efecto de la adición de Ácido cítrico en afltoxinas

8/19/2019 Efecto de La Adición de Ácido Cítrico en afltoxinas

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Introducción

El sorgo, Sorghum bicolor (L.) Moench, es consideradoel quinto cultivo en orden deimportancia en el mundo, porser un cultivo bastante resis-tente a la sequía y tolerante alas altas temperaturas (ICRI-SAT/FAO, 1996). Aún cuandoel sorgo es vital para millo-nes de personas en ciertasregiones de África y Asia, es

un cultivo subestimado en lamayoría de los países desarro-llados, donde generalmente esempleado para la alimentaciónanimal.

Con el incremento en lapoblación y el decrementode los mantos acuíferos, elsorgo puede ser consideradoun cultivo alternativo para laalimentación humana, debidoa que con un adecuado pro-

PALABRAS CLAVE / Ácido Cítrico / Aflatoxinas / Descontaminación / Extrusión / Sorgo /

Recibido: 06/09/2008. Modificado: 11/03/2009. Aceptado: 16/03/2009.

Abraham Méndez-Albores. Doctoren Ciencias, Centro de Investi-gación y de Estudios Avanza-dos del Instituto PolitécnicoNacional (CINVESTAV-IPN),México. Profesor, UniversidadNacional Autónoma de México(UNAM). Dirección: UNAM-FESC. Av. J. Jiménez CantúS/N, Col. Atlámica, Cuautitlán

Izcalli, CP. 57740, México. e-mail: [email protected]

Fernando Martínez-Bustos.Doctor en Ciencias, Universi-dade Estadual de Campinhas,Brasil. Profesor-Investigador,CINVESTAV-IPN, Querétaro,México.

0378-1844/09/04/252-07 $ 3.00/0

cesamiento se pueden obtenerdiversos productos, tales comopastas, aperitivos y bebidas,entre otros. Desafortunada-mente, el sorgo es invadidopor hongos durante su cul-tivo y almacenamiento; porello, uno de los factores queafectan la calidad sanitariade los alimentos preparadosa base de este cereal es lacontaminación con micotoxi-nas producidas por especies

toxígenas de ciertos hongos,entre ellos Aspergillus flavus,responsable de la producciónde las aflatoxinas, sustanciascon propiedades cancerígenas,teratógenas, y mutágenas. LaAgencia Internacional parala Investigación en Cáncerconsideró que las aflatoxinaseran sustancias con alto po-der cancerígeno en humanos(IARC, 1987).

El incremento en el númerode registros respecto a la pre-sencia de aflatoxinas en ali-mentos hace necesario contarcon procedimientos prácticospara descontaminarlos. Ungran número de métodos hansido estudiados en conexióncon su efectividad para in-activar a las aflatoxinas; elobjetivo de estos métodos hasido “remover” o “destruir” ala toxina en el material con-

taminado (Samarajeewa etal., 1990; Rustom, 1997). Sinembargo, la mayoría de losprocesos han resultado im-prácticos e inseguros, y ade-más suelen comprometer laspropiedades nutricionales, fun-cionales y sensoriales de losproductos descontaminados.Consecuentemente, el objetivode esta investigación se enfocaen la aplicación de un ácido

José Juan Véles-Medina. Maes-tro en Ciencias, CINVESTAV-IPN, México. Auxiliar de in-vestigación, CINVESTAV-IPN,Querétaro, México.

Carolina Moreno-Ramos. Maes-tra en Ciencias, UNAM, Méxi-co. Profesora, UNAM, México.

Juan Carlos Del Río-García.Doctor en Ciencias, UNAM,México. Profesor, UNAM,México.

Ernesto Moreno-Martínez.Ph.D., University of Minneso-ta, EEUU. Profesor, UNAM,México.

orgánico durante el procesode extrusión para reducir elcontenido de aflatoxinas en elsorgo y, de esta manera, bus-car procedimientos aplicablespara la rehabilitación de losmateriales contaminados.

Materiales y métodos

Reactivos químicos

Ácido cítrico (AC) con

99,9% de pureza fue obteni-do de Sigma (St. Louis, MO,EEUU). Los otros reactivosquímicos empleados fueron degrado analítico.

Materia prima

Se utilizó sorgo de la varie-dad comercial RB-3030, conun contenido de humedad de9,7%. El contenido de hume-

EFECTO DE LA ADICIÓN DE ÁCIDO CÍTRICO SOBRE LA

DEGRADACIÓN DE LAS AFLATOXINAS Y LAS PROPIEDADES

FUNCIONALES DE PRODUCTOS EXTRUDIDOS DE SORGO

Abraham Méndez-Albores, Fernando Martínez-Bustos, José Juan Véles-Medina,Carolina Moreno-Ramos, Juan Carlos Del Río-García y Ernesto Moreno-Martínez

