UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA EQUINOCCIAL
FACULTAD DE CIENCIAS DE LA INGENIERÍA
CARRERA DE INGENIERÍA DE ALIMENTOS
ESTUDIO DE LA SUSTITUCIÓN PARCIAL DE LA HARINA DE
TRIGO POR LA HARINA DE AMARANTO CRUDO Y TOSTADO
EN LA ELABORACIÓN DE PAN
TRABAJO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO
DE INGENIERA DE ALIMENTOS
YESENIA LESLY SARMIENTO VITERI
DIRECTORA: ING. GABRIELA VERNAZA
DECLARACIÓN
Yo YESENIA LESLY SARMIENTO VITERI, declaro que el trabajo aquí descrito
es de mi autoría; que no ha sido previamente presentado para ningún grado o calificación profesional; y, que he consultado las referencias bibliográficas que se incluyen en este documento.
La Universidad Tecnológica Equinoccial puede hacer uso de los derechos correspondientes a este trabajo, según lo establecido por la Ley de Propiedad Intelectual, por su Reglamento y por la normativa institucional vigente.
_________________________ YESENIA LESLY SARMIENTO VITERI
CERTIFICACIÓN
Certifico que el presente trabajo que lleva por título “Estudio de la sustitución
parcial de la harina de trigo por la harina de amaranto crudo y tostado en la elaboración de pan”, que, para aspirar al título de Ingeniera de Alimentos
fue desarrollado por YESENIA LESLY SARMIENTO VITERI, bajo mi dirección
y supervisión, en la Facultad de Ciencias de la Ingeniería; y cumple con las condiciones requeridas por el reglamento de Trabajos de Titulación artículos18 y 25.
___________________ Ing. Gabriela Vernaza, Ph.D.
DEDICATORIA
Esta tesis va dedicada a cada una de aquellas personas que se están formando para ser profesionales en un futuro.
AGRADECIMIENTO
Quiero agradecer primero a Dios por haberme guiado por el camino correcto a seguir, por darme sabiduría, paciencia y felicidad.
Segundo quiero agradecer a mis padres Humberto y Magdalena, a mis hermanas Andrea, Deisy y Yadira porque han sido las personas que han estado conmigo en los buenos y malos momentos, en risas y llantos, por darme esas fuerzas para salir adelante y enfrentar los problemas, por darme ese apoyo incondicional que me ha ayudado y llevado a ser la persona que ahora soy, la felicidad que he vivido ha derivado del amor que me han sabido dar mi familia. Tercero quiero agradecer a mi grandiosa Institución Universidad Tecnológica Equinoccial, donde he recibido todos los conocimientos necesarios para enriquecer cada día mi formación académica, a mis profesores por enseñarme a ser una persona con principios éticos.
También quiero agradecer a mi directora de Tesis Ing Gabriela Vernaza por su esfuerzo y dedicación, quien con sus conocimientos, su experiencia, su paciencia y su motivación ha logrado en mí que pueda terminar mis estudios con éxito.
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ÍNDICE DE CONTENIDOS
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RESUMEN... VIII
ABSTRACT ... X
1. INTRODUCCIÓN ... 1
2. MARCO TEÓRICO ... 4
2.1.AMARANTO ... 4
2.2.PRODUCIÓNDEAMARANTOENELECUADOR ... 4
2.3.TRANSFORMACIÓNEINDUSTRIALIZACIÓNDEL ... 5
AMARANTO. ... 5
2.4.COMPOSICIÓNNUTRICIONALDELAMARANTOY... 5
HARINADEAMARANTO. ... 5
2.5.TRIGO ... 8
2.6.CULTIVODETRIGOENELECUADOR ... 9
2.7.COMPOSICIÓNNUTRICIONAL DELTRIGOYDELA ... 9
HARINADETRIGO ... 9
2.8.PROPIEDADESFUNCIONALESDELTRIGO ... 12
2.8.1. PROTEÍNA ... 12
2.9.HARINADETRIGO ... 12
2.10.REOLOGÍA ... 13
2.11.PRUEBASREOLÓGICASENMASASDEHARINA ... 14
2.11.1. FARINÓGRAFO ... 14
2.11.2. ALVEÓGRAFO ... 15
2.11.3. EXTENSÓGRAFO... 15
ii
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2.12.PAN ... 17
2.13.ESTUDIOSRELACIONADOS ... 18
3. METODOLOGÍA ... 21
3.1.MATERIAPRIMA ... 21
3.2.OBTENCIÓNDELASHARINAS ... 21
3.3.CARACTERIZACIÓNDELASHARINAS ... 22
3.3.1. ANÁLISIS PROXIMAL ... 22
3.3.2. DETERMINACIÓN DEL ÍNDICE DE ABSORCIÓN EN AGUA (I.A.A) E ÍNDICE DE SOLUBILIDAD EN AGUA (I.S.A) ... 23
3.3.3. DETERMINACIÓN DEL pH ... 23
3.3.4. DETERMINACIÓN DE LA ACIDEZ TITULABLE ... 24
3.3.5. ANÁLISIS DE COLOR ... 24
3.4.ANÁLISISREOLÓGICOS-MIXOLAB ... 24
3.5.ELABORACIÓNDEPAN ... 25
3.5.1. ANÁLISIS DE LOS PANES OBTENIDOS ... 25
3.5.1.1. Volumen específico ... 25
3.5.1.2. Pruebas de color ... 26
3.5.1.3. Análisis sensorial... 27
3.6.ANÁLISISESTADÍSTICO ... 27
3.7.ANÁLISISPROXIMALDELPRODUCTOFINAL ... 28
4. ANÁLISIS DE RESULTADOS ... 29
4.1.MATERIAPRIMA ... 29
iii
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4.2.1. ANÁLISIS PROXIMAL ... 30
4.2.2. DETERMINACIÓN DEL pH ... 32
4.2.3. DETERMINACIÓN DE LA ACIDEZ TITULABLE ... 32
4.2.4. DETERMINACIÓN DEL ÍNDICE DE SOLUBILIDAD EN AGUA (ISA) E ÍNDICE DE ABSORCIÓN EN AGUA (IAA) ... 33
4.2.5. DETERMINACIÓN DE COLOR DE LAS HARINAS ... 35
4.3.PRUEBASREOLÓGICAS–MIXOLAB ... 37
4.4.CARACTERIZACIÓNDELOSPANESOBTENIDOS ... 41
4.4.1. COLOR DE LA CORTEZA DE LOS PANES OBTENIDOS ... 41
4.4.2. COLOR DE LA MIGA DE LOS PANES OBTENIDOS... 43
4.4.3. VOLUMEN ESPECÍFICO DE LOS PANES OBTENIDOS ... 45
4.5.ANÁLISISSENSORIAL ... 46
4.5.1. COLOR ... 46
4.5.2. OLOR ... 47
4.5.3. SABOR... 48
4.5.4. TEXTURA ... 48
4.5.5. ACEPTABILIDAD GLOBAL ... 49
4.5.6. POSIBILIDAD DE COMPRA ... 50
4.6.CARACTERIZACIÓNDELOSPANESCON5%Y10%DESUSTITUCIÓN DEHARINADEAMARANTOCRUDOYTOSTADO ... 52
5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ... 55
5.1.CONCLUSIONES ... 55
5.2.RECOMENDACIONES ... 57
BIBLIOGRAFÍA ... 58
iv
ÍNDICE DE TABLAS
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Tabla 1. Comparación nutricional de varios cereales ... 6
Tabla 2. Análisis nutricional del amaranto ... 7
Tabla 3. Análisis proximal de harina de amaranto ... 8
Tabla 4. Contenido nutricional del trigo ... 10
Tabla 5. Componentes de la harina de trigo ... 11
Tabla 6. Proteínas de la harina de trigo ... 11
Tabla 7. Metodologías utilizadas para los análisis físico-químicos. ... 22
Tabla 8. Caracterización fisicoquímica del grano de amaranto ... 29
Tabla 9. Caracterización físico-química de las harinas ... 30
Tabla 10. Determinación de pH de las harinas ... 32
Tabla 11. Acidez titulable de las harinas ... 33
Tabla 12. Índice de solubilidad y absorción de agua de las harinas ... 34
Tabla 13. Índice de blancura de las harinas ... 36
Tabla 14. Luminosidad, tono y saturación de las harinas ... 36
Tabla 15. Comportamiento reológico de las mezclas de harina de trigo con harina de amaranto crudo y tostado. ... 38
Tabla 16. Luminosidad, tono y saturación de las cortezas de los panes... 42
Tabla 17. Luminosidad, tono y saturación de la miga de los panes. ... 44
Tabla 18. Volumen específico de los panes obtenidos ... 45
Tabla 19. Color según análisis sensorial ... 46
Tabla 20. Olor según análisis sensorial. ... 47
Tabla 21. Sabor según análisis sensorial ... 48
Tabla 22. Textura según análisis sensorial ... 49
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ÍNDICE DE FIGURAS
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Figura 1. Curva mixolab estándar. ... 16
Figura 2. Posibilidad de compra de pan con harina de amaranto crudo. ... 51
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ÍNDICE DE ANEXOS
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Anexo I. Resultados de análisis mixolab ... 66
Anexo II. Análisis proximal de materia prima y harinas ... 73
Anexo III. Análisis proximal de las mejores cuatro formulaciones ... 77
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RESUMEN
