1

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