RESUMEN

Harina de sorgo contaminada con aflatoxinas (AFB1+AFB2) auna concentración total de 140µg·kg-1 , fue sometida a extrusióntermoplástica usando un perfil de temperatura de 60-80-100ºC.El contenido de humedad (CH) de la harina fue ajustado a 20,25 y 30% mediante la adición de diferentes cantidades de ácidocítrico (AC) acuoso a concentraciones de 0; 0,5; 1; 2; 4 y 8N.El perfil de temperatura, en combinación con el CH y la con-centración de AC, afectaron significativamente la cantidad deaflatoxinas recuperadas en los extrudidos; el máximo porcentajede eliminación fue de 35,5%. En los extrudidos procesados conaltos CH y concentraciones de AC se encontraron los valores

más altos en la diferencia de color (∆E), así como los valoresmás bajos en viscosidad. Los índices de expansión fueron favo-recidos a mayores CH y altas concentraciones de AC. Los may-ores valores de fuerza al corte se encontraron en los extrudidoselaborados con un mayor CH; sin embargo, no se presentarondiferencias significativas para las diferentes concentraciones de

AC evaluadas. Empleando condiciones moderadas durante laextrusión en combinación con altas concentraciones de AC seobtuvieron extrudidos con aceptable pH, color, viscosidad, asícomo con buenas propiedades funcionales y texturales.



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dad fue determinado secandoporciones de 5-10g de granoentero a 103ºC durante 72h,expresando la humedad enporcentaje con base al pesohúmedo.

Cepa toxígena

La cepa del hongo As- pergillus f lavus Link (UNI-GRAS-1231) se indujo a es-porular en cajas de Petri con

medio MSA (extracto de mal-ta 2%, cloruro de sodio 6%y agar, 2%) a 25ºC durante7 días. Esta cepa es capaz deproducir las aflatoxinas AFB1 y AFB2. Con un bisturí sedesprendieron las esporas delhongo para preparar una sus-pensión en agua estéril (4,5 l)con aproximadamente 100000esporas/ml.

Inoculación

Se colocaron 10kg de sor-go en contenedores plásticoscon capacidad de 19 l y seadicionó el inoculo necesariopara ajustar la humedad delgrano a 18%. Cada contene-dor se colocó horizontalmen-te en un agitador de rodillosdurante 15min a una velo-cidad de 60rpm para lograruna adecuada distribución de

la humedad y de las esporasen el grano. Los contenedoresfueron tapados con películasde polietileno para amino-rar la pérdida de humedaddel grano; sin embargo, a lapelícula de polietileno se lehicieron 10 perforaciones pe-queñas para evitar la acumu-lación del CO2 generado porla respiración de los granos

de sorgo y de los hongos, yasí evitar el efecto fungistáticode este gas. Posteriormente,los contenedores se incubarona 27ºC durante 24 días parael desarrollo del hongo y laproducción de las aflatoxi-nas. Después de la incubación,se inactivó el desarrollo delhongo mediante la aplicaciónde un ciclo de 5h con gas deóxido de etileno a una con-centración de 1000mg·l-1. Fi-

nalmente, el sorgo fue molido(Pulvex-200; malla 0,8mm;Pulvex SA, México) y deshi-dratado a 11,5% de contenidode humedad.

Extrusión

Acondicionamiento de lasmuestras. El contenido dehumedad de cada unidad ex-

EFFECT OF CITRIC ACID ADDITION ON AFLATOXIN DEGRADATION AND ON FUNCTIONAL PROPERTIES OFEXTRUDED SORGHUM PRODUCTSAbraham Méndez-Albores, Fernando Martínez-Bustos, José Juan Véles-Medina, Carolina Moreno-Ramos, Juan Carlos Del Río-Garcíaand Ernesto Moreno-Martínez

SUMMARY

Sorghum flour contaminated by aflatoxin at a concentrationof 140µg·kg-1 was extrusion-cooked in a single screw extruderwith a temperature profile of 60-80-100°C. The moisture con-tent (MC) of the flour was adjusted to 20, 25 and 30% by add-ing aqueous citric acid (CA) at concentrations of 0, 0.5, 1, 2,4 and 8N. The temperature profile in combination with the MCand CA concentrations significantly affected the extent of afla-toxin reduction in the extruded sorghum; the maximum percent-age of aflatoxin reduction was 35.5%. In extruded sorghum pre-

pared with high MC and CA concentrations, the highest values

in color difference (∆E) and smallest values of viscosity were found. The expansion index was favored by higher MC and CAconcentrations. The highest cutting force values were found inextruded products prepared with a higher MC, but there were

no significant differences between those values and the differentCA concentrations evaluated. Using moderate extrusion condi-tions in combination with higher concentrations of CA, productswere obtained with acceptable pH, color, viscosity, as well aswith good textural and functional properties.

EFEITO DA ADIÇÃO DE ÁCIDO CÍTRICO SOBRE A DEGRADAÇÃO DAS AFLATOXINAS E AS PROPRIEDADESFUNCIONAIS DE PRODUTOS EXTRUDIDOS DE SORGOAbraham Méndez-Albores, Fernando Martínez-Bustos, José Juan Véles-Medina, Carolina Moreno-Ramos, Juan Carlos Del Río-Garcíae Ernesto Moreno-Martínez