El objetivo del presente trabajo de titulación fue realizar el estudio de la sustitución parcial de la harina de trigo por harina de amaranto crudo y tostado en la elaboración de pan. Para alcanzar este objetivo se pesó el grano de amaranto crudo en dos partes iguales, posteriormente una parte se molió directamente y otra parte se sometió al proceso de tostado a una temperatura de 150ºC por 23s. Se efectuó la caracterización de la harina de trigo, harina de amaranto crudo y harina de amaranto tostado envase a las siguientes pruebas: análisis proximal, determinación de pH, acidez, color, índice de absorción de agua e índice de solubilidad de agua. Luego se procedió a la mezcla de la harina de trigo con harina de amaranto cruda y harina de trigo con harina de amaranto tostada en diferentes proporciones 95-5%, 90-10% y 85-15%. Se evaluó la reología de las mezclas trigo-amaranto y de una muestra 100% harina de trigo a través del equipo Mixolab, donde se analizó el desarrollo de la masa, la gelatinización del almidón, la retrogradación del almidón, el debilitamiento de las proteínas y la actividad amilásica. Para la elaboración de pan se tomó como base las formulaciones analizadas por medio del equipo Mixolab mas agua, mejorador, azúcar, levadura, sal y manteca. A los panes obtenidos se les realizó pruebas de volumen específico, color de corteza y color de miga. A continuación se procedió con el análisis sensorial, se midió la aceptabilidad de los productos obtenidos en donde se determinó el color, sabor, olor, textura, en una escala hedónica de 1 a 10 puntos.
ix Para el volumen específico de los panes obtenidos se determinó que los panes elaborados con harina de amaranto crudo presentaron mayor volumen.
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ABSTRACT
The objective of this work was to study the partial substitution of wheat flour by raw and toasted amaranth flour for bread making.
To achieve this objective the grain amaranth was weighed into two equal parts, subsequently a part was milled directly, and another part was subjected to roasting process at 150 °C for 23s.
Was effected the characterization of wheat flour, raw meal amaranth flour and toasted based on the following tests: proximate analysis, determination of pH, acidity, color, water absorption index and water solubility index.
1
1.
INTRODUCCIÓN
El pan es un producto perecedero que resulta de la cocción de una masa obtenida por la mezcla de harina de trigo, sal comestible y agua potabilizada, fermentada por especies de microorganismos propios de la fermentación
panaria, entre los más conocidos se tiene a la especie Saccharomyces
cerevisiae (Reglamento Técnico Sanitario, 2002). Es un alimento importante para muchas personas ya que las materias primas empleadas para la elaboración de dicho producto poseen un alto contenido de proteínas y vitaminas (Mosquera, Pacheco & Martínez, 2012).
El trigo (Triticum Vulgare) es el cereal más utilizado del mundo, pertenece a la familia de las gramíneas. Casi un 75% de la producción se utiliza para la obtención de harina de trigo, lo cual es destinado para la elaboración de pan (Botanical, 2013).
La Norma INEN 616 (2006) define a la harina de trigo como un producto obtenido de la molienda y tamizado del endospermo del grano de trigo hasta un grado de extracción establecido.
La harina de trigo es la principal materia prima para la elaboración de pan, sus principales componentes son: Almidón (70-75%), proteínas (10-12%), polisacáridos no del almidón (2-3%), lípidos (2%).
Las proteínas que se encuentran en el trigo como las proteínas del gluten le proporcionan a la masa de trigo una funcionalidad que a diferencia de otras harinas de cereales no le proporcionan; desde el punto de vista reológico la masa de harina de trigo se comporta como un fluido visco-elástico lo cual hace que la masa tenga la propiedad de ser elástica y poder estirarse (De la Vega, 2009).
2
El amaranto (Amaranthus sp) perteneciente a la familia Amaranthaceae,
también conocido como grano negro es un cereal tradicional de la región Andina; posee un 80% más de proteínas que el trigo, contiene 5 veces más de lisina que el trigo lo cual es muy buen aporte para niños y mujeres en etapa de gestación y el doble de metionina que el trigo, también posee cisteína y aporta vitamina E, fósforo, calcio y es pobre en grasa, no posee gluten por lo cual puede ser consumido por personas celíacas (Mosquera, Pacheco & Martínez, 2012).
Los cereales maíz, trigo y arroz son considerados como no balanceados ya que en su composición de aminoácidos les hace falta lisina, para dar una alimentación óptima.
En la actualidad se ha comprobado que el amaranto posee un alto contenido nutricional, por lo tanto al ser molido no pierde ninguna de sus propiedades benéficas (Estrada, Figueroa & Palacios, 2010).
La harina de Amaranto se la puede preparar luego de haber tostado el grano, el proceso de tostado se utiliza para mejorar las características organolépticas del alimento y aumentar su digestibilidad (Jaik & Tena, 1986).
La composición química y el valor nutricional de la harina de amaranto es: humedad (10.1%), proteína (17.8g), grasa (3.2g), fibra (5.1g), cenizas (2.1g), carbohidratos (61.7 g) (Sánchez & Maya, 1986).
La harina de amaranto entero podría ser utilizada como un sustituto parcial de la harina de trigo en las formulaciones de pan (Sánchez & Maya, 1986).
La proteína que se encuentra en los alimentos está conformada por aminoácidos, el ser humano necesita 20 aminoácidos de los cuales 11 son sintetizados por nuestro propio organismo y los otros nueve se los adquiere en la dieta.
3 procedentes de la mezcla de harina de trigo con harina de amaranto cruda y tostada.
El objetivo de este trabajo fue estudiar la sustitución parcial de la harina de trigo por la harina de amaranto crudo y tostado en la elaboración de pan de molde. Para alcanzar este objetivo general se plantearon los siguientes objetivos específicos:
Caracterizar fisicoquímicamente la harina de trigo y las harinas de
amaranto obtenidas.
Evaluar la reología de las diferentes formulaciones de masas de
trigo-amaranto.
Elaborar pan de molde con diferentes formulaciones trigo-amaranto.
4
2. MARCO TEÓRICO
2.1. AMARANTO
El amaranto (Amaranthus sp.) es un pseudo-cereal de cultivo anual de origen
Andino, su nombre proviene del griego y significa “eterno, perdurable”, era
llamado como huautli por los indígenas y como bledo por los conquistadores (García & Herrerías, 1998).
El amaranto es una planta de color rojo-morado que produce semillas de color negro, posee una amplia adaptación, incluso en ambientes desfavorables. Desde tiempos muy antiguos como es la época pre-hispánica él amaranto ha logrado formar parte de los cultivos básicos de América, fue domesticada, cultivada y utilizada desde hace más de 4000 años (Peralta, 2009).
Fue utilizado en el valle de México por los Aztecas, en Guatemala por los Mayas, en Sudamérica por los Incas y cultivado junto al maíz, frijól y calabaza (Carpio, 2009)
Con la llegada de los españoles y durante la conquista, el amaranto casi tuvo que ser eliminado de la dieta indígena por razones políticas y religiosas, no desapareció totalmente ya que la producción de amaranto se mantuvo en lugar muy apartado de la conquista española (Peralta, 2009).
En el Ecuador, especialmente en la región Sierra se ha cultivado el sangaroche, el cual gracias a sus características morfológicas y botánicas se lo considera como Amaranthus hybridus (Peralta, 2009).
