INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL

Centro de Desarrollo de Productos Bióticos Departamento de Nutrición y Alimentos Funcionales

Desarrollo y caracterización de un totopo elaborado con harina de maíz y salvado de arroz

TESIS

Que para obtener el Grado de Maestría en Ciencias en Desarrollo de Productos Bióticos

PRESENTA María del Carmen Guzman Vazquez

Directores de tesis Dr. Adrián Guillermo Quintero Gutiérrez Dr. Javier Villanueva Sánchez

Yautepec de Zaragoza, Morelos; Junio, 2018.

LUGAR DONDE SE DESARROLLÓ LA TESIS

El presente trabajo se llevó a cabo en el Departamento de Nutrición y Alimentos Funcionales del Centro de Desarrollo de Productos Bióticos del Instituto Politécnico Nacional bajo la dirección del Dr. Adrián Guillermo Quintero Gutiérrez y el Dr. Javier Villanueva Sánchez. En el laboratorio de Desarrollo de alimentos, laboratorio de Proteínas y en el laboratorio de Microscopía e imagenología bajo la supervisión de L.N. Rubén Puga Díaz. Para la realización de los estudios se obtuvo el apoyo económico de la beca CONACYT (N° CVU 779146), beca del Programa Institucional de Formación de Investigadores (PIFI:16463). La investigación fue realizada con el financiamiento económico de los proyectos de la Secretaría de investigación y Posgrado SIP 20171438, SIP 20170186.

AGRADECIMIENTOS

Agradezco al Dr. Adrián Guillermo Quintero Gutiérrez y al Dr. Javier Villanueva Sánchez, por todo el apoyo brindado para realizar este trabajo.

Al Departamento de Nutrición y Alimentos Funcionales, por toda la disposición y colaboración para llevar a cabo la investigación y realización de tesis.

Doy las gracias al Laboratorio de Microscopía e Imagenología del Departamento de Biotecnología, en especial al M enC. Daniel Tapia Maruri por el apoyo en la toma de micrografías, para realizar parte de la investigación del presente escrito.

Un agradecimiento especial al L.N. Rubén Puga Díaz, por ayudarme y enseñarme a trabajar en el laboratorio, durante la realización de la parte experimental.

A la M. en C. Guadalupe Bravo Rivera, por sus consejos y sugerencias a lo largo de la realización del presente trabajo.

Al Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (CONACYT), por la beca otorgada.

Al grupo Trophe, por haberme brindado texturizante, utilizado en la formulación de los totopos.

A mi comité tutorial y comisión revisora (Dr. Adrián Guillermo Quintero Gutiérrez, Dra. Guillermina González Rosendo, Dr. Francisco Rodríguez González, Dra. Perla Osorio Díaz, Dr. Javier Villanueva Sánchez y M. en C. Víctor Eduardo Alcantar Rodríguez por todo su apoyo, dedicación, sugerencias y correcciones a lo largo de la revisión del trabajo de tesis.

DEDICATORIA

A Dios por permitirme cumplir una meta más en la vida. Gracias a mis Padres (Carlos Guillermo Guzmán y Patricia Vázquez), por creer en mí, apoyarme y alentarme a lo largo de todos mis estudios. Hermanos Carlos y Belinda Guzmán Vázquez por estar ahí, siempre. Expreso mi gratitud a mi tía Guindalinda de Jesús Guzmán García y abuelos (Carlos Guzmán Rivera y Aurora Guindalinda García Morantes), por nunca abandonarme y estar siempre al pendiente. Abuelo a pesar de que ya no estás, hemos cumplido una meta más, un paso menos, en el camino para lograr el gran sueño que tenemos, espero te sientas orgulloso con este trabajo, ha sido difícil continuar, sin ti. A todos mis familiares en especial a mi tía Verónica Mendoza Vázquez por sus palabras de aliento y motivación para seguir adelante. Doy las gracias a mi madrina Irma Aviña y a mi amiga Haydee Olínca Hernández Aviña, por su amistad y preocupación a lo largo del tiempo. A la maestra Rita Martínez Velarde por todo su apoyo y enseñanzas.

A todos mis amigos de antes y ahora, entre ellos: Mi gran amigo Rodri, por siempre estar ahí. A mis amigas Yamii y Lupita, por apoyarme, alentarme a lo largo de la maestría, acompañarme, darme consejos, siempre estar ahí en los buenos y malos momentos. Mi amiga Bety, a pesar de que todo fue difícil al principio, pero al final fue el comienzo de una bella amistad, gracias por todo. A Pugy, Jesús y Pan, por todos los buenos momentos. Amiguitas de servicio social: Angy Oviedo y Ari. Amigos de maestría: Cesar, Dany, Rosita. Amigos de la especialidad: Ivett, Merari, Paulina, Carmelita chiquitita, Carolina, Irving, Ximenita, Tamy. Oly y Julio, por estar conmigo alentarme y nunca abandonarme a lo largo de este trayecto.

ÍNDICE

Página

ÍNDICE DE FIGURAS………………………………………………………………………... I

ÍNDICE DE CUADROS……………………………………………………………………… II

ÍNDICE DE CÁLCULOS…………………………………………………………………….III

ABREVIATURA Y SIMBOLOGÍA………………………………………………………… IV

RESUMEN…………………………………………………………………………………… V

ABSTRACT…………………………………………………………………………………..VI

1. INTRODUCCIÓN…………………………………………………………………………. 1

2. REVISIÓN DE LA LITERATURA………………………………………………………. 3

2.1. Enfermedades crónicas no transmisibles ...... 3

2.2. Botanas ...... 3

2.2.1. Clasificación de botanas ...... 5

2.2.2. Procesos comunes de elaboración de botanas ...... 5

2.2.3. Efecto en propiedades fisicoquímicas en la cocción de cereales para la elaboración de botanas...... 6

2.2.4. Consumo de botanas ...... 7

2.3. Botana saludable ...... 8

2.4. Maíz...... 9

2.4.1. Nixtamalización ...... 10

2.4.2. Consumo de maíz ...... 11

2.4.3. Botanas de Maíz ...... 13

2.5. Salvado de arroz ...... 13

2.5.1. Definición del salvado de arroz ...... 13

2.5.2. Composición química del salvado de arroz ...... 13

2.5.3. Propiedades funcionales del salvado de arroz ...... 14

2.5.4. Salvado de arroz en alimentos y botanas...... 15

2.6. Métodos de evaluación de harinas y botanas ...... 16

2.6.1. Propiedades Físicas y tecnológicas de las harinas ...... 16

2.6.2. Composición química de una botana ...... 18

2.6.3. Evaluación sensorial ...... 22

2.7. Formulación de botanas de maíz ...... 23

3. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA……………………………………………….. 24

4. JUSTIFICACIÓN…………………………………………………………………………25

5. OBJETIVOS……………………………………………………………………………... 26

5.1. OBJETIVO GENERAL ...... 26

5.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS ...... 26

6. HIPÓTESIS………………………………………………………………………………. 26

7. MATERIALES Y MÉTODOS…………………………………………………………... 27

7.1. Diseño experimental ...... 27

7.2. Materias primas. Obtención y acondicionamiento ...... 28

7.3. Pruebas tecnológicas ...... 29

7.3.1. Conteo y determinación de tamaño de partícula ...... 29

7.3.2. Capacidad de absorción de agua de las harinas ...... 30

7.3.3. Capacidad de gelificación de las harinas ...... 30

7.4. Formulación del totopo ...... 31

7.5. Análisis sensorial y prueba de preferencia...... 32

7.6. Análisis proximal...... 32

7.6.1. Humedad por el método 44-19 de la AACC (2000) ...... 33

7.6.2. Grasas por el método 920-39C de la AOAC (1990) ...... 33

7.6.3. Cenizas por el método 08-01 de la AACC (2000) ...... 34

7.6.4. Proteínas por el método 14-026 de la AOAC (2000) ...... 34

7.6.5. Fibra dietaria total por el método 985-29 AOAC (1985) ...... 35

7.6.6. Hidratos de carbono ...... 37

7.7. Morfología ...... 37

7.8. Análisis estadístico ...... 37

8. RESULTADOS Y DISCUSIÓN…………………………………………………………38

8.1. Determinación del tamaño de partícula ...... 38

8.2. Capacidad de absorción de agua de las harinas ...... 42

8.3. Capacidad de gelificación de las harinas ...... 44

8.5. Análisis sensorial y prueba de preferencia ...... 47

8.6. Morfología de los totopos de las tres formulaciones...... 49

9. CONCLUSIONES……………………………………………………………………….. 58

10. PERSPECTIVAS…………………………………………………………………… 59

11. BIBLIOGRAFÍA…………………………………………………………………….. 60

ANEXOS…………………………………………………………………………………….. 71

ANEXO 1. Ficha técnica del texturizante……………………………………………….. 72

ANEXO 2. Boleta del análisis sensorial y prueba de preferencia……………………. 74

ÍNDICE DE FIGURAS

Número Figura Página

Figura 1. Estructura de un grano de maíz. 9 Figura 2. Diagrama de flujo del diseño experimental. 27 Figura 3. Micrografía de SAE molido 3 veces. 30 Figura 4. Jeringas modificadas, para suspensiones espesas. 31 Figura 5. Micrografías de distribución de tamaño de partícula de HMN y SA. 39 Figura 6. Análisis sensorial de los tres totopos elaborados con HMN y SAE. 48 Figura 7. Análisis preferencia de los totopos de HMN y SAE. 49 Figura 8. Micrografías de gránulo de arroz y SA. 49 Figura 9. Micrografías corte longitudinal de totopos con sustitución de SAE. 52 Figura 10. Micrografías corte transversal de totopos con sustitución de SAE. 54

I

ÍNDICE DE CUADROS

Número Cuadro Página

Cuadro 1. Alimentos y preparaciones culinarias con maíz. 11 Cuadro 2. Formulaciones con diferentes proporciones de SAE para la botana. 32 Cuadro 3. Tamaño de partícula de la HMN y SA. 40 Cuadro 4. Capacidad de absorción de agua en HMN, SA y SAE (ml/g). 42 Cuadro 5. Evaluación de prueba de la capacidad de gelificación de la harina de maíz y salvado de arroz. 45 Cuadro 6. Mediciones en la manufactura del totopo elaborado con harina de maíz y salvado de arroz. 46 Cuadro 7. Análisis químico proximal de totopos con diferentes sustituciones de SAE. 55 Cuadro 8. Comparativo de totopo sustituido con 30% de SAE, con productos similares. 56

II

ÍNDICE DE CÁLCULOS

Número Cálculo Página

Cálculo 1. Determinación del porcentaje de humedad de la muestra 33 Cálculo 2. Determinación del porcentaje de gasa 33 Cálculo 3. Determinación del porcentaje de cenizas 34 Cálculo 4. Determinación del porcentaje de nitrógeno 35 Cálculo 5. Determinación del porcentaje de fibra dietaria total 36

III

ABREVIATURA Y SIMBOLOGÍA

ECNT: Enfermedades crónicas no transmisibles SA: Salvado de arroz sin estabilizar SAE: Salvado de arroz estabilizado DTP: Distribución de Tamaño de partícula TP: Tamaño de Partícula HMN: Harina de maíz nixtamalizada CAA: Capacidad de absorción de agua CAG: Capacidad de gelificación GCA: Gelling capacity ESEM: Microscopía electrónica de barrido ambiental / Eviromental Scanning Electron Microscopy RB: Rice bran SRB: Stabilized rice bran NCF: Nixtamalized corn flour PZ: Particle size WAC: Water absortion capacity ILSI: Instituto Internacional de Ciencias de la Vida del inglés International Life of Sciences Institute CANACINTRA: Cámara Nacional de la Industria de la Transformación ENSANUT MC: Encuesta Nacional de Salud y Nutrición de Medio Camino INEGI: Instituto Nacional de Estadística y Geografía CAT: Capacidad antioxidante total DNAF: Departamento de Nutrición y Alimentos Funcionales NTS BSD: Detector de electrones retro dispersos / Nanotechnology System Backscattered Electron Detector 3x: Tres veces 50x: 50 aumentos 300x: 300 aumentos SIN: Sistema Internacional de Numeración de Aditivos Alimentarios

IV

RESUMEN El salvado de arroz [SA], contiene compuestos benéficos para la salud, entre ellos fibra (21 g/ 100 g) y una capacidad antioxidante total de 1601.2 µg/g. El objetivo de este trabajo fue desarrollar y caracterizar un totopo elaborado con harina de maíz nixtamalizada [HMN] y salvado de arroz estabilizado [SAE]. Para obtener un producto con características aceptables de consumo, se determinaron algunas propiedades tecnológicas de la HMN y del SA: tamaño de partícula [TP], capacidad de absorción de agua [CAA] y capacidad de gelificación [CAG]. Por otra parte, el contenido nutrimental de los productos horneados de SAE (10, 30 y 60% p/p), fue analizado con los métodos oficiales (AACC y AOAC). Se realizó análisis sensorial de los totopos, por medio de una prueba hedónica de 5 puntos con 9 panelistas no entrenados y una prueba de preferencia. Las características morfológicas de los totopos horneados fueron observadas por microscopía electrónica de barrido ambiental [ESEM]. Se utilizaron las pruebas estadísticas ANOVA y T-HSD de Tukey para comparar TP y CAA. Los resultados obtenidos fueron los siguientes: TP de la HMN 60.5 ± 3.6 µm y SA 49.3 ± 4.7 µm, SAE 16.3 ± 0.52 µm; la CAA: HMN de 1.1 ± 0.14 ml/g y SA 0.5 ± 0.05 ml/g, SAE 0.5 ml/g. Se encontró que la absorción de agua disminuyó, conforme el TP (p≤ 0.05); la CAG de la HMN fue 12% y del SA y SAE 14%. La evaluación sensorial indicó que la incorporación de SAE 30% y la homogeneización previa del TP de los ingredientes, permitieron una combinación de sus propiedades físicas adecuadas y como resultado una textura crujiente (4.2 ± 0.7 puntos) y preferida por los consumidores (45%), con características similares a totopos comerciales horneados. Los datos anteriores permitieron concluir que es posible obtener un totopo con características físicas, químicas y sensoriales apropiadas.