RESUMO

Farinha de sorgo contaminada com aflatoxinas (AFB1+AFB2)na concentração total de 140µg·kg-1 , foi submetida ao procesode extrusão termoplástica usando um perfil de temperatura de60-80-100ºC. O conteúdo de umidade (CH) da farinha foi ajus-tado a 20, 25 e 30% mediante a adição de diferentes quantida-des de ácido cítrico (AC) aquoso em concentrações de 0; 0,5;1; 2; 4 e 8N. O perfil de temperatura, combinado com o CH ea concentração de AC, afetaram significativamente a quantidadede aflatoxinas recuperadas nos extrudidos; a máxima porcen-tagem de eliminação foi de 35,5%. Nos extrudidos procesadoscom alto CH e concentração de AC se encontraram os valo-

res mais altos na diferença de cor (∆E), assim como os valoresmais baixos em viscosidade. Os índices de expansão foram fa-vorecidos a maior CH e altas concentrações de AC. Os maioresvalores de força ao corte se encontraram nos extrudidos ela-borados com maior CH; no entanto, não se apresentaram di-

ferenças significativas para as diferentes concentrações de ACavaliadas. Utilizando condiciones moderadas durante a extrusãoem combinação com altas concentrações de AC se obtiveramextrudidos com aceitável pH, cor, viscosidade, assim como comboas propriedades funcionais e texturais.

perimental (700g) de sorgomolido fue ajustado a 20, 25o 30%, mediante la adiciónde disoluciones de AC a con-centraciones de 0; 0,5; 1; 2;4 y 8N. Las muestras fueronhomogeneizadas a baja velo-cidad durante 15min en unmezclador (mod. C-100; Ho-bart Corp., Troy, OH, EEUU).Finalmente, las muestras fue-ron transferidas a bolsas depolietileno y se almacenaron

a 4ºC durante 72h para ho-mogenizar el contenido dehumedad.

Condiciones de extrusión. Seutilizó un extrusor de tornillosimple, diseñado y construídopor CINVESTAV-IPN con undiámetro de cañón de 2,5cm,longitud de 42,8cm, relaciónde compresión del tornillo de



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1:1 y una matriz cilíndricade salida de 1,99mm de diá-metro. El cañón del extrusorestá equipado con cartuchosde calentamiento eléctricos(tres zonas de calentamientoindependientes). La velocidadde alimentación del sorgofue de 16rpm y la veloci-dad del tornillo de 30rpm,velocidades que se mantu-

vieron constantes a lo largodel experimento. El perfil detemperatura empleado fue de60-80-100°C y el rango defluctuación de la temperaturaen cada zona fue de ±2ºC.Cada unidad experimentalfue sometida al proceso deextrusión y ~500g de materialextrudido fueron colectadosdespués de lograr un flujoestable en el extrusor.

Cuantificación de aflatoxinas

Para la determinación deaflatoxinas totales se procedióde acuerdo al método 991.31de la AOAC (1995), emplean-do columnas de anticuerposmonoclonales (VICAM Sci-ence Technology, Watertown,MA, EEUU). Cuando la con-centración de aflatoxinas era>25µg·kg-1 se realizaron dilu-ciones de los extractos antesde introducirlos en las colum-nas de inmunoafinidad. Lacuantificación de aflatoxinas

fue realizada mediante fluoro-metría, posterior a reaccionarla muestra con una disoluciónde bromo al 0,002%. El lí-mite de detección para afla-toxinas totales empleando lascolumnas de inmunoafinidady medición por fluorescen-cia es de 0,5µg·kg-1 (Hansen,1990).

Propiedades fisicoquímicas

pH y color. El pH fue deter-minado con el método 02-52

de la AACC (AACC, 2000).El color fue evaluado con uncolorímetro MiniScan XE(mod. 45/0-L; Hunter Asso-ciates, Reston, VA, EEUU).La determinación del colorse hizo en las muestras en laforma de harina y las lecturasfueron tomadas por triplicadocon respecto a cuatro posicio-nes localizadas a 90° una de

otra. Se registró el valor deL, a y b, para calcular el va-lor ∆E mediante la fórmula

∆E= [(∆L)2 + (∆a)2 + (∆b)2 ]1/2

donde ∆E: diferencia totalde color entre la referenciay la muestra; ∆L, ∆a y ∆b:diferencias absolutas entre losvalores L, a y b de la referen-

cia y la muestra.Perfil viscoamilográfico. Lasviscosidades relativas de lassuspensiones de harinas yextrudidos se determinaroncon un equipo Rapid ViscoAnalyzer RVA-4 (NewportScientific, Sydney, Australia).Las harinas y los extrudidosfueron deshidratados en es-tufa de circulación forzadade aire a 40°C durante 24h,molidas y cribadas hasta ob-tener un tamaño de partícu-

la <250µ (malla 60). Parala prueba, muestras de 5gfueron suspendidas en 23gde agua destilada y se utili-zó un programa de tiempos/ temperaturas como sigue: elperfil inició a 50°C durante1min, aumentando la tem-peratura hasta 90ºC, a unavelocidad de 5ºC/min (8min),permaneciendo 5min a esatemperatura y posteriormentedisminuyendo la temperaturahasta 50ºC a la misma ve-locidad utilizada durante elcalentamiento, permaneciendoa esa temperatura por 1min,con un tiempo total de prue-ba de 23min. De las curvasde viscosidad, los valores delmáximo de viscosidad y de laviscosidad de retrogradaciónfueron registrados.

Propiedades funcionales delos extrudidos

Índice de expansión (IE). ElIE se determinó dividiendo

el diámetro promedio de losextrudidos entre el diámetrointerior de la matriz de salidadel extrusor. Se empleó unvernier digital (mod. CD-6C5;Mitutoyo Corp.) y se reali-zaron 10 determinaciones encada tratamiento.

