
38,05
Fibra
1,8
Tabla 12. Nutrientes almidón de yuca
44
5. ANALISIS
5.1 Perfil de la textura.
El equipo de análisis de perfil de textura (TPA) simula la masticación de una muestra de
alimento por medio de un analizador de textura. Una muestra de alimento del tamaño de
un mordisco es comprimido usando un dispositivo de doble acción ajustable al alimento
para imitar la acción de un diente.
7 características de textura (5 medidas y 2 calculadas a partir de los parámetros medidos)
son determinados en un típico análisis de una curva de textura:
– Fracturabilidad
– Dureza
– Cohesividad
– Adhesividad
– Pegajosidad
– Gomosidad
– Masticabilidad
5.1.1. Fracturabilidad.
La Fracturabilidad es el pico inicial de fuerza durante la primera compresión.La fuerza con
la cual una muestra de alimento se desmiga, fractura o se hacen pedazos muy pequeños.
Los alimentos que son dados a la Fracturabilidad, tienden a tener una baja cohesividad y
un cierto grado de dureza.
45
5.1.2. Dureza.
Es la fuerza máxima obtenida durante la primera parte de compresión del ensayo. Es
identificada como dureza 1 para el primer pico durante la primera compresión y dureza 2
para el pico obtenido durante la segunda compresión Podría también ser usado para
definir la fuerza requerida para deformar una muestra por una mordaza específica.
5.1.3. Cohesividad.
“Es la relación de trabajo hecho durante la segunda compresión dividido por el trabajo
hecho durante la primera compresión. El resultado obtenido es un indicador de la viscoelasticidad del alimento. Un valor próximo a 1 indica total elasticidad y un valor próximo a
cero indica que la muestra no se recuperó en absoluto.”48
5.1.4 Adhesividad.
“La adhesividad es el trabajo (energía) requerida para quitar la muestra completamente.
Ésta es generalmente definida cuando el nivel de fuerza cae a cero o a una fuerza
predefinida. Es esencialmente un ensayo de tracción y se calcula por el área bajo una
curva.”49
5.1.5 Gomosidad.
• La gomosidad es el producto de la dureza x cohesividad
“Evaluación Sensorial: La gomosidad simula la energía requerida para desintegrar un
alimento semi-sólido para así este se pueda digerir. El grado de gomosidad se evalúa por
la cantidad de movimiento requerido antes de que el alimento se desintegre.”50
46
5.1.6 Masticabilidad.
Este resultado solo se puede usar para comparar muestras de la misma altura.
“La Masticabilidad se mide por la elasticidad. Un alimento con una alta elasticidad tiene
una textura gomosa mientras que un producto de baja elasticidad es un producto
fracturable.”51
47
6.
6.1.
METODOLOGÍA
Identificación harinas alternativas libres de gluten para la panificación.
Se consideraron harinas no tradicionales que con alto contenido de proteínas y que
tuvieran capacidad fermentativa.
 Arroz
 Garbanzo
 Quinua
 Chachafruto
 Papa
 Maíz
 Amaranto
 Fruto de árbol de pan
 Almidón de yuca
En una fase inicial se elaboraron masas de cada una de las harinas con el fin de observar
su capacidad de retener
CO2 que producen las levaduras durante la fermentación,
además se evaluó el gusto de las mismas.
Para activar la levadura, se le agrego azúcar y agua y a una temperatura de 30 OC
durante 30 min.
6.2 Evaluación de la capacidad de retener CO2.
Se pesaron 100g de cada harina y se mezclaron con agua (100 ml), sucesivamente
fueron agregadas las levaduras 2,5gr en 20ml de agua y 1gr de azúcar a 30 oC durante
30min, debidamente activadas. Las masas obtenidas se dejaron leudar a 35 0C con una
48
humedad del 68-70% por 6 horas, Para observar el potencial de retener gas de las
masas una aliquota de 10 gr se depositó en una probeta graduada y se observó el
incremento de volumen.
6.3 Evaluación del gusto de las masas horneadas.
Las masas fermentadas se sometieron a procesos de cocción en un horno para pizza por
6 min. Después de la cocción se sometieron a una prueba de degustación en la cual se
evaluó el gusto de cada harina.
Las masas horneadas se sometieron a pruebas de degustación utilizando un set
“asesores”. Para la evaluación se usaron pruebas de ordenación en que los panelistas
ordenaron los diferentes productos en forma creciente para el atributo amargo.
6.4 Identificación de las mezclas de harinas libres de gluten para la panificación
Una vez seleccionadas las harinas se procedió a desarrollar las mezclas de harinas que
permitió establecer la relación entre las concentraciones de cada una de las harinas y el
aumento de volumen, color y sabor. A tal fin se utilizó el Diseño experimental de Plackett
Burman el cual es un diseño completamente ortogonal que reduce substancialmente el
número de experimentos a realizarse con un elevado número de variables.
Inicialmente se definieron los intervalos de las concentraciones de cada harina y
sucesivamente se procedió a realizar el experimento usando las diferentes harinas
seleccionadas en el punto 5.2 como variables del diseño experimental. Se evaluó en este
caso: disminución del pH, aumento del volumen, sabor de las masas fermentadas y
horneadas.
49
-1
1
Arroz
27
50
Garbanzo
5
10
Quínoa
5
15
Chachafruto
5
10
Fécula de papa
5
15
Maíz
5
10
Amaranto
3
5
Almidón de yuca
5
20
10
15
Harina del árbol del
pan
Tabla 13. Tipologías e intervalos de cada harina
Pattern
X1
X2
X3
X4
X5
X6
X7
X8
X9
1
+++++++++++
1
1
1
1
1
1
1
1
1
2
-+-+++---+-
-1
1
-1
1
1
1
-1
-1
-1
3
--+-+++---+
-1
-1
1
-1
1
1
1
-1
-1
4
+--+-+++---
1
-1
-1
1
-1
1
1
1
-1
5
-+--+-+++--
-1
1
-1
-1
1
-1
1
1
1
6
--+--+-+++-
-1
-1
1
-1
-1
1
-1
1
1
7
---+--+-+++
-1
-1
-1
1
-1
-1
1
-1
1
8
+---+--+-++
1
-1
-1
-1
1
-1
-1
1
-1
9
++---+--+-+
1
1
-1
-1
-1
1
-1
-1
1
10
+++---+--+-
1
1
1
-1
-1
-1
1
-1
-1
Tabla 14. Diseño experimental de Plackett-Burman
50
Harina
Fécula
Chacha-
de
Almidó
del
Amarant
n de
árbol
Arroz
Garbanzo
Quínoa
fruto
papa
Maíz
o
yuca
del pan
M1
50
10
15
10
15
10
5
20
12
M2
27
10
15
10
15
10
3
5
8
M3
27
5
5
10
15
10
5
5
8
M4
50
5
15
5
5
10
5
20
8
M5
27
10
5
10
15
5
5
20
12
M6
27
5
5
5
15
10
3
20
12
M7
27
5
15
5
5
5
5
5
12
M8
40
5
5
10
5
5
3
20
8
M9
40
10
5
5
15
10
3
5
12
M10
40
10
5
5
5
5
5
5
8
Control
Tabla 15: Valores de harinas para cada mezcla
6.5 Optimización de la formulación de harinas.
Una vez definidas las cantidades a utilizar de cada una de las diferentes harinas se
procedió con la optimización de la formulación utilizando diferentes coadyuvantes
tecnológicos como:

Margarina industrial
 Suero de leche liofilizado
 Goma guar
Con el fin de evaluar las interacciones entre los diferentes coadyuvantes durante el
proceso de panificación sobre la textura de las masas y el producto horneado se utilizó un
“Diseño Central Compuesto”. Como se reporta en las tablas 13 y 14.