V

ABSTRACT Rice bran [RB] contains beneficial compounds for health, including fiber (21 g/ 100 g) and a total antioxidant capacity of 1601.2 μg/g. The objective of this work was to develop and characterize a totopo made with nixtamalized corn flour [NCF] and stabilized rice bran [SRB]. To obtain a product with acceptable consumption characteristics, some technological properties of NCF and RB were determined: particle size [PZ], water absorption capacity [WAC] and gelling capacity [GCA]. On the other hand, the nutritional content of the SRB baked products (10, 30 and 60% w/w) was analyzed with the official methods (AACC and AOAC). Sensory analysis of the totopos was carried out, by means of a 5-point hedonic test with 9 untrained panelists and a preference test. The morphological characteristics of the baked chips were observed by environmental scanning electron microscopy [ESEM]. The statistical tests ANOVA and T-HSD of Tukey, to compare PZ and WAC. The results obtained were the following: PZ of the NCF 60.5 ± 3.6 μm and RB 49.3 ± 4.7 μm, SRB 16.3 ± 0.52 μm; WAC: NCF of 2.2 ± 0.28 ml/g and RB 1.1ml/g, SRB 1 ml/g. It was found that water absorption decreased, according to the PZ (p≤ 0.05) the GCA of the NCF was 12% and of the RB and SRB 14%. The sensory evaluation indicated that the incorporation of SRB 30% and the previous homogenization of the PZ of the ingredients, allowed a combination of its adequate physical properties and as a result a crunchy texture (4.2 ± 0.7 points) and it was preferred to the consumers (45%), with characteristics similar to commercial baked tortilla chips. The previous data allowed to conclude that it is possible to obtain a totopo with appropriate physical, chemical and sensory characteristics.

VI

1. INTRODUCCIÓN

La alimentación juega un papel importante en el mantenimiento de la salud y en la prevención o tratamiento de enfermedades crónicas no transmisibles; es decir, una dieta correcta debe ser suficiente, variada, adecuada, inocua, completa, equilibrada; para lograr esto, la NOM-043-SSA2-2012, propone una guía visual llamada el plato del bien comer. En esta guía, se ilustran tres grupos de alimentos divididos por colores, donde se aprecia la importancia relativa de los alimentos, entre estos, se encuentra el grupo de los cereales (incluido el arroz) y tubérculos, sus componentes aportan energía y son una fuente importante de fibra, cuando se consumen enteros como el salvado de arroz.

En la NOM arriba referida se plantea que una alimentación correcta consta de 5 tiempos de comidas, constituida por 3 comidas principales (desayuno, comida y cena), y dos colaciones. En estas colaciones pueden consumirse botanas saludables.

A causa de diferentes factores, entre ellos: cambios en el estilo de vida, la industrialización, disponibilidad de alimentos, migraciones del campo a la ciudad y los horarios de trabajo prolongados, es difícil la preparación de alimentos que cumplan con los lineamientos de una alimentación adecuada (Clementz & Delmoro, 2011).

Por otro lado, el consumo excesivo de botanas, entre otros factores, ha contribuido al desarrollo de obesidad, principal problema de salud pública en México y al incremento de enfermedades crónicas no transmisibles (Chávez et al., 2013), generando una preocupación al momento de elegir alimentos.

Una alternativa es el desarrollo de botanas saludables, que se caracterizan por ser de fácil consumo, con un tamaño de porción adecuado, aporte de energía, grasa y sodio bajos. Para que las botanas sean saludables, se recomienda que sus ingredientes se basen en: frutas, verduras y cereales, alimentos que son fuente de fibra y otros nutrimentos como vitaminas y minerales (Pineda, 2007).

1

De esta manera, las botanas pueden ser consumidas como parte de las colaciones, contribuyendo a cumplir con los parámetros de una dieta adecuada.

El propósito de este trabajo fue elaborar y caracterizar una botana horneada aceptable para el consumo humano, con alto contenido de fibra como propuesta de un alimento funcional, usando como ingredientes principales harina de maíz y salvado de arroz.

2

2. REVISIÓN DE LA LITERATURA

2.1. Enfermedades crónicas no transmisibles

El exceso de peso corporal es causado por diversos factores, entre los que se encuentran: el sedentarismo, factores endocrinológicos, y un desequilibrio entre la ingesta y el gasto energético. Actualmente, atender este problema es uno de los retos más importantes de salud pública a nivel mundial. El sobrepeso y la obesidad incrementan significativamente el riesgo de padecer enfermedades crónicas no transmisibles [ECNT] (Barrera-Cruz et al., 2013).

Las ECNT se ubican entre las principales causas de muerte a nivel mundial (OMS, 2015), conforman un grupo heterogéneo de padecimientos que contribuyen a la mortalidad (Córdova-Villalobos et al., 2008), son de larga duración y representan la combinación de factores genéticos, fisiológicos, ambientales y psicológicos.

Entre las ECNT se encuentran, las enfermedades cardiacas, respiratorias, cáncer y diabetes; representan un 63% de las muertes a nivel mundial. En el 2008, 36 millones de personas murieron por las causas anteriores (OMS, 2008); en 2015 se presentaron 56.4 millones de defunciones, correspondiente al 54% del total a nivel mundial, las principales causas fueron la cardiopatía isquémica y el accidente cerebro vascular (OMS, 2015).

2.2. BotanasEntre las causas involucradas para el desarrollo de obesidad y ECNT está el consumo de alimentos hipercalóricos, ricos en grasas, sal, azúcares, pobres en fibra, vitaminas y minerales (Barrera-Cruz et al., 2013), por ejemplo las botanas. Por lo que es necesario comprender más a fondo lo que significa dieta y alimento.

• Dieta: conjunto de alimentos y platillos [combinación de alimentos que originan nuevos sabores y texturas], consumidos cada día y constituyen la unidad de la alimentación (NOM-043-SSA2-2012).

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• Alimento: Cualquier órgano, tejido o secreción con cantidades apreciables de nutrientes biodisponibles, cuyo consumo en cantidades y formas habituales es inocuo y atractivo a los sentidos (NOM-043-SSA2-2012). • Alimento funcional: El Instituto Internacional de Ciencias de la Vida (ILSI, por sus siglas en inglés), indica que un alimento funcional, se considera como tal, si se demuestra científicamente que ejerce un efecto beneficioso sobre una o más funciones del organismo, además de sus efectos nutritivos intrínsecos, de modo que resulte apropiado para mejorar el estado de salud y bienestar o reducir el riesgo de enfermedad. Los alimentos funcionales deben mantener la forma en la que son consumidos y demostrar sus efectos incorporándolos a la dieta en las cantidades habituales. No pueden ser comprimidos, cápsulas, polvos o alguna otra presentación farmacéutica; deben ser alimentos que formen parte de un régimen normal (Ashwell, 2002).

Las botanas se definen como: alimentos elaborados con pastas de harinas de cereales, leguminosas, tubérculos o féculas; así como granos, frutas, semillas o leguminosas con o sin cáscara, cutícula, productos nixtamalizados y de piel de cerdo, que pueden estar fritos, horneados, explotados, cubiertos, extrudidos o tostados; adicionados o no con sal, aditivos y otros ingredientes opcionales (PROY-NOM-216- SSA1-2002; NOM-187-SSA1/SCFI-2002).

Este tipo de alimentos por lo regular son consumidos fuera de casa en corto tiempo; debido a que en la actualidad se vive un estilo de vida agitado, los horarios de trabajo son prolongados, lo que exige la elección de un alimento que esté listo para el consumo y que sea una porción adecuada y suficiente (Clementz & Delmoro, 2011), de preferencia con bajo contenido de sodio, azúcar, grasa, que además aporte beneficios a la salud (Pineda, 2007).

Existen diferentes procedimientos para la elaboración de botanas, dependiendo de estos, pueden clasificarse en tres grupos como se muestra a continuación.

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2.2.1. Clasificación de botanas

Para la industria alimentaria encargada de su elaboración, las botanas pueden clasificarse en tres categorías (Gómez, 2013):

• Primera generación: son todos aquellos productos naturales, sin extrudir, entre ellos nueces, palomitas y alimentos mínimamente procesados, como las papas fritas. • Segunda generación: En esta clasificación se encuentran todos aquellos productos elaborados de un solo ingrediente, por expansión, pueden ser horneados o fritos. Por ejemplo: totopo, tostadas, cheetos. • Tercera generación: botanas elaboradas con múltiples ingredientes, por medio de extrusión, conocidas por ser indirectamente expandidas, debido a que después de la expansión, es necesario someterlas a un proceso de fritura en aceite caliente o expansión con aire caliente, por ejemplo los chicharrones para preparar en casa.

Las botanas, pueden elaborarse por diferentes métodos de procesamiento, definidos en el siguiente apartado.

2.2.2. Procesos comunes de elaboración de botanas

Las botanas o aperitivos pueden ser elaborados a partir de cereales, tubérculos, carne, pescado, etc., utilizando diferentes métodos de procesamiento, con el fin de modificar sus características fisicoquímicas y sensoriales.

Entre los procesos de elaboración de botanas por extrusión (forma de cocción rápida, continúa y homogénea, con cambios en la forma, estructura y composición del producto), se encuentran por ejemplo: Los granos inflados (de trigo, arroz y maíz), o para dar forma al producto como es el caso de los laminados, triángulos o tiras de maíz. En seguida se describen algunos procesos de fabricación de botanas:

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Granos inflados: deben estar limpios y sin cáscara, son acondicionados con calor seco durante unos minutos a una temperatura de 90-100°C, posteriormente se someten a una temperatura de 200°C con vapor a alta presión, para continuar en una cámara de expansión.

Cereales laminados: se parte de granos sin cascarilla o de harinas, para obtener una masa homogénea, la cual pasa a través de dos rodillos contra rotativos, que laminan y cortan las formas deseadas, por ejemplo, triángulos o tiras, para posteriormente someterlos a horneado y/o freírlos, con el fin de desarrollar sabor y textura característicos. En la etapa final del desarrollo se adicionan sabores, aromas y sal, para complementar el sabor deseado, por ejemplo, las tostadas y totopos (García, 2017).

2.2.3. Efecto en propiedades fisicoquímicas en la cocción de cereales para la elaboración de botanas

Dependiendo del método utilizado para realizar la cocción, el contenido de nutrientes se modifica, especialmente aquellos solubles en agua, por ejemplo minerales (sales) y los termosensibles como vitaminas y antioxidantes. Moncada & Gualdrón (2006) describieron que los métodos utilizados para cocción de alimentos son:

• Cocción por inmersión: proceso de cocción húmeda, a una temperatura máxima del agua de 100°C a 1 atmosfera de presión, favorece la hidratación, gelificación del almidón, desnaturalización de enzimas de pardeamiento, solubilización parcial de los minerales y deterioro de algunas vitaminas.

• Cocción al vapor: proceso que se lleva a cabo por el contacto directo del alimento con el vapor de agua, las ventajas son la conservación de las propiedades de los alimentos; es decir existe menor pérdida de nutrientes hidrosolubles, se mantiene mayor parte del color, sabor y olor. Los alimentos se vuelven más fáciles de digerir.

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• Freído: cocción de los alimentos a altas temperaturas de 180°C a 200°C, teniendo al aceite como medio de transferencia de calor. El cual genera buen sabor, excelente palatabilidad, color dorado o tostado y crujibilidad del alimento. El uso de este método depende del tipo de alimento, temperatura del aceite, sistema de fritura, grosor del alimento, tiempo al que se somete el alimento al freírlo y la desventaja de mayor importancia es el incremento en el aporte calórico. • Horneado: en este proceso el transmisor del calor es el aire a altas temperaturas entre 180°C a 200°C, los alimentos horneados tienen buen sabor; durante el proceso desarrollan una corteza dorada, crocante, debido a la deshidratación superficial, una ventaja es que no incorpora grasa (Moncada & Gualdrón, 2006).

Actualmente se desarrollan diferentes tipos de botanas, por lo que, es importante conocer los datos sobre el consumo de estos productos en México.

2.2.4. Consumo de botanas

De acuerdo con datos de la Cámara Nacional de la Industria y de la Transformación (CANACINTRA), del 2000 al 2010, se incrementó el consumo de frituras y botanas en un 70%. En 2014 el INEGI describió un consumo promedio de 157 mil toneladas de frituras tipo botanas al año, distribuidas por 3,700 empresas formales, las cuales generaban una producción anual de 22,550 toneladas.