Densidad aparente (DA) . Sepesaron fragmentos de extru-didos de ~4cm de longitud,

y se determinó el diámetropromedio y la longitud delextrudido. La informaciónobtenida, fue empleada paracalcular el volumen aparente(V) de los extrudidos con laecuación

donde d: diámetro promedio

del extrudido, y l: longitud delextrudido.

La DA (g·cm-3), se deter-minó dividiendo el peso dela pieza entre su volumenaparente. Se realizaron 10determinaciones por trata-miento.

Propiedades texturales delos extrudidos

Fuerza al corte. Se utilizóel analizador de textura TA-XT2 (Stable Micro Systems;Texture Technologies Corp.,Scarsdale, NY, EEUU), conla punta de prueba TA-90(cuchilla plana de 3mm deespesor y 6,93cm de ancho).Se tomaron fragmentos deextrudidos de ~4cm de lon-gitud y se sometieron trans-versalmente a corte a unavelocidad de 2mm·s -1 conuna profundidad de 6mm.Se reportaron los datos defuerza necesaria para romperel extrudido (gf), realizando

10 determinaciones por tra-tamiento.

Diseño experimental y aná-lisis estadístico

El experimento se realizócon base en un diseño facto-rial 3×6 con dos repeticiones;el primer factor correspondióal contenido de humedad dela muestra (20, 25 y 30%) yel segundo a la concentraciónde AC en el sorgo molido(0; 0,5; 1; 2; 4 y 8N). Los

datos fueron analizados me-diante un análisis de varian-za (ANDEVA) y las mediasfueron separadas empleandola prueba de Tukey con elprograma Statistical AnalysisSystem (SAS, 1998). Un nivelde significación de α=0,05fue usado para distinguir di-ferencias significativas entrelos tratamientos.

Resultados

Contenido de humedad

El contenido de humedaden las muestras de sorgo mo-lido antes de la extrusión fueajustado a los niveles deseados(19,5 ±0,13; 24,4 ±0,24 y 29,7±0,40%), los cuales se man-tuvieron estables durante el

periodo de equilibrio de hu-medad (Tabla I). Sin embargo,el contenido de humedad fuereducido de manera significa-tiva después de la extrusión,observándose reducciones de32,2; 37,7 y 44,9%, cuandolas harinas fueron extrudidascon contenidos de humedadde 20, 25 y 30%, respecti-vamente. En estos tratamien-tos, el contenido promedio dehumedad fue de 13,6 ±0,27;15,6 ±0,12 y 16,5 ±0,26%

(Tabla I). pH

La Tabla I muestra los valo-res de pH para las harinas desorgo ajustadas con las dife-rentes concentraciones de AC.A medida que el contenido dehumedad y la concentraciónde AC se incrementaron, seobservaron valores más bajosen el pH. Las muestras sin laadición de AC (control) pre-sentaron un valor promedio de

pH de 6,13; mientras que elvalor más bajo en el pH (3,72)fue observado en las mues-tras preparadas con 30% dehumedad y 8N de AC. En elcaso del pH de los extrudidos,no se observó diferencia esta-dística significativa debido alproceso de extrusión. En ge-neral, el pH de los extrudidosfue esencialmente el mismoregistrado para el caso de lasharinas antes de la extrusión(datos no presentados).

Color

La Tabla I muestra los va-lores de la diferencia de color(∆E) para el sorgo molido. Engeneral, para cada contenidode humedad evaluado el valormás alto en el ∆E correspon-dió a las muestras preparadascon la adición de 8N de AC.Para las muestras ajustadas a



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20, 25 y 30% de contenido dehumedad y 8N de AC, el va-lor promedio en la diferenciade color fue de 40,0; 41,1 y42,5 respectivamente. El efec-to del proceso de extrusión enlos valores de color para elcaso de los extrudidos tambiénse muestra en la Tabla I. Encada contenido de humedad,no se observó diferencia esta-dística significati-va en el valor ∆E

debido a la extru-sión, aun con lasdiferentes concen-traciones adicio-nadas de AC. Engeneral, a medidaque se incrementóla humedad, va-lores ligeramentemayores en el ∆Efueron registrados.Los valores pro-medio en la di-ferencia de colorpara los extrudidos

elaborados a 20,25 y 30% de hu-medad fueron de42,5; 43,6 y 46,8respectivamente.

Inactivación deaflatoxinas

La concentracióninicial de aflatoxi-

nas totales en el sorgo fue de140µg·kg-1, la cual fue afecta-da por las condiciones de ex-trusión (Tabla I). La máximareducción en el contenido deaflatoxinas (35,5%) fue obser-vada en el caso de los extru-didos obtenidos con la condi-ción de 30% de humedad y8N de AC. En estas muestras,el contenido de aflatoxinas

fue de 90,3 ±1,5µg·kg-1. Sinembargo, degradaciones del22,7 y 15,9% ocurrieron conla misma concentración deAC en las muestras extrudidascon 25 y 20% de humedad,respectivamente. Estas mues-tras presentaron un contenidode aflatoxinas de 108,2 ±4,0y 117,8 ±2,6µg·kg-1, respecti-vamente. Por el contrario, en

las muestras control,no se observó degra-dación en el contenidode aflatoxinas.

