CONTENIDO DE ACEITE Y CARACTERÍSTICAS FÍSICAS DE TRES

XII CONGRESO NACIONAL DE CIENCIA
Y TECNOLOGIA DE ALIMENTOS
Jueves 27 y Viernes 28 de Mayo de 2010
Guanajuato, Gto.
División Ciencias de la Vida
Campus Irapuato-Salamanca
CONTENIDO DE ACEITE Y CARACTERÍSTICAS FÍSICAS DE TRES
VARIEDADES DE MAÍZ (Zea mays).
Yahuaca-Juárez B.
a,*
b
b
a
, Tello-Santillan R. , Martínez-Flores H.E. , Huerta-Ruelas J.A.
a
Centro de Investigación en Ciencia Aplicada y Tecnología Avanzada – Instituto Politécnico
Nacional. Cerro Blanco No. 141, Colonia Colinas del Cimatario, C.P. 76090, Querétaro, Querétaro,
México
b
Facultad de Químico Farmacobiología de la Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo,
Tzintzuntzan 173, Col. Matamoros, Morelia, Michoacán, México* [email protected]
RESUMEN:
El proceso de nixtamalización involucra un tratamiento térmico-alcalino, donde el maíz es cocido y
reposado en solución de Hidróxido de Calcio. Durante esta cocción alcalina, el calcio juega un
papel importante promoviendo cambios fisicoquímicos en el germen, en el endospermo y en la
estructura anatómica interna del grano, que en conjunto conllevan al desarrollo de propiedades
reológicas importantes en el producto final (tortilla). El logro adecuado de estos eventos depende
de las características de los granos de maíz siéndo necesario evaluar las propiedades físicas y
químicas del maíz que permitan un buen rendimiento del proceso. El objetivo del presente trabajo
fue determinar el contenido de aceite y establecer las características físicas de tres variedades de
maíz para tortilla disponibles comercialmente en Morelia, Michoacán. El material de estudio
consistió de 3 variedades de maíz (La Barca, Sinaloa y Salvatierra), se caracterizaron a través del
Peso Hectolítrico, Índice de Flotación, Forma y tamaño de los granos, resistencia a la penetración y
porcentaje de grasa. Los resultados indican que las tres variedades, de acuerdo a la Norma
establecida poseen características adecuadas para la nixtamalización y de ellas se destaca La
Barca quien posee como valor agregado el mayor contenido en grasa (5.5%).
Palabras clave:
Maíz, Peso Hectolítrico, Extracto etéreo, Índice de Flotación
ABSTRACT:
The nixtamalization proces involvel a thermo-alkaline treatment, where maize kernels are cooked
and steeped in an calcium hydroxide solution. During the alkaline cooking, the calcium promotes
physicochemical changes in the germ, endosperm and the internal anatomical structures of maize
kernels. This changes give important rheological properties to Tortilla. These events depends on
the characteristics of the kernels, is necessary to evaluate the physical and chemical properties of
maize to enable good performance of the process. The objective was to evaluated the oil content
and the physical properties of three varieties or corn tortilla comercially available in Morelia,
Michoacán. The study material consisted of three varieties of maize (La Barca, Sinaloa and
Salvatierra), were characterized through the hectoliter weight, Floating Rate, Shape and size of the
grains, resistance to penetration and percentage of fat. The results indicate that the three varieties,
according to the Standard set have adequate properties to nixtamalization and for them La Barca is
important because to their added value has the highest fat content (5.5%).
Key words:
Corn, Hectoliter weight, ether extract, Floating rate
CLO120 1
División Ciencias de la Vida
Campus Irapuato-Salamanca
XII CONGRESO NACIONAL DE CIENCIA
Y TECNOLOGIA DE ALIMENTOS
Jueves 27 y Viernes 28 de Mayo de 2010
Guanajuato, Gto.
