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RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Evaluación de las Harinas: Propiedades Fisicoquímicas

Contenido de humedad

En la Tabla 5 se muestra el ANDEVA que corresponde al contenido de

humedad de los diferentes tratamientos. El tipo de muestra (maíz, harinas o

tortillas de los diferentes tratamientos) tuvieron diferencias muy significativas en

el contenido de humedad a un nivel de p<0.01. El contenido de humedad del

maíz, harinas y tortillas se presenta en la Figura 11, donde se observa que el

comportamiento de la humedad varía con los distintos tratamientos, donde

muestra diferencias con los reportados por (Galicia, 2005; González, 2006;

Platt, 2006), estas diferencias pudieran ser debidas a que se utilizaron

diferentes lotes de maíz para elaborar las harinas extrudidas y como

consecuencia las tortillas. Presentó el mayor contenido de humedad la harina

extrudida con goma. Esto posiblemente se deba a la alta afinidad que tienen

las gomas al agua.

Contenido de proteína


proteína de los diferentes tratamientos. El tipo de muestra (maíz, harinas o


el contenido de proteína a un nivel de p<0.01. El contenido de proteína del

maíz, harinas y tortillas se presenta en la Figura 12, donde se observa que

todos los tratamientos se encuentran en el rango de 7.2-8.2%, (González-Vera,

2006) reporta valores de 8% en harina comercial coincidiendo con esta

investigación y en el rango de las HNE de los diferentes tratamientos, las

pequeñas diferencias pudieran ser debidas a que se utilizaron diferentes lotes

de maíz para elaborar las harinas extrudidas y como consecuencia las tortillas.

Contenido de ceniza


ceniza de los diferentes tratamientos. El tipo de muestra (maíz, harinas o


Tabla 5. Análisis de varianza, valor de F, de los cambios en la humedad,

proteína y ceniza, de maíz a harina nixtamalizada a tortilla.1

Fuente de Grados de Valor de F

variación libertad Hum2 Prot2 Cen2

Tratamiento 10 130.01**3 21.02** 635.32**

Error 22

Total 32

1. Se determinaron en base seca.

2. Hum=humedad; Prot= proteína (base seca); Cen= ceniza (base seca).

3 ** = Muy significativa a un nivel de P=0.01 (P<0.01)

Figura 11.Contenido de humedad de los diferentes tratamientos.

MA: Maíz molido CO: harina extrudida combinada con gomas TMS: Tortilla maseca

C:Harina extrudida sin enzima GO: Harina extrudida con goma TCO: Tortilla combinada con gomas

EN: Harina extrudida con enzima TC: Tortilla sin enzima TGO: Tortilla con goma

MS: harina comercial maseca TEN: Tortilla con enzima

Tratamientos con la misma letra son estadísticamente iguales a un nivel de P=0.05 (P>0.05).

Figura 12. Contenido de proteínas de los diferentes tratamientos.






el contenido de ceniza a un nivel de p<0.01. El contenido de ceniza del maíz,

harinas y tortillas se presenta en la Figura 13, donde se observa que en todos

los tratamientos el contenido de cenizas oscila entre 1-1.5%, conteniendo el

menor porcentaje la harina comercial y entre los valores más altos se

encuentran las harinas nixtamalizadas extrudidas (HNE). Esto posiblemente es

debido a la presencia del pericarpio que incrementan la cohesividad y el

obscurecimiento, debido a la presencia de pigmentos y cal que se queda

atrapada en gomas naturales del pericarpio (Almeida y Rooney, 1996).

Distribución del tamaño de partícula (DTP)

En la Tabla 6 se muestra el ANDEVA que corresponde a la distribución

del tamaño de partícula de los diferentes tratamientos. El tipo de muestra

(maíz, harinas o tortillas de los diferentes tratamientos) tuvieron diferencias

muy significativas (p<0.01) en las mallas en los tamaños de partícula de

841µm, 420µm, 250µm, 177µm. La distribución del tamaño de partícula del

maíz molido, harinas extrudidas y tortillas secas molidas se presentan en las

Figuras 14, 15, 16, 17,18 y 19. Se observa que la retención del maíz molido

fue mayor en los tamaños de partícula de 420µm (76%) y 250µm (23%),

coincidiendo con lo reportado por (Platt, 2011). Esto posiblemente a que el

grano de maíz fue pasado solamente una vez por el molino para su

acondicionamiento. Las harinas nixtamalizadas extrudidas presentaron una

mayor retención en el tamaño de partícula de 420µm (≈95%), más que las

tortillas, el maíz molido y la harina comercial, se tienen diferencias con lo

reportado por (Platt, 2011), esto posiblemente a la técnica empleada para

determinarlo. En conclusión, el maíz molido presento mayor porcentaje de

retención en las malla 420µm, en las harinas extrudidas fue en la malla 420µm,

y en la tortilla seca molida fue en la malla 250µm.