Estos alimentos generan en México, un mercado cuyo valor asciende a los 62,758 millones de pesos. Por ejemplo, PROCOLOMBIA, una empresa que se encarga de promover el turismo y la inversión extranjera en Colombia, considera a México con un alto potencial de importación de botanas y frituras, debido a que en el 97% de los hogares son consumidas por lo menos dos veces por semana, generan 41 mil millones de pesos anuales (PROCOLOMBIA, 2017).

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La Encuesta Nacional de Salud y Nutrición de Medio Camino del 2016 reportó el consumo de botanas siguiente: escolares entre 5 y 11 años 61.9%, adolescentes entre 12 y 19 años 59.4% y adultos de 20 años y más 38% (ENSANUT MC, 2016).

El consumo de botanas en México va en aumento, sumado al incremento de la prevalencia de obesidad y ECNT, por lo cual es importante mejorar la alimentación de los mexicanos, una opción es el desarrollo de botanas saludable; es decir, con un mejor aporte nutricional y bajo contenido calórico, para contribuir a prevenir o disminuir estos problemas de salud.

2.3. Botana saludable

Las botanas pueden ser consideradas como saludables si son elaboradas con frutas, vegetales o cereales cuidadosamente procesados, como el salvado de arroz, los cuales contienen bajo contenido de sodio (≤ 140 mg/porción), azúcar (≤ 25% del original) y grasa (≤ 25% del original) (Pineda, 2007). Para lo cual la industria alimentaria está considerando los siguientes aspectos: • Desarrollo de nuevos ingredientes de bajo aporte calórico. • Adecuación de procesos tecnológicos capaces de guardar la calidad nutricional de los productos: como la deshidratación (Henríquez et al., 2014).

Se pueden utilizar distintos alimentos para la elaboración de botanas saludables. Los más populares son: papas , productos de maíz, botanas extrudidas, productos de trigo o arroz. El ingrediente más utilizado para el desarrollo de botanas saludables es el maíz (Delgado-Nieblas et al., 2011).

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2.4. Maíz

El maíz es un cereal (figura 1) que culturalmente constituye la base de la alimentación en México, es consumido en diferentes preparaciones; por lo regular da un aporte a la dieta del 60% de la energía, el 40% de proteínas y un aporte importante de calcio (Badui, 2015).

Figura 1. Estructura de un grano de maíz.

Tomado de Tosi (2012).

Ramos (2013), clasifica al maíz en diferentes tipos: dentado, cristalino, blanco, amarillo, pigmentados (azul, morados, rojos), palomero, ceroso, alto en amilosa, dulce, opaco 2 de alta calidad proteíca, alto en carotenoides, alto en aceíte, pozolero o cuzco, etc. El maíz tiene una gran variabilidad en el color de los granos: blanco, amarillo, azul, rojo, jaspeado, con diferencias entre ellos como la textura, composición y apariencia (Ortíz, 2006).

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En la actualidad se conocen 59 razas de maíz, entendidas éstas como “un grupo de individuos emparentados con suficientes características en común para permitir su reconocimiento”. Es probable que no exista una raza pura, ya que todas las variedades de una misma raza creadas por polinización libre, difieren ligeramente en su genética (Ortíz, 2006).

El maíz cubre aproximadamente 7.5 millones de hectáreas sobre la superficie agrícola sembrada en México, principalmente en zonas sub-húmedas tropicales, templadas- húmedas y sub-húmedas.

Entre los usos probables del maíz en la época prehispánica eran la producción de harinas, pinole y granos reventados (palomitas de maíz), actualmente es consumido en diferentes alimentos como: tamales, tacos, tostadas entre otros (cuadro 1).

El maíz contiene una concentración de almidón que oscila entre un 70 y 74% y de 7 a 12% de proteína (Fernández et al., 2013). Para ser consumido en varias de sus preparaciones, es sometido al proceso de nixtamalización, lo que aumenta su valor nutricional (Ronque-Maciel et al., 2016).

2.4.1. Nixtamalización

La nixtamalización es una tecnología mexicana y se realiza con diferentes sustancias alcalinas: cal, tequesquite y conchas marinas quemadas. El método tradicional consiste en hervir el grano en agua durante un periodo de tiempo entre 30 y 60 min, con 1 a 3% de cal (hidróxido de calcio), que alcanza un pH de 11 a 13, posteriormente se deja reposar de 8 a 12 horas, se escurre para eliminar el hidróxido de calcio y se lava el grano para eliminar el exceso (Badui, 2015).

Este proceso realiza cambios significativos en el valor nutricional del maíz, por ejemplo: disminuye la solubilidad de la zeína que es la principal proteína del grano de maíz; mientras que la glutelina, con mejor balance aminoacídico, aumenta su solubilidad. Por lo cual aumenta la disponibilidad de aminoácidos esenciales como la

10 lisina, triptófano y la relación isoleucina-leucina (Vázquez, 2013); y favorece la formación de almidón resistente, el cual al no ser digerido, presenta un comportamiento similar a la fibra soluble (Fernández et al., 2013).

El maíz es la base de la alimentación mexicana, desde los pueblos prehispánicos, hasta la actualidad (Cuevas, 2014), según se revisa en el siguiente apartado.

2.4.2. Consumo de maíz

Basándose en una dieta de 2,000 kcal y 56 g de proteína; un mexicano recibe diariamente del maíz 1,022 kcal y 26.3 g de proteína, en promedio. En México existen alrededor de 700 maneras de consumir el maíz, y una estrategia para impulsar la utilización de maíces nativos, es el desarrollo de productos novedosos como pueden ser las botanas (Fernández et al., 2013).

Cuadro 1. Alimentos y preparaciones culinarias con maíz.

Alimentos base Preparaciones culinarias Totopos, chilaquiles, enchiladas, enfrijoladas, entomatadas, Tortillas tacos, tostadas, quesadillas, chalupas, gorditas, sopes, tlacoyos, nachos y frituras. Elotes Caldos, esquites, pozole, sopa. Tamales Tamales dulces y salados (150 diferentes tipos). Pinole Buñuelos, galletas, pan de maíz. Atoles Blanco, nuevo, agrio, champurrado, pinole. Bebidas Pozol, champurrado, chilate, chileatole, tesgüino y otras bebidas autóctonas de algunas regiones de nuestro país. Modificado de Fernández et al (2013).

De acuerdo con la norma oficial mexicana NOM-187-SSA1/SCFI-2002, a continuación, se definen algunos alimentos elaborados con maíz:

• Maíz nixtamalizado o nixtamal: al maíz que ha sido sometido a cocción parcial con agua en presencia de hidróxido de calcio.

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• Harina de maíz nixtamalizada: producto deshidratado que se obtiene de la molienda de los granos de maíz nixtamalizado. • Harina preparada para elaborar masa para tortillas o tostadas: al producto resultante de la mezcla de harina de trigo o de maíz nixtamalizado u otro cereal, con ingredientes opcionales y aditivos para alimentos, la cual se prepara con las instrucciones del fabricante. • Masa: producto obtenido de la molienda húmeda de granos de maíz nixtamalizado o pasta que se forma a partir de harina de maíz nixtamalizado, harina de trigo, harinas integrales o sus combinaciones y agua. Con la posibilidad de estar mezclados con ingredientes opcionales y aditivos permitidos para alimentos. • Tortillas: producto elaborado con masa que puede ser mezclada con ingredientes opcionales, sometida a cocción (NOM-187-SSA1/SCFI-2002, 2003). A la llegada de los españoles a México, observaron las láminas delgadas redondas de maíz que usaban los aztecas como pan y las llamaron tortillas, que es la expresión diminutiva de la tradicional torta o tortilla española (Badui, 2015). El consumo anual per cápita de tortilla en el medio urbano es de 56.7 kg y en el medio rural de 79.5 kg (CEDRSSA, 2014) y en 2015 el consumo anual por persona fue de 85 kg (El Universal, 2017). • Tostadas: productos elaborados a partir de tortillas o masa que pueden ser mezclados con ingredientes opcionales, sometidos a procesos de horneado, freído, deshidratado o cualquier otro, hasta obtener una consistencia rígida y crujiente (NOM-187-SSA1/SCFI-2002, 2003). • Totopos: productos elaborados a partir de maíz nixtamalizado y molido o bien de harinas de maíz nixtamalizado, los cuales son formados, cocidos, parcialmente secados y pueden ser fritos (Amador, 2008). Son trozos de tortilla en forma triangular con tamaños diferentes, tostados o fritos, hasta que adquieren una textura crujiente (Muñoz, 2014).

Existen otros productos y preparaciones a base de maíz, entre ellas las botanas, que se describen en el siguiente apartado.

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2.4.3. Botanas de Maíz

De acuerdo con Díaz & Medina, (1998), las botanas de maíz pueden clasificarse en tres grandes grupos:

• Productos de maíz nixtamalizados, como tostadas y totopos. • Productos extrudidos, hechos principalmente de pasta de maíz y almidones, como los churritos y chicharrones. • Productos elaborados con maíz inflado como los cereales de desayuno.

Dada la amplia variedad de productos de maíz que se consumen, un ingrediente que puede ser incorporado en la elaboración de botanas con maíz, es el salvado de arroz [SA], estudios previos muestran que es un ingrediente con alto valor nutritivo, que puede aportar beneficios a la salud, y dar una mejor calidad nutricional a los productos de maíz.

2.5. Salvado de arroz

2.5.1. Definición del salvado de arroz

El SA es el subproducto obtenido del proceso de blanqueo del grano de arroz (Oryza sativa L.), que consiste en separar al salvado y germen del endospermo del grano de arroz (Rodríguez, 2014). El SA está constituido por la parte externa del grano y por las capas que lo cubren: pericarpio, aleurona, capa de semilla capa nuclear, parte del germen y endospermo pulverizado; representa el 8% del peso total del grano (Vargas & Aguirre, 2011).

2.5.2. Composición química del salvado de arroz

El SA es de color marrón claro, ligeramente oleoso; cada 100 g de SA contienen aproximadamente: 13.3 g de humedad, 0.33 g de grasa, 7.4 g de fibra, 16.6 g de proteína y una capacidad de absorción de agua de 210 ml (Sairam et al., 2011).

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Posee grandes concentraciones de compuestos benéficos, que podrían prevenir ECNT como: dislipidemias (Gul et al., 2015), reducción del índice glicémico entre otras (Jiménez et al., 2011).

Quintero et al., (2004), analizaron muestras (100 gramos) de SA obtenido de molinos del estado de Morelos e informaron que está compuesto por 6.1 g de humedad, 316 kilocalorías, 13.4 g de proteína, 20.9 g de lípidos totales, 49.7 g de hidratos de carbono, 21 g de fibra dietaria total, 10 g de cenizas, 5 mg de sodio, de 600 a 11000 mg de sílice, 1677 mg de fósforo, 34 mg de niacina, 7.4 mg de ácido pantoténico y 4.9 mg de alfa tocoferol.

Rodríguez (2014) realizó el análisis químico proximal de la variedad A-2010 estabilizado, reportando un contenido de 12.9 g de lípidos, 14.2 g de proteínas, 58.1 g de hidratos de carbono, 22.1 g de fibra dietaria total, 6.4 g de humedad, 8.3 g de cenizas, 0.9 µg/g de δ-tocotrienol, 247.6 µg/g de γ-tocotrienol, 15.7 µg/g α- tocotrienol, 2.0 µg/g δ-tocoferol, 41.9 µg/g γ-tocoferol, 30.7 µg/g α-tocoferol, 338.9 µg/g de vitamina E, 9.1 mg/g de gamma-oryzanol.

Como puede observarse el SA además del contenido nutrimental, presenta otros compuestos benéficos para la salud, lo cual le confiere propiedades funcionales que se describen en el siguiente apartado.

2.5.3. Propiedades funcionales del salvado de arroz

Existe evidencia científica de que el SA tiene diferentes beneficios para la salud, entre ellos efecto hipocolesterolémico, atribuido principalmente al gamma-oryzanol y al alto contenido de fibra dietética (Quintero et al., 2004; Al-Okbi et al., 2012), capacidad para aumentar el volumen fecal, efecto anticancerígeno y cardio protector por los fitoesteroles y tocotrienoles (Al- Okbi et al., 2012).

Un estudio doble ciego, en el cual se incluyeron 52 sujetos de ambos sexos, no fumadores y un promedio de edad de 51.7 años, fueron divididos en tres grupos:

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Los que recibieron SA, salvado de avena y almidón de arroz placebo. Con datos de 23 hombres y 21 mujeres; que consumieron 84 g del producto elaborado con SA, los resultados mostraron una disminución en los niveles de colesterol sérico en los sujetos que consumieron SA y salvado de avena; por lo cual se concluyó que el SA puede mejorar la dieta de los individuos (Gerhardt & Gallo, 1998).

En un ensayo clínico, se alimentaron a sujetos con diabetes mellitus tipo 1 y 2 por 60 días con SAE, con el fin de determinar los posibles efectos en el perfil lipídico y glucosa; se obtuvo como resultado que los voluntarios presentaron una mejoría significativa en los siguientes parámetros: perfil lipídico, hemoglobina glucosilada, glucosa sérica en ayunas y un ligero aumento de los niveles de insulina sérica; por lo cual se concluyó que el SAE puede reducir significativamente la hiperlipidemia (colesterol LDL, apolipoproteína B, triglicéridos) e hiperglucemias; estos efectos pueden atribuirse a la fibra del SA (Qureshi et al., 2002) y al gamma-oryzanol (Aguirre, 2011).