2.2. PRODUCIÓN DE AMARANTO EN EL ECUADOR
5 3000m a lo largo de la Sierra Ecuatoriana. El mayor productor de amaranto en el mundo es China con una siembra de 100 000 hectáreas (Manrique, 2006), según datos del INIAP en el Ecuador existen alrededor de 80 mil hectáreas aptas para el cultivo de amaranto, este total de hectáreas se encuentran ubicadas tanto en la Sierra como en la Costa, pero existe un control de dicho cultivo en el cuál reportan que solamente existen 15 ha cultivadas por este pseudo-cereal (INIAP, 2008).
2.3. TRANSFORMACIÓN E INDUSTRIALIZACIÓN DEL
AMARANTO.
El amaranto es un alimento muy importante que tiene varios usos tanto en la industria como en la alimentación humana, animal y en la medicina.
Es utilizado en forma de grano entero o molido en forma de harinas, este grano puede ser utilizado para la elaborar concentrados proteicos foliares por su elevado contenido de proteína, a su vez se utiliza como forrajera para el balanceado de ganado, al combinar este grano con otro tipo de granos se forma alimento para aves de corral (Chagaray, 2005).
Gracias a la existencia de este grano se elabora colorantes vegetales como la “amarantina” el cual es utilizado para la coloración de alimentos, este colorante da un color agradable y sabor apto para ser consumido (Chagaray, 2005).
2.4. COMPOSICIÓN NUTRICIONAL DEL AMARANTO Y
HARINA DE AMARANTO.
6 es inclusive superior al contenido de proteína de la leche (García & Herrerías, 1998).
El amaranto puede suplir a varios cereales como el maíz, arroz y trigo, por su contenido de lisina.
En la Tabla 1 se indica una comparación del contenido de proteína, carbohidratos, grasa, fibra y calorías del amaranto y otros cereales como el trigo, arroz y maíz (García & Herrerías, 1998).
Tabla 1. Comparación nutricional de varios cereales
Amaranto Arroz Trigo Maíz
Proteína 17.1 - 19.4 8 9 - 12.2 10.3 - 12.6 Carbohidratos 66 – 71 89.8 71.9 – 87 73.6 – 92
Grasa 8.0 - 8.6 1.1 1.1 - 3.4 4.6 - 5.7
Fibra 3.7 - 5-7 1 2.6 2.3
Calorías/100gr 391 409 390 404
(García & Herrerías, 1998)
La digestibilidad que posee este grano alcanza entre el 80 y el 92% (García & Herrerías, 1998).
7
Tabla 2. Análisis nutricional del amaranto
Parámetro Porcentaje (p/p) Humedad (g) 6.2 - 10.7
Cenizas (g) 1.09 – 4.9 Calcio (ppm) 1250.0 – 4600 Fósforo (ppm) 2900.0 – 7500
Hierro (ppm) 31.0 – 215 Magnesio (ppm) 2300.0 – 5400 Manganeso (ppm) 15.9 – 48.1
Zinc (ppm) 35.0 – 46
Cobre (ppm) 6.0 – 13.2
Riboflavina (mg) 0.03 – 0.32 Niacina (mg) 1.19 – 4.30 Vitamina C (mg) 1.7 – 7.24
Tiamina (mg) 0.07 – 0.90
(Carpio, 2009)
El grano o la harina de amaranto pueden emplearse en varios productos de panificación.
Al grano de amaranto se lo puede tostar y moler para obtener harina o solamente moler para extraer harina del grano crudo (Carpio, 2009).
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Tabla 3. Análisis proximal de harina de amaranto
Porcentaje
Humedad 10.1
Proteína 17.8
Grasa 3.2
Fibra 5.1
Cenizas 2.1
Carbohidratos 61.7
(Mosquera, Pacheco, & Martínez, 2012)
2.5. TRIGO
El trigo (Triticum spp) es el cereal más importante en la elaboración de pan, pertenece a la familia de las gramíneas, su nombre proviene del vocablo latino “triticum” que significa quebrado, esto hace una clara referencia del proceso que debe sufrir el grano de trigo para ser separado la cascarilla que lo recubre (Polo, 2010).
El trigo es uno de los cereales más producidos globalmente junto al maíz y el arroz, y el más consumido por el hombre en la civilización occidental.
Este grano es utilizado especialmente para elaborar harina integral, sémola, cerveza y una gran variedad de productos alimenticios.
El trigo es cultivado desde el comienzo de la agricultura, tienen su origen en la antigua Mesopotamia, la utilización de los primeros trigos se produjo hacia 15000-10000 años a.C (Gonzáles & Rojo, 2005), las más antiguas evidencias arqueológicas del cultivo de dicho grano vienen de Siria, Jordania, Turquía e Iraq (Hernández, 2012).
9 restos de granos en barro cocido en Jarmo que datan del año 6700 a.C; Egipto es conocido como el primer lugar donde se empezó la elaboración de pan fermentado (Polo, 2010).
2.6. CULTIVO DE TRIGO EN EL ECUADOR
El trigo se cultiva en todas partes del mundo, es el cultivo que ocupa mayor cantidad de hectáreas para su producción. La India es el mayor productor de trigo en el mundo con 94880 000 toneladas, a este le siguen China con 121023 000 toneladas y Estados Unidos con 61677 387 toneladas.
El trigo en el Ecuador es de gran importancia dentro de la alimentación familiar, sin embargo la producción del país no abastece la demanda interna, actualmente se encuentra produciendo 1246 83 toneladas.
El consumo es abastecido en un 98% por el trigo importado desde Canadá, Estados Unidos y México lo que representa un gasto aproximado de 145 millones (FAO, 2012).
2.7. COMPOSICIÓN NUTRICIONAL DEL TRIGO Y DE LA
HARINA DE TRIGO
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Tabla 4.Contenido nutricional del trigo
Nutriente / 100g Trigo
Proteína 11.7g
Hidratos de carbono 70 g
Lípidos 1.9 g
Potasio 410 mg
Calcio 40 mg
Magnesio 180 mg
Fósforo 340 mg
Vitamina E 0.4 mg
Niacina 4.8 mg
Biotina 0.006 mg
Tiamina 0.8 mg
Rivoflavina 0.3 mg
Piridoxina 0.5 mg
Ácido fólico 0.05 mg
(Nutrición y dietética, 2012)
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Tabla 5. Componentes de la harina de trigo
Componente Porcentaje (%)
Almidón 70-75
Proteínas 10-12
Polisacáridos no del almidón 2-3
Lípidos 2
(De la Vega, 2009)
Las proteínas de la harina de trigo se clasifican de acuerdo a su solubilidad como se observa en la Tabla 6.
El 20% del total de la proteína de la harina lo constituyen las albúminas y globulinas mientras que el 80% lo constituyen las gliadinas y gluteninas (Vásquez, Camacho, Granados, & Silva, 2009).
Tabla 6. Proteínas de la harina de trigo
Proteínas
Solubles en agua Albúminas
Solubles en solución salina Globulinas
Solubles en etanol al 70% Gliadinas
Solubles en ácidos diluidos o álcalis Gluteninas
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2.8. PROPIEDADES FUNCIONALES DEL TRIGO
2.8.1. PROTEÍNA
La proteína es una molécula muy importante formada principalmente por carbono, hidrógeno, oxígeno y nitrógeno, conocido comúnmente como CHON, puede contener azufre y en otros tipos de proteína, a su vez se puede encontrar fósforo, magnesio, cobre y otros elementos importantes (Luque, 2006).
Están constituidas por aminoácidos que son moléculas de bajo peso molecular. Se une el grupo carboxilo al amino mediante un enlace amida, a este enlace se lo denomina enlace peptídico (Mataix & Carazo, 2005).
El principal componente químico que poseen las harinas es la proteína, la cual determina el comportamiento reológico y la calidad que tienen las harinas (Luque, 2006).
2.9. HARINA DE TRIGO
Se define a la harina como un polvo fino que es obtenido por la molienda de cereales u otros alimentos ricos en almidón.
Se puede obtener harina de varios cereales como el centeno, maíz, trigo, cebada, avena, siendo el trigo el más utilizado en la industria de panificación (Gimferrer, 2009), según la Norma INEN 616 (2006), define a la harina de trigo como aquella harina que se obtiene de la molienda y tamizado del endospermo del grano de trigo.
