Snacks de maíz enriquecidos con fibra dietéticay carotenoides de la harina de zanahoria(Daucus carota) procesados por extrusión

Emperatriz Pacheco de Delahaye* Héctor Vásquez* Irma Herrera**Rosario Garrido**

ABSTRACT

COMPENDIO

Con la finalidad de enriquecer con fibra dietética y carotenoides de zanahoria (Daucus carota), a snacks de maíz y queso, productos con mucha demanda por parte de jóvenes y adultos se estudiaron los procesos de elaboración de harina de zanahoria y de extrusión. Se procesaron los snacks con 5, 10 y 15% de harina de zanahoria, se les estudió la composición química y se observó un aumento considerable de la fibra dietética y de los carotenoides precursores de la vitamina A al compararlos con un producto comercial. Durante el almacenamiento por período de tres meses se observó un ligero aumento no significativo estadísticamente de la humedad y de la densidad. Al estudiar la hidrólisis del almidón in vitro se constató el efecto de la fibra la cual disminuyó la acción de la alfa-amilasa porcina a los snacks con 15% de zanahoria. Un panel de degustación no entrenado de 80 personas asignó alta aceptabilidad a los snacks con 5 y 10% de harina de zanahorias, confirmado por un panel de expertos. Los resultados obtenidos en este trabajo permiten inferir que es posible añadir harina de zanahoria hasta 10% al snacks de maíz y queso con ventajas nutritivas y sensoriales. Palabras clave: snacks, extrusión, zanahoria, fibra dietética, carotenoides.

INTRODUCCION

Snacks, es un término americano difícil de definir, el podría ser traducido como "pequeña comida" o "comida ligera" y debe cumplir varias condiciones como ser fácil de manipular, listo para comer: ración individual y lo más importante debe satisfacer el hambre por un momento. El proceso industrial para obtener los snacks es la extrusión-cocción a alta temperatura y presión por corto tiempo (HTST) y es uno de los procesos tecnológicos de mayor versatilidad para la elaboración de productos alimenticios a partir de cereales (Van Osnabrugge, 1989; Gabriele et al., 1991).

Investigadores han sugerido mejoras nutricionales y reducción de costos por medio de la disminución de la capa de grasa que es usada para incorporar los sabores y la adición de fibra dietética. El creciente interés por la fibra es debido a su efecto benéfico sobre la función gastrointestinal y en la prevención de enfermedades cardiovasculares (Anderson et al., 1990).

La zanahoria ha sido considerada uno de los vegetales que presentan mayor contenido de fibra dietética y carotenoides (Acevedo y Bressan, 1992). Los carotenoides precursores de vitamina A pueden contribuir en la protección del sistema inmunológico en niños menores de cinco años (Roodenburg et al., 1996). Los procesos térmicos reducen de 10 a 12% los carotenoides en jugos de zanahoria (Simon y Lindsay, 1983).

Investigaciones clínicas sistemáticas en algunos países de América Latina, han demostrado que la deficiencia de vitamina A es un problema serio especialmente en la población infantil de menores recursos. En Guatemala, la fortificación de azúcar con vitamina A ha sido un programa aplicado a nivel nacional y con un costo razonablemente bajo, comparado con los beneficios que aporta (Phillips et al., 1994).

El objetivo del presente trabajo fue el enriquecimiento de snacks de maíz con sabor a queso con fibra dietética y carotenoides de la harina de zanahoria mediante un estudio de la evaluación físico-química, nutricional, organoléptica y estabilidad durante el almacenamiento de los extruídos elaborados por extrusión-cocción.

MATERIALES Y METODOS

Se utilizaron grits de maíz amarillo y mezcla liquida con sabor a queso comerciales. La harina de zanahoria se elaboró en el laboratorio a partir de zanahorias frescas, sanas y de color anaranjado intenso, las cuales fueron lavadas y peladas manualmente, ralladas en tiras y secadas en un secador de gabinete Procter y Schwartz, con aire a 630C, durante 4 horas, con una carga de 18 kg/m2. Previamente se realizaron pruebas para determinar las condiciones en las cuales la pérdida de carotenoides era menor.

El material seco se molió en un molino Thomas Willey 4, con tamiz de 1mm y se almacenó en envases de vidrio oscuro, herméticamente cerrados a temperatura ambiente. Se le determinó la granulometría en un equipo Tyler vibratorio durante 15 minutos.