Estos estudios muestran que el SA, presenta efectos benéficos para la salud y contribuye a la prevención y tratamiento de ECNT, por lo que se han desarrollado distintas botanas con SA y otros ingredientes.

2.5.4. Salvado de arroz en alimentos y botanas

Dado que el SA es un ingrediente que presenta un alto contenido de fibra, antioxidantes y minerales, sus características tecnológicas son apropiadas para elaborar productos de panificación como las galletas; y con ello ayudar a mejorar su aporte nutricional (Abdul-Hamid & Luan, 2000; Younas et al., 2011).

En Brasil se elaboró un pan con SA, soya, canela y jarabe de fructosa, obteniendo como resultado un producto rico en fibra y de buena aceptabilidad (García et al., 2012). En otro estudio se desarrolló una galleta con alto contenido de proteínas (15.7%), fibra (2%) y grasa (19.7%), utilizando como ingredientes harina de trigo, soya, azúcar, SA, con lo que se mejoró su calidad nutrimental (Mishra & Chandra, 2012).

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Con el propósito de contribuir a la generación de nuevos productos realizados con subproductos de SA, Tavares et al. (2016) desarrollaron una galleta usando como ingredientes: soya, arroz partido, SA y obtuvieron un alimento sin gluten.

Al-Okbi et al (2012) en Egipto, desarrollaron tortillas chips o “totopos” (Calleja & Brasilia, 2016) con harina de maíz y distintas concentraciones de SA (10, 20 y 30 g/ 100 g). Fueron horneadas a 250°C por 4 minutos y sometidas a fritura. En su evaluación sensorial con 20 panelistas no entrenados, se utilizó una escala de 0 a 10 puntos considerando los atributos de: color, olor, sabor, textura, crujibilidad, apariencia y aceptabilidad general. Obtuvieron como resultado que la fórmula de mejor aceptabilidad fue la sustituida con SA 30% con 8.1 puntos.

En el 2013, Coutinho et al., elaboraron una botana (churro), utilizando los subproductos (granos de arroz quebrados, okra de la soya y salvado de arroz), con características adecuadas para la comercialización.

Para el desarrollo de alimentos es importante conocer las propiedades tecnológicas de las materias primas y así prever su probable comportamiento en una matriz alimentaria seleccionada.

2.6. Métodos de evaluación de harinas y botanas

A continuación, se presenta el fundamento de algunos métodos.

2.6.1. Propiedades Físicas y tecnológicas de las harinas

Las características de un ingrediente influyen en su utilización, por su composición química y características físicas; las principales propiedades tecnológicas de las harinas son: capacidad de absorción de agua [CAA] y capacidad de gelificación [CAG], las cuales permiten conocer el comportamiento de las harinas en una matriz alimentaria (Calfunnao-Antivil, 2012).

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2.6.1.1. Capacidad de absorción de agua en las harinas

La CAA permite tener un conocimiento previo del comportamiento de las harinas y el rendimiento de la masa para la elaboración de productos. La CAA está relacionada con la presencia de proteínas, contenido de almidón y fibra en los alimentos; dependiendo del contenido de almidón, existirá una mayor cantidad de agua absorbida (Vargas & Hernández, 2013).

García & Vázquez en el 2016, elaboraron harinas de maíz nixtamalizado apartir de tres masas de maíz obtenidas de diferentes molinos comerciales, con una CAA de 3.3 a 4.4 gel/g.

Mediante la CAA subjetiva, que se describió como la “cantidad de agua absorbida de la harina en 100 g, para obtener una masa”, se estudiaron tres diferentes harinas de maíz nixtamalizado, producidas en México. En ese estudio las harinas describieron una CAA de 1.20 a 1.30 ml/ g (Flores-Farías et al., 2002).

En el SA desgrasado, se ha reportado una CAA de 2.1 a 2.4 ml/g (Sairam et al., 2011). Por otro lado, la capacidad de retención de agua depende del tamaño de partícula: en la fracción pequeña (3.3 ml/g), mediana (4.16 ml/g) y gruesa (3.87 ml/g) (Rodríguez, 2007). 2.6.1.2. Capacidad de gelificación de las harinas

Esta prueba permite evaluar, la capacidad que tienen las proteínas de la harina y el almidón de absorber agua. Entre menor sea la concentración a la cual gelifica la harina, la capacidad de hinchamiento de la harina mejora y presentará un mayor rendimiento para el desarrollo de productos (Chandra et al., 2015).

La CAG es una característica específica de cada almidón en particular y depende de diversos factores como son: tamaño de los gránulos, relación entre amilosa y amilopectina y fuerzas intra e intermoleculares (Vargas & Hernández, 2013).

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En un estudio previo realizado por Chandra et al., 2015, que evaluaron las propiedades funcionales de las harinas compuestas y los atributos sensoriales de galletas elaboradas con distintos tipos de harinas de leguminosas y harina de maíz, encontraron una CAG de 6 %.

Es importante mencionar que no se encontraron datos sobre la CAG del SA.

2.6.2. Composición química de una botana

Desde el año de 1886 el análisis químico proximal se ha utilizado para identificar los componentes más abundantes en los alimentos o ingredientes tales como: agua, grasa, proteína, minerales, hidratos de carbono y fibra (Ramírez, 2008).

Por ejemplo, en un estudio de formulaciones de copos y totopos de maíz con 30% de SA, realizado en Egipto, se reportaron en 100 g de copos de maíz y SA: 3.22% de humedad, 10.57% de proteína, 3.65% de grasas, 0.24% de cenizas, 0.75% de fibra cruda, 81.55% de hidratos de carbono y aporte calórico de 4.0 kcal/g; en el análisis se realizaron con los métodos establecidos por la AOAC 2000. En 100 g de totopo con sustitución de 30% de SA, la composición fue: 2.43% de humedad, 1.12% de proteínas, 2.32% de grasa, 1.71% de cenizas, 0.63% de fibra cruda, 60.82% de hidratos de carbono y un aporte calórico de 4.9 kcal/g. (Al-Okbi et al., 2012).

2.6.2.1. Determinación de humedad

Consiste en medir la cantidad de agua existente en la muestra, con el fin de conocer el peso en base seca, que se obtiene por diferencia de pesos (Peralta et al., 2011).

Existen diferentes métodos para su determinación; entre ellos el secado por estufa, el cual se basa en la pérdida de peso por evaporación de agua. Se utiliza para muestras térmicamente estables y no debe contener compuestos volátiles; otro método utilizado

18 es el secado en estufa al vacío, consiste en una relación entre la presión del vapor y la presión del sistema a una temperatura dada.

El método por secado en termobalanza se basa en la evaporación continua de humedad de la muestra y el registro continuo de la pérdida de peso. El contenido de humedad también puede determinarse por destilación azeotrópica, basado en una destilación simultánea del agua con un líquido inmiscible. El método de Karl Fischer, utiliza reactivos como yodo, dióxido de azufre y amina (UNAM, 2008).

2.6.2.2. Determinación de Grasa

La cuantificación de grasa puede realizarse por diferentes métodos, que difieren por el tipo de extracción y uso de solventes.

El método de Soxhlet, es el método gravimétrico más usado y consiste en una extracción semicontinua, con un disolvente orgánico y el contenido de grasa se mide por la pérdida de peso en la muestra (Carpenter, 2010).

Otro método utilizado es el de Goldfish, el cual consiste en una extracción continua por medio de vapor de disolvente y la grasa se cuantifica por pérdida de peso en la muestra o por grasa removida.

La determinación de grasa también puede realizarse por medio del método de lotes o en batch, consiste en una separación de fases entre dos disolventes no miscibles, la muestra debe ser soluble en ellos.

El método de bligh-Dyer y su modificación por Hanson y Olley, se basa en la homogenización de la muestra utilizando cloroformo, metanol y agua en proporciones tales que se forme una sola fase miscible con el agua de la muestra.

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Por otra parte, también es utilizado el método de Röse-Gottlieb, en el cual se utiliza amoniaco y etanol, con un posterior efecto de deshidratación sobre los fosfolípidos.

Por último, el método de Gerber que es un método volumétrico, el cual utiliza agentes químicos para lograr la ruptura de la emulsión, para medir la grasa separada y el de Mojonnier, que utiliza una metodología similar a los métodos gravimétricos descritos anteriormente (UNAM, 2008).

2.6.2.3. Determinación de cenizas

Las cenizas de los alimentos están constituidas por el residuo inorgánico que queda después de que la materia se ha quemado, representan el total de minerales presentes en la muestra (Muñoz et al., 2014). Existen diferentes métodos para la determinación de cenizas, entre los que se encuentra el método de cenizas totales. Consiste en que toda la materia orgánica se oxida en ausencia de flama con una temperatura de 550- 600 °C.

Por otro lado, están los métodos de determinación de cenizas en seco y húmedo. La determinación en seco, es utilizada con mayor frecuencia y se basa en la descomposición de la materia orgánica, quedando únicamente la materia inorgánica en la muestra, determina cenizas solubles, insolubles, mientras que la determinación húmeda se basa en la descomposición de la materia orgánica en medio ácido, la materia inorgánica se determina con gravimetría en las sales que precipitan (UNAM, 2008).

2.6.2.4. Determinación de proteínas

Entre los métodos utilizados para la determinación de proteínas se encuentra el método de Kjeldahl-Gunning, en el cual se usan como catalizadores: el sulfato de cobre y sulfato de potasio, para aumentar la temperatura de la mezcla y acelerar la digestión.

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La determinación de proteínas se basa en la descomposición de los compuestos de nitrógeno orgánico, por ebullición con ácido sulfúrico. El hidrógeno y el carbón de la materia se oxidan para formar agua y bióxido de carbono. El ácido sulfúrico se transforma en SO2, el cual reduce el material nitrogenado a sulfato de amonio.

El amoniaco se libera después de la adición de hidróxido de sodio y se destila recibiéndose en una disolución de ácido bórico al 4%. Se titula el nitrógeno amoniacal con una disolución valorada de ácido clorhídrico al 0.1 N, cuya normalidad depende de la cantidad de nitrógeno que contenga la muestra (NMX-F-068-S-1980, 1980).

Por otro lado, también es utilizado el método de Biuret, consiste en un ensayo calorimétrico de un paso, donde se cuantifican la formación de un complejo estable entre proteínas y cobre; por otra parte también se utiliza el método de Lowry, se basa en la realización de una reducción del reactivo de folin-ciocalteau, que es una mezcla de ácidos fosfomolibdico y fosfotúngstico, por la oxidación de tirosina, triptófano, cisteína de la cadena polipéptica (UNAM, 2008).

2.6.2.5. Determinación de fibra dietaria total

Es un método basado en la digestión enzimática para eliminar los componentes distintos a la fibra y la cuantificación de los residuos por peso. Su uso ha sido definido, por su reproducibilidad.

Entre los principales métodos enzimáticos-gravimétricos, se encuentran: AOAC 985.29, AOAC 991.43 los cuales cuantifican polisacáridos solubles e insolubles, almidón resistente tipo 3, lignina; dentro de los métodos enzimáticos–químicos, el AOAC 994.13, cuantifica los mismos componentes; otro método utilizado es el de Englyst para polisacáridos no amiláceos; por otro lado, existen diversos métodos enzimáticos, como AOAC 995.16, AOACC32-33, para determinar beta-glucanos; el método de Englyst para almidón resistente, AOAC 2002-02, AACC 37.42, (Gray, 2006). El método de fibra dietética total de SIGMA basado en los métodos de la AOAC edición 16.

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2.6.3. Evaluación sensorial

Deacuerdo con Pedrero & Pangborn (1989) y Hernández (2005), el análisis sensorial es una disciplina científica utilizada para medir, analizar e interpretar las reacciones a aquellas características de alimentos y otras sustancias, que son captadas por los sentidos: vista, olfato, gusto, tacto y oído. Permiten caracterizar y medir la aceptabilidad o rechazo de un producto por parte de los consumidores, utilizando jueces entrenados, según sea el caso.

Las pruebas sensoriales se dividen en tres grandes grupos: • Pruebas discriminativas, que miden si existe o no diferencia entre dos o más muestras o productos: o Pruebas de diferenciación: prueba de pares, prueba de dúo-trío, prueba triangular, prueba de ordenación, prueba escala control. o Pruebas de sensibilidad: umbral de detección y umbral de reconocimiento. • Pruebas descriptivas que describen y miden las diferencias que pueden presentar las diferentes muestras o productos: o Escala de atributos (escala de categorías, escala estimación de la magnitud). o Análisis descriptivo (perfil de sabor, perfil de textura). o Análisis cuantitativo.

• Pruebas afectivas, para conocer el grado de preferencia, gusto o disgusto, satisfacción que puede presentar un panelista ante un producto o muestra: o Prueba de preferencia (prueba de preferencia pareada y prueba de preferencia de ordenación). o Prueba de satisfacción (escala hedónica verbal, escala hedónica facial). o Prueba de aceptación.

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2.7. Formulación de botanas de maíz

El mejoramiento de productos alimenticios en el mercado debe realizarse con sustitución de ingredientes funcionales, debido a la problemática de salud que se planteó anteriormente.

