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Clave: 811242
DIGESTIBILIDAD DEL ALMIDÓN DE PASTAS
ELABORADAS A PARTIR DE MEZCLAS CON HARINA DE
GARBANZO
Perla, Osorio Díaz; Maribel, Mendoza Vinalay; Luis Arturo, Bello
Pérez.
DIRECCIÓN DE LOS AUTORES
Desarrollo Tecnológico, CeProBi – IPN, Carr. Yautepec-Jojutla Km. 8.5 Col. San Isidro, 62731 Yautepec, Morelos, México.
CORREO ELECTRÓNICO
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INTRODUCCIÓN
Desde el punto de vista nutricional, el concepto de la importancia de los carbohidratos ha cambiado. Anteriormente se les atribuía únicamente un papel energético en la dieta, por lo que su estudio y cuantificación estaban relegados a un segundo plano, donde las proteínas y las grasas eran las moléculas de interés. En la década de los ochentas se pone de manifiesto que, por un lado, los carbohidratos digeribles juegan un papel relevante en el desarrollo de enfermedades metabólicas donde la alimentación está comprometida, como las enfermedades crónico degenerativas; por otro lado, se deja de lado la idea de que el almidón, principal carbohidrato de la dieta, es una molécula completamente digerible, aportando únicamente energía a quien la consume. Se sabe ahora, que una fracción del almidón no es digerible por las enzimas humanas, pasando directamente hasta el colon, donde es fermentada por las bacterias de la flora normal, de la fermentación de este almidón, denominado almidón resistente, se derivan los ácidos grasos de cadena corta (acético, propiónico y butírico) quienes juegan un papel relevante en la prevención de enfermedades como cáncer de colon, disminución de los niveles de colesterol y triglicéridos en sangre; el almidón resistente además influye en un descenso ligero de la saciedad y disminución del aporte energético de la dieta. De esta forma, los carbohidratos de la dieta han sido clasificados en dos grandes grupos: a) digeribles y b) no digeribles; a su vez los carbohidratos digeribles pueden ser lenta o rápidamente digeribles, mientras que los no digeribles, donde está presente el almidón resistente, pueden ser clasificados en cuatro tipos (AR1, AR2, AR3 y AR4), que depende de las características de su resistencia. Con lo que respecta a los carbohidratos digeribles, éstos pondrán tener diferente respuesta glucémica posprandial, es decir la cantidad y la velocidad en que la glucosa que entra al torrente sanguíneo dependerá de la naturaleza del alimento, así como de los mecanismos aplicados en su procesamiento. La importancia de medir la respuesta glucémica se halla asociada a la respuesta insulinémica que ésta despierta, es decir a una mayor o menor concentración de glucosa en sangre habrá una mayor o menor secreción de insulina. Hay evidencia donde se asocia una elevada secreción de insulina al desarrollo de
3 enfermedades cardiovasculares. En general, la respuesta insulinémica se asocia en gran medida con la repuesta glucémica provocada por un alimento, la cual puede ser cuantificada por el índice glucémico, definido y desarrollado por Jenkins et al. en 1981. El índice glucémico se define como el área bajo la curva de la repuesta glucémica de un alimento de prueba, expresado en porcentaje de respuesta de un alimento estándar (pan o glucosa), ambos ingeridos por el mismo sujeto. La evidencia científica apoya la importancia de los efectos a largo plazo en las repuestas glucémicas de los alimentos. Las dietas de bajo índice glucémico han demostrado mejorar la tolerancia a la glucosa, corregir dislipidemias, disminuir el riesgo de enfermedad vascular y obesidad. Por tanto resulta significativo considerar el índice glucémico en el planteamiento de la alimentación con fines tanto terapéuticos como preventivos.
La pasta de trigo es considerada un alimento no balanceado, debido a su poco contenido de grasa y fibra dietética, y al bajo valor biológico de su proteína, ocasionado por la deficiencia de lisina. Sin embargo, debido a su fácil conservación, su cómoda y variada preparación culinaria, son razones suficientes para justificar su consumo.