Perfiles de viscosidad

Valor máximo de vis-cosidad. La Tabla IImuestra los valoresmáximos de viscosi-dad para las harinas.Las muestras control,ajustadas a 20, 25 y30% de contenido dehumedad, presentaronun valor promedio enla viscosidad de 778cP.En general, para cadacontenido de humedadevaluado, a medidaque se incrementó laconcentración de AC,se observaron valoresmás bajos en la visco-

sidad. Los extrudidosprocesados con 20,25 y 30% de humedad sinla adición de ácido, presen-taron valores promedios enla viscosidad de 662, 680 y691cP, respectivamente. Sinembargo, en los extrudidoselaborados con la adición deAC, un moderado decrementoen la viscosidad fue observadoa medida que se incrementó lahumedad y la concentración

de AC.

Retrogra dación . LaTabla II tambiénmuestra los valoresde la viscosidad deretrogradación delas harinas. Para elcaso de las muestrasprocesadas con 20%de humedad, no seobservó diferenciaestadística significa-tiva; en promedio lasmuestras presentaronun valor en la retro-gradación de 250cP.

Sin embargo, en elcaso de las muestrasprocesadas con 25y 30% de humedad,los valores más ba-

jos fueron regist ra -dos para las muestrasadicionadas con 8Nde AC, presentandovalores en la retro-gradación de 151 y

TABLA II

PROPIEDADES VISCOAMILOGRÁFICAS DE LAS HARINASY DE LOS EXTRUDIDOS DE SORGO

Harinas ExtrudidosÁcidocítrico

Viscosidadmáxima (cP)

Retrogradación(cP)

Viscosidadmáxima (cP)

Retrogradación(cP)

Tratamiento (N) Media D.E. Media D.E. Media D.E. Media D.E.

Ajustado a 20% 0,0 779 a 7,21 256 a 9,29 662 a 4,73 290 a 5,510.5 684 b 3,05 249 a 2,52 597 b 4,58 262 b 1,531,0 651 c 3,46 243 a 3,51 559 c 7,02 272 b 4,042,0 604 d 5,69 245 a 5,57 514 d 2,65 265 b 4,514,0 579 e 1,53 253 a 4,36 425 e 3,79 273 b 1,538,0 503 f 3,61 254 a 4,73 392 f 3,79 244 c 4,51

Ajustado a 25% 0,0 792 a 3,06 237 a 6,93 680 a 8,00 274 a 3,000.5 636 b 2,31 220 b 2,65 604 b 4,00 266 a 2,521,0 587 c 2,31 220 b 5,29 540 c 2,00 254 a 6,002,0 559 d 4,36 216 b 3,00 515 d 5,00 248 a 4,514,0 560 e 5,20 231 a 1,16 513 d 3,22 188 b 4,058,0 346 f 1,16 151 c 5,03 306 e 1,16 177 b 1,16

Ajustado a 30% 0,0 764 a 7,00 160 a 2,31 691 a 4,62 227 a 8,080.5 609 b 6,66 197 b 6,56 581 b 1,73 195 b 2,521,0 499 c 3,51 189 b 3,22 468 c 3,06 220 a 4,932,0 504 c 6,43 188 b 5,51 451 d 6,43 191 b 12,014,0 494 c 3,22 202 b 5,57 457 d 3,79 184 b 3,61

8,0 244 d 0,58 131 c 11,79 200 e 1,53 142 c 4,62

Medias de tres repeticiones ± desviación estándar (D.E.). Para cada variable, medias con la misma letraen la misma columna no son significativamente diferentes (Tukey, α=0,05).

TABLA IPROPIEDADES FISICOQUÍMICAS DE LAS HARINAS Y DE LOS EXTRUDIDOS DE SORGO

Harinas ExtrudidosÁcidocítrico

Humedad(%)

pH Color(∆E)

Humedad(%)

Color(∆E)

Aflatoxinas(ppb)

Tratamiento (N) Media D.E. Media D.E. Media D.E. Media D.E. Media D.E. Media D.E.

Ajustado 0,0 19,34 a 0,03 6,16 a 1,15-3 38,88 a 0,41 13,89 a 0,29 42,85 a 0,29 142,03 a 2,48a 20% 0,5 19,66 a 0,12 5,81 b 5,8-4 37,82 ab 0,64 13,68 a 0,42 42,98 a 0,16 135,50 b 2,17

1,0 19,57 a 0,06 5,57 c 4,5-4 37,92 ab 0,30 13,23 a 0,28 42,19 a 0,18 128,10 c 1,122,0 19,31 a 0,10 5,21 d 3,8-4 37,73 ab 0,28 13,82 a 0,31 42,07 a 0,07 121,73 d 1,604,0 19,46 a 0,10 4,77 e 5,4-4 38,97 a 1,11 13,32 a 0,23 42,43 a 0,22 113,36 e 0,678,0 19,52 a 0,16 4,34 f 2,7-3 40,03 c 0,13 13,50 a 0,22 42,65 a 0,31 117,80 de 2,56

Ajustado 0,0 24,45 a 0,21 6,19 a 1,2-3 39,34 a 0,87 15,55 a 0,39 43,18 a 0,22 140,03 a 1,98a 25% 0,5 24,08 a 0,14 5,82 b 4,2-4 38,18 a 0,25 15,47 a 0,27 43,18 a 0,45 134,56 ac 0,51