La industria alimentaria debe elaborar alimentos saludables; es decir, reducir el contenido de grasa, sal, azúcar, no alterar la naturaleza y el placer de degustar el producto (Amador et al., 2013).

Por lo cual debe realizar ajustes en su formulación, de acuerdo con Llavina & Pujol (2004), una formulación en panificación está determinada, por diversas variables, entre ellas: el tipo de producto, las legislación vigente y el proceso de producción, por tal motivo no existe una metodología universal para la realización de formulaciones. Los totopos pueden elaborarse a partir de harina de maíz, masa y tortillas. En el proceso de elaboración de estos productos pueden incorporarse ingredientes con propiedades benéficas para la salud, como el salvado de arroz y texturizante para mejorar sus características físicas y organolépticas, para obtener un producto saludable y aceptable.

Las características de calidad de un totopo para los consumidores son: no tener exceso de grasa, de preferencia ser horneado, color claro y brillante, piezas delgadas, no presentar una formación excesiva de burbujas, crujubilidad, sin olor a rancio (Amador et al., 2013).

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3. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

El exceso de peso corporal en la población es un reto de salud pública, ya que esta condición favorece el riesgo de padecer ECNT (Barrera-Cruz et al., 2013). Las ECNT son enfermedades de larga duración y con progresión lenta, que reducen la calidad de vida (OMS, 2008). Representan el 63% de las muertes a nivel mundial.

Debido al alto número de defunciones provocadas por las ECNT y la relación que éstas tienen con el exceso de peso corporal, se han buscado alternativas que contribuyan a la disminución de estas enfermedades, entre las que se pueden mencionar: el desarrollo de alimentos funcionales.

Un ingrediente que puede ser utilizado para el desarrollo de alimentos funcionales es el SA, ya que contiene compuestos benéficos, para la salud como fibra y antioxidantes (gamma-oryzanol, tocoferoles y tocotrienoles), por lo que puede ser aprovechado en la fabricación de alimentos, por ejemplo, las botanas, que presentan un alto consumo en la población. En México son escasos los estudios acerca del empleo del SA como componente de alimentos consumidos por la población.

Por lo cual la pregunta de investigación es:

¿Es posible elaborar un totopo saludable con harina de maíz y salvado de arroz estabilizado que sea aceptable por los consumidores y contenga una importante cantidad de fibra?

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4. JUSTIFICACIÓN

La Encuesta Nacional de Salud y Nutrición de Medio Camino [NSANTMC] 2016 informó sobre el consumo de botanas en diferentes grupos de edad del país: escolares entre 5 y 11 años 61.9%, adolescentes entre 12 y 19 años 59.4% y en adultos de 20 y más, 38%, además de un incremento en el padecimiento de ECNT.

Como consecuencia el Gobierno de la República en 2013, implemento diferentes estrategias como la promoción de salud, prevención de enfermedades, atención médica, regulación sanitaria y política fiscal. Entre las acciones que se han llevado a cabo se encuentran: la campaña de concientización en medios masivos, programas de seguimiento a pacientes diabéticos y en alimentos industrializados, se implementó un nuevo etiquetado frontal y un impuesto a bebidas azucaras, dulces y aperitivos (Aguilera et al., 2017).

Se ha planteado la búsqueda de nuevos alimentos que aporten un beneficio a la salud. Por lo cual el Departamento de Nutrición y Alimentos Funcionales (DNAF) del CeProBi, se ha interesado en el desarrollo de alimentos funcionales a partir de salvado de arroz; que es un ingrediente que puede ser introducido en una matriz alimentaria, ya que cuenta con compuestos benéficos para la salud como fibra y antioxidantes (gamma- oryzanol, tocoferoles, tocotrienoles, entre otros).

Entre los diferentes productos que el DNAF ha desarrollado con SA se encuentran: una bebida rica en antioxidantes (Rodríguez, 2014), un mazapán elaborado con SA (Albavera, 2016) y en productos elaborados con maíz; y otros ingredientes: una tostada con harina de maíz y Ulva clathrata (Bravo, 2012) y una tortilla de maíz adicionada con Ulva clathrata (Alarcón, 2015).

Por lo anterior el objetivo del presente fue trabajo es desarrollar y caracterizar un totopo elaborado con harina de maíz y SA.

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5. OBJETIVOS

5.1. OBJETIVO GENERAL

Desarrollar y caracterizar un totopo con harina de maíz y salvado de arroz estabilizado como propuesta de alimento funcional.

5.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS

1. Definir la mejor formulación con harina de maíz y salvado de arroz estabilizado para la elaboración del totopo. 2. Caracterizar física, química y sensorialmente el totopo elaborado con harina de maíz y salvado de arroz estabilizado. 3. Describir las características morfológicas del totopo elaborado con harina de maíz y salvado de arroz estabilizado.

6. HIPÓTESIS

La formulación del totopo de harina de maíz y salvado de arroz estabilizado ofrecerá propiedades físicas, químicas y sensoriales aceptables como botana, con alto contenido de fibra.

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7. MATERIALES Y MÉTODOS

7.1. Diseño experimental

Etapas

Etapa 1: Acondicionamiento de la materia prima. SA: estabilización.

Determinación de tamaño de partícula. Etapa 2: Caracterización de propiedades Capacidad de absorción de agua. tecnológicas.

Capacidad de gelificación.

Etapa 3: Formulaciones del totopo. Sustitución de SA: 10, 30 y 60%.

Parámetros:

Etapa 4: • tiempo Elaboración de tortilla y horneo. • temperatura

Sensorial: Prueba hedónica de 6 Etapa 5: puntos olor, sabor, textura apariencia, Evaluación sensorial y prueba de preferencia. crujibilidad, aceptabilidad general.

Prueba de preferencia de tres formulaciones.

Etapa 6: Morfología microscópica.

• Humedad • Cenizas Etapa 7: Caracterización química del totopo. • Grasa • Fibra dietaría total • Proteínas • Hidratos de carbono

Figura 2. Diagrama de flujo del diseño experimental.

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7.2. Materias primas. Obtención y acondicionamiento

Harina de Maíz (MASECA®)

La harina de maíz nixtamalizada [HMN] marca MASECA®, se obtuvo de una tienda de conveniencia (OXXO, FEMSA), ubicada en Yautepec, Morelos.

El contenido nutrimental de la HMN en 100 gramos es de: 2 g de humedad, 3.1 g de grasas, 1.39 g de cenizas, 8 g de proteínas, 2 g de fibra, 83.5 g de hidratos de carbono (Quintero et al., 2014). De acuerdo con los datos reportados por Flores-Farías et al., 2002, la HMN elegida, en comparación con otras harinas (Minsa®, Agroinsa®) presenta mayor contenido de goma guar (0.38%), con el fin de mejorar las propiedades de textura de la masa y favorecer la retención de humedad.

Salvado de Arroz

El SA se obtuvo del molino Buenavista del municipio de Cuautla, durante el proceso de pulimento del grano de arroz (Oryza sativa L.).

Acondicionamiento

Se realizaron tres procedimientos: estabilización, molido y tamizado. Antes de comenzar el proceso de estabilización, el equipo (prototipo diseñado por el DNAF del CeProBi-IPN) fue desinfectado con hipoclorito al 30%, dejando actuar la solución durante 30 min.

La estabilización se realizó en cantidades de 1.5 kg de SA, fue tratado con calor húmedo (vapor saturado 95 °C a 121 °C), durante 10 min, seguido de la aplicación de calor seco por 15 min, conservando la temperatura. El vapor es un medio calefactor, que incrementa la actividad de agua y las enzimas (lipasa, peroxidasas) son inactivadas, los microorganismos que contiene el salvado se reducen Guzmán et al., (2011).

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Después de la estabilización, el SA se pulverizó en un molino (Molinos PULVEX, 2011011, México) y tamizó con malla de 0.05 mm.

7.3. Pruebas tecnológicas Las siguientes pruebas se realizaron por triplicado en harinas de maíz (MASECA®) y SA, para caracterizarlas.

7.3.1. Conteo y determinación de tamaño de partícula

Se analizaron muestras por triplicado de HMN; SA no estabilizado molido tres veces (3x); SAE no molido y SAE molido tres veces (3x).

Se determinó el tamaño de partícula en el laboratorio de microscopía e imagenología en el departamento de biotecnología del CeProBi-IPN, con las siguientes condiciones: Por medio de un microscopio electrónico de barrido ambiental (Zeiss, Evo LS10, Alemania), un aumento de 100 x, escala 100 µm, voltaje 20.00 Kv, 10 Pa, electrones retro dispersos (NTS BSD) de acuerdo con la metodología reportada por Cárdenas- Pérez et al., (2017).

El conteo y determinación de tamaño de partícula se realizó por medio de la medición de las partículas por micrografía, con una regla milimétrica y posteriormente, se hizo una conversión a micras (1mm = 1000 µm), con apoyo de la escala en la que fue observada la micrografía (figura 3).

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Figura 3. Micrografía de SAE molido 3 veces.

7.3.2. Capacidad de absorción de agua de las harinas

En tubos para centrifuga de 10 ml, se colocaron 0.5 g de harina y se añadieron 5 ml de agua destilada con una pipeta (transferpette® S 0.5-5 ml Brand, Alemania), los tubos fueron agitados por 30 s en un vortex (Termolyne Maxi mix li, type 37600, USA), posteriormente se colocaron en una centrífuga (Science – Med, DM0412S, Finlandia) a 3,000 rpm durante 8 min, enseguida se realizó una decantación del sobrenadante en una probeta de 10 ml. Se obtuvo la capacidad de absorción de agua realizando la siguiente operación: agua inicial – volumen del sobrenadante. Los resultados se expresaron como gramo de agua retenida por gramo de muestra seca (g/ml), técnica modificada de Rodríguez-Miranda et al., (2011).

7.3.3. Capacidad de gelificación de las harinas

Con las harinas se prepararon suspensiones en vasos precipitados de 250 ml al 4, 8, 12, 14, 20, 25, 30, 35, 40% p/v con agua destilada, se agitó para incorporar la mezcla, posteriormente se realizaron agitaciones de la suspensión antes de tomar una alícuota de 5 ml con una pipeta (Transferpette® S 0.5-5 ml Brand, Alemania), cuando la solución era muy espesa se utilizó una jeringa de 10 ml, con una modificación en la punta (figura 4).

30

Las alícuotas se depositaron en tubos de ensayo de 10 ml, los cuales fueron colocados en baño maría (Riossa, B40, México) a 95°C durante 1 h, transcurrido el tiempo, se dejaron atemperar para ser refrigerados por una hora a 4°C.

Posteriormente se dejaron a temperatura ambiente por 30 min y se invirtieron los tubos, determinando la capacidad de gelificación como la menor concentración en la cual, la muestra no se deslizó, técnica modificada de Granito et al., (2004).

Figura 4. Jeringas modificadas, para suspensiones espesas.

7.4. Formulación del totopo

Se elaboró un totopo con HMN, SAE y texturizante (anexo 1). Se probaron 3 concentraciones diferentes de SAE: 10, 30 y 60% (cuadro 2). Se sometieron a cocción con los siguientes tiempos de 11 s, 44 s, 1 min 30 s, 3 min y 4 min 30 s. Las tortillas tuvieron un diámetro entre 10.8 a 13.0 cm, después del cocimiento se dejaron secar a temperatura ambiente por 12 h. Se cortaron en triángulos para dar forma a los totopos, fueron horneados en horno eléctrico marca Oster a una temperatura de 170°C por 5 min (2 min 30 s de un lado y 2 min 30 s del otro). En cada paso de elaboración del totopo, se midió longitud y grosor, con un vernier scholar®; el peso se obtuvo en una báscula analítica (EBL-223i ae ADAM, Eclipse).

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Cuadro 2. Formulaciones con diferentes proporciones de SAE para la botana. SAE Harina de Maíz Texturizante1 SAE (g) Agua caliente* (%) (g) (g) (ml) 10 89.25 0.75 10 140 30 69.25 0.75 30 120 60 39.25 0.75 60 90 *Tomada de un dispensador de agua caliente la cual se encuentra a una temperatura de 50 °C. Ver el anexo 1.

7.5. Análisis sensorial y prueba de preferencia.

Se realizó con 9 jueces no entrenados. Se analizaron 3 formulaciones, utilizando una escala de 5 puntos semiestructurada, que valoraba textura, olor, sabor, apariencia, crujibilidad y aceptabilidad general.

Se pidió a los jueces que no probaran alimento 2 h antes de la evaluación para evitar confusión con los sabores; se indicó que al terminar de evaluar una muestra y antes de comenzar con la siguiente, se enjuagaran la boca con agua, de tal forma que no quedaran residuos y sabor.

En la misma evaluación se pidió a los jueces que ordenaran numéricamente cada fórmula de mayor a menor aceptación (Pedrero & Pangborn, 1989 & Hernández, 2005) (anexo 2).

7.6. Análisis proximal.

El análisis químico proximal se realizó a muestras de totopos (10, 30, 60%). Determinando los siguientes componentes:

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7.6.1. Humedad por el método 44-19 de la AACC (2000) Se colocaron en la estufa tres charolas de aluminio limpias, por 4 h y se obtuvo el peso constante, transcurrido el tiempo se pusieron en un desecador por 45 min para atemperarlas; posteriormente se pesó 1 g de muestra en cada charola y nuevamente se metieron a la estufa a una temperatura de 110°C por 4 h, concluido el tiempo se dejaron enfriar en un desecador por 45 min y se pesaron hasta que el peso no varió. El porcentaje de humedad se obtuvo por diferencia de peso, según el cálculo 1.

