Comparación de las características fisicoquímicas, reológicas, estructurales y morfológicas de harinas de maíz nixtamalizadas obtenidas por dos diferentes procesos: efecto de los cambios en el almidón

Abstract

El maíz es un alimento ancestral y principal fuente de energía en México, pues con él se elaboran tortillas, tostadas y tamales entre otros. El proceso de nixtamalización tradicional (PNT) presenta ventajas en la calidad final del producto, aunque existen procesos alternativos como la nixtamalización por extrusión (PNE) que permiten obtener harina nixtamalizada, y con ello producir masa y tortillas. El objetivo de esta investigación fue evaluar y comparar las propiedades fisicoquímicas, reológicas, estructurales y texturales en el almidón de los productos de dos procesos de nixtamalización (PNT y PNE) y su relación con los cambios en el almidón de maíz en su transformación a harina, masa y tortilla. El PNE consistió en moler maíz con las mallas de 1.0, 0.8 o 0.5 mm, y se hizo una mezcla con sus productos en proporciones de 40, 45 y 15% respectivamente. La mezcla de maíz molido con diferentes mallas se acondicionó con agua a un contenido de humedad de 25% y con 0.3% (p/p) de cal. Luego se reposó en refrigeración a 5 oC por 12 h. La mezcla de maíz acondicionado fue extrudida bajo condiciones de temperatura (60, 70, 80 y 90°C), velocidad de tornillo (110 rpm) y diámetro del dado (3 mm) controlados. Se obtuvo el extrudido, el cual se secó y molió para obtener harina y elaborar masa y tortillas. En el PNT, grano de maíz se coció en agua (1:3) y 1% (p/p) de cal a temperatura de ebullición por 20 min; se dejó reposar a temperatura ambiente durante 14 h. El maíz cocido (nixtamal) se lavó y molió para retirar la cal y obtener masa y tortillas. Las evaluaciones realizadas en los productos de los dos procesos fueron las siguientes: en harinas nixtamalizadas se incluyeron el contenido de humedad (CH), pH, almidón resistente (AR), distribución de tamaño de partícula (DTP), índice de tamaño de partícula (ITP), capacidad de absorción de agua (CAAS), índice de absorción de agua (IAA) e índice de material soluble (IMS). En masas se determinó CH, AR, análisis de perfil de textura; y pruebas reológicas que incluyeron el barrido de frecuencia, barrido de temperatura y compresión biaxial con lubricación. En la evaluación de tortillas, se midieron peso, diámetro y espesor a las 2 h; CH, rollabilidad y firmeza, a las 2, 24 y 48 h de almacenamiento. Se liofilizaron muestras de maíz, harina nixtamalizada, masa y tortilla de ambos procesos de nixtamalización, y se evaluaron sus propiedades de perfil de viscosidad (RVA), calorimetría (calorimetría de barrido diferencial), estructurales (difracción de rayos X) y morfológicas (microscopía de barrido electrónico). Se utilizó un diseño completamente aleatorio donde los factores fueron los procesos de nixtamalización. A los datos de todas las determinaciones se les realizó un análisis de varianza (ANDEVA) con un nivel de significancia del 95%. Para ver diferencias entre medias específicas se utilizó la prueba de Tukey. En general, las evaluaciones fisicoquímicas, reológicas, estructurales y morfológicas del maíz, harina nixtamalizada, masa y tortilla obtenidas por el PNT y PNE fueron significativamente diferentes (P< 0.5, lo que indicó una tendencia más elástica. La medición de la firmeza indicó que las tortillas hechas por PNE fueron 10% y 33% más duras a las 24 y 48 h respectivamente que en PNT; mientras que para PNT este incremento fue de 11% y 13% en el mismo período de tiempo. La disminución de la rollabilidad fue más notoria en PNE, lo que representó una pérdida de flexibilidad de las tortillas de 6% y 11% a las 24 y 48 h respectivamente; para el PNT, esta disminución fue de 2% y 11%. Con relación a los cambios por etapas de las diferentes evaluaciones, el AR aumentó significativamente (P<0.05) en ambos procesos y presentó el mayor aumento al momento de obtener las tortillas. Al evaluar el cambio en el pico máximo de viscosidad (Vp), este disminuyó gradualmente en cada etapa en PNE como se muestra a continuación: 60% en harina respecto a maíz, 17% en masa en proporción a la harina y 67% respecto a maíz, 19% en tortilla respecto a masa y 73% respecto a maíz. Al analizar el PNT, la Vp aumentó 36% en harina en proporción al maíz, 1% en masa respecto a la harina y 36% en relación a maíz; finalmente en tortilla, Vp disminuyó 78% respecto a la masa y 66% en proporción a maíz. Respecto a la entalpía de gelatinización (ΔHg), para PNE existe una disminución progresiva conforme el maíz se trasforma en harina, masa y tortilla como se muestra a continuación: ΔHg disminuyó 33% en harina respecto a maíz; 2% en masa respecto a harina y 35% en proporción a maíz; 48% en tortilla respecto a masa y 65% respecto a maíz. En PNT, la ΔHg aumentó 17% en harina respecto a maíz; en masa se registró un aumento de 26% respecto a harina y de 39% respecto a maíz; en tortilla, la ΔHg disminuyó 90% respecto a masa y 83% respecto a maíz. Se concluye que el daño al almidón durante el proceso de nixtamalización por extrusión fue mayor por efecto de la molienda seca que el observado en la nixtamalización tradicional.