Según la Norma INEN 616 (2006), clasifica a la harina de trigo en:
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Harina integral: se obtiene de de la molienda de grano limpios, puede ser tratada con blanqueadores y mejoradores, enzimas diastásicas y fortificarle con vitaminas y minerales como hierro, tiamina, riboflavina, ácido fólico.
Harina especial: el grado de extracción de estas harinas es bajo dentro de esta clasificación se encuentra la harina de pastificio, harina para galletas harina autoleudante.
Harina para todo uso: proviene de las variedades de trigos Hard red spring o Norther spring high red Winter.
2.10. REOLOGÍA
La reología es una ciencia que se dedica al estudio del flujo y la deformación de la materia aplicando esfuerzos, se establecen leyes que van a regir los cambios en el volumen y forma de un cuerpo determinado, al estudiar estas características en la masa de harina de trigo se puede dar un mejor uso tecnológico (Plaza, 1971).
De acuerdo a la funcionalidad de las proteínas se puede diferenciar dos tipos de proteína: las proteínas pertenecientes al gluten y las no pertenecientes al gluten.
La proteína perteneciente al gluten representan entre el 80-85% del total de la proteína de trigo, es la más importante en la producción de pan, se encuentra en el endospermo del grano, son insolubles en agua y en soluciones de sales diluidas, mientras que la proteína no perteneciente al gluten que representa entre el 15 y 20% del total de la proteína del trigo, se encuentra en la capa externa del grano, por lo tanto realiza un trabajo provisional en la elaboración de pan (De la Vega, 2009).
14 la porción de gluten que da firmeza y fuerza a la harina. Dentro de las proteínas no pertenecientes al gluten se tienen a las albúminas, globulinas y triticinas (De la Vega, 2009).
Las propiedades reológicas que adquiere la masa de harina de trigo son dadas por las proteínas del gluten, ya que son las responsables de conceder la propiedad visco elástica, es decir hace que la masa sea elástica y extensible (Guemes, Peña, & Dávila, 2003).
Cuando se mezcla la harina se elabora una masa, en donde se desarrolla una malla de gluten, en esta etapa se debe realizar un control de los posibles cambios reológicos que ha tenido la masa. Para realizar este control se debe hacer uso de un farinógrafo.
Los ensayos reológicos son de suma importancia, ya que permite clasificar a las harinas en varios tipos como son: para panificación, para elaboración de pastas y para elaboración de galletas.
2.11. PRUEBAS REOLÓGICAS EN MASAS DE HARINA
2.11.1. FARINÓGRAFO
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2.11.2. ALVEÓGRAFO
El alveógrafo es un equipo que ayuda a medir la tenacidad o resistencia de la formación de la masa, la extensibilidad es decir la viscosidad de la masa, el índice de hinchamiento y el trabajo de la deformación (De la Vega, 2009).
2.11.3. EXTENSÓGRAFO
El extensógrafo es un equipo que ayuda a determinar la tenacidad y elasticidad de la masa vs el tiempo dentro de la etapa de fermentación (De la Vega, 2009).
2.11.4. EQUIPO MIXOLAB
Es un equipo que permite determinar las características reológicas de una masa respondiendo al doble requisito de amasado y del aumento de temperatura, es muy utilizado en las industrias porque permite definir la naturaleza y comportamiento de las harinas, este equipo es normalizado, sencillo de ser manejado, trabaja de la misma forma con harinas o productos triturados, se adiciona automáticamente agua, es desmontable y de rápida limpieza, a su vez es adaptable y flexible (Chopin techologies, 2008).
El Mixolab es un equipo inteligente que tiene la capacidad de detectar trigos contaminados con gorgojos. Su principio consiste en medir la caída de consistencia tras una fase de reposo, a su vez es una herramienta que ayudará a tomar una decisión para realizar mezclas de diferentes harinas (Chopin techologies, 2008).
Existen tres tipos de equipos:
Mixolab estándar
16 C1: El comportamiento durante el amasado
C2: La calidad de las proteínas C3: La gelatinización del almidón C4: La actividad amilásica
C5: La retrogradación del almidón.
Figura 1. Curva Mixolab Estándar (Chopin techologies, 2008).
Mixolab profiler
17
Mixolab simulator
Proporciona resultados que pueden ser comparados en todos los puntos con el farinógrafo como: debilitamiento, hidratación, tiempo de desarrollo y estabilidad (Chopin techologies, 2008).
2.12. PAN
Se denomina pan aquel producto perecedero que resulta de la mezcla de harina de trigo, sal comestible y agua potable, fermentada por microorganismos propios de la actividad panaria (Reglamento Técnico Sanitario, 2002).
Según la Norma INEN 93 (1976), el pan se divide en cuatro clases: pan común, pan especial, pan semi-integral y pan integral.
Se denomina pan común a aquel pan que tiene miga blanca u obscura, es elaborado a base de harina de trigo y otros ingredientes.
El pan especial es aquel pan que se le añade otro tipo de ingredientes como huevos, leche, entre otros para que este pueda ser enriquecido.
El pan integral se elabora con harina de trigo y se añade harina semi-integral.
El pan integral es elaborado con harina integral de trigo y algunos aditivos autorizados.
Cabe recalcar que todos estos panes tienen la base del pan común, es decir es necesario que posean, agua potable, levadura, azúcar, sal, grasa comestible. Los diferentes panes que se nombran anteriormente deben ser elaborados en condiciones de absoluta higiene para evitar que exista una contaminación por microorganismos patógenos que pueden provocar enfermedades graves en las personas.
18 El pan bregado es aquel pan que tiene miga dura y es realizado en cilindros refinadores, mientras que el pan de flama es aquel que tiene miga blanda y tiene más cantidad de agua que el pan bregado.
A su vez define al pan especial como aquel que no lleva en su composición los ingredientes que posee el pan común, pero si posee aditivos o coadyuvantes especiales, se divide en pan integral, pan de viena, pan de molde, pan de cereales y pan de huevo.
El pan integral es aquel que se elabora solamente con harina integral. El pan de viena es aquel que se elabora con azúcar y leche. El pan de molde tiene una corteza blanda y se realiza la cocción en moldes aptos para introducir en hornos. El pan de cereales es aquel que se realiza con la combinación de dos tipos de harina pero la proporción nunca puede ser menor al 51%.
Se les denomina pan de huevo, pan de leche, pan de miel o pan de pasas porque en su composición está incluido alguno de estos ingredientes.
2.13. ESTUDIOS RELACIONADOS
Se encontraron algunos estudios relacionados con la obtención de harina de amaranto y su uso en la elaboración de pan.
19 caso es el único producto que se prodría elaborar a base de harina cruda ya que tendrá buena acogida por los consumidores.
Mosquera, Pacheco y Martínez (2012) presentan el estudio de un diseño de una línea de producción para la elaboración de pan a partir de la combinación de harina de amaranto y harina de arroz, siendo este producto apto para ser consumido por personas celíacas que son aquellas personas que no pueden consumir gluten, por lo tanto con la ayuda de esta investigación se ha obtenido un pan indicado para dichas personas y con un elevado contenido nutricional y energético.
Reinoso (2008), realiza una investigación y un análisis de la planta de amaranto y el cereal que procede de la misma para realizar propuestas gastronómicas innovadoras que puedan ser consumidas por los seres humanos, algunas propuestas que nos da esta investigación son: la elaboración de colada morada, bebida tradicional traquesito, barras energéticas, refresco de amaranto, sopa de amaranto, tamales de amaranto,ensalada fresca de amaranto, crema de amaranto, pan de amaranto, entre otras, a su vez indica que elaborar pan a base de amaranto mejora las características organolépticas dando una seguridad de frescura del producto.
21
3. METODOLOGÍA
3.1 MATERIA PRIMA
El amaranto (Amaranthus caudatus) que se utilizó fue de la variedad Iniap Alegría de la provincia de Pichincha, adquirido en las oficinas de Camari (Sistema solidario de comercialización del fondo Ecuatoriano Populorum Progressio).
Para la elaboración de las formulaciones, se trabajó con harina de trigo Paniplus normal de la empresa “La Moderna” de la ciudad de Quito.
3.2. OBTENCIÓN DE LAS HARINAS
Para la obtención de las harinas se realizó la selección de los granos de amaranto eliminando impurezas y se procedió a pesar en dos partes iguales, una parte para la elaboración de harina de amaranto crudo y otra parte para la elaboración de harina de amaranto tostado.