Cálculo 1. Determinación del porcentaje de humedad de la muestra

푝푒푠표 푑푒 푙푎 푚푢푒푠푡푟푎 ℎú푚푒푑푎 (𝑔) − 푝푒푠표푠 푑푒 푙푎 푚푢푒푠푡푟푎 푠푒푐푎 (𝑔) 푥 100 푝푒푠표 푑푒 푙푎 푚푢푒푠푡푟푎 ℎú푚푒푑푎 (𝑔)

7.6.2. Grasas por el método 920-39C de la AOAC (1990)

Se pesaron 5 g de muestra seca en cartuchos de celulosa, puestos previamente a peso constante, se taparon con torundas de algodón, posteriormente se colocaron dentro del extractor del equipo soxhlet, se adicionaron 170 ml de éter etílico a cada uno de los matraces bola y se pusieron a ebullición. La extracción se realizó durante 4 h. Transcurrido el tiempo se retiraron los cartuchos de celulosa y se pusieron en vaso de precipitados de 50 ml en la campana de extracción, se retiró la torunda, para dejarlos secar. Posteriormente fueron colocados en la estufa a 100°C por 4 h para que estuvieran a peso constante.

Por último, se pesaron los cartuchos de celulosa con el fin de determinar el porcentaje de lípidos. El resultado se obtuvo de acuerdo con el cálculo 2.

Cálculo 2. Determinación del porcentaje de gasa

푃푒푠표 푐푎푟푡푢푐ℎ표 푐표푛 푚푢푒푠푡푟푎 (𝑔) − 푃푒푠표 푑푒푙 푐푎푟푡푢푐ℎ표 푐표푛 푚푢푒푠푡푟푎 푑푒푠𝑔푟푎푠푎푑푎 (𝑔)

푝푒푠표 푑푒 푙푎 푚푢푒푠푡푟푎 (𝑔)

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7.6.3. Cenizas por el método 08-01 de la AACC (2000)

Se pesó 1 g de muestra seca en crisoles de porcelana, los cuales previamente se pusieron a peso constante, la muestra fue calcinada sobre la flama de un mechero y posteriormente se colocaron en la mufla a una temperatura de 550°C por 5 h, transcurrido el tiempo se apagó la mufla y se dejó enfriar; después se pusieron los crisoles en la estufa por 4 h, al terminar se llevaron al desecador por 45 min y se dejaron enfriar para obtener el peso constante. Se obtuvo el resultado utilizando el cálculo 3.

Cálculo 3. Determinación del porcentaje de cenizas

Peso del residuo x 100 Peso muestra

7.6.4. Proteínas por el método 14-026 de la AOAC (2000)

Se pesó 1 g de muestra seca desgrasada, 1 g de sulfato de cobre, 10 g de sulfato de potasio y 15 ml de ácido sulfúrico, que fueron colocados en un matraz kjeldahl.

Enseguida, se colocó el matraz en el digestor y se calentó cuidadosamente a baja temperatura hasta que todo el material se carbonizó; a continuación, se aumentó la temperatura gradualmente. Cuando se observó que el contenido del matraz estaba claro, se apagó el equipo y se dejó enfriar a temperatura ambiente, para posteriormente verter el contenido en un tubo de destilación.

En un matraz Erlenmeyer se añadieron 50 ml de ácido bórico al 4% y se agregaron 5 gotas de indicador de Wesslow, para recibir el destilado y se cuidó que la parte terminal del tubo de destilación quedara sumergida dentro de la solución.

Se destilaron 100 ml en el matraz Erlenmeyer con ácido bórico e indicador de Wesslow y se tituló con ácido clorhídrico al 0.1 N, se anotó la cantidad de mililitros utilizados de titulador. Los resultados fueron obtenidos de acuerdo con el cálculo 4.

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Cálculo 4. Determinación del porcentaje de nitrógeno

El contenido de proteína se determinó utilizando el factor de conversión de 5.85 (Para cereales y leguminosas). 푚푙 𝑔푎푠푡푎푑표푠 푑푒 푡𝑖푡푢푙푎푑표푟 푋 푁표푟푚푎푙𝑖푑푎푑 푑푒푙 푡𝑖푡푢푙푎푑표푟 푥 1.4007 푥 퐹푎푐푡표푟 푑푒 푐표푛푣푒푟푠𝑖ó푛 푑푒 푝푟표푡푒í푛푎푠 푃푒푠표 푑푒 푙푎 푚푢푒푠푡푟푎

7.6.5. Fibra dietaria total por el método 985-29 AOAC (1985)

Preparación de crisoles: Los crisoles para fibra se pusieron en la mufla a 525°C por 2 h, al día siguiente se lavaron y dejaron secar, para posteriormente colocarlos en la estufa a 80°C por 4 h, trascurrido el tiempo, fueron retirados de la estufa y colocados en un desecador por 1 h. A continuación, se pesaron y se agregó 0.5 g de celite; se regresaron a la estufa por 4 h a 80°C, concluido el tiempo se pasaron a un desecador y se dejaron atemperar por 1 h, para ser pesados.

Procedimiento para determinar fibra dietaria total Incubación: Se pesó 1g de muestra seca desgrasada, por cuadriplicado, el peso no varió más de 20 mg y con una exactitud de 0.1 mg. Posteriormente se agregaron 50 ml de regulador fosfato con pH 6.0 y se añadió 0.10 ml de α-amilasa a cada vaso, posteriormente se incubaron por 15 minutos a 95°C y se realizó una agitación constante. Concluido el tiempo los vasos se dejaron enfriar a temperatura ambiente y se continuó ajustando el pH de la solución a 7.5 ± 0.2, adicionando 10 ml de NaOH al 0.275 N a cada vaso, al verificar el pH, cuando fue necesario se agregaron gotas del NaOH al 0.275 N o HCl al 0.325 M.

Después se preparó la enzima proteasa en tampón fosfato 20 mg/ 0.4 ml (para 1 muestra, cuatro vasos), se agregó 0.10 ml a cada vaso.

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Se volvieron a incubar a 60°C, con agitación continua por 30 min, transcurrido el tiempo se dejaron enfriar a temperatura ambiente y nuevamente se ajustó pH entre 4.0 a 4.6, adicionando 10 ml de HCl al 0.325 M a cada vaso, al verificar el pH, cuando fue necesario se agregaron gotas de HCl o NaOH y se añadió 0.10 ml de amiloglucosidasa a cada vaso; se colocaron nuevamente a incubación a una temperatura de 60°C con agitación continua por 30 min.

Concluido el tiempo se dejaron enfriar a temperatura ambiente y se agregaron 4 volúmenes (280 ml) de etanol al 95%, se taparon perfectamente con papel aluminio y se dejaron reposar toda la noche para permitir la precipitación total.

Filtración: Al día siguiente, se humedeció la cama de celite con etanol al 78%, con una succión suave con una bomba de vacío y comenzó el filtrado de la muestra, de la siguiente manera: primero el sobrenadante, en lapsos cortos se realizó una suave succión con la bomba de vacío. Al terminar de filtrar, fueron aplicados 3 lavados de 20 ml con etanol al 78%, 2 lavados de 10 ml con etanol al 95% y finalmente 2 lavados de 10 ml de acetona, al terminar, se dejaron secar 30 min a temperatura ambiente hasta que el solvente se evaporó, fueron colocados en la estufa. Al día siguiente, se atemperaron en un desecador por 1 h y se pesaron.

Posteriormente 2 de los crisoles fueron colocados en la mufla a 525°C por 4 h, para determinación de cenizas y con los dos restantes se realizó determinación de proteínas por el método de kjeldahl. El resultado se obtuvo de acuerdo con el cálculo 5.

Cálculo 5. Determinación del porcentaje de fibra dietaria total

퐵푙푎푛푐표 (푚𝑔) − 푃푟표푚푒푑𝑖표 푑푒푙 푝푒푠표 푑푒푙 푟푒푠𝑖푑푢표 (푚𝑔) − 푃푟표푚푒푑𝑖표 푑푒푙 푝푒푠표 푑푒 푝푟표푡푒í푛푎푠 (푚𝑔) − 푃푟표푚푒푑𝑖표 푑푒푙 푝푒푠표 푑푒 푙푎푠 푐푒푛𝑖푧푎푠 (푚𝑔) 푥 100 푝푒푠표 푑푒 푙푎 푚푢푒푠푡푟푎 (푚𝑔)

36

7.6.6. Hidratos de carbono

El contenido de hidratos de carbono de las muestras se determinó por diferencia; es decir, restando al 100%, el porcentaje de humedad, de grasa, de cenizas y de proteína.

7.7. Morfología

La evaluación morfológica del totopo horneado elaborado con HMN y SA que sirvió para determinar las características estructurales del producto, se realizó mediante el análisis de las imágenes obtenidas por microscopía electrónica de barrido.

El estudio se hizo por triplicado, del siguiente modo: se inmovilizó una pequeña muestra sobre cinta de carbono en un portaobjetos y el exceso de muestra fue removido, los cortes realizados a los totopos fueron de manera longitudinal y transversal.

La observación microscópica se realizó bajo, las siguientes condiciones: 50 y 300 x, escala 20 y 100 µm, voltaje 20.00 Kv, 10 Pa, utilizando electrones retro dispersos (NTS BSD) de acuerdo con Porras-Saavedra et al., (2016) y Cárdenas-Pérez et al., (2017).

7.8. Análisis estadístico

Se utilizaron promedios, porcentajes, desviación estándar, pruebas estadísticas como: T de Student, ANOVA y una significancia de p (≤0.05), programas como: Microsoft Excel, 2010, SPSS v. 20.

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8. RESULTADOS Y DISCUSIÓN A continuación, en las figuras 4 a 9 y los cuadros 3 a 8, se describen y analizan los resultados obtenidos de las pruebas tecnológicas, físicas, químicas y sensorial de las tres formulaciones con 10, 30 y 60% de sustitución de SAE para la elaboración del totopo.

8.1. Determinación del tamaño de partícula

Mediante el uso de un microscopio electrónico de barrido ambiental, se pudo verificar que la molienda del SA incide en el incremento del número total de partículas (de 14 a 771 por área). Después de moler, el TP fue de 16.3 ± 0.52 µm, que resultó más pequeño, cuando se compara con el TP de la HMN de 60.5 ± 3.6 µm (p≥0.05) (figura 5), lo cual permitió, como se describe en el apartado 8.2, una mayor CAA y una mezcla uniforme y estable.

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Figura 5. Micrografías de distribución de tamaño de partícula de HMN y SA.

Condiciones: 100 x, escala 100 µm, 20.00 Kv, 10 Pa, (NTS BSD). Las micrografías fueron tomadas con el apoyo del Laboratorio de Microscopía e Imagenología del Departamento de Biotecnología de CeProBi.

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Cuadro 3. Tamaño de partícula de la HMN y SA.

Tamaño de N° de Tratamiento partícula Distribución del tamaño de partícula n (%) Partículas 푋̅ ± E.E 0-49.9 50-99.9 100-149.9 150-199.9 200 - ≥200

Harina de maíz comercial Sin moler 40 60.5 ± 3.6 b 26 (65) 6 (15) 4 (10) 1 (2) 3 (8) Salvado de Arroz No estabilizado No molido 51 75.2 ± 25.3 b 31 (62) 10 (5) 5 (10) 2 (4) 2 (4) Molido 3 x 70 49.3 ± 4.7 ab 44 (63) 16 (23) 6 (8) 2 (3) 2 (3) Estabilizado No molido 14 142.8 ± 13.9 c 3 (21) 3 (21) 4 (30) 2 (14) 2 (14) Molido 3 x 771 16.3 ± 0.52 a 736 (96) 33 (44) 2 (0) 0 (0) 0 (0) Las mediciones se realizaron en micras (µm); promedios (푥̅); error estándar (E.E). Prueba ANOVA de un factor (F= 10.827, p<0.01) a-c describen diferencias significativas entre tratamientos mediante T-HSD de Tukey p<0.05.

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Los resultados observados de DTP de la HMN, en esta investigación, fueron: 80% fino (0.1 a 99.9 µm) y el 20% restante corresponde a harina gruesa (100 a 200 µm). Resultado que concuerda con la NMX 046-S-1980 que establece que la HMN debe tener un aspecto granuloso con una finura tal que el 75% como mínimo pase a través de un tamiz de 0.250 mm de abertura de malla.

En una revisión del tema Rodríguez et al., (2005), encontraron que la mejor formulación para la elaboración de masa en cuanto a propiedades texturales, tecnológicas y, fisicoquímicas, fue de 37% de harina de maíz gruesa (212 a 425 µm) y 63% de harina fina (≤ 212 µm).

Esta proporción posiblemente influya en las diferencias en las características intrínsecas de los polímeros que forman el almidón de estas fracciones y aumente la viscosidad de la masa durante el calentamiento, por lo que la tortilla presentará una flexibilidad y cohesión adecuadas para el consumo o su aplicación en la elaboración de productos derivados (Fernández-Muñoz et al., 2008).