Índice de tamaño de partícula (ITP)

En la Tabla 7 se muestra el ANDEVA que corresponde al índice de

tamaño de partícula de los diferentes tratamientos. El tipo de muestra (maíz,

harinas o tortillas de los diferentes tratamientos) tuvieron diferencias muy

significativas en el índice de tamaño de partícula a un nivel de p<0.01. El índice

Figura 13. Contenido de cenizas de los diferentes tratamientos.






Tabla 6. Análisis de varianza, valor de F, del tamaño de partícula en cada

malla, de maíz a harina nixtamalizada a tortilla.1


variación libertad M202

M402 M60

2 M80

2 M100

2 F

2

Tratamiento 10 10.15**3 1388.76** 743.35** 504.52** 1.67

ns4 1.65

ns

Error 22

Total 32


2. M20

=malla 20; M40= malla 40; M60= malla 60; M80=malla 80; M100=malla 100; F=fondo

(malla 200).

3** = Muy significativa a un nivel de P=0.01 (P<0.01).

4NS

= No significativa a un nivel de P=0.05 (P>0.05).

Figura 14. Distribución de tamaño de partícula de los diferentes

tratamientos en la malla 20 (841µm).



EN: Harina extrudida con enzima TC: Tortilla sin enzima

TGO: Tortilla con goma




tratamientos en el fondo (<149µm).






de tamaño de partícula del maíz, harinas y tortillas se presenta en la Figura 20,

donde se observa que todas las harinas nixtamalizadas extrudidas tienen un

índice de tamaño de partícula (ITP) similar y aproximado al 40%, indicando una

distribución de tamaño de partículas parecidas, coincidiendo con (Platt, 2011)

que reportó ITP similar en las HNE con y sin goma, así como en las HNE con y

sin enzima. Las tortillas muestran a su vez un mayor índice de tamaño de

partícula que las harinas nixtamalizadas extrudidas esto probablemente a que

entre más alto es el ITP, más fino es el material.

Índice de absorción de agua (IAA)


absorción de agua de los diferentes tratamientos. El tipo de muestra (maíz,


significativas en el índice de absorción de agua a un nivel de p<0.01. El índice

de absorción de agua del maíz molido , harinas extrudidas y tortillas secas

molidas se presenta en la Figura 21, donde se observa que el maíz presentó el

menor IAA, esto posiblemente a que no está gelatinizado el almidón y está en

su forma nativa, las harinas extrudidas muestran el mayor índice de absorción

de agua, esto probablemente a la gelatinización del almidón, ya que después

del calentamiento durante el proceso de nixtamalizacion y extrusión se

presentan pérdidas de la estructura nativa de los gránulos de almidón,

resultando una pasta gelatinizada con altos índices de absorción de agua. Así

mismo las HNE con goma muestran un IAA poco más grande que las demás

HNE y harina comercial, esto puede deberse a la alta afinidad de las gomas

con el agua, dado que durante la hidratación las moléculas de agua son

orientadas hacia los grupos hidroxilo (o carboxilo) de las unidades de los

componentes (azucares) de las gomas, permitiendo un incremento en la

capacidad de retención de agua; (Platt, 2011) reportó valores similares al IAA

de HNE con mezcla de gomas, con goma xantana, con enzima xilanasa y con

la HNE control. Las tortillas presentaron menor IAA que las harinas extrudidas,

esto posiblemente al mayor daño de los gránulos de almidón por las altas

temperaturas.

Figura 20. Índice de tamaño de partícula de los diferentes tratamientos.






Tabla 7. Análisis de varianza, valor de F, de los cambios en el índice de

absorción de agua, índice de material soluble e índice de tamaño

de partícula, de maíz a harina nixtamalizada a tortilla.1


variación libertad IAA2 IMS2 ITP2

Tratamiento 10 577.41**3 103.89** 337.95**

Error 22

Total 32


2. IAA= índice de absorción de agua, IMS= índice de material soluble, ITP= índice de

tamaño de partícula.

3** = Muy significativa a un nivel de P=0.01 (P<0.01).

Figura 21. Índice de absorción de agua de los diferentes tratamientos.