51
Variables
Niveles codificados
-2
-1
0
1
2
Goma Guar
0,5gr 1,125gr
1,75gr 2,375gr
3gr
Suero
0,5gr
2,12gr
3,75gr
5,37gr
7gr
Margarina
0,5gr
1gr
1,5gr
2gr
2,5gr
Tabla 16. Variables y niveles del diseño (CCD).
Goma guar
Suero Margarina
1
-1
-1
-1
2
1
-1
-1
3
-1
1
-1
4
1
1
-1
5
-1
-1
1
6
1
-1
1
7
-1
1
1
8
1
1
1
9
0
0
0
10
0
0
0
11
-2
0
0
12
2
0
0
13
0
-2
0
14
0
2
0
15
0
0
-2
16
0
0
2
17
0
0
0
Tabla 17. Diseño experimental (CCD)
52
Goma guar Suero Margarina
1
1,125
2,12
1
2
2,375
2,12
1
3
1,125
5,37
1
4
2,375
5,37
1
5
1,125
2,12
2
6
2,375
2,12
2
7
1,125
5,37
2
8
2,375
5,37
2
9
1,75
3,75
1,5
10
1,75
3,75
1,5
11
0,5
3,75
1,5
12
3
3,75
1,5
13
1,75
0,5
1,5
14
1,75
7
1,5
15
1,75
3,75
0,5
16
1,75
3,75
2,5
17
1,75
3,75
1,5
Tabla 18. Cantidad de goma guar, suero y margarinas utilizados.
En esta fase de la investigación se siguieron los siguientes pasos:
1. Se evaluó la actividad fermentativa a través de la variación del pH, y la variación del
volumen de la masa,
2. Análisis de las propiedades mecánicas (textura) de la miga evaluados por una
prueba de compresión.
3. Calificación del producto final a través de pruebas sensoriales diferentes
formulaciones con un panel compuesto por 5 jueces de edad entre 25 y 40 años.
53
6.6 Análisis del perfil de la textura (TPA)
Para el análisis de TPA se utilizó un equipo texturómetro (model EZ-Test, Shimadzu,
Somerset, New Jersey). Se empleó un plato cilíndrico de 4 cm de diámetro. La
velocidad de operación
fue 30mm/min para ambos ciclos de compresión.
Las
muestras se comprimieron un 50% de su altura para ambos ciclos. Las muestras
fueron cilíndricas con una altura de 1,5cm y de diámetro de 3cm. Estos análisis serán
realizados después de la cocción y durante el periodo de conservación del producto a
temperatura ambiente.
Grafica 1. Curva generalizada TPA
Fuente: www.scielo.org.co
54
6.7 Análisis composicional de los productos

Análisis de ácidos por HPLC.
Se tomaron 5,0 g de muestra se adicionaron 0,7 ml de H2SO4 0,5 M y 15 ml de
agua, se agitaron en agitador cilíndrico por 30 minutos, luego se centrifugaron a
7000 rpm por 15 minutos, el sobrenadante se filtró en filtros de 0,22 micrómetros y
se inyectaron 20 microlitros al HPLC. La fase móvil es H2SO4 5 mM, la temperatura
de la columna es 65°C, el tiempo de la corrida fue de 30 minutos, la columna es la
Hi-Plex-H
Las condiciones del equipo
HPLC HITACHI, ELITE LACHROM
Detector IR modelo L-2490
Bomba L-2130
Horno
L-2300
Columna Hi-Plex H, 300 x 65 mm, tamaño de partícula de 8um
Fase móvil, H2SO4 5mM
Flujo 0,4 ml/min
Volumen de inyección 20 ul
Temperatura 65 °C
detectro RI
 Análisis sensorial.
El análisis sensorial será
realizado sobre las masas fermentadas. Cinco
panelistas se consultarán para evaluar el pan por su apariencia física, textura,
sensación en la boca, sabor, regusto y aceptación general. Los panelistas
55
indicarán la evaluación en una escala hedonística 1 a 5, de acuerdo a su
preferencia.
 Análisis proximal de la harina.
Se ralizo de la siguiente manera:
Humedad y materia volátil:método en AOAC 945,15
Proteína: método en ISO 1871
Grasa: Extracto etéreo.
Cenizas:método en AOAC 923,03
Fibra: basado en NTC 5122
 El análisis estadístico de los datos.
Los datos se procesaron con el Statistica para Windows (Statsoft), con el fin de
obtener modelos polinomiales de segundo grado capaces de describir los efectos
individuales, interactivos y cuadráticos de las variables independientes del CCD
sobre las variables dependientes elegidas. Estos modelos polinomiales tienen la
siguiente fórmula general:
y =  Bi˙xi +  Bii˙xi2 +  Bii˙xi˙xj
Y = variable dependiente
Bi, Bii, Bii = coeficientes de regresión del modelo
xi, xj = variables independientes en valores codificados.
56
Las variables con una significación inferior al 95% no se incluyeron en los modelos finales.
Se utilizó el método de las superficies de respuesta, con el fin de ilustrar los principales
efectos y dos variables independientes interactivos a la vez sobre la variable dependiente
considerada.
57
7.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
El objetivo de esta investigación se enfocó en la formulación de harinas “libre de gluten”
para la obtención de productos de panadería con adecuadas características nutricionales
y funcionales que puedan satisfacer las crecientes demandas del mercado en productos
para celiacos.
“Las mezclas libre de gluten que actualmente existen en el comercio contiene solamente
carbohidratos, lo cual limita la cantidad de proteínas en la dieta. Por esta razón muchos
estudios se han focalizado hacia el enriquecimiento de los productos libre de gluten con
proteínas, las cuales además del rol nutricional pueden dar estructura a los productos
fermentados. Entre los productos que pueden ser usados en tales formulaciones se
pueden citar algunos cereales o pseudo- cerales y harinas de legumbres así como
también proteínas aisladas y concentrados de origen vegetal, microbiano o animal.”39
58
7.1.
Identificación de harinas alternativas libres de gluten para la panificación.
Para cada harina sin gluten se evaluó la idoneidad y la oportunidad de empleo de las
formulaciones a pruebas de panificación. Con este fin se consideraron los siguientes
parámetros:
-
Rol tecnológico
-
Impacto sensorial
-
Produccion
-
Disponibilidad
-
Costo
-
Disponibilidad de certificación de un producto gluten-free.
Por lo que respecta el rol tecnológico de las harinas, con base en los datos reportados en
la literatura y evidencias recogidas en pruebas preliminares, hemos agrupado las harinas
en 3 grupos:
1. Harinas con un impacto sensorial positivo y bajo costo (maíz, arroz), las cuales
contribuyen significativamente a dar aceptabilidad al producto y a su sostenibilidad
en el plano económico.
2. “Harinas con elevadas propiedades funcionales (es. garbanzo, chachafruto,
almidon de yuca), las cuales mejoran el comportamiento de las masas libres de
gluten. Las legumbres son importantes fuentes de proteínas, ellas contiene gran
cantidad de lisina, leucina, ácido aspártico, ácido glutámico, arginina y proveen
un perfil de aminoácidos balanceados. Además de las propiedades nutricionales
las legumbres poseen también una aspecto interesante desde el punto de vista
funcional y juegan un rol importante en las formulaciones alimenticias.
