Obtención y caracterización de harinas compuestas de endospermo - germen de maíz y su uso en la preparación de arepas

Attainment and characterization of composed flours of endosperm - corn germ and its use in the arepas preparation

Obtención y caracterización de harinas compuestas de endospermo — germen de maíz y su uso en la preparación de arepas¹

Blanca D. HERNÁNDEZ², Marisa J. GUERRA³,^*, Francisco RIVERO³

RESUMEN

La arepa, pan de maíz, es un producto elaborado a partir de harina precocida de endospermo de maíz, de elevado consumo en Colombia y Venezuela. Al obtener la harina de endospermo queda como subproducto el germen del que se extrae aceite que deja como residuo el germen desgrasado (GD). En el presente trabajo se formularon harinas compuestas del endospermo - GD. Se hicieron mezclas sustituyendo la harina precocida en 6, 8, 10 y 12%. Se evaluaron las propiedades físico - químicas, funcionales, sensoriales y nutricionales. Se encontró que al agregar el germen no aumenta significativamente la cantidad de proteína pero si mejora en más de un 300% la calidad nutricional de la misma, en la cual la relación de eficiencia proteica pasa de 0,16 hasta 1,04 en las harinas compuestas. La digestibilidad en las mezclas (> 89,5%), fue superior al valor obtenido para la harina precocida (84,02%). El contenido en fibra y grasa no varió significativamente en la harina compuesta, así mismo el color, peso específico, pH, separación de agua, adhesividad, absorción y solubilidad en agua no mostraron variaciones significativas. Sustituciones mayores a 6% mostraron pequeñas desviaciones respecto al rango establecido (3-5 cm) para la expansión, sin afectar el amasado. Se prepararon arepas evaluándose su aceptabilidad. Se encontró que las arepas con 6% de GD fueron de mayor preferencia al compararlas con arepas de harina precocida, por lo que se concluyó que este porcentaje de sustitución sería el más viable, para enriquecer la harina precocida.

Palabras clave: Harinas compuestas, germen de maíz, arepa.

SUMMARY

Attainment and characterization of composed flours of endosperm – corn germ and its use in the arepas preparation. Corn bread (arepa) is a product elaborated from precooked corn flour. This product is highly consumed in Colombia and Venezuela. The deffatted corn germ (GD) is a subproduct of industrial production of oil and endosperm corn flour. Composed flours of endosperm- GD were formulated. Mixes were made using 6,8,10 and 12% sustitution. The mixes were physicochemical, sensorial and nutritionally characterized. Adding the germ did not significantibily increase the quantity of protein but the nutritional quality of the mix increased more than 300%. This was mesured as protein efficient ratio. The composed flour was increased from 0,16 to 1,04. The real digestibility in the mix was higher than 89,5%. Fiber and fat content do not modify significantly the composed flour. Like wise, color, specific weight, pH, water separation, adhesivity, absortion and solubility in water did not vary significantly. Substitutions higher than 6% resulted in small deviations from the established range (3-5 cm) but the dough was not affected. Arepas were prepared and their acceptability were evaluated . Arepas with 6% of GD were prefered when they were compared with arepas made with precooked flour of maize. It is concluded that a 6% level of substitution is viable for enriching corn flour.

Keywords: Composed flour, corn germ, "arepa".

1 – INTRODUCCION

La característica que se considera más importante en el maíz, como materia prima industrial para la obtención de la harina precocida, es la mayor proporción del endospermo cristalino (rico en amilopectina) [17]. La harina de maíz se obtiene a partir del endospermo, su aporte nutritivo viene dado principalmente por su contenido proteico y de carbohidratos. Las proteínas constituidas principalmente por las gluteninas y por las zeínas que son prolaminas deficientes en lisina y triptofano [7]. La lisina constituye el primer aminoácido limitante en la proteína de maíz degerminado. Esta característica de la harina de maíz hace posible su enriquecimiento con harinas ricas en lisina, como la soya [4].

El procesamiento del maíz, para la obtención de harina precocida, consiste básicamente de tres etapas: degerminación, laminación y molienda. La degerminación permite separar cáscara, germen y endospermo; el germen y otros subproductos son sometidos a distintos procesos con el fin de extraer el aceite [11]; dejando como residuo la torta o germen de maíz desgrasado, el cual es una mezcla del pericarpio, germen, aleurona y endospermo, con un alto contenido de fibra, su color es crema o marrón, y es usado tradicionalmente como ingrediente en la fabricación de alimentos para animales, ya que muchas de sus características lo hacen poco aceptable para el consumo humano.