Índice de material soluble (IMS)


material soluble de los diferentes tratamientos. El tipo de muestra (maíz,


significativas en el índice de material soluble a un nivel de p<0.01. El índice de

material soluble del maíz, harinas y tortillas se presenta en la Figura 22 donde

se observa que las HNE tienen mayor IMS que la harina comercial. Esto

posiblemente a que tienen una mayor humedad, dado que Arámbula et al.,

(2001) reporta que el aumento de humedad y temperatura produce un

incremento en el IMS en el proceso de extrusión para la elaboración de HNE y

por lo tanto masas mas adhesivas. Esto indicaría una tortilla con mayor

firmeza, debido principalmente al proceso de retrogradación después de 24h de

almacenamiento. En cuanto a las tortillas se observa que tienen también un

alto IMS posiblemente debido a que tiene una DTP fina. Entre más finas las

harinas presentan mejor IMS que las harinas con una DTP alto. A su vez

valores altos de IMS nos relaciona la molienda que se les dio. El IMS es un

indicativo de la cantidad de material que es disuelta por el agua cuando una

muestra de harina se somete a un exceso de este liquido, a su vez es utilizado

como un parámetro de calidad que nos indica el grado de cocimiento que

presenta una harina.

Propiedades Estructurales

Difracción de rayos x

Los patrones de difracción del almidón que se obtuvieron en el maíz

molido y cada tratamiento de harina y tortilla se determinaron en un

difractómetro de rayos x, como se muestra en la Figura 23 y 24,

respectivamente. Las harinas extrudidas (Figura 23) tuvieron un

comportamiento similar al maíz molido. Campus- Baypoli et al. (1999) discuten

que el maíz, nixtamal y masas presentaron una cristalinidad del almidón

similar. Se comparó con el maíz molido, dado que los gránulos de almidón

conservan su integridad cristalina (González-Vera, 2006). Así mismo la harina

extrudida con goma presentó un pico más en el difractograma que el mismo

maíz, esto posiblemente debido a la retrogradación del almidón. El mismo

Figura 22. Índice de material soluble de los diferentes tratamientos.






Figura 23. Difractograma del maíz con las harinas de los diferentes

tratamientos.

Figura 24. Difractograma del maíz con las tortillas de los diferentes

tratamientos.

comportamiento anterior lo tuvo la tortilla con goma. En las demás tortillas se

vio afectada la cristalinidad del almidón debido posiblemente a la cocción

alcalina y molienda, Campus- Baypoli et al, (1999) mencionan que la

temperatura es un factor que causa pérdidas en la cristalinidad en el almidón.

González-Vera, (2006) menciona que gran parte de la pérdida de cristalinidad

del almidón se debe al tratamiento térmico durante el horneado de las tortillas

(320-420°C).

En la Tabla 8 se observan los valores de cada pico que se formaron en

los diferentes tratamientos. La harina extrudida con goma y la harina comercial

son similares a la cristalinidad del maíz molido, pero con un pico más en el

difractograma que el mismo maíz, esto posiblemente debido a la retrogradación

del almidón. El mismo comportamiento de la posible retrogradación lo tuvo la

tortilla con goma. En las demás tortillas se vio afectada la cristalinidad del

almidón debido posiblemente a la cocción alcalina y molienda, Campus-

Baypoli et al, (1999) mencionan que la temperatura es un factor que causa

pérdidas en la cristalinidad en el almidón. González-Vera, (2006) menciona que

gran parte de la pérdida de cristalinidad del almidón se debe al tratamiento

térmico durante el horneado de las tortillas (320-420°C).

Evaluación de las Masas

Contenido de humedad


humedad de los diferentes tratamientos. El tipo de muestra (maíz, harinas o


el contenido de humedad de las masas a un nivel de p<0.01. Para esta

evaluación, todas las muestras de los diferentes tratamientos se

acondicionaron al 50% de humedad con fines comparativos.

El contenido de humedad de las masas del maíz, harinas y tortillas se

presenta en la Figura 25 donde se observa que todas las humedades son muy

similares oscilando entre los 49.4 y 51.3 %, dando un promedio global de

50.2%. Gómez et al, (1991) reportan un contenido de humedad en masa para

Tabla 8. Valores de los picos de los diferentes tratamientos.





Tabla 9. Análisis de varianza, valor de F, de los cambios en la humedad y las

características viscoelásticas de las masas como son: módulo de

almacenamiento (G’), módulo de pérdida (G’’) y Tan δ, de maíz a

harina nixtamalizada a tortilla.1


variación libertad HMA2 G’

2 G’’

2 TAN δ2

Tratamiento 10 16.56**3 5.00** 2.10

NS4 1.23

NS

Error 22

Total 32


2. HMA=humedad de las masas; G’= módulo de almacenamiento; G’’= módulo de perdida;

TANδ=correlación entre G’ y G’’.

