Análisis de la textura de pasta LG cocida

La textura de la pasta cocida se considera como la característica más crítica en la evaluación de la calidad de los fideos y la aceptación del producto por el consumidor (Dexter y col., 1985; Bhattacharya y col., 1999). A los fideos sometidos a cocción durante el tiempo óptimo, se les realizaron los ensayos de corte y de doble compresión a fin de obtener los parámetros de textura que incluyen: firmeza, elasticidad, adhesividad, masticabilidad, dureza, cohesividad, y resiliencia.

Capítulo 4.Parámetros de calidad en pasta cocida sin gluten

El efecto de la formulación en las propiedades mecánicas de las diferentes pasta libres de gluten ensayadas, se muestra en la Figura 4.11, donde se presentan curvas experimentales Fuerza versus Distancia. Se observó un aumento de la fuerza durante la compresión de la muestra hasta alcanzar un máximo y luego una caída abrupta. La fuerza máxima, a la que se denominó fuerza de corte (N) corresponde a la fuerza requerida para cortar la masa, directamente relacionada con la firmeza del producto. En esta Figura también se muestra la curva de la muestra control (pasta de huevo con harina de trigo). Como puede observarse, la fuerza necesaria para cortar la muestra control fue mucho más alta que las fuerzas correspondientes a fideos LG lo que es característico en este tipo de productos. El valor de la fuerza de corte para la muestra control fue de 29.07 N.

Figura 4.11. El gráfico de las curvas del ensayo de corte para las formulaciones cocidas y la muestra control.

Como se explicó en la Sección 4.2.1.10 se modeló la fuerza de corte en función del contenido de proteínas y humedad de los fideos LG frescos. En la Tabla 4.4, se muestran los coeficientes correspondientes a la regresión. El signo y la magnitud de los coeficientes indican el efecto de las variables sobre las respuestas.

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Tabla 4.4. Coeficientes de regresión para los modelos de predicción para Fuerza de corte, la significación estadística del modelo, y falta de ajuste.

En la Figura 4.12 se observa la superficie de respuesta de la fuerza de corte obtenida a partir del modelo propuesto. Cuando el porcentaje de proteínas era bajo, la fuerza de corte aumentaba notablemente a bajo contenido de agua, mientras que si se incrementaba el contenido de agua y de proteínas, la influencia del porcentaje de agua era menor. El coeficiente cuadrático positivo, explica el mínimo en la fuerza de corte a niveles intermedios de agua.

Figura 4.12. Efectos del contenido de proteína y agua (g/ 100 g de masa) en la variable dependiente fuerza de corte

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Existe una influencia notable del contenido de proteínas y agua sobre la fuerza de corte. Según el análisis del modelo, para un bajo contenido de proteínas, el agua influye marcadamente, ya que el aumento del contenido de agua produce una notable disminución en la fuerza de corte. Mientras que para un alto contenido de proteínas, no se ve una influencia importante del agua. En investigaciones llevadas a cabo por Malcolmson y col., (1993) sobre parámetros de calidad de espagueti se evidenció que la firmeza se ve afectada principalmente por el nivel de proteína, coincidiendo con los autores Walsh y Gilles (1971) y Alamprese y col. (2005), los cuales expresaron que al exponer la pasta de huevo elaborada con harina de trigo a un tratamiento hidrotérmico (cocción) se forma una red de proteínas compacta que mejora la incorporación de los gránulos de almidón en la superficie y da lugar a una estructura más firme. Sin embargo en el caso de nuestras pastas se observó la mayor fuerza de corte cuando existe menor cantidad de proteínas y de humedad en la formulación de la masa. Este comportamiento podría ser atribuido a que, en esas condiciones, en la composición hay una mayor cantidad de almidón presente, que aumenta la firmeza del producto. Este mismo efecto se ha informado en pastas de semolina, donde la firmeza de los fideos cocidos está asociada a la presencia de almidón gelatinizado (Dexter y Matsuo, 1979), y en investigaciones llevadas a cabo por Sozer y col. (2007) en espaguetis enriquecidos con almidón resistente, donde la firmeza aumentaba con el incremento del contenido de almidón resistente en la formulación.

El ensayo con dos ciclos de compresión propone simular la acción de la mandíbula mediante dos ciclos de doble compresión; mediante el análisis de las curvas de fuerza versus tiempo, se obtuvieron los parámetros dureza, cohesividad, elasticidad, adhesividad, masticabilidad y resiliencia. Las curvas para las muestras cocidas se muestran en la Figura 4.13, en la que se observan las diferencias entre las distintas formulaciones ensayadas y la muestra control (pasta formulada con harina de trigo).