INTRODUCCIÓN
El maíz es utilizado en diferentes formas, para la producción de una gran variedad
de alimentos como aceite, cereales para el desayuno, panificación, botanas,
bebidas, entre otros, así como tambien para alimentación animal y elaboración de
productos industriales como papel, adhesivos, fármacos, alcohol, etc. Es
importante destacar que si bien, son diversos los productos que se elaboran a
partir del maíz, este constituye la materia prima básica en la industria para
elaborar productos nixtamalizados como harina y tortillas (Díaz-Contreras, 2003).
Bajo la consideración de los diferentes destinos del maíz como materia prima,
cada proceso industrial al cual se destina el maíz requiere de un tipo especial de
grano, por ello es necesario que se identifiquen las características de los granos
de maíz para que en su transformación le permitan optimizar el rendimiento,
generando a su vez productos de elevada calidad (Salinas M., y col., 1992). El
conocimiento de las propiedades físicas y químicas de los granos de maíz permite
un adecuado aprovechamiento de estos como materia prima en cuanto a su
rendimiento, uso y destino comercial. En el caso de la industria del nixtamal para
la producción de tortilla y/o harina nixtamalizada, demanda una óptima cocción de
los granos de maíz para producir masa con propiedades consistentes y de calidad
reproducible. La nixtamalización involucra procedimientos como la cocción térmico
alcalina de los granos de maíz, seguida de una etapa de reposo del maíz cocido
para finalmente ser lavado y molido hasta la obtención de masa, cada uno de
estos pasos requiere de una materia prima que permita dar lugar a las
transformaciones propias del proceso. Los factores que pueden afectar la cocción
del maíz y por tanto la calidad de sus productos son la dureza, densidad,
estructura y edad del grano (Martínez-Herrera y Lachance, 2006; Khan y col.,
1982), lo que coincide con Singh-Sandhu y col., (2007) quienes mencionan que la
dureza y la susceptibilidad de fractura del maíz está íntimamente relacionado con
las propiedades que pueden afectar el uso de los granos, además de que la
variabilidad en cuanto a su composición fisicoquímica posiblemente sea atribuible
a diferencias en el procesamiento o bien debidas a la variedad de maíz utilizada
(Bressani y col., 2001). Por otra parte, debe considerárse que el maíz utilizado
posea tambien a nivel nutricional un valor agregado, dentro de los principales
componentes del grano se encuentran fibra, almidón, proteínas y lípidos; de estos
últimos resaltan los ácidos grasos poliinsaturados, específicamente omega-3 y
omega-6 que tienen una contribución importante a la salud humana, el porcentaje
de aceite está en función tanto de la variedad del grano como del proceso al que
este sea destinado y/o al método de extracción para su cuantificación.
Actualmente se conocen diferentes metodologías que permiten identificar las
características de los granos y en base a ellas establecer una clasificación de los
mismos para su mejor uso como materia prima para nixtamalización, entre ellos se
destacan algunos parámetros físicos como el Peso Hectolítrico (PH), Índice de
Flotación (IF), dureza, tamaño y forma del grano (NMX-FF-034/1-SCFI-2002). Por
lo anteriormente mencionado, el objetivo del presente trabajo fue determinar el
contenido de aceite y establecer las características físicas de tres variedades de
maíz para tortilla disponibles comercialmente en Morelia, Michoacán.
CLO120 2
División Ciencias de la Vida
Campus Irapuato-Salamanca
XII CONGRESO NACIONAL DE CIENCIA
Y TECNOLOGIA DE ALIMENTOS
Jueves 27 y Viernes 28 de Mayo de 2010
Guanajuato, Gto.
METODOLOGÍA
Material de estudio
Se emplearon tres variedades de maíz seleccionadas para tortilla: La Barca, Sinaloa y Salvatierra.