El germen desgrasado de maíz presenta una alta capacidad de retención de agua [19], así como buenas propiedades emulsificantes [13]. La proteína del germen es de muy buena calidad nutritiva por lo que es un buen suplemento proteínico para el endospermo de maíz [4, 5]. Por esta razón, en este trabajo, se planteó como objetivo preparar harinas compuestas enriqueciendo la harina de maíz blanco precocido con el germen de maíz desgrasado, con el fin de mejorar la calidad de la proteína de la arepa. Para obtener las harinas con las mínimas impurezas, la materia prima fue sometida a procedimientos de selección, mediante separación en tamices, aspirado y molienda y se le evalúo la calidad físico-química, funcional, sensorial, microbiológica y nutricional de la harina y de las arepas.

2 – MATERIALES Y METODOS

Los siguientes términos fueron usados en el presente trabajo:

Harina precocida (HP): Es el producto obtenido a partir del endospermo del maíz por procesos de limpieza, degerminación, precocción y molienda [6].

Harina de germen desgrasado (HG): Es el producto formado por harinillas, concha, germen y partículas de endospermo, el cual fue desgrasado y sometido a tamizado, aspirado y molienda. El aceite fue extraído en el laboratorio y la torta obtenida fue molida empleando un molino de cuchillas (Thomas Wiley) y tamizado en una malla con diámetros de abertura de 1mm que corresponde a 32 mesh.

2.1. Mezclas: Fueron preparadas diversas mezclas con porcentajes de sustitución de 6, 8, 10 y 12% de harina precocida de maíz blanco por harina de germen desgrasado e identificadas como:

• 6 HG= 6% de harina desgrasada de HG.

• 8 HG= 8% de harina desgrasada de HG.

• 10 HG= 10% de harina desgrasada de HG.

• 12 HG= 12% de harina desgrasada de HG.

La harina precocida de maíz blanco y el germen con grasa fueron donados por la empresa venezolana Refinadora de Maíz Venezolano C.A.

Preparación y caracterización físico-química de mezclas: Cada mezcla fue preparada en el momento del uso y se le caracterizó por análisis físico-químicos determinando la composición proximal, según AOAC [3], el color mediante un colorímetro triestímulo Gardner XL-23, calibrándolo con una placa blanca patrón (XL-23-137C) [9]; peso específico, utilizando instrumentos de marca O`Haus; pH con un medidor de pH de Coleman meter.

Se determinaron las propiedades funcionales como el índice de absorción de agua (IAA) y el índice de solubilidad en agua (ISA), según el método de ANDERSON et al. [2]. Expansión y adhesividad de la masa, según norma COVENIN 2135-84 [6]. Separación de agua, se utilizó una metodología basada en la expansión de la masa, tomándose la lectura en la máxima expansión de agua, expresada en cm. Granulometría, se utilizó un conjunto de tamices Tyler con diámetros de 0,592mm, 0,417mm, 0,246mm, 0,175mm (tamices Nº 30, 40, 60 y 80 mesh respectivamente) y un vibrador Silve Shaker para 100g de muestra se utilizó un tiempo de vibración de 10min a la máxima intensidad del instrumento y se determinó el porcentaje del material que pasó en cada tamiz comparandolo con el peso inicial de muestra.

Se utilizó la Relación de Eficiencia Proteica (PER) [3] y la digestibilidad aparente según ALLISON [1] para la evaluación nutricional de la proteína y para la determinación de la calidad microbiológica se siguieron los métodos de la ICMSF [14]. Las arepas, hechas de harina precocida y mezclas en las proporciones 6 y 12% de sustitución de harina de maíz por harina de germen fueron evaluadas sensorialmente, según metodología descrita por WITTIG [18].

Para seleccionar los niveles de sustitución, se utilizó 6% como nivel mínimo, conforme lo señalado por GUERRA et al. [12]. Este sería el nivel mínimo de sustitución para lograr mejoras significativas en la calidad de la proteína de la mezcla. Como máximo nivel de sustitución se tomó 12%, este valor representa aproximadamente la porción de germen en el grano. Niveles intermediarios como 8 y 10% se consideraron como otras posibles alternativas. Posteriormente se prepararon arepas con la harina precocida y con las mezclas 6HG y 12HG. Con las arepas elaboradas, se efectuaron pruebas de evaluación sensorial por comparación múltiple y por comparación de par simple, para determinar si había diferencias en el aspecto, sabor, olor y color de las muestras [18].