Las propiedades funcionales de las proteínas de origen leguminaceo como los
garbanzos (Cicer arietinum L.), proteína aislada de arvejas (Pisum sativum L.), y
germen de algarrobo (Ceratonia siliqua L.) han sido usados en la preparación y
desarrollo de los productos de panadería y en productos prontos para el
59
consumo.Por lo tanto los beneficios asociados a las legumbres sugieren su uso en
productos gluten free.”39
3. Harinas con elevado potencial fermentativo (es. quínoa, amaranto, árbol del pan,
fécula de papa), que pueden ser substratos fermentables para las levaduras.
Con el fin de evaluar el impacto sensorial de las diferentes harinas una vez horneadas, se
siguieron pruebas preliminares que pretendían ver el límite máximo de aceptabilidad de
cada ingrediente de la formulación.
Para los ensayos preliminares se usó un diseño de experimentos completamente al azar.
Este diseño consiste en la asignación de los tratamientos en forma completamente
aleatoria a las unidades experimentales. Debido a su aleatorización irrestricta, es
conveniente que se utilicen unidades experimentales de lo más homogéneas posibles, de
manera de disminuir la magnitud del error experimental, ocasionado por la variación
intrínseca de las unidades experimentales.
En un primer ensayo se consideró tanto la capacidad fermentativa de las harinas como la
capacidad de retener el CO2 producido por las levaduras, durante el proceso fermentativo.
Como reporta la literatura las harinas de maíz, arroz, papa, amaranto y quinua, tiene poca
capacidad de retener CO2. “De hecho, la fracción proteica de las semillas de amaranto es
representada por las globulinas las cuales no poseen los requisitos de elasticidad que le
confieren a las masas elasticidad” 40 , de otra parte las proteínas de la quínoa contienen el
77% de globulinas y 0.5–0.7% de prolaminas .
Por lo que concierne las harinas de árbol del pan y de chachafruto no existen datos en la
literatura sobre la elasticidad de las mismas y la capacidad de retener el gas producido
por las levaduras, por lo tanto en esta primera fase se concentró en la evaluación de
estas dos harinas.
60
En la Tabla 1 y Figura 1 se reportan los porcentajes de harina utilizada y el incremento del
volumen de las mismas después de 6 horas de fermentación con levadura industrial a
30oC. Como se observa, las harinas mostraron muy poca aumento del volumen,
probablemente debido a una escasa fermentación o a una menor capacidad de las
mismas a retener gas producido por los microorganismos.
∆
Árbol de pan
Chachafruto
Agua
(gr)
(gr)
(ml)
M1
20
30
130
0,4
M2
25
25
140
0,4
M3
30
20
100
0,4
Volumen
cm3
Control
Tabla 19. Cantidad de harinas de chachafruto y árbol del pan.
Harina de trigo
(gr)
50
**
Control: harina de
trigo
Figura 1. Masas después de 6 horas de fermentación.
En la literatura viene reportado que el chachafruto tiene “18,4% a 22,81% de azucares
fermentables y el árbol del pan 25,76 a 33,52 % “40.Por lo tanto se podría pensar que la
61
segunda hipótesis es la más valida, probablemente las proteínas de estas harinas no tiene
la capacidad de formar una red como aquellas del gluten. (Arango Bedoya et al) reporta
que en la harina del chachafruto el contenido de glutelinas fue la más abundante con
13,89%, seguida de la de albúminas 11,52%, y globulinas 8.83%, a diferencia de otras
leguminosas como Phaseolus vulgaris, Phaseolus lunatus, y Lupinus mutabilis donde las
fracciones mayoritarias han sido las albúminas y globulinas. Cabe anotar que las
proteínas del gluten están formadas por las gliadinas y gluteninas en un 80 – 85% que
confieren la elasticidad y la tenacidad y fuerza a las masas de harina de trigo.
La evaluación sensorial de las diferentes mezclas de harinas (Tabla 2), se llevó a cabo en
el laboratorio con un grupo de 4 personas a quienes se les pidió expresar su opinión
acerca del grado de aceptación de las masas horneadas mediante un puntaje de 1 a 5,
donde 1 indicaba desagradable y 5 agradable. Como se puede observar los evaluadores
confirieron el mayor puntaje a las mezclas 1 y 2 aunque si las calificaron en la escala de 3,
por presentar un sabor amargo..
Arbol de pan (gr)
Chachafruto (gr)
Agua (ml)
Mix 1
20
30
130
3,1±0,25
MIx 2
25
25
140
3,1±0,25
Mix 3
30
20
100
2,5±0,57
Control**
Grado de aceptación
4.0
Tabla 20. Evaluación sensorial de las masas después de la cocción.*media y
desviación estándar de 4 panelistas. **
En una segunda fase se quiso evaluar sobre todo el gusto de las harinas de arroz,
garbanzo y quínoa en los porcentajes expresados en la tabla 3. Además se midió el
aumento del volumen después de 6 horas de fermentación a 30oC.
62
Arroz
Garbanzo
Quinua
Harina de
Agua
∆ Volumen
Grado de
(%)
(%)
(%)
trigo (%)
(ml)
cm3
aceptación*
M1
40
30
30
30
3cm3
1,5±0,57
M2
50
40
10
32,5
6cm3
3,25±0,5
40
35
25
30
5cm3
2,5±0,5
50
20
30
30
5cm3
1,25±0,5
55
20cm3
5.0
M3
M4
Control
100
Tabla 21.Porcentajes de harina de arroz, garbanzo y quinua utilizados. *media y
desviación estándar de la calificación de 4 panelistas
M1
M2
M3
M4
CONTROL
Figura 2. Masas segunda fase después de 6 horas de fermentación.
Se puede observar que el mayor incremento del volumen de las masas se obtuvo con el
mix 2 que contenía 50% de arroz, 40% garbanzo y 10% quinua. Probablemente la mayor
presencia de la harina de garbanzo influyó en tales resultados, la harina de garbanzo
63
contiene el 56% de proteínas de las cuales las glutelinas representan el 18%, seguido de
las albuminas (12%) y de las prolaminas 2.8%.
Este mix además tuvo una mayor aceptación por parte de los evaluadores, el cual puede
ser correlacionado con el menor porcentaje de quínoa en la mezcla, ya que la harina de
quinua le confiere un sabor amargo al mix.
Con el fin de evaluar el impacto sensorial especifico de las diferentes harinas en el mix se
realizó un tercer ensayo que consideró los porcentajes indicados en la tabla 4 se hizo
hacer una combinación de las harinas ya evaluadas con unas nuevas harinas alternativas
sin gluten y que además de eso se destacan por su alto contenido de almidón
aportándole propiedades ligantes y texturizantes a la masa. Los porcentajes de quínoa
utilizados en las pruebas preliminares habían dado a las masas características
funcionales no deseables y fue sucesivamente disminuida su concentración. En este
experimento se introdujeron sal y aceite con el fin de mejorar la estructura de las masas
asi como también la retención del CO2. El agua se añadió en función de la necesidad de
hidratación de cada mix.