Los tres granos son semicristalinos amarillos cultivados en Jalisco, Sinaloa y Salvatierra
respectivamente. Se adquirieron en el mercado de Abastos ubicado en la ciudad de Morelia,
Michoacán. A cada lote correspondiente a las tres variedades se les removió el material extrano,
impurezas y granos fracturados.
Tamaño del grano
El tamaño de los granos se determinó en 20 granos de maíz por cada variedad seleccionados al
azar. Con un vernier se midieron los tres principales ejes xy, yz, xz. Los datos se reportaron en
mm, (Martínez-Herrera y Lachance, 2006).
Peso Hectolítrico
El peso Hectolítrico se definió en función del peso de los granos contenidos en un
volúmen total de 500 ml, la masa del grano obtenida se reportó en Kg/hl (NMX-FF034/1-SCFI-2002).
Índice de flotación
Se evaluó la dureza del grano indirectamente a través del Índice de Flotación, para
lo cual se utilizó una solución de Nitrato de Sodio, a una densidad de 1.250 g/ml a
un volúmen de 350 ml en donde se virtieron 100 granos limpios, enteros y libres
de impurezas, separando los granos en la solución por medio de un agitador de
vidrio para posteriormente reposar un minuto, al termino de este, el número de
granos que ascendieron a la superficie se usó como Índice de Flotación (NMX-FF034/1-SCFI-2002).
Resistencia a la penetración
La resistencia del grano a la penetración se evaluó con un texturómetro TA-XT2,
con una sonda plana de 5 mm de diámetro. La resistencia se consideró en el
punto de fractura del grano para lo cual se utilizaron los siguientes parámetros: 20
mm de penetración a una velocidad de 0.5 mm/seg y diez réplicas para cada
variedad de maíz .
Porcentaje de grasa (extracto etéreo)
Al harina obtenida de la molienda de los granos de maíz de las tres variedades se
les realizó la extracción de lípidos utilizando la técnica de extracción Soxhlet de
acuerdo al método 954.02 de la AOAC (1990).
CLO120 3
División Ciencias de la Vida
Campus Irapuato-Salamanca
XII CONGRESO NACIONAL DE CIENCIA
Y TECNOLOGIA DE ALIMENTOS
Jueves 27 y Viernes 28 de Mayo de 2010
Guanajuato, Gto.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Tamaño del grano
En la Tabla 1 se presentan los valores obtenidos para el tamaño de los granos de
maíz de las tres variedades analizadas, en ella puede observarse una semajanza
en forma y tamaño para las tres variedades. En comparación con lo reportado por
Martínez-Herrera y Lachance (2006), las variedades objeto del presente estudio
tienen un tamaño menor a las encontradas por dichos autores en cuatro
variedades de maíz (Tuxpeño, Cacahuazintle, Opaco-2 harinoso y Opaco-2
cristalino) además de encontrar una gran heterogeneidad entre los granos
analizados.
Tabla 1. Tamaño de los granos de las tres variedades en base a tres de sus ejes
principales.
Sinaloa
La Barca
Salvatierra
Tamaño del grano (mm)
Xy (largo)
Yz (ancho)
1,215
0,89
1,23
0,875
1,325
0,935
Xz (espesor)
0,46
0,455
0,47
Por su parte, Laria y col. (2007) muestran que granos de maíz dentado amarillo
presentan dimensiones de 9.4 mm de ancho, 12.1 mm de largo y 4.3 mm de
espesor, superando tambien en tamaño a Sinaloa, La Barca y Salvatierra.
Peso Hectolítrico (PH)
El Peso Hectolítrico es una forma de medir la densidad del grano de maíz, el cual
consiste en determinar la masa del grano por unidad de volúmen. Según lo
señalado por Pomeranz y col., (1986, citados por Salinas y col., 1992) los maíces
con endospermo duro presentan mayores PH que los de endospermo suave, por
lo que son más densos y pesados. De acuerdo a la NMX-FF-034/1-SCFI-2002 el
maíz blanco para la elaboración de tortilla de maíz y productos de maíz
nixtamalizados de calidad comercial debe tener una densidad mínima de 74 kg/hl.