Las leguminosas son tan ricas en proteínas como las carnes y casi tan ricas en glúcidos como los cereales. Junto a los cereales, son los alimentos de menor contenido acuoso y son los más altos en fibra, siendo un alimento muy importante desde el punto de vista nutricional. El garbanzo (Cicer arietinum), leguminosa de la familia Fabaceae, tiene muy bajos factores anti-nutricionales y se considera uno de los granos de menor digestibilidad.
Por tanto, se puede aumentar la calidad nutricional de una pasta utilizando harina de garbanzo como ingrediente agregado, para obtener un alimento de digestibilidad lenta y con mayor contenido de almidón, y con esto diversificar los alimentos con baja respuesta glucémica.
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MATERIALES Y MÉTODOS
Elaboración del producto
Se preparó una pasta alimenticia con mezclas de 20/80, 40/60 (p/p) de harina de garbanzo y sémola de trigo respectivamente y 100% sémola de trigo como control. La harina de garbanzo se preparó a partir de la molienda y tamizado de granos de garbanzo (Cicer arietinum), el cual se obtuvo como una donación por parte de la Universidad Autónoma de Sonora. La molienda de los granos se hizo con un molino comercial (IKA-WERKE, Modelo MF 10 Basic, Alemania), posteriormente se pasó por un tamiz con malla 50. La sémola de trigo durum fue obtenida del Molino Harinero San Blas (Puebla, México). La elaboración de las pastas fue manual, tipo casero, utilizando una batidora (Kitchen Aid Classic, Italia) para la mezcla de los ingredientes, amasado y cortado de la pasta (Accesorio para pasta, Kitchen, modelo KPRA). La pasta ya cortada fue sometida a un proceso de secado en un secador de bandejas (1 h, 60 ºC). La formulación de las pastas está especificada en la Tabla I.
Tabla I. Formulación de la pasta
Nivel de sustitución harina de trigo/harina de garbanzo Ingredientes (gramos) Control 80/20 60/40 Harina de trigo 100 80 60 Harina de garbanzo 0 20 40 Agua (mL) 50 50 50 Almidón total
Para analizar el contenido de almidón total se suió la metodología propuesta por Goñi et al., 1997. El método consiste en la solubilización del almidón en KOH 2M, seguida de la hidrólisis con amiloglucosidasa a pH 4.75, a 60° C, por 45 minutos. Como producto de la
5 hidrólisis se midió el contenido de glucosa por un método enzimático colorimétrico (GOD-POD)
Almidón disponible
El método consiste en la dispersión del almidón en agua hirviendo, seguido una incubación con α-amilasa termoestable. El sobrenadante se lleva a 100 m, de donde se tomó una alícuota de 0.5 ml con 1 mL de regulador de acetato de sodio a pH 4.75. Se sometió a una nueva hidrólisis con amiloglucosidasa, por 30 min, a 60°C. Se cuantificó la glucosa libre, por el método enzimático-colorimétrico de GOD-POD (Holm et al., 1986).
Almidón resistente
Se siguió el procedimiento propuesto por Goñi et al. (1996). El cual consiste en la hidrólisis consecutiva de la muestra con pepsina (40 ° C, 60 min, pH 1.5), amiloglucosidasa (37 ° C, 16 h, pH 4.75). Las muestras se centrifugan y se elimina el sobrenadante. El residuo se solubiliza con KOH 2M, durante 30 min; seguido de la hidrólisis con amiloglucosidasa (60°C, 45 min, pH 4.75). Se centrifuga y en el sobrenadante se determinó la glucosa liberada y se calculó el contenido de almidón resistente.
Fibra dietética
El contenido de fibra dietética en la muestra se determinó de acuerdo al método 985.291 de la AOAC (1997). El cual es un método enzimático-gravimétrico.