Arroz %
Garbanzo Quinua Chachafruto Fecula de
Amaranto Harina de Agua
Maiz%
%
%
%
papa %
%
trigo %
ml
15
30
10
5
60
25
30
15
5
30
20
20
10
5
50
20
25
20
5
50
5
10
20
10
5
45
MIX 1
40
MIX 2
25
MIX 3
45
MIX 4
30
MIX 5
50
CONT
ROL
Tabla 21. Porcentajes de harinas utilizadas.
100%
55
Aceite
gr
2.5
2.5
2.5
2.5
2.5
2.5
En el grafico 2 se muestra el aumento del volumen de los diferentes mix, como se puede
observar el mix 5 que contenía el mayor porcentaje de harina de arroz (50%) fécula de
64
papa (20%) y 5% de amaranto, mostro mayor incremento del volumen. Estas harinas
tienen alto contenido en almidón y en proteínas. Probablemente la red glutínica formada
en este mix fue más fuerte y pudo retener más los gases que liberan las levaduras,
ayudando a que la masa obtenga mayor volumen.
16
14
12
10
8
6
4
2
0
mix 1
mix 2
mix3
mix 4
mix 5
control
Grafico 2. Aumento del volumen de los diferentes Mix de harinas después de
fermentación *media de 2 repeticiones, los resultados del incremento del volumen son
expresados en cm3.
En el grafico 2 , se muestran las preferencias de los evaluadores después de haber
probado los diferentes mix horneados. “En este caso se siguió una cata en la cual se
tomaron en consideración los principales atributos que se han sugerido para hacer la cata
de panes”41, como son compacidad (resistencia a la presión ejercida sobre la miga con el
dedo), elasticidad (capacidad de recuperación de la forma original tras eliminar la presión
ejercida don el dedo), adhesividad ( fuerza requerida para quitar la muestra
completamente del paladar con la lengua cuando durante la ingesta), cohesividad
(capacidad de la miga de mantenerse unida tras la mordida), además se evaluó el sabor
amargo, el gusto y el sabor en general.
65
Si bien el aroma en general de las diferentes mezclas fue calificado como agradable
(puntaje entre 4 y 5), la 5 fue calificado como el más amargo debido probablemente a la
presencia de amaranto (5%) y de maíz. Este último generalmente no confiere sabor
amargo a las masas pero es posible que potencialice el sabor de la quínoa.
De otra parte, la mezcla 3 fue calificado como el menos amargo, este contiene menos
cantidad de quínoa (20%) y mayor cantidad de arroz (45%). Probablemente esto hizo que
los evaluadores lo eligieran como el mejor mix en sabor en general.
El descriptor gomosidad fue calificado con el mayor puntaje en las mezclas 2 y 3. Las
mezclas
4 y 5 eran más símiles al control (harina de trigo) por lo que refiere a la
cohesividad.
Aroma en
general
5
4
Elasticidad
Sabor amargo
3
2
1
0
Cohesividad
Gomosidad
Sabor en
general
Adhesividad
MIX 1
MIX 2
MIX 3
MIX 4
MIX 5
CONTROL
Gráfico 3. Influencia de las harinas sobre los atributos sensoriales de las masa
mostradas en “radar plot”.
Con base en los resultados anteriores se decidió incluir en la prueba N°4 la harina de
amaranto pero en bajas concentraciones, que según Anzaldúa-Morales (1998) “ es una
66
harina dura que contiene de un 13% a 15% de proteínas aportando textura en la masa en
el momento de estirar”41
En la tabla 20 se muestran los diferentes porcentajes utilizados, también en este caso se
utilizó el agua requerida por cada masa para su hidratación.
Arroz gr
MIX 1
MIX 2
MIX 3
MIX 4
CONTROL
30
45
40
40
Garbanzo
Chachafru
Quinua gr
gr
to gr
20
20
15
10
30
20
15
15
15
10
10
10
Fécula de
Harina de
Amaranto
papa
trigo
gr
gr
gr
5
5
15
5
20
5
100
Agua ml
Aceite
gr
70
60
55
80
65
2.5
2.5
2.5
2.5
2.5
Tabla 20. Porcentaje de las harinas utilizadas *media y desviación estándar de 4
panelistas
En las figura 3 y gráfico 4 se muestra el incremento del volumen y el puntaje de los
evaluadores a los diferentes mix horneados. Como se observa el mix 4 mostró el mayor
incremento del volumen evidenciando la contribución de la fécula de papa en la formación
de la maya proteica para retener el gas. “De hecho se conoce que los granos de almidón
de papa tienen un alto poder de hincharse”42 .
Como se observa al mix 1 y 2 fueron calificados como las muestras menos agradables
debido al sabor amargo. Es de evidenciar que la mezcla en altas cantidades de matrices
proteicas como garbanzo, quinua y chachafruto contribuyeron de manera significativa a
tal puntaje. En general el sabor amargo liberado durante la fermentación es debido a la
producción de péptidos amargos a partir de la hidrolisis de las proteínas. “Tal hidrolisis
puede ser actuada sea por enzimas microbianas sea por enzimas endógenas de las
harinas”43, las cuales viene activadas por las temperaturas y la humedad de las masas
durante el proceso fermentativo. En este caso es probable que la hidrolisis haya sido por
las enzimas endógenas visto que S. cerevisiae no es un microorganismo proteolítico.
67
Sin embargo no es de subvalorar la acción de microorganismos naturalmente presente en
las harinas como especies de los géneros Bacillus, Lactobacillus y del grupo de los
coliformes que son proteolíticos y que podrían haber contribuido a la proteólisis. (Gänzle
et al., 2008) reporta que la degradación de las proteínas a causa de las enzimas
endógenas en masas de trigo y de cebada es limitada al 5% y que algunas cepas de
lactobacilos puede con sus enzimas peptidasas hidrolizar las proteínas.
“Además no es de subvalorar el aporte de la quinua al sabor amargo, como es conocido
esta contiene
saponinas. el contenido de las saponinas varía entre 0.1 y 5 %. El
pericarpio del grano de quinua contiene saponinas, lo que le da un sabor amargo, antes
de la comercialización de la harina de quinua estas saponinas son tratadas de eliminar
pero no en su totalidad dejando como consecuencia pequeñas concentraciones
confiriéndole este sabor. “44
6 horas después de la fermentación
Inicio de la fermentación
Figura 3. Incremento del volumen de las diferentes mezclas después de 4 horas de
fermentación.
68
22,5
20
17,5
15
12,5
∆ Volumen
10
Sabor en general
7,5
5
2,5
0
Mix 1
Mix 2
Mix 3
Mix 4
control
Gráfico 4. Influencia de la mezcla de harinas sobre aumento del volumen de las
masas crudas y el sabor en general de las masas horneadas. *media de 2
repeticiones, los resultados del incremento del volumen son expresados en cm3.
En la prueba N°5 se adiciono el almidón de yuca, según las revisiones bibliográficas el
“almidón de yuca combinado con otras harinas es usado en la industria alimentaria para
aumentar la capacidad de retención de agua en las masas brindándole a la masa más
extensibilidad.”45 Se utiliza como aglutinante o espesante de alimentos.