En este sentido, los resultados obtenidos para las tres variedades analizadas
fueron de: La Barca 81.78 kg/hl, Sinaloa 80.04 kg/hl, Salvatierra 80.98 kg/hl. El
valor obtenido para las tres variedades corresponde al mínimo requerido para que
sean considerados como granos de calidad comercial, a su vez, estos datos son
coincidentes con los reportados por Gutiérrez-Cortés y col. (2009) en muestras de
maíz hibrido blanco dentado (QPM H-368C) cuyo PH fue de 74.3 Kg/hl
relacionándose con los datos reportados por Serna y col. (1992) para una variedad
de maíz amarillo. Por su parte, Milán-Carrillo y col. (2004) encuentran un PH de
80.0 Kg/hl para maíz variedad V-537. Salinas y col., (1992) encontraron
diferencias de los tipos de maíz duros e intermedios respecto a los granos suaves
mostrando estos la menor calificación en PH (76.50 Kg/hl) es decir, maíces con
CLO120 4
División Ciencias de la Vida
Campus Irapuato-Salamanca
XII CONGRESO NACIONAL DE CIENCIA
Y TECNOLOGIA DE ALIMENTOS
Jueves 27 y Viernes 28 de Mayo de 2010
Guanajuato, Gto.
endospermo duro e intermedio presentaron mayor PH en relación a los maíces
con endospermo suave.
Por otro lado, es importante mencionar que el PH es un valor de suma
consideración en las practicas de almacenamiento, transporte y comercialización
del maíz, por lo que es importante destacar que este parámetro es afectado por
algunos factores como el tamaño y la forma de los granos de maíz, así como la
presencia de granos rotos y material extraño, tal como lo muestran Salinas y col.,
(1992) a través de una correlación entre las propiedades fisicoquímicas de maices
hibridos modernos tipo precoz encontrando que valores de peso hectolítrico bajos
corresponden a muestras de grano grande y forma aplanada, ocupando mayor
área dentro del recipiente, mientras que el PH más elevado se observó en
muestras de grano pequeño y forma redondeada. Tomando en cuenta lo
anteriormente mencionado, la forma y el tamaño de las variedades analizadas: La
Barca, Sinaloa y Salvatierra corresponden con el PH obtenido para ellas.
Índice de Flotación (IF)
El índice de flotación se basa en la densidad de los granos, los granos duros son
de mayor densidad por lo que flotan en menor cantidad en la solución de nitrato de
sodio que los granos de menor densidad. Este parámetro se ha relacionado
directamente con el tiempo de cocción térmico-alcalina en el proceso de
nixtamalización (Tabla 2).
Tabla 2. Relación entre el índice de flotación de granos de maíz y el tiempo de
cocción térmico-alcalina
Granos flotantes
Dureza
0-12
13-37
38-62
63-87
88-100
Muy duros
Duros
Intermedio
Suaves
Muy suaves
Tiempo
de
(minutos)
45
40
35
30
25
cocción
El número de granos flotantes para las variedades analizadas fue de 36 en
Sinaloa, 17 La Barca y 21 para Salvatierra, de acuerdo a la clasificación antes
mencionada (Tabla 1) las 3 variedades se sitúan en el rango de 13-37
correspondiendo a granos duros que requieren un tiempo de cocción para
nixtamalización de 40 min. Valores sobre el IF reportados por Galáz-Pérez (2004)
para diversas variedades de maíz destinadas a la elaboración de tortilla presentan
un valor de 18.308 colocándose como granos duros.