3 – RESULTADOS Y DISCUSION

Preparación y evaluación de las mezclas: Las harinas precocida de maíz blanco y germen desgrasado (Figura 1), presentan porcentajes diferentes de retención, la harina precocida de maíz presenta mayor porcentaje de retención en el tamiz 60, esta distribución está de acuerdo con lo reportado por GARRIDO et al. [10]. La mayor fracción del germen desgrasado fue la que pasó por todos los tamices. Esto indica que la molienda del germen podría controlarse para que tenga un tamaño de partícula mas grande, sin embargo, esto no se hizo, ya que al preparar las mezclas se encontró que, presentaban una distribución similar a la distribución de la harina precocida (Figura 2).

La composición proximal de la harina precocida, germen desgrasado y de las mezclas, Tablas 1 y 2 respectivamente, permite verificar que para cada tipo de mezcla el contenido de proteína aumenta a medida que se incrementa el nivel de sustitución, esto era de esperarse ya que el contenido de proteína es mayor en la harina de germen desgrasado (15,10 g/100g) que en la harina precocida (8,24 g/100g) la misma tendencia ocurre para el contenido de cenizas. En el caso de la fibra cruda aumentó casi el doble cuando el porcentaje de sustitución se incrementó de 6 a 12%. La composición proximal encontrada, tanto de la harina precocida de maíz blanco como del germen desgrasado, es muy similar a las informadas en la literatura [10,16].

En la Tabla 3 se presentan los valores obtenidos para el color, peso específico y pH. El color de las mezclas, expresados como porcentaje de blancura, presentaron valores cuyos porcentajes variaron entre 90,75% y 91,48%. El valor que más se aproximó al porcentaje de blancura obtenido para la harina precocida (92,52) fue la mezcla 6 HG (91,48%), lo cual es lógico ya que es la mezcla con el menor porcentaje de sustitución, donde se eliminó el mayor porcentaje de cáscara que es la que más contribuye a dar un color oscuro. Los valores señalados para el peso específico y el pH, fueron similares al obtenido para la harina precocida, las estimaciones para el peso específico variaron entre 0,62 y 0,63g/mL; esto es importante ya que la adición de harina de germen desgrasado en los distintos niveles (6, 8, 10 y 12%) no afectan el peso específico de la harina original y las condiciones de empacado de esas harinas no tendrían ningún cambio. Los resultados para el pH oscilaron entre 6,09 y 6,14.

Los valores encontrados para el índice de absorción de agua (IAA) e índice de solubilidad en agua (ISA) (Tabla 4) para la harina de maíz precocida coinciden con los señalados por FERNANDEZ et al [8]. En cuanto a las mezclas, el mayor valor de IAA se obtuvo para la mezcla 6 HG (4,06g gel/g muestra) y el menor valor se obtuvo para la mezcla 8 HG (3,88g gel/g muestra), lo que indica que con una sustitución del 6% los índices señalados prácticamente no se afectan, siendo que la solubilidad en agua es ligeramente mayor para cualquier nivel de sustitución, por lo que hubo de agregarle un poco mas de agua para formar la masa con las mezclas. Es preciso señalar, que no se utilizó la granulometría requerida (lo que atraviesa el tamiz 60 mesh); debido a que no se logró pulverizar la muestra lo suficiente como para que atravesara esa malla siendo que la fibra es el material que diferencia las muestras entre sí y la que impide básicamente la facilidad de absorción de agua.

El ISA se incrementa a medida que aumentan los niveles de germen desgrasado en las mezclas en cuanto que el IAA disminuye ligeramente cuando la sustitución es mayor al 8% de germen. Estos resultados están muy cercanos a los obtenidos para la harina precocida (IAA: 4,06g gel/g muestra e ISA: 2,34) por lo que la cantidad de agua que se necesita para formar la masa no debe ser diferente.

En la Tabla 5 se muestran los resultados de expansión, separación de agua y adhesividad. Los valores obtenidos para la harina precocida, concuerdan con lo señalado por FERNANDEZ et al [8] al hacer enriquecimiento de harina de maíz precocida con harina de soya integral. En cuanto a las mezclas a medida que aumentan los niveles de germen desgrasado aumenta la expansión de la masa, lo mismo se puede inferir para la adhesividad, mientras que la separación de agua permanece más o menos constante (0,40 - 0,50cm). Esto podría ser explicado por la mayor capacidad de absorción de agua de la fibra y las proteínas del germen, lo que permite formar una masa mas adherente, que con 12% de sustitución alcanza valores muy altos (12,67g ).