69
Arroz %
Garbanzo
Chachafrut Almidon de Amaranto H. Arbol de Fecula de
Quinua %
%
o%
yuca %
%
pan % papa %
Agua
ml
Aceite
gr
MIX 1
45
10
15
5
10
3
12
-
50
2.5
MIX 2
37
10
15
5
15
3
15
-
42
2.5
MIX 3
27
10
15
5
20
3
20
-
40
2.5
MIX 4
45
10
13
5
5
3
8
12
40
2.5
10
2.5
CONTROL
Tabla 23. Porcentaje de las harinas utilizadas
En la figura 4 y gráfica 5, se muestra el incremento de volumen de las diferentes masas
realizadas después de 4 horas de fermentación a 30°C. Como se observa el mayor
incremento en el volumen ha sido mostrado por la mezcla 4 que presentaba
fermentación, este también mostro la mayor aceptabilidad de los evaluadores quienes lo
encontraron el mix menos amargo. Este mix contiene fécula de papa (12%) y un bajo
porcentaje de almidón de yuca (5%), este mix fue también el que presento mayor
extensibilidad al amasado, “por lo tanto se puede indicar que la fécula de papa
proporciona a la masa un mayor poder de hinchamiento debido a los gránulos de almidón
presentes en ella, por sus bajas concentraciones en lípidos y
gelatinización.”
46
temperatura de
70
Figura 4. Incremento del volumen en los diferentes mix de masas.
22,5
20
17,5
15
12,5
∆ Volumen
Gusto en general
10
7,5
5
2,5
0
Mix 1
Mix 2
Mix 3
Mix 4
CONTROL
Gráfico 5. Incremento del volumen en los diferentes mix de masas evaluación
sensorial
71
5
2
1
4
3
Figura 5. Masas después de horneadas
Las anteriores pruebas nos llevaron a relevar que para el gusto en general es
recomendable no superar las concentraciones máximas que se muestran a continuación:
Harina de maíz
10%
Harina de arroz
50%
Fécula de papa
15%
Quínoa
15%
Amaranto
5%
Árbol del pan
15%
Chachafruto
10%
Almidón de yuca
20%
Harina de garbanzo
10%
Con base en estos límites se procedió a desarrollar un mix de harinas que permitiera
establecer la relación entre las concentraciones de cada una de las harinas y el mejor
72
sabor de las masas horneadas. A tal fin se utilizo el diseño estadístico de Plackett-Burman
para así enfocar la investigación hacia los límites de aceptabilidad del gusto de las
harinas. Se analizaron 9 variables en los niveles alto (+) y bajo (-).
En la tabla 24, se muestra el incremento del volumen y la disminución de los valores del
pH de las diferentes masas después de la fermentación. Como se puede observar se
presentaron diferencias significativas entre los diferentes mix estudiados.
mix 1
mix 2
mix 3
mix 4
mix 5
mix 6
mix 7
mix 8
mix 9
mix 10
Fecula
Almidón
Arroz Garbanzo Quinoa Chachafruto de papa Maiz Amaranto de yuca
50
10
15
10
15
10
5
20
27
10
15
10
15
10
3
5
27
5
5
10
15
10
5
5
50
5
15
5
5
10
5
20
27
10
5
10
15
5
5
20
27
5
5
5
15
10
3
20
27
5
15
5
5
5
5
5
40
5
5
10
5
5
3
20
40
10
5
5
15
10
3
5
40
10
5
5
5
5
5
5
CONTROL
Harina del
arbol del
∆
pan
volumen ∆ pH
12
2
0,13
8
5
0,1
8
5
0,15
8
4
0,34
12
4
0,04
12
2
0,31
12
1
0,08
8
4
0,16
12
5
0,12
8
3
0,11
11
0,11
Tabla 24: Valores de harinas para cada mix. Incremento del volumen y disminución del pH de
las diferentes mezclas de harinas.
73
IMAGEN ANTES DE LA
IMAGEN DESPUES DE 6 HORAS DE
FERMENTENTACIÓN
FERMENTEACIÓN
M1
M4
M2
M5
M3
M6
M1
M2
M4
M5
M3
M6
74
M7
M 10
M8
M9
M7
M8
M9
Control
M 10
Control
Los resultados obtenidos de la variación del volumen fueron sometidos a pruebas de
regresión múltiple con las variables independientes. En la tabla 25 se muestran los
resultados generados tal análisis como variables independientes las harinas y variable
dependiente el ∆Volumen medido como cm3. El análisis indica que tanto la harina de
chachafruto, garbanzo como el almidón de yuca están directamente correlacionadas con
el incremento del volumen de las masas durante la fermentación siendo la harina de yuca
la variable más significativa (p=0,027).
75
Tabla 25. Resumen de la ecuación múltiple seguida para el modelo de plackett
β
Std.Err.
β
of Beta
Intercepto
Std.Err.
t(6)
p-level
of B
-2,55
3,84
-0,66
0,530
Almidón de yuca
0,92
0,26
0,43
0,12
3,54
0,012*
Garbanzo
0,36
0,26
0,44
0,32
1,39
0,211
Chachafruto
0,27
0,22
0,33
0,27
1,22
0,267
R= ,83
R²=0 ,70
Adjusted R²= ,55
F(3,6)=4,70
p<,05116
Std.Error of stimate: 2,0680
La ecuación generada del análisis es:
∆Volumen = -2,55+0,92*(almidón de yuca)+0,27*(chachafruto)+0,32 (garbanzo)
En el gráfico 5 se muestra el radar plot relativo a los descriptores sensoriales evaluados
en las diferentes masas horneadas. Como se puede observar el mix de 4 y 7 tuvieron la
mayor aceptación (puntaje 4) la cual ha sido directamente correlacionada con el puntaje
más bajo en el sabor amargo. Al contrario los mix más amargos fueron individuados en los
mix 2 y 10 que contenían: M 2: 27% Arroz, 10% Garbanzo, 15% Quinua, 10%
Chachafruto, 15% Fécula de papa, 10% Maíz, 3% Amaranto, 5% Almidón de yuca, 8% H.
árbol pan. M 3: 40% Arroz, 10% Garbanzo, 5% Quinua, 5% Chachafruto, 5% Fécula de
papa, 5% Maíz, 5% Amaranto, 5% Almidón de yuca, 8% harina del árbol del pan.
76
mix 1
Gusto amargo
5
4
3
2
1
0
Olor en general
mix 2
mix 3
Sabor en
general
mix 4
mix 5
mix 6
mix 7
mix 8
Gomosidad
Dureza
mix 9
mix 10
Grafico 6.Radar plot relativo a los descriptores sensoriales evaluados en las
diferentes masas horneadas
Con el fin de individualizar cuales de las harinas tenían mayor influencia sobre el
descriptor amargo, se efectuó una correlación múltiple y en este caso los resultados
indicaron que si bien las variable garbanzo, maíz y quinua eran las variables más
correlacionadas con este descriptor, la harina de garbanzo (p=0,05) era quien contribuía
más a este sabor amargo (Tabla 26).
Tabla 26. Sabor amargo
β
Std.Err.
β
t(6)
p-level
of β
of Beta
Intercepto
Std.Err.