Se ensayaron varias formulaciones de mezclas de grits de maíz con harina de zanahoria para determinar el mayor tenor de harina de zanahoria que permitiera obtener un extruído viable en relación a la consistencia y densidad.

Se elaboró un extruído de grits de maíz como control y se establecieron las condiciones del proceso que fueron las siguientes: humedad 16%, velocidad de alimentación 50 rpm, velocidad del tornillo 150 rpm, temperatura 1460C y diámetro de la matriz 3mm. La denominación de los snacks de harina de maíz : harina de zanahoria fue la siguiente: T1 = 85:5; T2 = 90:10; T3 = 95:5 y T4 = 100:0 (3 mezclas experimentales y el control). Concluido el proceso de extrusión se procedió al secado de los collets en estufa de ventilación a 600C durante 30 minutos y se dejaron enfriar a temperatura ambiente. Para saborizarlos se vertió sobre los collets la mezcla comercial con sabor a queso agitando durante 15 minutos, se escurrieron y se secaron a 500C durante 30 minutos, se empacaron en bolsas de polietileno aluminizado, las cuales se sellaron con un equipo Kornet 3 y se almacenaron a temperatura ambiente para evaluaciones posteriores.

Se evaluó la composición química de los snacks obtenidos T1, T2, T3, T4 y de un snack comercial con sabor a queso y de las materias primas grits de maíz y harina de zanahoria. Los parámetros analizados fueron: humedad, proteínas (NX6.25), grasas, cenizas y carotenoides por técnicas señalada en el AOAC (1990). Fibra dietética total según Prosky et al. (1984), almidón por el método de Andrieux et al. (1992), azúcares reductores según el método reportado por Nelson y Somogy (1945). El efecto de la fibra de zanahoria sobre la digestibilidad in vitro del almidón de maíz se analizó por el método de Grines y Goddart (1977), utilizando una alfa-amilasa pancreática marca Sigma.

Se aplicaron dos tipos de panel uno entrenado conformado por cuatro personas del Instituto Nacional de Nutrición con experiencia en ese tipo de productos que determinaron la calidad organoléptica con los parámetros color, textura, sabor y grado de aprobación y un panel no entrenado de 80 personas que evaluó la aceptabilidad, utilizando una escala hedónica de siete puntos.

Los productos extruídos T1, T2, T3 y T4 se les evaluaron durante un período de 90 días los parámetros de densidad por el método de Barret y Peleg (1992) determinado por cuadruplicado y la humedad AOAC (1990) con una periodicidad de 30 días.

Se aplicó el análisis de varianza (ANAVAR), para comparar todas las observaciones en función de la media de cada grupo, y la prueba Tukey en el caso de que la varianza detectó diferencias significativas entre las medias comparadas (Steel y Torrie, 1982). A los resultados de los análisis de fibra dietética y carotenoides se les aplicó la prueba de Duncan a p< 0.05. A los datos de las evaluaciones sensoriales de los snacks se aplicó un diseño aleatorizado de Kruskal Wallis según (Canros, 1988).

RESULTADOS Y DISCUSION

Los resultados de la granulometría indicaron mayor porcentaje de retención en las harinas que pasaron la malla N° 40. En el Cuadro 1 se muestra la composición química de los snacks obtenidos, del snack comercial y de las materias primas, resaltan los altos valores de fibra dietética en la harina de zanahoria similares con lo reportado por Takahashi et al. (1989) y en las mezclas T1, T2 y T3 , que la contienen. En lo que se refiere a los valores de carotenoides el del maíz es superior al reportado por Pepping et al. (1988), aplicando la metodología HPLC, según estos autores el método colorimétrico, utilizado en este trabajo, tiende a sobrestimar el contenido de esta pro-vitamina. El componente de mayor proporción es el almidón que brinda a los productos estructura y formación debido a sus propiedades de gelatinización y expansión (Mercier et al., 1980).

Cuadro 1. Composición química de las harinas y los snacks de maíz-zanahoria con cubierta de queso en base seca

T1 = 85:5; T2 = 90:10; T3 = 95:5 y T4 = 100:0 (Maíz:zanahoria)

El análisis de varianza de los productos extruídos arrojó diferencias significativas en el contenido de cenizas, mayor en las mezclas T1, y T2 que contenían la mayor proporción de harina de zanahoria. Con el almidón la relación fue inversa y el resultado significativamente mayor en las mezclas T3 y T4, en las que la proporción de harina de zanahoria era menor.