En cuanto al SA, en la literatura se describen variantes de clasificación de la DTP, Rodríguez (2007) propuso una clasificación de la siguiente manera: partícula gruesa (≥ 600 µm), media (< 600 µm - ≥425 µm) y fina (< 425 µm). Zhao et al., (2018) clasificaron el TP de la fracion más pequeña (90 %) de la siguiente manera: partícula gruesa 313.41 µm, partícula fina 148.47 µm, súper fina 73.61 µm.

De esta manera, el rango de la DTP del SAE utilizado en la formulación del totopo elaborado en este trabajo, que fue de 0.1-99.9 µm, que prodría ser considerado de tamaño fino, de aceurdo con la literatura.

Una mezcla entre DTP grueso y fino podrían dar como resultado mejores características físicas al producto horneado. Por ejemplo, se ha descrito que el TP grueso, favorece una textura crujiente; mientras que el TP fino confiere al producto una

41 mejor capacidad de absorción de agua en comparación con el tamaño de partícula grueso (Gomez et al., 1991; Sahai et al., 2001).

8.2. Capacidad de absorción de agua de las harinas

Como se describe en el cuadro 4, la CAA de la HMN fue mayor (1.10 ± 0.14 ml/g) a la del SAE (0.50 ± 0.0 ml/g), p<0.05. La CAA puede estar relacionada con el contenido de proteínas, almidón y fibra presentes en las harinas. Una mayor CAA sugiere que las mezclas de harinas pueden usarse en la formulación de masas (Chandra et al., 2015).

Cuadro 4. Capacidad de absorción de agua en HMN, SA y SAE (ml/g).

Harina de maíz comercial 1.10 ± 0.14 c Salvado de arroz No estabilizado No molido 0.65 ± 0.05 b Molido 3 x 0.50 ± 0.05 ab Estabilizado No molido 0.60 ± 0.05 ab Molido 3 x 0.50 ± 0.0 a Los resultados se presentan como promedios ( 푥̅ ) y desviación estándar (D.E). ANOVA de un factor (F=24.35, p<0.01), a-c significativas entre tratamientos mediante T-HSD de Tukey p<0.05.

La CAA influye en el rendimiento de la masa y es afectada por el daño del almidón de la harina; causado por la molienda o el proceso de nixtamalización; es decir un mayor daño puede resultar en una cantidad superior de agua absorbida, lo cual se verá reflejado en el rendimiento de la masa y en la elaboración de tortillas (Contreras, 2009).

El resultado de la CAA de la HMN que fue de 1.10 ± 0.14 ml/g resulto similar con un estudio realizado en harinas nixtamalizadas de distintas variedades de maíz, donde se utilizó HMN (MASECA, super premium) que sirvió como control y su CAA fue de 1.30 ml/g, siguiendo el mismo método utilizado en este estudio (Platt, 2010).

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La HMN referida por ese autor tiene menos humedad y un mayor contenido de fibra. Una CAA superior puede ser consecuencia de los diversos tratamientos térmicos húmedos, los cuales desnaturalizan a las proteínas como las albúminas, incrementando la accesibilidad a estas proteínas y en consecuencia a sus aminoácidos polares, los cuales se caracterizan por presentar una afinidad grande por el agua; otros componentes responsables de la absorción de agua en harinas son: la gelatinización del almidón y el hinchamiento de la fibra dietética (Granito et al., 2004).

Los datos obtenidos de la CAA del SAE sin moler es de 0.60 ± 0.05 ml/g y SAE molido (3x) fue de 0.50 ± 0.0 ml/g, que es menor comparado con la CAA obtenida por Sairam et al., 2011, en SA desgrasado 2.1 a 2.4 ml/g, esto pudo ser, debido al acondicionamiento previo del SA; es decir, los autores utilizaron SA desgrasado comercial y SA desgraso previamente a la medición de la CAA, no reportan haber realizado reducción del TP, por lo cual, pudo presentarse una mejor CAA.

Como se describió antes, la CAA del SAE fue menor a la de la HMN. Este resultado puede deberse entre otros factores, a la reducción de TP, entre más fino, menores propiedades de hidratación; es decir, la hidratación de las partículas superfinas del SA disminuye su capacidad de hidratación, lo cual se atribuye a la estructura de una matriz porosa formada por polisacáridos, que contienen cantidades grandes de agua por medio de puentes de hidrogeno (Zhao et al., 2018).

Factores químicos que posiblemente expliquen las variaciones en la CAA de la HMN y SAE pueden atribuirse, a diferencias en el contenido de hidratos de carbono, principalmente almidón.

Se ha descrito que entre más contenido de estos compuestos puede haber una cantidad de agua absorbida superior; la amilopectina parece estar asociada con la capacidad del gránulo de hincharse y absorber agua, en tanto que la amilosa inhibe esta propiedad (Rodríguez et al. 2011).

43

En HMN de la marca MASECA® se ha reportado un contenido de almidón de 67.9%, constituido por 24.5% de amilosa, y 75.5% amilopectina (Salinas et al., 2003). Aunque no fue determinado en este estudio, el almidón del SAE. Un estudio previo ha descrito que el SA contiene 80% de almidón, constituido por 20% amilosa y 80% amilopectina (Bhat & Riar, 2016).

8.3. Capacidad de gelificación de las harinas

La CAG de la HMN fue del 12% y el SA fue 14% (cuadro 5), lo cual, como se explica enseguida, coincide con los resultados de la CAA. La CAG de la HMN resultó mayor a lo reportado por Chandra et al., (2015) que fue de 6%.

En SAE se observó la CAG a una concentración más alta, 14% (p/v). No se encontraron datos sobre la CAG del SA para comparar este resultado.

Se ha descrito que la CAG de las harinas se ve influenciada por la competencia entre la gelificación de las proteínas y la gelatinización del almidón, entre menor sea la concentración a la cual gelifica la harina, la CAG de las proteínas es mejor, por tanto, la capacidad de hinchamiento de la harina mejora (Chandra et al., 2015).

Las diferencias en CAA y CAG de los ingredientes básicos de la formulación justificaría, como se analiza más adelante, los resultados obtenidos de la experimentación con mezclas de HMN y SAE que no superaron una relación 40:60.

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Cuadro 5. Evaluación de prueba de la capacidad de gelificación de la harina de maíz y salvado de arroz.

% de concentración de ingredientes por separado 4 8 12 14 20 25 Repeticiones 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 Harina de maíz comercial ------+ + + + + + Salvado de arroz No estabilizado No molido ------+ + + + + Molido 3 x ------+ + - + + + Estabilizado No molido ------+ + + + + + Molido 3 x ------+ + + + + + Se evaluó la presencia de gelificación con (+) y su ausencia con (-).

8.4. Masa obtenida de cada una de las tres formulaciones

En la elaboración de masas de las 3 formulaciones que fueron experimentadas (10, 30 y 60%), fue posible observar empíricamente el cambio de color, entre mayor fue la sustitución de SAE (3x), se tornaba más oscuro, con una textura más rugosa y dura. El color puede ser atribuible a la presencia de pigmentos oscuros característicos del SA. La textura rugosa y dura se observó en tanto incrementaba la proporción de SAE, lo cual coincide con la CAA y CAG de las harinas.

En el cuadro 6 se muestran los pesos y dimensiones de la masa, y del totopo en función de las formulaciones definidas. Se observa, que mientras aumenta la sustitución del SAE (3x), las dimensiones del totopo aumentan.

Las diferencias entre las mediciones pueden deberse a la irregularidad en el tamaño de los totopos; con el horneado podemos apreciar cómo se realizó una deshidratación; es decir, se obtuvo una pérdida de peso mayor.

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Cuadro 6. Mediciones en la manufactura del totopo elaborado con harina de maíz y salvado de arroz.

Sustitución de SA % 10 30 60 Peso (g) Masa Disco 21.5± 1.4 20.0 ± 2.1 20.6 ± 2.1 Totopos 3.8 ± 0.9 3.6 ± 1.1 3.5 ± 0.4 Dimensiones Diámetro (cm) 12.6 ± 0.1 12.6 ± 0.3 12. 1 ± 0.6 Grosor (mm) 2.1± 0.5 1.9 ± 0.04 1.2 ± 0.4 Totopos por pieza de tortilla N° 6 6 6 Peso (g) Totopo Cocido 2.0 ± 0.7 3.0 ± 0.2 4.6 ± 1.4 Deshidratado 1.6 ± 0.4 2.1 ± 0.2 3.7 ± 0.9 Horneado 2.1 ± 0.4 2.1 ± 0.5 2.4 ± 0.6 Disco horneado 9.6 ± 1.1 9.6 ± 1.1 11.7 ± 0.9 Dimensiones Totopo Altura (cm) 4.8 ± 0.4 4.9 ± 0.5 5.3 ± 0.5 horneado Ancho (cm) 5.5 ± 0.8 5.8 ± 0.4 5.8 ± 0.4 Grosor (mm) 0.3 ± 0.1 0.2 ± 0.04 1.1 ± 0.04 Los resultados se presentan como media ± D.E

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8.5. Análisis sensorial y prueba de preferencia

Se realizó un análisis sensorial con el fin de conocer las propiedades organolépticas del totopo elaborado con sustitución de SAE (3x), percibidas a través de los sentidos de la vista, olfato, gusto, tacto y oído (Ibánez & Barcina, 2001).

El análisis de resultados mostró que la formulación con mejores características sensoriales fue la sustitución del 30% de SAE, que presentó la siguiente puntuación en una escala de hasta 5 puntos: apariencia 4 ± 0.7, crujibilidad 4.2 ± 0.7, olor 3.7 ± 0.7 (todos con p ≤ 0.05). Otros atributos que pudieran explicar la aceptabilidad del producto fueron: textura 3.8 ± 0.8 y sabor 3.9 ± 0.3 puntos que, aunque las diferencias no tuvieron significancia estadística, también obtuvieron puntuaciones mayores a las otras formulaciones (figura 6).

La prueba de preferencia determinó que la formulación de mayor aceptabilidad por los panelistas fue la elaborada con el 30 % de sustitución con SAE (3x) (figura 7).

Debido a la escasez de información previa de estudios en totopos horneados y elaborados con SA, fue imposible hacer comparaciones precisas. Al-okbi et al., (2014), estudiaron las propiedades sensoriales de un totopo frito y obtuvieron datos que pudieran coincidir, si se considera, que sus resultados se basaron en una escala elaborada con el doble de la distancia de la escala de 5 puntos que se aplicó en este trabajo (4.2 x 2 = 8.4≈8.1). Otras disimilitudes con ese estudio fueron el número de panelistas (20 panelistas), el origen y tipo de SA utilizado (Egipto), las formulaciones de contraste (10, 20, 30%).

Los resultados sensoriales obtenidos de esta formulación podrían sugerir la ampliación de estudios para determinar la variabilidad de producción a escala industrial. Alternativamente se podría sugerir su incorporación en la dieta como parte de un refrigerio o bien en platillos.

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10% 30% 60%

3.6 ± 0.8 3.8 ± 0.8 3.1 ± 0.9 Textura 4.5 4.0 3.5 3.0 Aceptabilidad 2.5 Olor general 2.0 3.7 ± 0.5 3.3 ± 0.6 1.5 3.7 ± 0.7 3.9 ± 0.6 1.0 2.9 ± 0.6 3.1 ± 0.9 0.5 0.0

Crujibilidad Sabor

4.0 ± 0.5 3.7 ± 0.9 4.2 ± 0.7 3.9 ± 0.3

3.2 ± 1.1 3.0 ± 1.1

Apariencia

4.2 ± 0.4 4.0 ± 0.7 3.1 ± 0.6

Figura 6. Análisis sensorial de los tres totopos elaborados con HMN y SAE. a-b describen diferencias estadística p<0.05, prueba de suma de rangos de Kruskal-Wallis.

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22% 33%

45% SAE (%)

(10) (30) (60)

Figura 7. Análisis preferencia de los totopos de HMN y SAE.

8.6. Morfología de los totopos de las tres formulaciones.

Con fines prácticos en la figura 8 se muestran por separado la estructura morfológica de un grano de arroz quebrado y la del SA, con el objeto de identificar las diferencias entre estos productos y hacer más fácil su identificación en las micrografías de los totopos.

Figura 8. Micrografías de gránulo de arroz y SA.

Tomadas de Coutinho et al.,(2013). (A) gránulo de arroz quebrado 3000x y (C) SA 6000x.

En la figura 9, se pueden observar las micrografías de corte longitudinal de los totopos horneados con diferentes niveles de sustitución de SAE y vistas con diferentes aumentos.

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En general se puede observar una estructura discontinua; es decir una superficie rugosa que conforme va aumentando el acercamiento, hacen más evidente la presencia de elevaciones superficiales propias del hinchamiento de las partículas de la mezcla; estas elevaciones son menos abundantes conforme la concentración de SAE se incrementa.

Las correspondientes al totopo con SAE 10%, vistas con 50x presentan estructuras lisas con varias grietas, mientras que en las estructuras tomadas a 300x, se pueden observar con mayor nitidez, las partículas de almidón de maíz, cuyos gránulos son poligonales y con formas irregulares en el espacio, su apariencia es rugosa en algunos casos, como se ha descrito previamente (Medina & Salas, 2008); posiblemente debido a la hidratación y cocción, se observan estructuras globulares lisas y suaves con un tamaño de partícula promedio observado de 27.7µm.