La harina de amaranto crudo se obtuvo mediante la molienda inmediata luego de la selección realizada.
En la obtención de la harina de amaranto tostada se tomó como base el proceso descrito por Fajardo y Criollo (2010).
Fajardo y Criollo (2010), realizaron una limpieza de impurezas del grano, lavaron el grano, secaron el grano en una manta bajo sombra y tostaron en lotes de 5g de 100-160ºC por 18s, luego realizaron la molienda en una licuadora.
22 Las dos harinas fueron molidas en un molino harinero chino semi-industrial MUCHANG 860 de capacidad 40kg/h y motor eléctrico.
3.3. CARACTERIZACIÓN DE LAS HARINAS
La caracterización se realizó a las harinas de amaranto crudo, tostado y harina de trigo.
3.3.1. ANÁLISIS PROXIMAL
Se realizó la caracterización de las harinas, para lo cual se determinó humedad, proteína en base seca, grasa, ceniza, fibra cruda y carbohidratos, siguiendo las normas INEN detalladas en la Tabla 7.
Los análisis se llevaron a cabo en el laboratorio Labolab.
Tabla 7. Métodos utilizados para los análisis físico-químicos.
PARÁMETRO MÉTODO
Humedad (%) PEE/LA/02 INEN 518 Proteína-base
seca (%)
PEE/LA/01 INEN 519
Grasa (%) PEE/LA/05 INEN 523 Ceniza (%) PEE/LA/03 INEN 520 Fibra Cruda (%) INEN 522
CH (%) Cálculo
23
3.3.2. DETERMINACIÓN DEL ÍNDICE DE ABSORCIÓN DE AGUA (I.A.A) E
ÍNDICE DE SOLUBILIDAD EN AGUA (I.S.A)
Se realizó la determinación del índice de absorción de agua e índice de solubilidad en agua para las harinas mediante el método de Anderson (1969). Se tomó 2.5 g de harina en base seca, se adicionó 30 ml de agua destilada donde se formó una suspensión, se agitó por 30 min, se centrifugó a 3000 rpm a una temperatura de 21ºC por 10 min, se colocó el sobrenadante en una cápsula previamente tarada y se llevó a la esfufa por 4 h a 105ºC, se pesó el sedimento y se calcularón los índices mediantes las Ecuaciones [1] y [2].
Se realizaron tres réplicas para cada harina.
[1]
[2]
Donde:
ISA: Índice de solubilidad en agua (%). IAA: Índice de absorción de agua.
Mre: Masa del residuo de evaporación (g). Ma: Masa de la muestra (g), en base seca. Mrc: Masa del residuo de centrifugación (g).
3.3.3. DETERMINACIÓN DEL pH
24
3.3.4. DETERMINACIÓN DE LA ACIDEZ TITULABLE
Para la determinación de la acidez titulable se aplicó el método descrito en la Norma INEN 521 (2012), el análisis se realizó por triplicado.
3.3.5. ANÁLISIS DE COLOR
Se realizó el análisis de color mediante el colorímetro CR-400/410 marca KONIKA MINOLTA, en el cual se obtuvieron los parámetros de color luminosidad, la tendencia rojo verde y la tendencia amarillo azul, estos parámetros determinan el índice de blancura para lo cual se aplicó la Ecuación [3].
a
b
L
IW
3
[3]Donde:
IW: Índice de blancura L: luminosidad
b*: coordenada de cromaticidad en la gama de amarillo - azul a*: coordenada de cromaticidad en la gama de rojo – verde
3.4. ANÁLISIS REOLÓGICOS - MIXOLAB
25 Los parámetros estudiados en la curva del Mixolab estándar fueron: C1: desarrollo de la masa, C2: debilitamiento de las proteínas, C3: gelatinización del almidón, C4: actividad amilásica, C5: retrogradación del almidón.
3.5. ELABORACIÓN DE PAN
Para la elaboración de pan se trabajó con 6 mezclas utilizando los siguientes
porcentajes (harina de trigo – harina de amaranto cruda) y (harina de trigo –
harina de amaranto tostado), 95% - 5%, 90% - 10%, 85% - 15% y una muestra 100% harina de trigo.
En una mezcladora eléctrica se colocó el agua, harinas, mejorador, azúcar, levadura, sal, manteca, previamente pesados.
Se mezclaron todos los ingredientes siguiendo el tiempo establecido en los resultados de análisis Mixolab hasta observar la formación de la red de gluten, se retiró la masa de la mezcladora y se dejó reposar por diez minutos, luego se formaron masas de 220 g cada una y se dejó reposar 5min.
Posteriormente se extendió las masas con bolillos y se enrollo para colocarlos en moldes previamente enmatequillados; se trasladaron los moldes a una cámara de fermentación durante 1 hora, luego se horneó por 20 minutos a 220ºC, hasta alcanzar una temperatura interna del pan de 90ºC.
3.5.1. ANÁLISIS DE LOS PANES OBTENIDOS
3.5.1.1. Volumen específico
26 luego se procedió a vaciar el molde colocando todas las semillas en otro envase, se introdujeron los panes de cada formulación en el molde y se llenó nuevamente con las semillas de amaranto, las semillas sobrantes se pusieron en una probeta graduada para ser medidas. Para calcular el volumen específico
se dividió el volumen leído en la probeta en cm3 para el peso de cada pan
(cm3/g).
3.5.1.2. Pruebas de color
Se determinó el color del pan con un colorímetro CR-400/410 marca KONIKA MINOLTA por triplicado, en el cual se obtuvieron los parámetro de color L*,a*,b*; se puso en contacto directo el colorímetro con la corteza y miga del pan.
Con los datos obtenidos se calcularon los valores de chroma (C*) que representa la saturación del color y el ángulo HUE que se distribuye en varios ángulos de acuerdo a su color, con rojo-purpura a un ángulo 0º, amarillo a 90º, azulado-verde a 180º y negro a 270º (Mogollón, 2013) para ello se utilizaron las Ecuaciones [4] y [5].
5 , 0
)
/
(
b
a
Arctg
HUE
[4]2 1 2 2
)
(a b
CHROMA [5]
Donde:
27
3.5.1.3. Análisis sensorial
El análisis sensorial se evaluó atributos de color, olor, sabor, textura y aceptabilidad global a 100 consumidores que analizaron las muestras con harina de amaranto crudo y 100 consumidores que analizaron las muestras con harina de amaranto tostado.
Se entregó a cada consumidor cuatro muestras codificados con números aleatorios: 100% trigo, 5% harina cruda, 10% harina cruda y 15% harina cruda de amaranto, a los otros 100 consumidores se les entregó de igual manera cuatro formulaciones: 100% trigo, 5% harina tostada, 10% harina tostada y 15% harina tostada de amaranto de forma aleatoria con distintos códigos de identificación.
A cada consumidor se le solicitó evaluar en una escala hedónica 10 puntos donde 1 fue “me disgusta mucho” y 10 “me gusta mucho”, como se observa en el Anexo 4; adicionalmente se evaluó la posibilidad de compra de cada una de las formulaciones realizadas.
3.6. ANÁLISIS ESTADÍSTICO
Se utilizó un análisis de varianza ANOVA simple con prueba de significancia Tukey con un 95% de confianza, para determinar si existen diferencias significativas entre muestras.
Para las harinas:
Las variables independientes fueron: harina de trigo, harina de amaranto crudo y harina de amaranto tostado.
Las variables dependientes fueron: análisis proximal, pH, acidez, índice de solubilidad en agua, índice de absorción de agua.
Para los panes:
28 Las variables dependientes fueron el volumen, color, olor, sabor, textura y aceptabilidad global.
Se trabajó en el programa Statgraphics Centurion XVI versión 16.2.04.
3.7. ANÁLISIS PROXIMAL DEL PRODUCTO FINAL
29
4. ANÁLISIS DE RESULTADOS
4.1. MATERIA PRIMA
En la Tabla 8 se presentan los resultados obtenidos del análisis proximal realizado a la materia prima (amaranto), siguiendo los métodos de la Tabla 7, para humedad, proteína (base seca), grasa, ceniza, fibra cruda, carbohidratos totales.