Predicción del índice glucémico
Para determinar la predicción del índice glucémico se siguió la metodología propuesta por Granfeldt et al. (1992). La técnica trata de emular las condiciones fisiológicas de la digestibilidad del almidón. La primera etapa requierió de voluntarios que masticaron la muestra, descargaron el material en un vaso de precipitado que contenía pepsina se incubó durante 30 min. (pH 1.5, 37 °C). La muestra se transfirió a tubos de diálisis y se adicionó amilasa pancreática. Los tubos de diálisis se incubaron a 37 °C, contra regulador
6 de fosfatos (pH 6.9, 3 h), tomándose alícuotas cada 30 min. Se cuantificó el contenido de azúcares reductores. Con los datos se obtuvo la curva correspondiente a la tasa de hidrólisis. El método se repitió exactamente igual para una muestra de pan. Se calculó el área bajo la curva correspondiente al pan y a cada una de las pastas, para obtener el índice de hidrólisis, cuyo valor fue empleado para calcular la predicción de índice glucémico con la ecuación de Granfeldt.
DESARROLLO
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Análisis químico proximal
Los resultados del análisis químico proximal se pueden apreciar en la Tabla II. La humedad de la muestra control, elaborada sólo con sémola de trigo, no fue estadísticamente diferente a la muestra 80/20, pero sí a la muestra 60/40. Se observa que la harina de garbanzo ocasionó un decremento en el contenido de humedad de las pastas, lo cual es más notorio en la mezcla donde se usó mayor concentración de la harina de garbanzo. La humedad de los sistemas alimenticios es importante debido a que la estabilidad de estos es dependiente del contenido de agua.
El contenido de proteínas fue mayor conforme se incremento el porcentaje de sustitución de harina de trigo por harina de garbanzo. Como es sabido las leguminosas contienen porcentajes más altos de proteína que los cereales. En el caso del garbanzo éste se reporta de 23.3 %, mientras que la sémola de trigo tiene 13.3 % de proteína. Por tanto, al incrementar el contenido de harina de garbanzo en las pasta, se incrementó el porcentaje de proteína total. También se sabe que la metionina es un aminoácido limitante en las proteínas de leguminosas pero no en cereales, y que la lisina es un aminoácido limitante en cereales pero no en leguminosas. Por tanto, cuando las leguminosas y cereales se combinan la calidad de la proteína es mayor, que cuando se consumen por separado.
7 El mismo comportamiento anterior se observó con el contenido de grasa en las pastas. Es sabido que el garbanzo es una de las leguminosas con mayor contenido de lípidos, aproximadamente 5 %, mientras que la sémola de trigo tiene alrededor de 2.5 %. Por tanto, mientras mayor fue el nivel de harina de garbanzo en las pastas, mayor fue la concentración de lípidos. Si bien los lípidos saturados han sido asociados a ciertas enfermedades crónico-degenerativas, el garbanzo es una fuente importante de ácido linoléico y oléico, ácidos grasos esenciales y polinsaturados que ejercen un efecto benéfico a la salud.
El contenido de cenizas en las pastas, representa de forma indirecta el contenido de minerales en la muestra. Una vez más, son las leguminosas una mejor fuente de minerales que los cereales, por tanto se observó un incremento en el porcentaje de cenizas conforme aumentó el nivel de harina de garbanzo. El garbanzo es fuente importante de minerales como calcio, zinc, hierro, fósforo, sodio y magnesio.