-0,73
2,12
-0,34
0,741
Garbanzo
0,59
0,25
0,37
0,16
2,35
0,056*
Maíz
0,41
0,24
0,29
0,17
1,67
0,145
Quínoa
-0,35
0,24
-0,11
0,08
-1,43
0,202
77
Regression Summary for Dependent Variable: Sabor amargo (placket)
R=, 79 R²= ,63672591 Adjusted R²= ,45508887
F (3,6)=3,5055 p<,08935 Std.Error of estimate: 1,1954
La ecuación generada del análisis es:
∆Volumen = -0,73+0,59*(garbanzo)+0,41*(maíz)-0,35 (quinua)
Si bien el análisis estadístico ha indicado estas tres harinas como las más
correlacionadas, se debe subrayar que algunas harinas que no parecen significativamente
correlacionadas podrían actuar como potenciadoras del sabor, de hecho las matrices
proteicas pueden liberar péptidos durante la fermentación los cuales pueden contribuir al
potenciamiento del sabor en los alimentos. Además los péptidos junto con los
aminoácidos son precursores de los componentes aromáticos y las sustancias coloreadas
que se forman mediante las reacciones térmicas y/o enzimáticas que ocurren durante la
obtención, preparación y almacenamiento de los alimentos.
De otra parte la fécula de papa influye sobre el sabor agradable de los diferentes mix junto
con la harina del árbol del pan, la fécula de papa posee características típicas para
neutralizar los sabores, brinda alta fuerza cohesionadora, y mejora la distribución de los
aromas en el producto
78
Tabla 27. Influencia de sabor fécula de papa y harina árbol de pan.
β
Std.Err.
β
Fécula de papa
Harina del árbol del
pan
t(7)
p-level
of β
of Beta
Intercepto
Std.Err.
2,982592
0,773357 3,85668 0,006238
-0,796246 0,225599
-0,128992 0,036547 -3,52948 0,009604
0,362779 0,225599
0,120810
0,075127 1,60807 0,151855
Regression Summary for Dependent Variable: sabor en general (placket) R= ,81021982
R²=,65645615 Adjusted R²= ,55830077 F(2,7)=6,6879 p<,02376 Std.Error of estimate: ,52425
La ecuación generada del análisis es:
∆Volumen = 2,98 - 0,79*(fécula de papa)+0,36*(harina de árbol de pan)
7.2.
Evaluación del gusto de las masas horneadas.
Después del tiempo de fermentación se procedió a la cocción de las masas, en un
horno para pizza a 350c durante 5 minutos. Se hizo la degustación de las masas
horneadas con 5 panelistas y se evaluó de 1 a 5 siendo 1 sabor no deseable y 5
con el mejor sabor. En esta prueba se quiso también evidenciar si los ingredientes
que se añaden a la pizza pueden potenciar o reducir el eventual sabor amargo de las
masas por lo tanto se evaluaron los siguientes aspectos: sabor y consistencia.
Después de hacer un análisis detallado en cuanto a consistencia y sabor se llegó a la
conclusión que las dos mejores masas fueron el m 4 y el m 7 siendo el m 4 la mejor
de las dos ya que la m 7 se le sentía en el fondo un sabor amargo. Por lo tanto para
las pruebas de optimización de las masas se consideró esta mezcla.
79
7
4
7.3 Optimización de la formulación.
En esta parte de la tesis se evaluo la capacidad de algunos coadyuvantes para mejorar la
textura de las masas. De hecho el mix que ha sido individuado retenía poco el gas
generado en la fermentación y no poseía las características reológicas aptas para la
formación de la masa de pizza. La textura de la masa es crítica para el proceso de
elaboración de la pizza. Cuando la masa tiene textura adecuada es lo suficientemente
adhesiva para adherirse ligeramente al rodillo y separarse adecuadamente.
“Como se conoce, la capacidad de la masa de trigo para retener el gas está relacionada
con las propiedades reológicas, tales como viscoelasticidad, y la capacidad de
deformación”47. El comportamiento de endurecimiento por deformación de la masa a
menudo se correlaciona con rendimiento de horneado, por lo tanto también se evaluó la
fuerza de las masas.
Las propiedades de las masas de pan como la viscoelasticidad y de deformación de
frente a un esfuerzo aplicado, son originadas por la formación de la red glutínica y dan
origen a la elasticidad. Ha sido reportado que la glutenina es la fracción del gluten que
contribuye en mayor cantidad a estas propiedades y si bien esta fracción es poca 2-4% es
muy importante en la panificación . Las harinas libre de gluten no poseen gluteninas,
80
razón por la cual no es posible la formación de una red glutínica en esta tipología de
productos. Por otra parte, la goma guar como dicho en el marco teórico es un polisacárido
que ofrece a los alimentos mayor adhesividad
exhibe gran capacidad seudoplástica,
característica muy importante en la estabilización de suspensiones y emulsiones. Además
la goma guar por su alta afinidad con el agua, proporciona una altísima viscosidad en
sistemas, debido a que puede fácilmente disperderse en agua.
En este trabajo se ha querido explorar la posibilidad de incorporar suero de leche, goma
guar y margarina industrial a la mezcla 4, seleccionado precedentemente, para lo cual
se realizó un diseño experimental (Central Composite Design: CCD) en el cual fueron
incluidos 3 factores (goma guar, suero de leche, margarina) y 5 niveles. Se evaluaron la
dureza, la adhesividad y la cohesividad de las masas. De hecho, los estudios reológicos
se hacen particularmente útiles cuando relaciones predictivas para las
propiedades
reológicas de alimentos pueden ser desarrolladas a partir de la arquitectura molecular de
las especies constituyentes.
En Tabla 28 se muestra el cambio en el volumen de la masa, así los parámetros de
textura: dureza, cohesión y adhesión de las masas obtenidas en las diferentes pruebas
realizadas en el CCD. Como se puede observar el mayor aumento de volumen se obtuvo
en las mix 2, 8 y 16, estas muestras eran caracterizadas por un mayor porcentaje de
margarina.” En general los lípidos no polares, por ejemplo triglicéridos y ácidos grasos
libres que son agentes antiespumantes son perjudiciales para el volumen del pan. Por
consiguiente, la transferencia de las vesículas de lípidos desde el agua a granel a las
interfaces de aire-agua o agua-aceite es un mecanismo clave para la expresión de la
funcionalidad de lípidos”48. “Esta transferencia está bajo el control de las interacciones
lípido-lípido y lípido-proteína que determinan la capacidad de espuma de lípidos y
lipoproteínas, mientras que estas interacciones determinan la estabilidad de las películas
delgadas formadas en las interfases aire-agua. Por el contrario, la adsorción de gotas de
aceite o cristales de grasa fundida y la difusión subsecuente de lípidos provoca la rotura
de película delgada por un efecto Marangoni”49 . “La competencia por la interfaz se
produce entre los lípidos polares y proteínas de unión y lípidos no solubles. Dado que las
proteínas forman láminas rígidas en las interfaces, los lípidos polares altamente móviles
81
desestabilizan las películas de proteínas”50. MacRitchie y Gras, 1973 sugieren que la
adición de lípidos polares determina un aumento de volumen en las masas mucho mayor
que el de los lípidos apolares, los primeros efectivamente son en grado de instaurar un
mayor número de enlaces con la matriz acuosa que contiene proteínas así como también
de formar de tensoactivos en manera más eficaz que los lípidos poco polares.