1,0 24,42 a 0,13 5,54 c 6,2-4 38,76 a 0,16 15,59 a 0,15 43,28 a 0,28 131,50 cd 0,892,0 24,12 a 0,01 5,09 d 3,4-4 38,49 a 0,92 15,78 a 0,35 43,70 a 0,08 127,26 de 1,964,0 24,71 a 0,06 4,48 e 6,5-4 39,41 a 0,10 15,44 a 0,19 44,51 a 0,42 122,20 e 1,618,0 24,50 a 0,12 3,97 f 4,8-4 41,07 b 0,23 15,59 a 0,13 43,93 a 0,24 108,16 f 4,01

Ajustado 0,0 30,07 a 0,11 6,04 a 1,0-3 38,93 a 0,46 16,16 a 0,08 46,76 a 0,36 142,46 a 3,84a 30% 0,5 29,59 a 0,07 5,71 b 7,4-4 38,68 a 0,11 16,69 a 0,24 46,99 a 0,41 131,0 b 1,07

1,0 29,04 a 0,03 5,52 c 7,5-4 38,86 a 0,85 16,41 a 0,18 46,49 a 0,02 127,43 b 0,672,0 29,54 a 0,04 4,87 d 4,3-4 38,60 a 0,26 16,87 a 0,02 46,95 a 0,65 117,26 c 1,944,0 29,95 a 0,07 4,22 e 9,5-4 38,91 a 0,42 16,37 a 0,13 46,71 a 0,66 108,63 d 1,72

8,0 30,08 a 0,06 3,72 f 7,6-4 42,49 b 0,19 16,62 a 0,23 46,70 a 0,17 90,33 e 1,50

Medias de tres repeticiones ± desviación estándar (D.E.). Para cada variable, medias con la misma letra en la misma columnano son significativamente diferentes (Tukey, α=0,05).



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131cP, respectivamente. En elcaso de la viscosidad de re-trogradación de los extrudidos,el valor más bajo fue registra-do para las muestras acondi-cionadas a 20, 25 y 30% dehumedad y procesadas conla adición de 8N de AC, pre-sentando valores de 244, 177y 142cP, respectivamente.

Propiedades funcionales delos extrudidos

Índice de expansión (IE). Engeneral, los valores más bajosen el IE correspondieron alas muestras control y a lasprocesadas con bajas concen-traciones de AC. Un ligeroincremento en este valor fueregistrado para las muestrascon las mayores concentra-ciones de AC, de 2-8N paramuestras con 20% de hume-dad, de 4-8N para muestrascon 25% de humedad, y 8Nen muestras con 30% de hu-medad (Tabla III).

Densidad aparente (DA) . LaDA de los extrudidos se mues-tra en la Tabla III. En el casode los extrudidos obtenidosde muestras acondicionadascon 20 y 30% de humedad,el valor más bajo en la DAcorrespondió a las muestrasprocesadas con la adición de

8N de AC. Estas muestraspresentaron valores de 1,02 y1,03g·cm-3, respectivamente.Sin embargo, en las mues-tras procesadas con 25% dehumedad no se observó dife-rencia estadística significati-va en la DA y en promedioéstas presentaron un valor de1,07g·cm-3 (Tabla III).

Propiedades texturales. Engeneral, no se observó dife-rencia estadística en el casode la fuerza al corte para losextrudidos obtenidos con lascombinaciones de humedad yconcentraciones de AC (Ta-bla III). La fuerza máximarequerida para romper el ex-trudido estuvo en el rango de433-499gf para las muestrasprocesadas con 20 y 25% dehumedad. Sin embargo, unligero incremento en la fuerzaal corte fue observado paralas muestras procesadas con30% de humedad, presentandovalores promedio de 530gf.

Discusión

El contenido de humedadde la harina de sorgo fue dis-minuido por el proceso deextrusión. Las muestras pro-cesadas con 20% de humedadprodujeron extrudidos con uncontenido de humedad pro-

medio de 13,6%, los cualesdespués de enfriamiento toma-ron una conformación vítreay muy estable; sin embargo,las muestras procesadas concontenidos de humedad de25 y 30%, produjeron extru-didos con humedades de 15,6y 16,5%, respectivamente, re-quiriendo una operación desecado previo a su almace-

naje. Estas reducciones en elcontenido de humedad sonresultado de la evaporacióndel agua durante la extrusión(Tabla I).

El análisis del pH mostróque los valores más bajosfueron encontrados en lasmuestras procesadas con 8Nde AC, en las tres humeda-des evaluadas (Tabla I). Seha reportado que en el casode los alimentos para el con-sumo animal, valores ácidos

contribuyen a una adecuadautilización de los minerales(Cuca et al., 1996). Choung yChamberlain (1993) evaluaronla adición de dos diferentesniveles de ácido láctico (50y 100g/kg de materia seca)en la dieta de vacas lecheras,estudiando su efecto en laingesta de alimento y en laproducción de leche (con ysin la suplementación post-ruminal de 230g/día de casei-nato de sodio). Ambos nive-

les de ácido láctico

redujeron el con-sumo de alimen-to, mientras queel rendimiento deleche únicamentefue afectado con laadición de la dosismás alta de ácidoláctico; sin embar-go, el efecto fuesuprimido cuandose suministró lacaseína. En todoslos tratamientos, lainfusión de caseína

incrementó el ren-dimiento de lechey la concentraciónde proteína se in-crementó lineal-mente con la adi-ción del ácido lác-tico en la ración.En el presentetrabajo, es posibleque efectos simila-

res (benéficos y perjudiciales)ocurriesen en relación con lasdosis más altas de AC en elsorgo, por lo que se sugiereque éstas sean evaluadas paradeterminar su efecto en eldetrimento de la calidad delalimento.