Tabla 8.Caracterización fisicoquímica del grano de amaranto
PARÁMETROS Amaranto*
Humedad (%) 12.86 ±0.06
Proteína base seca (%) 11.92 ±0.00
Grasa (%) 5.45 ±0.02
Ceniza (%) 2.14±0.01
Fibra Cruda (%) 0.80 ±0.00
Carbohidratos totales (%) 66.85 ±0.08 *media ± desviación estándar (n=2)
Figeroa y Romero (2008), determinaron que el porcentaje de proteína del grano de amaranto debe estar entre 12-19%, la grasa entre 6.1-8.1%, la fibra dietética entre 3.5-5.0%, cenizas entre 3.0-3.3% y los carbohidratos 71.8%.
30 Según Bressani (2006), el contenido de proteína del grano de amaranto en su estudio fue de 14.9%, varió de los resultados obtenidos, a pesar de ello el contenido de proteína del amaranto supera el porcentaje de proteína del mijo: 9.9%, sorgo: 11%, maíz: 8.9% y arroz: 7.5%.
4.2. CARACTERIZACIÓN DE LAS HARINAS
4.2.1. ANÁLISIS PROXIMAL
A continuación en la Tabla 9 se presentan los resultados de la composición físico-química realizado a las harinas (humedad, proteína-base seca, grasa, ceniza, fibra cruda, carbohidratos totales).
Tabla 9. Caracterización físico-química de las harinas
PARÁMETROS HCA* HTA* HT*
Humedad (%) 9.44±0.01b 6.25±0.06c 13.33±0.00a Proteína base seca (%) 11.37±0.04c 13.28±0.03b 13.62±0.04a
Grasa (%) 6.42±0.06b 7.73±0.04a 1.01±0.04c
Ceniza (%) 2.00±0.01b 2.34±0.01a 0.85±0.09c
Fibra Cruda (%) 0.40±0.00a 0.48±0.00a 0.49±0.00a Carbohidratos totales (%) 70.38±0.02b 69.92±0.07c 70.71±0.24a
*
media ± desviación estándar (n=2)
Letras minúsculas en la misma fila indican diferencias significativas
HCA: Harina de amaranto cruda/ HTA: Harina de amaranto tostada/ HT: Harina de trigo
31 A su vez los valores de proteína presentan diferencias significativas entre ellas, pero cumplen con el rango mínimo de 11% de proteína según la norma INEN. En cambio los valores de cenizas mientras más altos son, tienen mayor cantidad de nutrientes, comparando con los resultados obtenidos, la harina de amaranto cruda y la harina de amaranto tostada tienen valores más altos que la harina de trigo, por lo tanto la harina de trigo por ser más refinada tiene un menor contenido de nutrientes.
Según Peralta (2009), el grano de amaranto posee minerales como: calcio: 0.14%, fósforo: 0.54%, potasio: 0.57% y magnesio:0.22%.
Carpio (2009), realizó un análisis proximal para harina cruda de amaranto donde obtuvieron valores de 7.7% de humedad, 16.42% de proteína, 7.1% de grasa, 2.98% de cenizas, 5.0% de fibra, 67.8% de carbohidratos.
Al realizar la comparación de los resultados obtenidos se observó que los valores de proteína son mayores que los valores proporcionados por Carpio, en cambio los datos de ceniza y fibra fueron menores que los resultados determinados por Carpio.
32
4.2.2. DETERMINACIÓN DEL pH
La Tabla 10 muestra los valores obtenidos de pH en donde indica que si existieron diferencias significativas entre las harinas en estudio.
Tabla 10.Determinación de pH de las harinas pH*
Harina de trigo 6.07 ± 0.06c
Harina cruda de Amaranto 6.98 ± 0.01ª Harina tostada de Amaranto 6.55 ± 0.04b
*
media ± desviación estándar (n=3)
Letras minúsculas en la misma columna indican diferencias significativas
Según Bennion (1971), el pH de la harina influye en la capacidad del gluten para formar la red esponjosa, un pH inferior a 3.4 va a provocar una alteración debido a microorganismos acéticos y butíricos.
Para obtener un mayor desarrollo fermentativo y máxima producción de C02 en
el pan formado, se debe tener valores de pH entre 5 y 6, siendo el mejor entre 5.4 a 5.8; sin embargo, estos valores de pH se logran obtener cuando se utiliza métodos de obtención de pan con fermentaciones largas, como es el caso del método esponja.
4.2.3. DETERMINACIÓN DE LA ACIDEZ TITULABLE
En la Tabla 11 se observan los valores de acidez que se tiene para cada harina, estos datos no presentaron diferencias significativas obteniendo valores de 0.1%.
33 Según Bennion (1971), el porcentaje de acidez de las harinas no debe ser mayor a 0.25% ya que si es mayor el valor de la acidez puede modificar propiedades físicas, químicas y reológicas de las masas.
Tabla 11.Acidez titulable de las harinas
ACIDEZ (% ácido sulfúrico)*
HT 0.1 ±0.006a
HAC 0.1 ±0.006a
HAT 0.1±0.006a
*
media ± desviación estándar (n=3)
Letras minúsculas en la misma columna indican diferencias significativas HCA: Harina cruda de amaranto/ HTA: Harina tostada de amaranto/ HT: Harina de trigo
4.2.4. DETERMINACIÓN DEL ÍNDICE DE ABSORCIÓN DE AGUA (IAA) E
ÍNDICE DE SOLUBILIDAD EN AGUA (ISA).
Se utilizó las pruebas de ISA y IAA para determinar el grado de modificación de los almidones por tratamientos termomecánicos (Rodríguez, Lascano, & Sandoval, 2012)
En la Tabla 12 se muestra la comparación del índice de absorción e índice de solubilidad en agua de las tres harinas.
El índice de absorción de agua que es el peso del gel obtenido por gramo de muestra (Martínez, 2013).
Según la comparación del índice de absorción de agua de las tres harinas, se determinó la existencia de diferencias significativas entre las tres muestras analizadas.
34
Tabla 12. Índice de solubilidad y absorción de agua de las harinas
HAC* HAT* HT*
IAA 3.29 ± 0.00c 7.27 0.18b 11.32±0.10a
ISA (%) 17.44 ± 0.21ª 11.27 ± 0.26b 7.05±0.36c
*
media ± desviación estándar (n=3)
Letras minúsculas en la misma fila indican diferencias significativas
HCA: Harina cruda de amaranto/ HTA: Harina tostada de amaranto/ HT: Harina de trigo
Según los resultados obtenidos en esta investigación los valores de IAA son mayores que los valores proporcionados en el estudio de Martínez (2013). En el estudio de Martínez (2013) se obtuvieron valores de IAA tanto de la harina
de maíz cruda como de la harina de maíz tostada de 2.18 – 2.45 y de 2.35 –
2.55, esto se produjo por una variabilidad en la molienda del grano de maíz pudiendo así dañar gránulos de almidón y aumentar la capacidad de absorber agua.
La harina de amaranto tostado presentó mayor IAA, debido a un proceso de gelatinización parcial del almidón, los gránulos de almidón son insolubles en agua fría pero al aumentar temperatura los gránulos de almidón sufren un proceso de gelatinización provocando el aumento de la capacidad de retención de agua.
Cuando se calienta el almidón en presencia de agua se produce una incorporación de agua en el gránulo siendo una etapa reversible, pero a medida que el proceso de calentamiento continúa los gránulos de almidón captan más agua irreversiblemente y se hinchan provocando una gelatinización del almidón (Bennion, 1980).
El índice de solubilidad de agua mide la cantidad de sólidos que se disuelven en una cantidad de agua fija a temperatura ambiente.
35 amaranto cruda con 17.44 %. Esto se debió a que el grano de amaranto crudo no pasó por un proceso de remojo ni cocción, evitando así la eliminación de sólidos solubles presentes en el agua e indicando que el grano crudo no ha experimentado ningún proceso térmico. Esta característica afecta a la gelatinización de las harinas y la cantidad de amilosa que contienen debido a que esta inhibe la capacidad del gránulo de almidón para hincharse y absorber el agua (Rodríguez, Lascano, & Sandoval, 2012).
Según Martínez (2013) el rango del ISA para harina de maíz sin tostar está entre 5.56-6.50% y el para la harina de maíz tostada está entre 4.45-4.52%, es decir los valor obtenidos están sobre los valores que determinó Martínez en su estudio.