El contenido de fibra dietética, azúcares reductores y carotenoides se incrementó significativamente en las tres mezclas experimentales. El snacks comercial y el control elaborado sin harina de zanahoria (T4 ) son semejantes en su composición química exceptuando el contenido de grasa que es mayor en el comercial. La cubierta de queso de los snacks con zanahoria fue menor porque la harina de zanahoria proporciona color donde es añadida, en consecuencia el tenor en grasa disminuye como se observa en los datos de los snacks T1, T2 y T3.

En la Figura 1 se observa el comportamiento de la humedad durante tres meses de almacenamiento a temperatura ambiente (210C), la tendencia es semejante en las cuatro muestras, con relativa estabilidad durante los primeros 30 días, incremento hasta los 60 días y tendencia a estabilizarse los últimos 30 días, este comportamiento fue más acentuado en la muestra T1 que contenía la mayor proporción de harina de zanahoria y podría estar relacionada con la propiedad de la fibra de retener agua en su matriz debido a los grupos polares libres de los azúcares constituyentes según Robertson et al. (1981).

Los cambios en la humedad de los productos extruídos pueden ocasionar cambios en las características sensoriales, en este estudio pudo haber sucedido que el desalojo del aire no fue total. A escala industrial las máquinas de vacío son más efectivas y los snacks son presurizados. El comportamiento de la densidad fue más variable en la muestra T1 que contenía 15% de harina de zanahoria (Figura 2), estudios publicados previamente muestran que altos niveles de fibra en productos extruídos conducen a una textura más densa y menos crocante debido a una menor expansión de las celdas de aire (Hu et al.,1996).

FIGURA 1: Variación de la densidad de los snacks durante el almacenamiento por noventa días

En la Figura 2 se observa que a medida que se aumenta la fibra dietética en los snacks con 15% de harina de zanahoria tiende a disminuir la hidrólisis del almidón de maíz la cual podría deberse a un impedimento estérico de la fibra que obstaculiza el acceso de la amilasa al almidón, similares resultados fueron obtenidos por otros investigadores. Los reportes en la literatura sobre los efectos de los procesos térmicos de la extrusión sobre el almidón son contradictorios, algunos autores sugieren que lo hacen menos accesibles a las enzimas y otros que destruyen la estructura del almidón aumentando la gelatinización y la digestibilidad in vitro (Bjork, 1984; Mercier et al., 1980).

FIGURA 2: Hidrólisis " in vitro" del almidón de los snacks de maíz-zanahoria

Al aplicar la evaluación sensorial el panel de cuatro expertos asignó a la muestra T1 el menor grado de aprobación por su consistencia dura y poco crocante. En el Cuadro 2 se presentan los resultados promedios obtenidos en la prueba de aceptabilidad con 80 panelistas, estudiantes (18 - 24 años) de la Facultad de Agronomía de la Universidad Central de Venezuela, a los datos obtenidos se les aplicó la prueba de Kruskall-Wallis la cual determinó que la muestra T1 era diferente, no así los tratamientos T2, T3 y T4 (p< 0.05), lo que indica que no hubo diferencias significativas en cuanto al grado de aceptación de los snacks con 0%, 5% y 10% de harina de zanahorias, y el snacks comercial.

Cuadro 2. Análisis sensorial de los snacks enriquecidos con harina de zanahoria con cubierta de queso y el comercial

CONCLUSION

Los análisis químicos de los snacks conteniendo hasta 10% de harina de zanahoria mostraron un aumento significativo en el contenido de fibra dietética, carotenoides, cenizas y azúcares reductores, al compararlos con el producto comercial que contenía más grasa y más almidón. Durante tres meses de almacenamiento se observaron pequeñas variaciones en la humedad y densidad de los extruídos. La prueba organoléptica aplicada permitió concluir que el tratamiento T2 fue el que presentó el más alto nivel de enriquecimiento con harina de zanahoria (10%) sin que se viera afectado el grado de aceptación por parte de los panelistas en relación a los parámetros color, sabor y textura. La fibra contenida en la harina de zanahoria afectó la digestibilidad in vitro del almidón disminuyéndola significativamente en los snacks con 15% de harina de zanahoria. La elaboración de los snacks con sabor a queso, conteniendo 5 y 10% de harina de zanahoria fue tecnológicamente posible y permitió alcanzar los objetivos planteados.

AGRADECIMIENTO

Los autores agradecen el soporte económico del CDCH - UCV al proyecto N0 0137 - 3310 - 94 y la ayuda de la técnico Gloria de Pinto.

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