Tabla II. Resultados del análisis químico proximal de las diferentes pastas
Muestra Humedad Proteína Grasa Cenizas
Control 12.5 ± 0.44 a 13.4 ± 0.21 a 2.7 ± 0.16 a 0.8 ± 0.02 a
80/20 12.1 ± 0.23 a 15.9 ± 0.18 b 3.3 ± 0.33 a 1.4 ± 0.05 b 60/40 11.5 ± 0.40 b 18.2 ± 0.53 c 4.1 ± 0.18 b 1.7 ± 0.11 c
Media + error estándar, base seca
Valores que no presentan la misma letra en cada columna son significativamente diferentes (p<0.05) 80/20 = 80% sémola de trigo + 20 % harina de garbanzo
60/40 = 60% sémola de trigo + 40 % harina de garbanzo
Almidón total
Los resultados obtenidos para el contenido de almidón total se pueden observar en la Tabla III. La pasta control (preparada únicamente con sémola de trigo) presentó un contenido de almidón total de 72.3 %. Conforme la harina de garbanzo se adicionó a la pasta el contenido de almidón total disminuyó a 62.8 y 55.1 %. Esta tendencia se debe a un efecto de dilución causado por la adición de la harina de garbanzo, ya que la leguminosa
8 presenta menor contenido de almidón total (65%) que la sémola de trigo (70.1%). En trabajos similares, se reportó un contenido de almidón total de 74.1%, en espagueti, y de 72.9 % en espagueti adicionado con 25 % de harina de garbanzo (Goñi y Valentín-Gamazo, 2003), valor mayor que el determinado en este trabajo. La disminución del contenido de almidón total, en las pastas adicionadas con harina de garbanzo, puede estar asociado con la lenta digestión del almidón presente en las leguminosas y su impacto puede verse reflejado en la respuesta glucémica después del consumo de este tipo de espagueti como será discutido mas adelante.
Almidón disponible
El porcentaje de almidón disponible en la pasta control fue mayor que el valor determinado en las muestras adicionadas con la harina de garbanzo (Tabla III). Esta tendencia se debió al efecto de dilución, y a que el almidón de leguminosas presenta una menor digestibilidad (Tovar et al., 1992). El contenido de almidón digerible en otros trabajos similares se ha reportado de 71.1% (Goñi y Valentín-Gamazo, 2003) y de 83.71% (Rosin et al., 2002), en espagueti preparado con harina de trigo durum.
Se reporta también el contenido de almidón disponible en espagueti adicionado con 25% de harina de garbanzo con un valor de 69.9% (Goñi y Valentín-Gamazo, 2003), valor mayor al determinado en este estudio. La digestibilidad del almidón puede estar relacionada con las variedades del trigo y el garbanzo usadas. Sin embargo, también el método de preparación del espagueti pudo haber contribuido a la diferencia encontrada. La reducción en el contenido de almidón disponible en las pastas adicionadas con la harina de garbanzo muestra la potencialidad de éstas como un alimento nutraceútico.
Tabla III. Resultados del análisis de almidón total y almidón disponible de las pastas
Muestra Almidón total
(g/100g)
Almidón disponible (g/100g)
9
Control 72.3 ± 2.05 a 63.5 ± 0.21 a
80/20 62.8 ± 1.41 b 57.2 ± 1.78 b
60/40 55.1 ± 1.30 c 46.4 ± 2.05 c
Media + error estándar, base seca
Valores que no presentan la misma letra en cada columna son significativamente diferentes (p<0.05) 80/20 = 80% sémola de trigo + 20 % harina de garbanzo
60/40 = 60% sémola de trigo + 40 % harina de garbanzo
Almidón resistente
Los valores obtenidos para el contenido de almidón resisten total se observan en la Tabla IV. La disminución observada en el contenido de almidón disponible con el incremento en el contenido de harina de garbanzo en las pastas, puede estar también relacionado con el incremento en la cantidad de almidón resistente. El contenido mayor de almidón resistente (4.67 %) se encontró en la pasta a al cual se le adicionó 40% de la harina de garbanzo, y el valor menor se observó en la muestra control (2.84 %). Estos valores representan un incremento en el contenido de almidón resistente de 64 %, lo cual puede ser importante en los efectos benéficos a la salud asociados con el consumo de almidón resistente (Hallert et al., 2003). En un estudio realizado con espagueti se determinó también el contenido de almidón resistente, usando el mismo método que en este trabajo; en dicho trabajo el espagueti presentó un contenido de almidón resistente de 2.92 %, y un espagueti adicionado con 25% de harina de garbanzo mostró un valor mayor, 3.78 % (Goñi y Valentin-Gamazo, 2003). Sin embargo, en otro trabajo se reportó un valor menor de almidón resistente para espagueti elaborado con trigo durum (1.38%) (Rosin et al., 2002).