4.2.5. DETERMINACIÓN DE COLOR DE LAS HARINAS
En las harinas estudiadas se observó diferencias significativas entre los tres tipos de harinas. El índice de blancura para las harinas se obseva en la Tabla 13 en donde la harina de trigo presentó un índice de blancura de 59.59, la harina de amaranto cruda de 44.11 y la harina de amaranto tostada de 24.1, es decir la harina de trigo no presentó un blanco ideal.
36
Tabla 13 .Índice de blancura de las harinas
Índice de blancura*
Harina de trigo 59.59±4.88a
Harina cruda de amaranto 44.11±0.01b Harina tostada de amaranto 24.18±0.07c *media ± desviación estándar (n=3)
Letras minúsculas en la misma columna indican diferencias significativas
En el caso de la harina de amaranto tostada presentó un color café por lo cual obtuvo un valor de 24.18.
La coloración café se debió a la existencia de un reaccion de maillard, para que se de este tipo de reacción deben existir proteínas e hidratos de carbono, al aumentar la concentración de estos sustratos en el alimento y elevar la temperatura se producen las reacciones de Maillard responsables del color y sabor, es por esto que el grano de amaranto tostado debió presentar mayor número de azúcares reductores provocando una coloración café de la harina (Sceni, Balian, & Rembado, 2010).
Tabla 14. Luminosidad, tono y saturación de las harinas
L* (*) a* (*) b* (*)
HT 93.23±0.83a 0.66±0.13b 11.43±1.40b HAC 83.96±0.00b 0.76±0.00b 13.54±0.01a HAT 65.81±0.04c 4.04±0.01a 15.22±0.03a
*
media ± desviación estándar (n=3)
Letras minúsculas en la misma columna indican diferencias significativas HCA: Harina cruda de amaranto/ HTA: Harina tostada de amaranto/ HT: Harina de trigo
L: Luminosidad/ a: alfa/ b: beta.
37 Tomando en cuenta estos parámetros la harina de trigo, la harina de amaranto cruda y la harina de amaranto tostado presentaron valores de luminosidad entre 50 y 100 como se observa en la Tabla 14, por lo que presentan un color claro. En cuanto al valor de (a) presentaron valores de 0.66 para la harina de trigo, 0,76 para la harina de amaranto cruda y de 4.04 para la harina de amaranto tostada es decir sus valores superan ligeramente el eje de los tonos rojos. El valor de (b) fue de 11.43 para la harina de trigo, 13.54 para la harina de amaranto cruda y de 15.22 para la harina de amaranto tostada es decir sus valores superan ligeramente los tonos amarillos.
4.3. PRUEBAS REOLÓGICAS – MIXOLAB
38
Tabla 15. Comportamiento reológico de las mezclas de harina de trigo con harina de amaranto crudo y tostado.
Hidratación (%)
Estabilidad (min)
C1 C2 C3 C4 C5
100% TRIGO
65 8.13
Tiempo (min)
4.35 17.53 25.68 31.85 45.03 PAR
(Nm)
1.08 0.40 1.34 1,.27 1.89 5%HAC 64 8.57
Tiempo (min)
4.20 17.62 24.77 30.85 45.03 PAR
(Nm)
1.10 0.40 1.26 1.19 1.74 10%HAC 62.6 7.55
Tiempo (min)
3.57 17.10 24.10 30.52 45.03 PAR
(Nm)
1.05 0.31 1.07 0.97 1.32 15%HAC 62.6 5.78
Tiempo (min)
1.05 18.02 24.07 30.27 45.05 PAR
(Nm)
1.10 0.26 0.91 0.86 1.23 5% HAT 64 6.90
Tiempo (min)
1.17 17.63 28.68 31.47 45.05 PAR
(Nm)
1.05 0.37 1.24 1.19 1.73 10% HAT 64 2.22
Tiempo (min)
0.92 17.38 25.38 31.43 45.05 PAR
(Nm)
1.12 0.27 1.03 0.97 1.44 15% HAT 66.5 2.27
Tiempo (min)
0.68 17.43 26.53 32.95 45.03 PAR
(Nm)
1.15 0.21 0.90 0.85 1.19
C1: desarrollo de la masa/ C2: debilitamiento de las proteínas/ C3: gelatinización del almidón/ C4: actividad amilásica/ C5: retrogradación del almidón.
HCA: Harina cruda de amaranto/ HTA: Harina tostada de amaranto/ HT: Harina de trigo
Según la Tabla 15 se inicia la curva con el desarrollo de la masa o C1 en donde indica que la harina de trigo tiene un tiempo óptimo de amasado de 4.35 min, según Sandoval et al (2012) el rango en el que debe estar una harina para ser denominada harina fuerte es de 4 a 5 min, por lo tanto la harina de trigo es una harina fuerte.
39 En cambio las formulaciones con el 10% y 15% de sustitución de harina de amaranto crudo presentaron tiempos de amasado menores a 4min.
Las formulaciones realizadas con harina tostada de amaranto presentaron tiempos inferiores al rango establecido en todas sus mezclas, ya que a medida que se aumentó el porcentaje de sustitución de harina de amaranto tostado llevó a obtener una baja calidad de gluten por la reducción de harina de trigo en
cada una de sus formulaciones.
A su vez la estabilidad también indica el tipo de harina que se obtuvo, en este caso cuando la estabilidad es mayor que siete se tiene una harina fuerte que sería el caso de la harina de trigo y de la formulación con el 5% de harina de amaranto crudo.
Las formulaciones con el 10%, 15% harina cruda de amaranto y 5%,10% y 15% harina tostada de amaranto presentaron valores de estabilidad menores a 7 por lo tanto son harinas débiles.
Cabe mencionar que la formulación con 5% de sustitución de harina cruda de amaranto es más estable que el resto de formulaciones tanto control, crudas como tostadas porque presenta una estabilidad de 8.57 como se observa en la Tabla 15.
Al comparar entre tratamientos se obtuvo que el tratamiento crudo presentó un mejor desarrollo de la masa obteniendo valores mayores a los valores obtenidos con sustitución de harina de amaranto tostado.
Por lo tanto mientras exista un mayor contenido de harina de trigo en las formulaciones se obtendrá un mejor desarrollo de las masas, por el elevado contenido de gluten que posee el trigo.
C2 indica el debilitamiento de las proteínas. Según Chopin techologies, (2008) cuando el valor del Par baja hasta 0.5Nm existe una masa de tenacidad adecuada y panes voluminosos, pero si se encuentra por encima del 0,6Nm dará una masa de tenacidad elevada y panes con bajo volumen.
40 de amaranto tostado obteniendo valores de 0.7Nm, 0.74Nm, 0.84Nm, 0.91Nm y 0.94 Nm respectivamente, estos valores se calcularon de la diferencia de Par de C1-C2.
Esto significó una gran pérdida de la calidad de proteína por lo que no se tuvo una buena calidad de gluten, un buen poder de formación de la red de gluten y altos volúmenes en los panes.
Comparando entre tratamientos se obtuvo que las masas elaboradas con harina de amaranto crudo tuvieron gluten más fuerte que los panes elaborados con harina de amaranto tostado, ya que presentaron mayores valores de Par.
En el parámetro C3 existe un incremento de la temperatura que indica el inicio del proceso de gelatinización del almidón.
A medida que se aumentó el porcentaje de sustitución de harina de amaranto crudo y harina de amaranto tostado el valor de PAR disminuyó, considerándolo como una disminución de la calidad del almidón.
Según Da Mota et al (2005), esta etapa es muy importante ya que fijará la
característica de la miga que afectará la textura de los panes; es decir si el Par es reducido se obtendrá un pan de bajo volumen y miga pegajoso, esto ocurrió en las formulaciones con el 15% de harina de amaranto cruda y 15% de harina de amaranto tostada que obtuvieron valores de Par de 0.91Nm y 0.90Nm.
Comparando entre tratamientos se obtuvo que, la viscosidad de las mezclas con harina de amaranto crudo fue más alta que la viscosidad de las mezclas con harina de amaranto tostado, debido a la presencia de una mejor calidad del almidón en la harina de amaranto crudo.
41 En la comparación entre tratamientos se obtuvo que la actividad amilásica no varió, tanto en el tratamiento crudo como en el tratamiento tostado, obteniendo valores iguales de PAR.
La retrogradación del almidón de las harinas se determinó en el parámetro C5, la muestra control, 5% de harina cruda de amaranto, y 10% de harina cruda de amaranto presentaron una retrogradación más rápida que la muestra con 15% de harina cruda de amaranto.