Tabla 28. ∆ Volumen, dureza, cohesión y adhesión de la masa
Mix
Goma
Adhesividad
Guar
Suero
Margarina
(%)
(%)
(%)
1
1,125
2,12
2
2,375
3
Dureza
Volumen (ml)
(N/mm)
Cohesividad (N)
(N/)
1
5ml
2,28
0,40
8,12
2,12
1
4ml
2,73
1,20
10,22
1,125
5,37
1
5ml
4,27
2,83
11,67
4
2,375
5,37
1
5ml
2,53
2,83
18,81
5
1,125
2,12
2
5ml
2,97
3,14
20,71
6
2,375
2,12
2
5ml
3,31
1,75
7,88
7
1,125
5,37
2
5ml
1,86
0,03
9,79
8
2,375
5,37
2
4ml
3,43
0,93
12,16
9
1,75
3,75
1,5
5ml
3,07
0,05
7,65
10
1,75
3,75
1,5
5ml
3,07
0,05
7,66
11
0,5
3,75
1,5
5ml
3,55
1,90
14,77
12
3
3,75
1,5
5ml
2,87
0,08
8,025
13
1,75
0,5
1,5
5ml
2,45
0,57
9,21
14
1,75
7
1,5
5ml
1,61
0,93
10,85
15
1,75
3,75
0,5
5ml
3,16
1,78
9,54
16
1,75
3,75
2,5
4ml
4,00
2,97
14,10
17
1,75
3,75
1,5
5ml
3,07
0,05
7,65
-63,55
7,025
96,65
control
Los resultados obtenidos en los diferentes ensayos se analizaron en relación con las
variables independientes del plan experimental con el fin de obtener las ecuaciones
polinómicas, capaces de describir los efectos de las propias variables individuales e
82
interactivos sobre el perfil de la textura de las masas (adhesividad , cohesividad y firmeza)
(Tabla 28).
La adhesividad se puede describir como la suma de dos contribuciones de energía: la
energía de superficie y la energía de cohesión. La energía superficial depende del tipo y la
fuerza de unión entre el adhesivo y el sustrato, mientras que la energía cohesiva
representa la energía disipada en viscoelásticidad y deformación plástica dentro del
adhesivo). En la tabla 29 se reporta el análisis de regresión múltiple efectuada, los
coeficientes de regresión indican que ha sido influenciada positivamente por la presencia
de suero de leche. Como se observa en el grafico 7 incrementando los porcentajes de
suero se incrementa la adhesividad de las masas.
En un estudio realizado por Vera et al., (2009), la incorporación de lacto suero modificó la
adhesividad de las masas de harina de trigo mejorando la firmeza de adhesión de las
masas, pero no así la energía necesaria para manejarla, lo cual implica menor adhesión a
la superficie de los equipos facilitando su maleabilidad.
De otra parte, van Riemsdijk et al (2011) reportan que las partículas de proteína de suero
poseen propiedades elásticas y de fuerza cuando se mezclan con el almidón, sin
embargo, la capacidad de extensión es menor y estas partículas son más estables que las
partículas de gluten a amasar, probablemente debido a un muy alto grado de reticulación
interna a causa de la formación de puentes di sulfuro los cuales contribuyen a la
estabilidad mecánica, aumento del volumen y capacidad para formar una red viscoelástica.
83
La función obtenida del análisis estadístico es la siguiente:
Adhesividad= - 3,21-3,67(suero)+1,82(suero2) ECUACION 1
Tabla 29 Efectos y análisis de las variables obtenidos con el análisis de regresión
múltiple sobre la variable dependiente adhesividad.
β
Std.Err.
β
Goma guar
t(7)
p-level
of β
of Beta
Intercepto
Std.Err.
-3,21912
3,326754
-0,96764
0,365457
1,07461
0,318187
1,68031
1,563643
1,84981
1,72137
-3,67821
1,51662
-1,55739
0,642154
1,42978
1,584798
1,9675
2,180822
0,90218
0,396939
Goma2
-0,27709
1,094105
-0,08507
0,335887
-0,25326
0,807348
Suero2
1,82245
0,911175
0,09938
0,049687
Margarina2
-1,11989
1,168673
-0,50291
0,524823
-0,95825
0,369853
Gom*suero
0,64184
1,096573
0,11766
0,201012
0,58532
0,576709
Gom*marg
-2,4212
1,23556
-1,28019
0,653289
-1,9596
0,090873
Marg*suero
1,94178
1,14219
0,42716
0,251265
1,70005
0,132919
Suero
Margarina
-2,42527 0,045737*
2,00011 0,085606*
R= ,83178189 R²= ,69186112 Adjusted R²= ,29568256 F (9, 7) =1, 7463 p<, 23731 Std.Error of
estimate: 57743
Grafico 7. Superficie de respuesta de la adhesividad entre las variables suero
y goma guar.
84
Unidades en gr.
La cohesión se define como la relación de la fuerza del área durante la segunda
compresión y durante la primera. En este experimento se encontraron diferencias
significativas en la cohesividad de las masas preparadas en las diferentes corridas. Como
se observa en la tabla 28
la mayor
la cohesividad
se obtuvo en la corrida 5 que
presentaba 1,25 % de coma guar, 2,12% de suero y 2% de margarina. De otra parte, la
acción sinérgica de la margarina y el suero de leche tuvo influencia sobre la cohesividad
de las masas como indica el análisis de correlación múltiple (Tabla 30). En el gráfico 8 se
muestra la superficie de respuesta predicha, como se ilustra, ambos aditivos suero y
margarina incrementan la cantidad de polímeros en el sistema y resultando en un
incremento de la cohesividad. De los coeficientes de regresión de la ecuación (2)
mostrados en la tabla 30 se puede observar que las proteínas en interacción con la
margarina son los factores que más influyen sobre la cohesividad.
85
En las masas que contienen bajos porcentajes de suero
la cohesividad es baja y
disminuyendo las concentraciones de margarina (coeficiente negativo de la regresión)
produce masas menos cohesivas. Como se conoce, los lípidos aumentan la fuerza de las
masas y las vuelven más dúctiles, de hecho estos pueden ser emulsionantes y ayudan en
la formación de enlaces entre el almidón y la glutenina por lo tanto aumenta el volumen
de la masa por la retención de gas.
Las principales proteínas séricas de la leche (globulinas y albúminas) son solubles en
agua y poseen una gran capacidad de hidratación, por ello, al incluirlas en productos
panificables, aumentan la fuerza y estabilidad de las masas . Además, sus características
estructurales permiten la formación de redes donde el agua queda atrapada, favoreciendo
un envejecimiento más lento que en los productos donde no se añaden proteínas lácteas
y proporcionando una mayor vida útil a los productos.
Tabla 30. Efectos y análisis de las variables obtenidos con el análisis de regresión múltiple
cohesividad.
COESIVIDAD
Std.Err.
β
B
t(7)
p-level
of β
of Beta
Intercepto
Std.Err.
-1,61227
5,531777
-0,29146
0,779149
1,7282
2,86232
0,60378
0,565037
1,41016
-0,9641
1,067784
-0,9029
0,396586
0,7021 1,473552
1,72782
3,626305
0,47647
0,648254
Goma2
-0,67035 1,017303
-0,36803
0,558518
-0,65895
0,531001
Suero2
-0,80362 0,847215
-0,07837
0,082621
-0,94854
0,374442
Margarina2
-3,05072 1,086637
-2,45005
0,872685
-2,80749
0,02624
Gom*suero
-0,55874 1,019598
-0,18317
0,334245
-0,548
0,600719
Gom*marg
0,54683 1,148829
0,51707
1,0863
0,47599
0,648579
Marg*suero
3,11732 1,062013
1,22639
0,417807
2,9353
0,021859
Goma guar
Suero
Margarina
0,87782 1,453882
-1,27323
2
cohesividad=-1,61-3,05(margarina )+3,11 (margarina*suero)
86
Grafico 8. Superficie de respuesta de la cohesividad entre las variables margarina y
suero
Unidades en gr.