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Figura 4.13. Curva del Ensayo con dos ciclos de compresión de las diferentes formulaciones desarrolladas

Se modelaron, dureza, adhesividad, elasticidad y resiliencia de los fideos cocidos, en función del contenido de proteínas y humedad de las pastas frescas; pero no fue posible ajustar un modelo matemático sencillo a los valores de cohesividad y masticabilidad obtenidos. En la Tabla 4.5, se observan los coeficientes correspondientes a cada modelo y en las Figura 4.14 a, b, c y d las superficies de respuesta.

Tabla 4.5. Coeficientes de regresión para los modelos de predicción para dureza, elasticidad, adhesividad y resiliencia, la significación estadística del modelo, y falta de ajuste

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La dureza presentó una superficie tipo una “silla de montar” (Figura 4.14a). Se puede observar en dicha Figura, que la máxima dureza correspondió a un nivel intermedio de agua, tanto para niveles altos y bajos de proteínas, mientras que la dureza presentó valores mínimos en los niveles altos y bajo de agua para un contenido intermedio de proteínas. Algunos autores consideran que la presencia de amilosa es un factor que afecta la dureza de los fideos (Morrison y Azudin 1987, Toyokawa y col., 1989). Se puede observar que con menor contenido de agua en la formulación las muestras presentaron menor dureza; esto puede atribuirse a que el agua disponible no fue suficiente para permitir la gelatinización total del almidón, formando una masa desgranable. Todas las muestras LG estuvieron por debajo del valor de la muestra control (41.8±1.6 N).

Figura 4.14. Efectos del contenido de proteína y agua (g/ 100 g de masa) en las variables dependientes a) dureza, b) elasticidad, c) adhesividad y d) resiliencia

Referido al parámetro elasticidad (springiness) el modelo encontrado presenta dos coeficientes negativos uno lineal para la variable proteína y un coeficiente cuadrático para la variable agua. La Figura 4.14b muestra que a mayor contenido proteico el producto era menos elástico, independientemente del contenido de agua. Por otro lado, se observa la dependencia cuadrática con el contenido de agua; en los niveles medios, el producto era

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más elástico que en los valores extremos. Cabe recordar que las pastas que contenían menor contenido de proteínas tenían más cantidad de almidón, lo que pudo influir en la elasticidad de las mismas.

La superficie de respuesta que ajusta el modelo propuesto para el parámetro de adhesividad (Figura 4.14c) muestra que existió un aumento de la adhesividad en las formulaciones con menor contenido proteico, representado por el coeficiente lineal negativo de la variable proteína, y un mayor contenido de agua. La modificación del contenido de agua en la formulación, produjo un cambio marcado de adhesividad en la masa; a nivel alto de agua el nivel menor de proteínas produjo un aumento de este parámetro, mientras que un alto contenido de proteínas la disminuyó, representado con el coeficiente de interacción del modelo. Teniendo en cuenta que la adhesividad está relacionada con la cantidad de almidón y del almidón gelatinizado en el producto (Sozer y col, 2006), se podría atribuir el aumento de la misma a la mayor cantidad de almidón en las muestras y a que la matriz proteica era más débil, lo que permitiría que, durante la gelatinización del gránulo de almidón, una mayor cantidad de material escapara al agua de cocción o a la superficie del producto (Dexter y col., 1985).

El parámetro de resiliencia está relacionado con la capacidad de recuperación de las muestras hacia su forma original, y según Voisey y col. (1978) la resiliencia de los fideos cocidos depende fuertemente del contenido de proteína. Este parámetro se ajustó a un modelo cuadrático, y la superficie de respuesta correspondiente se representa en la Figura 4.14d. Se puede observar que a medida que la proteína disminuyó, las muestras presentaron menos recuperación. Debido al coeficiente de interacción significativo se podría concluir que a nivel alto de proteína, las muestras con bajo contenido de agua tuvieron una mayor recuperación, mientras que a niveles más altos de agua y cuando el contenido de proteínas era bajo, presentaron el mismo comportamiento pero la recuperación fue menor. Los coeficientes cuadráticos para ambas variables son negativos, es por esto que la superficie presenta parábolas inversas, presentando un máximo para alto contenido de proteínas y valores intermedios de agua.

La textura de los tallarines frescos cocidos proviene principalmente de la matriz proteína- almidón estable y flexible (Hung-Chia y col., 2010). Es probable que tanto el estado del almidón y la estructura de la superficie contribuyeron al desarrollo de la textura elástica y, en particular, a la pegajosidad de la pasta.