La dureza o suavidad de los granos se encuentra dada por las áreas cristalina y
harinosa en el endospermo del grano; a mayor área harinosa en el endospermo
más suave será este (Watson y Ramstad, 1987 citados por Salinas M. y col.,
1992). Así mismo es de consideración la relación existente entre la dureza del
grano de maíz y el contenido de proteína. De acuerdo a la NMX-FF-034/1-SCFI2002 un grano duro (córneo) es aquel que tiene un aspecto vítreo y con superficie
CLO120 5
División Ciencias de la Vida
Campus Irapuato-Salamanca
XII CONGRESO NACIONAL DE CIENCIA
Y TECNOLOGIA DE ALIMENTOS
Jueves 27 y Viernes 28 de Mayo de 2010
Guanajuato, Gto.
lisa, cuyo endospermo córneo (parte interna independiente de la cubierta y del
embrión), constituye más del 50 % en base seca del grano.
Resistencia a la penetración.
En referencia a la resistencia a la penetración los valores obtenidos reportados en
Kg-f para las variedades analizadas fueron de 28.4, 21.9 y 27.4 para Sinaloa, La
Barca y Salvatierra respectivamente, siéndo la Barca la que presentó granos
menos duros, que sin embargo con respecto al IF las tres variedades se sitúan en
un rango de dureza. En este sentido, Galáz-Pérez (2004) aún cuando indica una
media de 11.408 Kg-f de dureza para granos de maíz de varias localidades de la
República Mexicana, el IF de estos granos se sitúa en un rango de 13-37 granos
flotantes lo que los clasifica como duros. Otros autores reportan incluso valores de
dureza menores para granos destinados a la nixtamalización como son Mejen (7.4
Kg), Hibrido (7.6 Kg), (Vázquez-López y col.)
Extracto etéreo
De las variedades analizadas, La Barca presenta el mayor rendimiento en
porcentaje de grasa (5.5%) con respecto a Sinaloa (4.65%) y Salvatierra (4.91%).
Considerándo el extracto etéreo obtenido para La Barca, es posible hacer una
comparación con lo reportado por Romero-Vázquez (2005) para muestras de maíz
procedente de la región de Michoacán con características de endospermo semicristalino, cuyos granos contenían 5% de extracto etéreo. De igual forma, GarcíaMéndez (2004) indicó un 5.22% de grasa para maíz de la variedad “Tabasco”. Por
su parte Flores –Mejía (2004) presenta 8.5% de grasa extraída de forma directa
del germen de granos de maíz de endospermo semiscristalino procedentes de la
región Michoacana.
CONCLUSIONES
Las tres variedades analizadas presentan características que corresponden a
granos de maíz clasificados para la industria nixtamalera en la elaboración final de
tortilla, sus características físicas tales como PH, tamaño y forma del grano e IF se
correlacionan entre sí. Finalmente, por su alto contenido en aceite la variedad La
Barca puede ser mayormente destacada en comparación a Salvatierra y Sinaloa.
REFERENCIAS
1. AOAC, 1990. Official Methods of Analysis. 15th ed. Ed. By Association of
the Official Analytical Chemist. Arlington, USA
2. Bressani, Turcios R., Reyes J., Mérida R., 2001. Caracterización física y
química de harinas industriales nixtamalizadas de maíz de consumo
humano en América Central, ALAN. Vol. 51, No. 3
3. Díaz-Contreras J., 2003. Propiedades térmicas de razas mexicanas de
maíz y la relación con sus usos en alimentos. Tesis de Licenciatura.
Facultad de Químico Farmacobiología de la Universidad Michoacana de
CLO120 6
División Ciencias de la Vida
Campus Irapuato-Salamanca
XII CONGRESO NACIONAL DE CIENCIA
Y TECNOLOGIA DE ALIMENTOS
Jueves 27 y Viernes 28 de Mayo de 2010
Guanajuato, Gto.
San Nicolás de Hidalgo. Morelia, Michoacán. México
4. Flores-Mejía E., 2004. Efecto de diferentes condiciones térmico-alcalinas
sobre algunas propiedades de los lípidos y de la fibra dietaria del maíz.