El proceso de extrusiónafectó significativamente elcolor en los extrudidos. A

medida que se incrementóla humedad en las muestras,valores más altos en el ∆Efueron encontrados (TablaI). Generalmente, los cam-bios en la intensidad de colorson causados por la reacciónde Maillard entre azúcaresreductores (almidón dextrini-zado) y grupos amino de lasproteínas (Wen et al., 1990).Consecuentemente, los al-tos contenidos de humedad(30%) facilitaron la reacción,

intensificando el color en losextrudidos.La concentración de afla-

toxinas totales en la harinade sorgo fue de 140µg·kg-1.Esta concentración puedeencontrarse en el sorgo des-tinado para la alimentaciónanimal, siendo una de lascausas principales de bajaproductividad. Los animalesque consumen cantidadesconsiderables de estas toxi-nas suelen desarrollar variosproblemas de salud, depen-

diendo de su susceptibilidad.En general, la aflatoxicosisse caracteriza por causar de-bilidad, anorexia con bajatasa de crecimiento, bajaganancia de peso corporal,disminución en la producciónde leche o huevos, incremen-tos en la susceptibilidad alestrés ambiental y micro-biano, así como mortalidad(Bailey et al . , 1998). Losresultados señalan que laconcentración de aflatoxinasen la harina de sorgo fue

moderadamente afectada porlas condiciones de extrusión,la humedad y la adición deAC (Tabla I). Debido a queel producto permaneció en elextrusor corto tiempo (59s),se observaron reduccionesmoderadas en el conteni-do de aflatoxinas. Estudiosprevios indican que se re-quieren altas temperaturas y

TABLA IIIPROPIEDADES FUNCIONALES Y TEXTURALESDE LOS EXTRUDIDOS DE SORGO

Acidocítrico

Índice deexpansión

Densidadaparente (g/cm3)

Fuerza alcorte (gf)

Tratamiento (N) Media D.E. Media D.E. Media D.E.

Ajustado a 20% 0,0 1,56 a 0,01 1,12 a 0,02 469 a 25,870,5 1,55 a 0,01 1,14 a 0,02 433 a 27,231,0 1,55 a 0,01 1,12 a 0,02 439 a 12,552,0 1,64 b 0,02 1,11 a 0,03 472 a 5,624,0 1,62 b 0,01 1,12 a 0,01 443 a 20,968,0 1,64 b 0,01 1,02 b 0,03 459 a 7,97

Ajustado a 25% 0,0 1,58 a 0,01 1,06 a 0,01 499 a 8,190,5 1,58 a 0,03 1,05 a 0,02 476 a 22,671,0 1,57 a 0,02 1,08 a 0,03 474 a 50,312,0 1,58 a 0,01 1,08 a 0,01 465 a 13,504,0 1,65 b 0,02 1,07 a 0,01 448 a 25,048,0 1,64 b 0,02 1,07 a 0,03 490 a 56,51

Ajustado a 30% 0,0 1,42 a 0,02 1,17 a 0,04 538 a 16,190,5 1,45 a 0,01 1,16 a 0,02 540 a 21,211,0 1,41 a 0,01 1,17 a 0,07 531 a 8,772,0 1,51 b 0,01 1,15 a 0,03 534 a 9,594,0 1,53 b 0,01 1,14 a 0,04 524 a 3,208,0 1,69 c 0,01 1,03 b 0,01 511 a 4,50

Medias de tres repeticiones ± desviación estándar (D.E.). Para cada variable, medias con lamisma letra en la misma columna no son significativamente diferentes (Tukey, α=0,05)



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largos tiempos para reducirde manera significativa losniveles de aflatoxinas durantela extrusión (Castells et al.,2005). Elías-Orozco et al.(2002) reportaron que la ex-trusión de maíz contaminadocon AFB1 (495µg·kg-1) a 87°Credujo los niveles en 46% yuna eliminación mayor ocu-rrió cuando emplearon 0,3%

hidróxido de calcio combi-nado con 1,5% peróxido dehidrógeno; sin embargo, al-tos niveles de estos reactivosafectaron negativamente lacalidad del producto extrudi-do. Cazzaniga et al., (2001)reportó que la extrusión deharina de maíz con bajosniveles de AFB1 (50µg·kg-1)a temperaturas de 150 y180ºC resultó parcialmenteefectiva (10–25%) para ladegradación de las aflatoxi-nas, incluso con la adiciónde 1% metabisulfito. En elpresente trabajo la adición dediferentes concentraciones deAC resultó en una moderadaeliminación en el contenidode aflatoxinas. La más nota-ble reducción fue observadacuando el sorgo fue extru-dido con 30% de humedady 8N de AC. Sin embargo,estas condiciones resultaroninsuficientes para removeruna mayor cantidad de afla-toxinas y condiciones más

severas de extrusión debenser evaluadas con este tipode extrusor experimental.