Fibra dietética
El contenido de fibra dietética de las diferentes pastas elaboradas se puede observar en la Tabla IV. Nuevamente se observa que conforme se incrementó el nivel de harina de garbanzo, los valores de la fibra dietética también aumentaron. Los valores de fibra dietética reportados para garbanzo oscilan alrededor de 19 %, mientras que para la sémola
10 de trigo están alrededor de 10.3 %. Además de que los cereales per se contienen menos fibra dietética que las leguminosas, el tratamiento para la preparación de las harinas excluye el salvado de trigo, que viene siendo gran parte de la fibra de los cereales; mientras que para la preparación de la harina de garbanzo se conservo la estructura íntegra de la leguminosa. Por tanto, las pastas elaboradas a partir de mezclas con harina de garbanzo ven enriquecido el aporte de fibra dietética, en hasta 38.6 % más, en el caso de la pasta 60/40.
Como es bien sabido, el consumo de fibra dietética diario es una recomendación nutricional para mantener un estado saludable en el aparato digestivo. Además, de que la fibra dietética ha sido señalada como uno de los factores responsable en la prevención de enfermedades crónico-degenerativas. Las pastas elaboradas a partir de mezclas con leguminosas son una buena opción para el consumo de fibra dietética.
Tabla IV. Análisis de almidón resistente y fibra dietética
de las diferentes pastas
Muestra Almidón resistente
(g/100g) Fibra dietética (g/100g) Control 2.8 ± 0.04 a 9.7 ± 0.37 a 80/20 3.5 ± 0.38 b 11.0 ± 0.51 b 60/40 4.7 ± 0.23 c 15.8 ± 0.36 c
Media + error estándar, base seca
Valores que no presentan la misma letra en cada columna son significativamente diferentes (p<0.05) 80/20 = 80% sémola de trigo + 20 % harina de garbanzo
60/40 = 60% sémola de trigo + 40 % harina de garbanzo
Predicción del índice glucémico
La cinética enzimática de la hidrólisis del almidón para las pastas analizadas se muestra en la Figura 1. Mientras que el Índice de hidrólisis calculado a partir de las curvas y la predicción del índice glucémico, se presentan en la Tabla V. El pan blanco que fue usado como referencia presentó un valor de aproximadamente 50% a los 180 minutos, dato que coincide con los reportados en el protocolo original de Grandfeldt et al. (1992). En
11 general, el desarrollo de la hidrólisis no varió en las pastas hasta los 90 min; posteriormente, la pasta control presentó el mayor porcentaje de hidrólisis. En este mismo sentido, cuando el nivel de harina de garbanzo se incrementó el porcentaje de hidrólisis fue menor. Esta digestión lenta, observada en las pastas con harina de garbanzo, puede deberse a que las paredes celulares de las leguminosas son rígidas y presentan mayor resistencia mecánica, aún después de que son sometidas a procesos de cocción (Tovar et al., 1992). Además, las características propias del almidón de las leguminosas son importantes para este comportamiento (Grandfelt et al., 1992; Björck, et al., 1994). Adicionalmente, después de la masticación de las pastas, es probable que las partículas se mantengan compactas y se produzca una barrera física, impidiendo la interacción entre la enzima y el sustrato (amilasa/almidón) lo que retarda el proceso de hidrólisis del almidón.