Como se expresó no fue posible modelar matemáticamente los parámetros de cohesividad y masticabilidad; sus valores medios se muestran en la Tabla 4.6.

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Tabla 4.6. Resultados del ensayo de dos ciclos de compresión para las variables de cohesividad y masticabilidad de las formulaciones de fideos libre de gluten8.

8Valores de medias seguidos por la misma letra en la misma columna no son significativamente diferentes (P >0,05);

La cohesión de los fideos depende principalmente de la competencia entre las moléculas de almidón y de proteína para formar una red continua (Sozer, 2006); Rivas y col. (2000) proponen que la red de proteína formada limita la difusión de agua a los gránulos de almidón lo que afecta la cohesión de la masa. La cohesividad, puede ser un parámetro indicador de cómo se mantiene unida la matriz durante la cocción, en este trabajo ninguna formulación difirió significativamente de la formulación control elaborada con harina de trigo (P>0.05).

La masticabilidad está relacionada con la fuerza elástica de la matriz proteica de los fideos; el mayor valor correspondió para la formulación que posee mayor cantidad de proteínas y el valor mas bajo de agua (E). Sin embargo existió una marcada diferencia al variar el contenido de proteínas y agua; si el contenido de proteína era alto al nivel más bajo de agua, aumentó el parámetro mientras que cuando el nivel de agua era mayor, disminuyó su valor. Para bajos contenidos de proteína, el valor de masticabilidad fue menor cuando el contenido de agua era bajo.

Los valores de elasticidad (0.95), adhesividad (-0.84 N), resiliencia (0.68) y cohesividad (0.67) de la muestra control no fueron significativamente distintos de los valores obtenidos por la muestras LG (P>0.05); no así el parámetro masticabilidad (26.8 N), que fue significativamente (P<0.05) diferente de las formulaciones A, D, E y G. Esto puede deberse a que es un parámetro indirecto obtenido a partir del producto de tres parámetros directos entre ellos la dureza, la cual también fue significativamente (P<0.05) distinta de los valores de las muestras LG.

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4.3.2 Optimización

El objetivo de esta etapa, fue encontrar una formulación que nos permitiera obtener fideos cocidos de alta calidad y óptimas características texturales, utilizando los parámetros estudiados en las secciones anteriores (pérdidas por cocción, materia orgánica total, fuerza de corte, dureza, adhesividad, elasticidad, y resiliencia). Según varios autores los fideos de buena calidad deben tener bajas pérdidas por cocción y materia orgánica total, así como baja adhesividad (Antognelli, 1980; Pomeranz, 1987; D'Egidio y col., 1982; Dexter y col., 1983). También se tuvieron en cuenta los valores obtenidos con la muestra control de harina de trigo para determinar los rangos deseados para dureza, elasticidad, resiliencia y fuerza de corte.

Otro factor importante a considerar es el grado de facilidad para la elaboración de los productos; es decir, no todas las masas se comportaron igual cuando se amasaron y se pasaron por los rodillos de la laminadora, por lo que se agregó un parámetro más, de tipo empírico, con una puntuación entre 0 y 5 (de menor a mayor facilidad de laminado). En la Tabla 4.7 se muestran los valores adjudicados a cada formulación.

Tabla 4.7. Factores de grado de facilidad de elaboración de la pasta.

El proceso de optimización se llevó a cabo como se explicó en la Sección 3.2.8 del Capítulo 3, encontrando una función de conveniencia general a partir de múltiples respuestas, considerando que los modelos propuestos se ajustaban a los valores experimentales adecuadamente y que se pueden utilizar para la predicción de valores de los parámetros dentro de rango experimental. En la Tabla 4.8 se muestran las condiciones impuestas para la optimización de la formulación, el valor de conveniencia obtenido para cada una de las variables consideradas y el valor de conveniencia general.

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En las variables de elasticidad y resiliencia el rango impuesto es referido a los valores de la masa control de trigo.

Tabla 4.8. Criterios de optimización para cada respuesta, respuesta predicha, valor de conveniencia para cada una de las variables y el valor de conveniencia general.

La formulación predicha presentó un valor de conveniencia igual a 0.570, el que resulta aceptable teniendo en cuenta el gran número de respuestas que fueron optimizadas simultáneamente. Los valores de agua y proteína sugeridos fueron 35.96% y 6.6%, respectivamente. Se puede concluir, entonces, que la cantidad de proteína influye notablemente en la buena calidad de la masa y el nivel de agua es un valor intermedio al propuesto en el diseño.