El mayor valor de expansión se obtuvo para la mezcla 12 HG (5,79cm) y el menor valor para la mezcla 6 HG (4,82 cm), solo las mezclas con 6% de sustitución están dentro del rango establecido [6] para la harina precocida (3 - 5cm).

A pesar de que la adhesividad presentó valores mayores para los niveles 8, 10 y 12% (ej. 12,67 g para 12 HG) en comparación al valor para la harina precocida (2,8g), los resultados obtenidos se encuentran dentro del rango permitido para la harina precocida que es de 0 - 50g [6]. La mezcla 6 HG presentó un valor de expansión (4,82cm) similar al obtenido para la harina precocida (4,93cm). Esto indica que la harina compuesta a nivel de 6HG, conserva las propiedades de amasado sin alteraciones significativas.

Al evaluar la calidad nutricional de la proteína de las mezclas, se obtuvo la mayor relación de eficiencia proteica (PER) (Tabla 6), con la mezcla 12 HG, cuyo valor fue 6,5 veces superior al obtenido para la harina precocida, todas las mezclas superaron notablemente el valor obtenido para la harina precocida (0,16g de aumento de peso/g de proteína consumida). Los valores oscilaron entre 0,53 y 1,04g de aumento de peso/g proteína consumida.

Al comparar los valores de PER con los de la caseína se observa que aun al mayor nivel de sustitución, los resultados son muy bajos, los cuales pueden ser aumentados incorporando otras fuentes proteicas como soya [8] con los acompañantes tradicionales de las arepas, las cuales habitualmente se consumen rellenas con queso, carne, huevos o pescado [15].

En cuanto a la digestibilidad aparente (Tabla 6) los valores obtenidos para las mezclas (90,92 a 93,22%) son superiores al obtenido para la harina precocida de maíz blanco (84,02%) lo que puede indicar que el germen incorporado mejora la calidad de la proteína de la harina precocida.

3.2- Evaluación de las arepas: Las arepas crudas no presentaron diferencias apreciables en el color; en cuanto que una vez cocidas, presentaron pequeñas diferencias entre el color de las mezclas 6 HG y 12 HG debido a que en presencia de calor y humedad las harinas se oscurecieron levemente, presentando un ligero tono crema de distinta tonalidad debido a la reacción de Maillard. Todas las mezclas presentaron buenas características de amasado. Además, de buenas características microbiólogicas que indicaron que eran aptas para consumo humano, de acuerdo a la norma COVENIN [6], por lo que se elaboraron arepas que fueron evaluadas sensorialmente.

En la Tabla 7 se muestran los resultados obtenidos de la evaluación sensorial. La mayoría de los panelistas mostraron preferencia por las arepas elaboradas con la mezcla 6 HG, consideraron este producto con buen aspecto, sabor parecido al tradicional y olor y color agradables, incluso la prefirieron sobre la arepa tradicional. El resultado de la evaluación sensorial fue la base principal para seleccionar el nivel de sustitución.

Los resultados de este trabajo fueron utilizados para hacer estudio de producción a mayor escala y pruebas de mercadeo, las cuales indicaron buena aceptabilidad en la población y factibilidad de ser comercializadas.

4 – CONCLUSIONES

Es posible obtener una harina compuesta germen-harina precocida con la incorporación de tamices y mezcladoras en el proceso de obtención de las harinas precocidas. Las propiedades reológicas (expansión y adhesividad) de las masas de harinas compuestas se modifican en relación a la harina precocida cuando la sustitución es mayor del 8%. Las propiedades nutricionales de las harinas precocidas pueden mejorar considerablemente aun con la menor sustitución de harina precocida por germen. El color es el parámetro mas afectado por el nivel de sustitución y tienen gran influencia sobre la apariencia y la aceptabilidad de las arepas, no presentando diferencias significativas (p<0,05%) en color y sabor cuando la sustitución fue de 6%.

5 – REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

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² Universidad Simón Bolívar. Departamento de Procesos Biológicos y Bioquímicos. Apartado 89.000. Caracas Venezuela.

³ Refinadora de Maíz Venezolana C.A. Turmero Estado Aragua Venezuela.

* A quem a correspondência deve ser enviada.

¹

Recebido para publicação em 05/05/98. Aceito para publicação em 17/05/99.

Fechas de Publicación

• Publicación en esta colección
  09 Feb 2000
• Fecha del número
  Mayo 1999

Histórico

• Acepto
  17 Mayo 1999
• Recibido
  05 Mayo 1998