0 10 20 30 40 50 60 70 0 30 60 90 120 150 180 tiempo (min) % H id ró lis is
Figura. 1. Curva de hidrólisis del pan blanco de referencia ( ♦ ), control ( ■ ), 80/20 ( ▲ ),
60/40 ( x ) de las pastas elaboradas con mezclas de sémola de trigo y harina de garbanzo.
También en los valores del Índice de hidrólisis, así como de la predicción del Índice glucémico (Tabla V) de las pastas adicionados con harina de garbanzo, se puede observar el efecto de lenta digestión, bien conocido, que tienen los almidones de leguminosas (Tovar et
12 al., 1992; Velasco et al.., 1997; Tovar et al., 2003). Adicionalmente, a las propiedades intrínsecas del almidón de las leguminosas, la viscosidad otorgada por la presencia de la fibra dietética, es importante en la lenta difusión de los productos de la hidrólisis del almidón hacia la mucosa intestinal, por lo tanto estas características, en su conjunto, disminuyen la velocidad de difusión de los productos de la hidrólisis del almidón de las pastas. La acción combinada de estos factores trae como resultado que las respuestas glucemicas, después del consumo de leguminosas, sean moderadas. Esta tendencia observada en este trabajo es similar a lo reportado en la mezcla de fríjol y tortilla (Sáyago-Ayerdi et al., 2005). También se han observado valores menores de Índice glucémico en espagueti elaborado con trigo durum (72.8) y en espagueti adicionado con 25% de harina de garbanzo (58.9) (Goñi y Valentín-Gamazo, 1992), aunque los valores se obtuvieron usando otro método, donde la glucosa es medida directamente en sangre, después de consumir el alimento de prueba, en voluntarios sanos. La lenta absorción de glucosa, es decir Índice glucémico bajo de los alimentos, ha sido señalado como un factor determinante para controlar la alimentación de pacientes diabéticos, obesos, e incluso de deportistas. Dando tiempo para que la insulina responda adecuadamente a las concentraciones de glucemia posprandial.
Tabla V. Resultados del análisis Índice de hidrólisis y predicción del Índice glucémico
de las diferentes pastas
Muestra Índice de hidrólisis Predicción del Índice
glucémico
Control 84.1 ± 11.38 a 80.7
80/20 72.5 ± 5.25 b 71.6
60/40 61.8 ± 7.38 c 60.6
Media + error estándar, base seca
Valores que no presentan la misma letra en cada columna son significativamente diferentes (p<0.05) 80/20 = 80% sémola de trigo + 20 % harina de garbanzo
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CONCLUSIONES
La pasta tiene un nivel de consumo muy amplio, esto debido a su bajo costo y diversidad culinaria, es considerado un alimento bajo en grasa; pero con deficiencias en lisina, un aminoácido de los considerados esenciales en la nutrición humana. Esta deficiencia puede cubrirse con la mezcla de leguminosas, que son fuente rica en proteínas, y a pesar que presenta deficiencia en metionina, junto a los cereales tienen una compatibilidad que permite balancear las carencias que ambos alimentos poseen. Además, el porcentaje de fibra dietética en los cereales disminuye debido al proceso de refinamiento al que se someten, no así en las leguminosa, quienes se caracterizan por tener un tipo de fibra resistente a los procesos térmicos y mecánicos. Se conoce además, que la digestibilidad de los cereales y los productos elaborados a partir de éstos es alta, en contraste con las leguminosas donde es relativamente baja. En fechas recientes se recomendó el consumo de productos que tenga un baja respuesta glúcemica, debido a los factores favorables que proporcionan a la salud de los individuos. Por tanto, se puedo aumentar la calidad nutricional de una pasta utilizando harina de garbanzo como ingrediente agregado para obtener un alimento de digestibilidad lenta y con menor contenido de almidón; mayor contenido de fibra dietética y almidón resistente; diversificando los alimentos con baja respuesta glucémica. Catalogadas como un alimento nutraceútico, factible de ser usado en el tratamiento y prevención de enfermedades comprometidas con la alimentación.
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