Del mismo modo se pueden diferenciar áreas delimitadas por grietas o fisuras, que al revisar las micrografías a 300x, se observa con mayor nitidez la presencia de gránulos no gelatinizados, probablemente por falta de agua y temperatura, impidiendo la interacción entre almidones.

En las micrografías del totopo con SAE 30% se observa una presencia mayor de partículas pequeñas, irregulares, oscuras, entremezcladas, rodeadas con partículas del almidón de maíz y partículas de almidón de menor tamaño que pudieran ser almidón de arroz.

El TP promedio de las estructuras o gránulos observados fue de 34.5 µm en las muestras de totopo; del mismo modo se pueden identificar algunas superficies de fractura (Ipohorski & Bozzano, 2013) y una mayor abundancia de puntos blancos, que apoyados en un software de análisis químico, proporcionado por el Laboratorio de Microscopia e Imagenología del Departamento de Biotecnología del CeProBi-IPN, se determinó que se trata del mineral fósforo.

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Por otro lado, se observa una mayor formación de burbujas, sin ser excesivas, las cuales podrían ser las responsables de la crujibilidad característica de este tipo de productos (Rodríguez, 2017) lo que coincide, en este estudio con los resultados de la prueba hedónica de los totopos.

Las burbujas podrían ser resultado del agua que quedó atrapada durante el cocimiento del producto en algunas partículas ya sean de maíz o SAE, mientras que la presencia de fósforo visible, indicaría mayor liberación de minerales, debido a la temperatura alcanzada en las capas internas del totopo, que posiblemente se incrementó por la mayor cantidad de grasa en tanto había mayor cantidad de SAE en la muestra.

En totopo con SAE 60%, se observa una mayor presencia de partículas de SAE y no se logran apreciar nítidamente estructuras de partículas de almidón de maíz, la superficie apreciada en las micrografías tomadas en 50x muestran con mayor claridad superficies de fractura rápida en comparación con las micrografías de las estructuras del 30% de salvado de arroz y un tamaño de partícula promedio del 31 µm y se puede apreciar una mayor presencia de liberación de fósforo.

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Figura 9. Micrografías corte longitudinal de totopos con sustitución de SAE.

Tomadas con microscopio electrónico de barrido ambiental con las siguientes condiciones: 50, 300x, 20 y 100 µm, 20.00 Kv, 10 Pa, NTS BSD. Partículas de SAE, Partículas de harina de maíz, Fractura superficial.

Las micrografías fueron tomadas con el apoyo del Laboratorio de Microscopía e Imagenología del Departamento de Biotecnología de CeProBi.

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En la figura 10 se observa la morfología del totopo en cortes transversales, se observan estructuras rugosas y ásperas, de apariencia homogénea. Las micrografías realizadas a la formulación del 10% con 300x se puede observar como el mayor número de partículas son racimos de almidón y se aprecia muy poco la mezcla con partículas de SAE.

Comparando las micrografías del presente estudio y las obtenidas por Flores, (2004) se observa una posible presencia de gelatinización severa del SAE y de HMN, pudiendo ser consecuencia del tamaño del gránulo.

En estudios previos reportan que las partículas más finas de almidón presentan cristales más definidos, por ende la fusión empieza a temperaturas más altas y a baja velocidad (Narváe-González et al., 2007).

En totopos con SAE 30% fue más viable la mezcla de SAE y HMN, del mismo modo se observaron cavidades irregulares, que sugieren la formación de burbujas.

Las estructuras de SAE 60% se notaron quebradizas con un menor número de cavidades, probablemente por la menor hidratación.

Se observaron estructuras lisas y compactas, derivadas posiblemente de la ruptura de gránulos de almidón gelatinizado por la temperatura y alta concentración de SA, que impidieron la interacción entre almidones.

El grosor promedio de los totopos medidos con el método de microscopía electrónica de barrido ambiental para la formulación del 10% (1.4 mm), 30% (1.2 mm) y la de 60% (1.1 mm).

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Figura 10. Micrografías corte transversal de totopos con sustitución de SAE.

Tomadas con un microscopio electrónico de barrido ambiental con las siguientes condiciones: 50, 300 x, 20 y 100 µm, voltaje 20.00 Kv, 10 Pa, NTS BSD.

Partículas de SAE, Partículas de harina de maíz, Fractura superficial, Formación de burbuja. Las micrografías fueron tomadas con el apoyo del Laboratorio de Microscopía e Imagenología del Departamento de Biotecnología de CeProBi.

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8.7. Análisis químico proximal de las tres formulaciones.

La evaluación químico proximal, muestra que entre mayor sea la sustitución de salvado de arroz, el contenido de humedad e hidratos de carbono disminuye. Los componentes que se incrementaron con la sustitución con SAE son grasas, cenizas, proteínas y fibra dietaria total como se presenta en el cuadro 7.

Cuadro 7. Análisis químico proximal de totopos con diferentes sustituciones de SAE.

% de sustitución con SAE 10 30 60 Humedad 6.1 ± 0.8 4.7 ± 0.3 3.2 ± 0.1 Grasas 2.7 ± 0.1 6.4 ± 0.6 8.9 ± 0.4 Cenizas 2.2 ± 0.15 4.1 ± 0.7 5.3 ± 0.1 Proteínas 7.7 ± 1.5 10.2 ± 0.3 12.2 ± 0.1 Hidratos de carbono 81.3 ± 1.5 74.7 ± 0.4 70.4 ± 0.6 Fibra 2.7 8.3 11.8 Los datos se muestran como media ± D.E, en g/ 100 g

En el estudio de Al-Okbi et al., (2012) sólo realizaron el análisis químico proximal de totopos fritos con SAE 30% y obtuvieron, los siguientes valores: humedad de 2.4 g, 11.2 g de proteína, 23.2 g de grasa, 1.7 g de cenizas, 0.63 g de fibra, 60.8 g de hidratos de carbono. En el estudio, el totopo horneado tenía mayor contenido de humedad, fibra e hidratos de carbono, a lo reportado por ese autor, pudiendo atribuirse a los métodos utilizados para la elaboración de los totopos y los niveles de grasa pueden ser explicados por el proceso adicional de fritura.

Factores adicionales que distinguen pueden ser la variedad de SA utilizada, que fue cultivada en Egipto; y también pudo influir el tipo de HMN, marca y variedad, así como el acondicionamiento del SAE; por ejemplo, para el presente estudio se realizaron 3 moliendas y tamizado con una malla de un tamaño de 0.5 mm y en el proceso reportado por Al-Okbi et al., (2012), se utilizó únicamente una malla número 20, para retirar basuras y homogenizar tamaño de partícula.

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Debido a que en el analisis sensorial del totopo con SAE 30%, fue el más crujiente, con mejor olor, aceptabilidad y obtuvo el mayor porcentaje de preferencia, se realizó una comparación nutricional con productos similares existentes en el mercado: tostadita galletas Salmas®, tostada Misión® y tostadas con nopal Charras® (cuadro 8).

Cuadro 8. Comparativo de totopo sustituido con 30% de SAE, con productos similares.

Formulación Tostada Tostada Tamaño de porción con SAE Galletas c/nopal Misión® 30% Salmas® Charras® 1 25.0g Hidratos de carbono 18.67 18.88 16.66 20.84 Fibra 2.07 1.94 1.04 4.16 Grasa 1.60 1.38 1.04 0.00 Proteínas 2.56 1.86 2.08 2.08 1 Porción según lo establece la NOM-086-SSA1-1994 para botanas extruidas.

Después de estandarizar el tamaño de porción; que de acuerdo con lo establecido con la (NOM-086-SSA1-1994), la porción de una botana extrudida es de 25 g; se pudo observar que los totopos con sustitución de SAE al 30% presenta una cantidad similar de hidratos de carbono a las botanas que se encuentran en el mercado.

Sin embargo, de acuerdo con la revisión bibliográfica, de los 18.67 g de hidratos de carbono, estimados por porción 2.1 g podrían estar constituidos por fibra dietaria total y de éstos el 47.9% sería almidón, compuesto de cadenas de amilosa y amilopectina; aún más, del contenido de almidón se pudiera encontrar una fracción de almidón resistente del 3.5% (Méndez-Montealvo et al.,2005).

Este tipo de compuestos se ha observado inciden sobre diferentes funciones que contribuyen a mejorar el estado de salud, tiene efecto hipocolesterolémico, reducen la respuesta glucémica y podrían contribuir a la reducción de enfermedades crónicas no transmisibles (Jiménez et al., 2011; Gul et al.,2015).

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Los resultados sugieren que el totopo con sustitución de salvado de arroz estabilizado puede constituir una botana saludable; que puede ser incluida en la alimentación adecuada o como parte de las colaciones. Su efecto en la dieta podría verse reflejado estimando un consumo de 24 piezas o totopos para cubrir un 10% de la recomendación diaria de fibra que puede ser completada con la inclusión de otros alimentos (Mobley et al., 2014; Mataix & Goñi, 2008).

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9. CONCLUSIONES

• Las pruebas tecnológicas de capacidad de absorción de agua y capacidad de gelificación, permitieron conocer el comportamiento de la harina de maíz nixtamalizada y el salvado de arroz estabilizado en una matriz alimentaria.

• El análisis sensorial y la prueba de preferencia, mostraron que el totopo elaborado con 30% de sustitución de salvado de arroz estabilizado presenta características organolépticas aceptables.

• Con la evaluación morfológica por microscopia de barrido se observaron las propiedades físicas (formación de burbujas, fracturas superficiales) de los totopos elaborados con sustitución de salvado de arroz estabilizado, que originan la crujibilidad de un producto aceptable de su tipo.

• La mezcla de harina de maíz nixtamalizada, salvado de arroz estabilizado molido y el texturizante, incrementaron la cantidad de fibra e hidratos de carbono en el producto y probablemente tenga un mayor contenido de antioxidantes y ácidos grasos mono y poliinsaturados, al compararlo con un producto comercial.

• Con el desarrollo del totopo elaborado con harina de maíz nixtamalizada y salvado de arroz estabilizado al 30%, se obtuvo una botana de segunda generación que presentó características aceptables y mayor contenido de fibra.

• El totopo con sustitución de salvado de arroz estabilizado puede constituir una botana saludable que puede ser incluida en la alimentación adecuada, como parte de las colaciones.

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10. PERSPECTIVAS

La caracterización de este totopo puede mejorar realizando el complemento de las pruebas físicas como son: flexión, crujibilidad, color y de las pruebas químicas pueden complementarse con determinación de almidón resistente, CAT, del mismo modo es fundamental realizar el estudio de vida de anaquel, índice glucémico y un mayor conocimiento de compuestos bioactivos.

Posteriormente se debería realizar una intervención in vivo, para demostrar efectos beneficios a la salud y el totopo poder ser considerado un alimento funcional.

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11. BIBLIOGRAFÍA

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ANEXOS

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ANEXO 1. Ficha técnica del texturizante.

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Función de los componentes del texturizante:

• Goma guar: deriva de la semilla de la planta tolerante a la sequía, frijol (Cyamopisis tetragonoloba). Se desarrollo como sustituto de la goma algarrobilla.

Compuesta: 75-80% de galactomananos, 8% de humedad, 5-6% de proteínas, 2-3% de fibra, 0.5-1% de cenizas. Es utilizada como estabilizante, emulsionante, espesante, gelificante, tiende a hincharse o se disuelve en disolventes polares, facilita la maquinabilidad de la masa y retarda el envejecimiento (Mudgil et al., 2014; ACUERDO por el que se determinan los aditivos y coadyuvantes en alimentos, bebidas y suplementos alimenticios, su uso y disposiciones sanitarias, 2012). • Sulfato de Calcio: entre sus sinónimos se encuentra sal de calcio del ácido sulfúrico, su función tecnológica es ser un agente de tratamiento de harinas, secuestrante, endurecedor, con SIN 516 (ACUERDO por el que se determinan los aditivos y coadyuvantes en alimentos, bebidas y suplementos alimenticios, su uso y disposiciones sanitarias, 2012). • Antihumectantes: Sustancias o mezclas de sustancias que reducen la tendencia de los componentes de un alimento a cohesionarse o adherirse unos con otros. Su función tecnológica es, antiaglutinante, antiadherente, secado, polvo para empolvar, antihumectante (ACUERDO por el que se determinan los aditivos y coadyuvantes en alimentos, bebidas y suplementos alimenticios, su uso y disposiciones sanitarias, 2012)..

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ANEXO 2. Boleta del análisis sensorial y prueba de preferencia.

Instituto Politécnico Nacional

Centro de Desarrollo de Productos Bióticos Departamento de Nutrición y Alimentos Funcionales

Fecha: Edad: Sexo:

Instrucciones: Frente a usted tiene tres muestras de "totopos", pruebe detenidamente cada una de las muestras y evalué los atributos colocando la calificación en el cuadro correspondiente a cada una de las muestras. Tome un sorbo de agua después de probar cada muestra. Calificación:

1= No me gusta extremadamente Atributos Muestras

2= No me gusta M S Y 3= No me gusta ni me disgusta Textura 4= Me gusta 5= Me gusta extremadamente Olor

¿Cuál prefieres? Sabor Ordénalas según tu preferencia. Apariencia 1 = Más preferida 2= Intermedio Crujibilidad 3= Menos preferida

Aceptabilidad M S Y General

Observaciones:

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