Los perfi les de viscosi-dad de las harinas ajusta-das con los tres contenidosde humedad sin la adiciónde AC (control) fueron muysimilares; sin embargo, laadición de AC causó con-siderables cambios en losperfiles de viscosidad (TablaII). Durante el proceso deacidificación, el AC difundeen los gránulos de almidón

con la hidratación, hinchán-dose éstos l igeramente ypermaneciendo parcialmentehidratados; por lo tanto, lahidrólisis de los gránulosparece ser la explicación másprobable de la disminuciónen la viscosidad. Resultadossimilares han sido reportadospara el caso del almidón demaíz con la adición de ácido

láctico (Haros et al., 2004),y para el almidón de yucadespués de una fermentaciónácida (Numfor et al., 1995).El proceso de extrusión afec-tó significativamente la vis-cosidad de los extrudidosdebido a la adición de AC,el efecto térmico y la acciónmecánica dentro del extrusor,lo cual resultó en una mayor

degradación del almidón (Ta-bla II). La fase amorfa delalmidón granular es hetero-génea, consistente de ami-losa amorfa y de regionesintercristalinas de amilopec-tina densamente ramificadas,siendo las últimas altamentesusceptibles a varios agenteshidrolíticos tales como enzi-mas y ácidos en disolución(French, 1984). De esta ma-nera, los decrementos en lasviscosidades de las harinas y

los extrudidos son resultadode una disminución en elhinchamiento debido a unadespolimerización parcial dela amilopectina y/o la ami-losa en las regiones amorfasde los gránulos de almidón.

La viscosidad de retro-gradación mide el grado deendurecimiento del almidóngelatinizado en la fase deenfriamiento y se encuentrainfluenciada directamente porla estructura de la amilopec-tina, así como por la relación

amilosa/amilopectina (Wardet al., 1994). Generalmente laretrogradación ocurre cuandolas moléculas de almidón sereasocian y forman una es-tructura ordenada con unarápida cristalización de laamilosa y una lenta recrista-lización de la amilopectina.Kuakpetoon y Wang (2001)reportaron que la hidrólisis yla oxidación con peróxido dehidrógeno degradan las zonasamorfas de los almidones deyuca y papa, lo cual retrasa

la reasociación de las cadenasde amilopectina, disminuyen-do la viscosidad de retrogra-dación. En el presente trabajoel contenido de humedad, laconcentración de AC y sobretodo la temperatura durantela extrusión fueron los facto-res que más influenciaron lacantidad de almidón de sorgoretrogradado (Tabla II).

En general , el análisisestadíst ico mostró que laconcentración de AC fue lavariable que tuvo el mayorefecto en el IE (Tabla III).Los extrudidos mostraron unincremento a medida que laconcentración de AC fue au-mentada, en cada contenidode humedad evaluado. Diver-sos investigadores (Moraru y

Kokini, 2003; Aguilar-Pala-zuelos et al., 2006) han se-ñalado que el IE de los pro-ductos extrudidos con ciertocontenido de almidón estáasociado con la severidad delproceso y sobre todo con lagelatinización de los gránu-los de almidón. Sin embargo,una de las limitantes en laexpansión del sorgo son susaltos contenidos de fibra yaceite, en comparación conel maíz o el sorgo decorti-

cado (Acosta, 2003). En estecaso, la temperatura, en com-binación con la humedad yla alta concentración de ACaumentaron la cantidad dealmidón fragmentado, incre-mentando el IE. En general,la DA se encuentra inver-samente relacionada con elIE. Este comportamiento fueobservado para las muestrasprocesadas con 20 y 30% dehumedad adicionadas con 8Nde AC (Tabla III). Gómezet al. (1988) reportaron que

la extrusión de diferentesvariedades de sorgo decorti-cado a diferentes contenidosde humedad, resultó en unincremento en el IE y en unadisminución en la DA de losextrudidos.

La fuerza al corte de losextrudidos no fue afecta-da de manera significativapor la humedad y la concen-tración de AC (Tabla III).Generalmente un productoextrudido tiene burbujas deaire con paredes delgadas,

lo cual disminuye el trabajomecánico necesario para pro-ducir una deformación; unincremento en la fuerza me-cánica puede atribuirse a unengrosamiento de la pared delas burbujas de aire o a unadisminución en su tamaño.Se obtuvieron valores ligera-mente más altos en la fuerzaal corte para los extrudidos

elaborados con las harinasde sorgo ajustadas a 30% dehumedad; sin embargo, nofueron estadísticamente dife-rentes a los registrados paralos extrudidos elaborados conlas harinas ajustadas a 20y 25% de humedad (TablaIII). Onwulata et al. (1998)reportaron que la adiciónde concentrado de proteína

de suero de leche a las ha-rinas de maíz, arroz y papatenía un mínimo efecto enla textura de los productosextrudidos.

Finalmente, el procesa-miento del sorgo integralpresenta ventajas significati-vas, debido a que no existenpérdidas de materia, no seemplea energía para decor-ticar el grano y el extrusorconsume menos potenciaprocesando más material por

unidad de tiempo. De estamanera, el sorgo integralpuede ser procesado direc-tamente en productos expan-didos con alto potencial enel mercado de los alimentoshumanos y/o animales.

AGRADECIMIENTOS

Los autores agradecen a laUNAM por el apoyo finan-ciero para esta investigacióna través del proyecto PACIVENº CONS-204.

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efecto de la adición de Ácido cítrico en afltoxinas

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