Tesis de Licenciatura, Escuela de Químico Farmacobiología de la
Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo. Morelia, Michoacán.
México
5. García M.E., 2009. Microestructural changes in the maize kernel pericarp
during cooking stage in nixtamalization process. Journal of Cereal Science.
6. García-Méndez S., 2004. Tesis: Estudio nutricional comparativo y
evaluación biológica de tortillas de maíz elaboradas por diferentes métodos
de procesamiento. Tesis de Maestría, Centro de Investigación en Ciencia
Aplicada y Tecnología Avanzada, IPN.
7. Gutiérrez-Cortez E., Rojas-Molina I., Rojas A., Arjona J.L., Cornejo-Villegas
M.A., Zepeda-Benitez Y., Velásquez-Hernández R., Ibarra-Alvarado C.,
Rodríguez-García M.E., 2009. Microestructural changes in the maize kernel
pericarp during cooking stage in nixtamalization process. Journal of Cereal
Science.
8. Khan M.N., DesRosiers M.C., Rooney L.W., Morgan R.G. and Sweat V.E.,
1982. Corn Tortillas: Evaluation of Corn Cooking Procedures. American
Association of Cereal Chemists. Inc. Vol. 59, No. 4
9. Laria J., Meza E., Peña J.L., 2007. Water and calcium uptake by corn kernel
during alkaline treatment with different temperatura profiles. Journal of Food
Engineering 78, 288-295
10. Martínez-Herrera M.L. and Lachance P.A., 2006. Corn (Zea mays) Kernel
hardness as an index of the alkaline cooking time for tortilla preparation.
Journal of Food Science, Vol. 4, Issue 2, Pág. 377-380.
11. Milán-Carrillo J., Gutiérrez-Dorado R., Cuevas-Rodríguez E.O., GarzónTiznado J.A., Reyes-Moreno C., 2004. Nixtamalized flour from quality
protein maize (Zea mays L). Optimization of alkaline processing. Plant
Foods for Human Nutrition 59: 35-44.
12. NMX-FF-034/1-SCFI-2002. Productos alimenticios no industrializados para
consumo humano –cereales- parte I: Maíz blanco para proceso alcalino
para tortillas de maíz y productos de maíz nixtamalizado –Especificaciones
y métodos de prueba.
13. Romero-Vázquez J.U., 2005. Tesis: Efecto de la concentración de hidróxido
de calcio y el tiempo de reposo en la calidad de los lípidos del maíz tratados
por nixtamalización. Tesis de Licenciatura, Escuela de Químico
Farmacobiología, UMSNH.
14. Salinas M. Y., Arellano V. J.L., Martínez B. F., 1992. Propiedades físicas,
químicas y correlaciones de maíce híbridos precoces para valles altos.
Archivos Latinoamericanos de Nutrición, Vol. 42, No. 2, 161-167.
15. Singh-Sandhu K., Singh N., Singh-Malhi N., 2007. Some properties of corn
grains and their flours I: Physicochemical, functional and chapati-making
properties of flours. Food Chemistry 101, 938-946.
16. Vázquez-López L., Arámbula-Villa G., De la Cruz L.E., Aparicio-Trápala
M.A. Caracterización Física y Química de tres genotipos de maíz
sembrados bajo el efecto de la densidad. IX Congreso de Ciencia de los
Alimentos y V Foro de Ciencia y Tecnología de Alimentos. XXV Aniversario
de la Carrera de Ingeniería en Alimentos en el Instituto de Ciencias
Agrícolas, Universidad de Guanajuato.
CLO120 7
División Ciencias de la Vida
Campus Irapuato-Salamanca
XII CONGRESO NACIONAL DE CIENCIA
Y TECNOLOGIA DE ALIMENTOS
Jueves 27 y Viernes 28 de Mayo de 2010
Guanajuato, Gto.
CLO120 8