Del diagrama firmeza-deformación registrado durante la prueba de TPA es posible
obtener la fuerza correspondiente al primer pico máximo relativo que representa el punto
de ruptura de las masas. Como se observa en la gráfica 9 a bajas concentraciones de
margarina y altas de suero, la firmeza de las masas es menor que cuando los porcentajes
de ambas son altos. Al contrario a altos valores de proteínas y de margarina disminuye la
fuerza de ruptura y la extensibilidad de las masas aumentando la firmeza de las mismas
por lo tanto se hace más difícil el manejo de las masas para la elaboración de las pizzas.
87
Tabla 31. Efectos y análisis de las variables obtenidos con el análisis de regresión múltiple
firmeza.
Beta
Intercept
Goma guar
Suero
Margarina
Goma2
Suero2
Margarina2
Gom*suero
Gom*marg
Marg*suero
Std.Err.
of Beta
-1,61614 1,350272
-0,58975
1,33355
1,80335
1,57866
1,65037
1,80796
-1,949
-2,55152
1,309665
1,368539
0,944806
0,786838
1,009198
0,946937
1,066958
0,986329
B
Std.Err.
of B
t(7)
10,26077 13,82339 0,74228
-8,56101 7,15267 -1,1969
-1,20155 2,66829 0,45031
8,83014 9,06179 0,97444
2,66395 1,39568 1,9087
0,41423 0,20646 2,00633
3,56625 2,18076 1,63533
1,59471 0,83525 1,90927
-4,95867 2,71456 1,82669
-2,70086 1,04406 2,58689
p-level
0,482079
0,270304
0,666106
0,362302
0,097944
0,084824
0,145995
0,097862
0,11048
0,036108
Regression Summary for Dependent Variable: Dureza (Spreadsheet24) R=, 89097971 R²=, 79384484
Adjusted
R²=,
52878820
F
(9,
Firmeza=10,98+2,18(gomaxsuero)
2,64gomxmarga)-2,34 (margxsuero)
7)
=2,
9950
p<,
2,49(gomxmarga)
08107
Std.Error
of
estimate:
2,
3740
Firmezaureza=7,99+2,32(gomaxsuero)-
88
Grafico 9. Superficie de respuesta de la firmeza
entre las variables suero y
margarina.
Unidades en gr.
Las pruebas de amasamiento de las diferentes masas nos lleva a concluir que las masa
de la corrida 8 fueron las que poseían mejores características de manipulación, tales
masas presentaban los siguientes porcentajes de los coadyuvantes utilizados y el
siguiente perfil: Tabla 32 coadyuvantes utilizados en la corrida 8.
Goma Guar
Suero
Margarina
Adhesividad
Cohesividad
Dureza
(%)
(%)
(%)
(N/mm)
(N)
(N/)
2,375
5,37
2
3,43
0,93
12,16
89
7.4 Análisis proximal de la harina seleccionada.
La formulación final de las harinas en porcentajes es mostrada en la tabla 32 y en la tabla
33 se muestra la composición centesimal de las mismas.
Tabla 32. Composición final (%) de las harinas
arroz
garbanzo
quínoa
chachafruto
fécula de papa
maíz
amaranto
almidón de
yuca
árbol delpan
aceite
margarina
Goma guar
suero
35,67
3,57
10,70
3,57
3,57
7,13
3,57
14,27
5,71
2,50
2,00
2,38
5,37
Tabla 33. Resultado fisicoquímico.
Humedad
Proteina total
fibra cruda
Grasa
Cenizas
carbohidratos
totales
6,78
10,28
0,63
2,8
1,61
77,9
90
8.
•
CONCLUSIONES.
Este estudio demostró que es posible preparar masas libre de gluten con
buenas capacidades tecnológicas para la elaboración de pizzas, a partir de
harinas no convencionales con alto contenido en proteínas como son: el
árbol del pan, chachafruto, quínoa, amaranto, garbanzo y maíz. De hecho,
las harinas compuestas son competitivas para la formulación de masas en
la elaboración de productos para horneado, generando una alternativa de
sustitución de la harina de trigo para productos de panificación.
•
Las harinas libre de gluten no poseen gluteninas, razón por la cual es muy
difícil al formación de una red glutínica en esta tipología de productos.
•
La adición de proteínas del suero fue positiva para conferir a las masas
mayor adhesión, cohesión y firmeza y hacerlas aptas para su utilizo en la
elaboración de las pizzas.
•
Los coadyuvantes tecnológicos como la margarina industrial, goma guar y
suero láctico
liofilizado, contribuyeron significativamente a conferir una
consistencia elástica de las masas lo más cercana a de una masa de pizza.
•
A altos valores de proteínas y de margarina disminuye la fuerza de ruptura
y la extensibilidad de las masas, aumentando la firmeza de las mismas por
lo tanto se hace más difícil el manejo de las masas para la elaboración de
las pizzas.
91
•
A bajas concentraciones de margarina y altas concentraciones de suero, la
firmeza de las masas disminuye significativamente es menor que cuando
los porcentajes de ambas son altos.
•
Harinas como la harina de garbanzo y de quinua le aportan un sabor
amargo a la masa ya que ellas contienen pequeñas concentraciones de
saponinas, por lo tanto en una formulación estas harinas deben estar en
valores inferiores: garbanzo 10% y quinua 15% respectivamente.
•
Esta investigación ha sido un paso adelante para el conocimiento y
desarrollo de productos gluten free. Sin embargo ulteriores estudios deben
ser realizados con el fin de poder optimizar tiempos y temperaturas de
horneado.
92
9.
•
RECOMENDACIONES.
Hacer un análisis TPA de perfil de textura para obtener datos
de
fracturabilidad, pegajosidad, gomosidad y Masticabilidad de la masa antes
y después de hornear.
•
Realizar un análisis de color a las masas después del horneado, es
importante que el horneado de las masas se haga al mismo tiempo, para
así no tener diferencias en el color con respecto al tiempo de horneado de
cada una.
•
Optimización de tiempos y temperaturas de horneado las masas
93
10. BIBLIOGRAFÍA.
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98
AGRADECIMIENTOS
El presente trabajo de tesis primero me gustaría agradecerle Dios por bendecirme para
llegar hasta donde he llegado, porque hizo en realidad este sueño anhelado.
A mis padres por haberme apoyado en todo momento, por sus consejos, sus valores, por
la motivación constante que me ha permitido ser una persona de bien, pero más que
nada, por su amor.
A mi hermana Angela por ser el ejemplo de una hermana mayor y de la cual aprendí
aciertos y de momentos difíciles; a mi novio Juan Pablo Alban, a mi amiga Daniela
Marmol, a mis compañeros de trabajo y a todos aquellos que participaron directa o
indirectamente en la elaboración de esta tesis.
A la universidad SAN BUENAVENTURA por darme la oportunidad de estudiar y ser un
profesional.
A mi directora de tesis, Clemencia Chaves por su esfuerzo y dedicación, quien con sus
conocimientos, su experiencia, su paciencia y su motivación ha logrado en mí que pueda
terminar mis estudios con éxito.
Un agradecimiento especial a Johanes Delgado por su inmensa colaboración en el
laboratorio de Investigaciones. Y por último un agradecimiento especial al Ingeniero
Alfredo Ayala de la universidad del valle por brindarme sus conocimientos y apoyo en los
análisis.