En cambio las muestras 100% trigo y 15% harina tostada de amaranto presentaron menor tiempo de retrogradación a diferencia de las muestras con 5 y 10% de harina tostada de amaranto que obtuvieron mayor tiempo de retrogradación.
Comparando entre tratamientos, las formulaciones con harina de amaranto tostado presentaron mayor tiempo de retrogradación del almidón.
4.4. CARACTERIZACIÓN DE LOS PANES OBTENIDOS
4.4.1. COLOR DE LA CORTEZA DE LOS PANES OBTENIDOS
42
Tabla 16. Luminosidad, tono y saturación de las cortezas de los panes.
L* (*) a* (*) b* (*) HUE (*) CHROMA (*) 100%HT 58.41 ± 3.12a 10.48 ± 0.13 b 34.38 ± 1.09 ab 61.09 ± 0.30a 35.94 ± 1.06a 5% HAC 60.91± 0.60aAB 10.36±0.41bAB 35.91 ± 0.72aA 61.76 ± 0.24aBC 37.37 ± 0.80aA
10%HAC 62.44 ±1.26aA 9.66 ± 1.36 b
BC 35.45 ± 1.05 ab
A 62.50 ± 1.27 a
B 36.75 ± 1.37 a
A
15%HAC 51.79 ± 0.56bC 12.98 ± 0.60aA 33.15 ± 0.60bAB 57.97 ± 0.66bD 35.6 ± 0.58aA
5% HAT 58.87±0.68aAB 5.64 ± 0.54bD 28.71 ± 1.87bC 61.09 ± 0.36bcA 29.26 ± 1.93bB
10%HAT 57.67 ± 3.20aB 7.48 ± 0.39 b
CD 30.27 ± 1.13 b
BC 66.11 ± 0.37 a
AB 31.18 ± 1.17 b
B
15%HAT 46.42 ± 1.35bD 10.14±1.65 a
BC 27.55 ± 0.28 b
C 58.84 ± 2.19 c
CD 29.39 ± 0.35 b
B
*media ± desviación estándar (n=3)
L= Luminosidad/ a*= ángulo alfa/ b*=ángulo beta.
HAC: harina de amaranto crudo/ HAT: Harina de amaranto tostado/ HT: Harina de trigo
Letras minúsculas en la misma columna indican diferencias significativas por cada tratamiento crudo y tostado comparado con el pan 100% trigo.
Letras mayúsculas en la misma columna indican diferencias significativas entre tratamiento
Los datos de luminosidad de la Tabla 16 indican que, los panes elaborados con 5 y 10% de harina de amaranto cruda no presentaron diferencias significativas con el pan control. La luminosidad de los panes con 5 y 10% de sustitución de harina de amaranto crudo tienden a ser claros porque según Hunterlab (2012), se encuentran dentro de un rango de 51-100.
El pan con el 15% de harina de amaranto crudo también se encuentra dentro de este rango, la diferencia esque hubo un aumento en el contenido de amilasas lo cual provocó que este pan por reacción de Maillard sea más obscuro que el resto de formulaciones.
Según las comparaciones realizadas se obtuvo que los panes con el 5% y 10% de harina de amaranto crudo son más claros que el pan con 100% harina de trigo.
En la Tabla 16 se observó el comportamiento de los panes elaborados a base de harina de amaranto tostado; a medida que aumentó el porcentaje de sustitución de harina de amaranto tostado la luminosidad de los panes disminuyó.
43 con la muestra control, es decir el pan con el 15% tuvo una corteza más obscura que los demás panes.
Para los valor de hue se obtuvieron diferencias significativas entre la muestra control y las muestras con el 15% de harina de amaranto cruda y 15% de harina de amaranto tostada.
En cuanto a los resultados obtenidos para croma, las formulaciones con harina de amaranto crudo no presentaron diferencias significativas, a diferencia de las formulaciones con harina de amaranto tostada que si presentaron diferencias significativas con la muestra control.
Al realizar la comparación entre tratamientos se obtuvo que los panes elaborados con harina de amaranto crudo presentaron valores mayores de luminosidad, debido a que la luminosidad de la harina de amaranto crudo se encontró dentro del rango de (50-100) propuesto por Hunterlab (2012).
4.4.2. COLOR DE LA MIGA DE LOS PANES OBTENIDOS
La adición de harina de amaranto cruda y tostada no solo afectó al color de la corteza del pan sino también al color de la miga.
La luminosidad no se vió afectada por la sustitución de harina de amaranto cruda ya que no se encontraron diferencias significativas entre muestras, como se puede ver en la Tabla 17.
44
Tabla 17. Luminosidad, tono y saturación de la miga de los panes.
L* (*) a* (*) b * (*) HUE (*) CHROMA (*) 100% TRIGO 69.96±3.36a 2.25±0.28a 11.23±0,45b 65.92±1.11b 11.46±0.48b
5% HAC 67.36±3.93aA 1.78±0.13ac 13.73±0.95abD 70.18±1.06aCD 13.85±0.93abD
10%HAC 72.68±1.17aA 2.03±0.09aBC 13.83±0.93abD 68.98±1.10aDE 13.98±0.91abD
15%HAC 71.93±6.59aA 1.92±0.25aBC 16.54±2.73aCD 71.11±0.58aBC 16.65±2.74aCD
5% HAT 66.32±0.54aA 0.16±0.02cD 19.31±0.43cBC 84.80 ± 0.22aA 19.31±0.43cBC
10%HAT 65.48±0.76aA 2.23±0.03 b B 23.41±0.20 a A 72.85±0.05 b B 23.52±0.21 a A
15%HAT 49.40±1.17bB 3.81±0.13 a A 21.30±0.56 b AB 67.06±0.22 c E 21.63±0.56 b AB
*media ± desviación estándar (n=3)
L= Luminosidad/ a*= ángulo alfa/ b*=ángulo beta.
HAC: harina de amaranto crudo/ HAT: Harina de amaranto tostado/ HT: Harina de trigo Letras minúsculas en la misma columna indican diferencias significativas por cada tratamiento crudo y tostado comparado con el pan 100% trigo.
Letras mayúsculas en la misma columna indican diferencias significativas entre tratamientos.
En la Tabla 17 también se puede observar el comportamiento de los panes elaborados con harina de amaranto tostada.
Los panes con 5 y 10% de harina de amaranto tostada no presentaron diferencias significativas con la muestra control.
A diferencia de la muestra control que si presentó diferencias significativas con el pan elaborado con 15% de harina de amaranto tostado, en este caso el mayor valor de luminosidad fue para la miga del pan control.
Según Hunterlab (2012), el pan con 15% de sustitución de harina de amaranto tostado se encuentra dentro de un rango de (0-50) por lo tanto el color de la miga del pan tendió a ser más obscuro.
La formulación con 10% de harina de amaranto tostado, según los valores de hue no presentó diferencias significativas con la muestra control, a diferencia de las demás formulaciones que si presentaron diferencias significativas.
45 medida que se aumentó el porcentaje de sustitución de esta harina la luminosidad aumentó.
4.4.3. VOLUMEN ESPECÍFICO DE LOS PANES OBTENIDOS
En la Tabla 18 se observa el volumen específico de las distintas formulaciones tanto para las mezclas de harina cruda de amaranto como para las mezclas con harina tostada de amaranto.
Tabla 18. Volumen específico de los panes obtenidos
Volumen específico HAC* Volumen específico HAT*
100% TRIGO 5.28 ± 0.06 b 5.28 ± 0.06 a
5% 5.51 ± 0.02 aA 5.31 ± 0.05
a B
10% 5.32 ± 0.03 bA 4.33 ± 0.10 bB
15% 4.29 ± 0.03 cA 3.39 ± 0.02
c B
*media ± desviación estándar (n=3)
HAC= Harina de amaranto cruda/ HAT= Harina de amaranto tostada Letras minúsculas en la misma columna indican diferencias significativas. Letras mayúsculas en la misma fila indican diferencias significativas.
El pan con 5% de harina de amaranto cruda presentó mayor volumen que las demás formulaciones elaboradas, esto se debió a facilidad de formación de la red de gluten por la existencia de un mayor porcentaje de harina de trigo en esta formulación.
La formulación con el 10% de sustitución de harina cruda de amaranto no presentó diferencias significativas con la muestra control.