3 ** = Muy significativa a un nivel de P=0.01 (P<0.01).

4 NS

= No significativa a un nivel de P=0.05 (P>0.05).

Figura 25. Humedad de los diferentes tratamientos.






la producción de tortillas de maíz en un rango de 52-55%. A su vez la presencia

del pericarpio en la harina nixtamalizada por el proceso de la extrusión

incrementa sus propiedades funcionales de la masa así como la absorción de

agua, esto es debido a que al nixtamalizarce el pericarpio libera gomas

compuestas que son los principales componentes de las propiedades

texturales de masas y tortillas (Martínez-Bustos et al., 1999).

Propiedades Viscoelásticas

Características

En la Tabla 9 se muestra el ANDEVA que corresponde a las

características viscoelásticas de los diferentes tratamientos, se observa que el

tipo de tratamiento (maíz, harinas y tortillas) afecto muy significativamente a un

nivel de P<0.01 al módulo de almacenamiento (G’).

En las Figuras 26, 27 y 28 se muestran las características viscoelásticas

de las masas como son: módulo de almacenamiento (G’), módulo de pérdida

(G’’) y Tangente del ángulo (Tan δ), en un barrido de frecuencia de 1-10 rad/s.

Se observa una dependencia con la frecuencia de los parámetros

viscoelásticos, debido que al aumentar la frecuencia aumentaba a su vez G’ y

G” (Figura 27 y 28), coincidiendo con lo reportado en la investigación de (Platt,

2011). Los tratamientos con gomas incrementaron el módulo viscoelástico

comparado con los demás tratamientos sin gomas, esto posiblemente a que las

gomas tienden hacer la masa mas viscosa. Se observa que G’>G” para todos

los tratamientos, datos similares fueron obtenido en la investigación de (Platt,

2011). La magnitud de Tan δ aumentó también en los tratamientos con gomas

comparado con los demás tratamientos. Esto podría indicar que las masas

tienden a ser más viscosas, como consecuencia de la presencia de gomas. Las

masas con mezcla de gomas muestran características viscoelásticas (G’, G’’,

Tan δ) (Figura 26, 27 y 28) similares a los tratamientos con goma, un

comportamiento similar fue observado por (Platt, 2011; Brouillet-Fourmam et

al., 2003). En general todos los tratamientos presentaron un valor de Tan δ

<0.05, indicando que el comportamiento elástico fue mayor que el viscoso, este

comportamiento fue observado por (Platt, 2011).

Figura 26. Módulo de almacenamiento en función de la frecuencia de las

masas de los diferentes tratamientos.





Figura 27. Módulo de pérdida en función de la frecuencia de las masas de

los diferentes tratamientos. MA: Maíz molido CO: harina extrudida combinada con gomas TMS: Tortilla maseca




Figura 28. Tangente del ángulo de fase en función de la frecuencia de las

masas de los diferentes tratamientos.





Correlaciones entre las Características Fisicoquímicas, Reológicas y

Estructurales.

Con la finalidad de determinar si existe alguna relación entre los

parámetros fisicoquímicos, reológicos y estructurales de la transformación de

maíz a harina, se llevaron a cabo correlaciones simples (r). Los datos de las

características viscoelásticas que se utilizaron para el análisis fueron

correspondientes a la frecuencia de 5 rad/s. se consideró una correlación débil

si │r │< 0.5, moderadas si 0.5 ≤│r │≤ 0.75 y fuerte si │r │> 0.75 (Ramirez-

Wong et al, 1994).

En la Tabla 10 se muestran los resultados, y se puede observar que se

encontraron once correlaciones, de las cuales siete muy significativas

(p<0.01). Se tuvieron correlaciones simples relacionadas con los parámetros

fisicoquímicos y viscoelásticos. El ITP (índice de tamaño de partícula) presentó

correlación positiva fuerte con el material retenido en las mallas 80 y con el

material retenido en las mallas 60 (r=0.86 y r=0.85, respectivamente), así

mismo el ITP presentó correlaciones positivas moderadas con G’ (módulo de

almacenamiento) y con la retención en la malla 100 (r=0.60 y r=0.72,

respectivamente) y finalmente G’ presento correlación positiva moderada con la

retención en la malla 80 (r=0.73).

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