Producción y evaluación de la calidad de harinas nixtamalizadas obtenidas de maíz de calidad proteica: utilizando el proceso de extrusión y técnicas de optimización

Abstract

Tesis de maestría en ciencias. Se elaboraron harinas de maíz nixtamalizadas utilizando el proceso de extrusión utilizando como materia prima maíz de calidad proteica (MCP V-537C), el cual se molio a un tamaño de partícula de 0.5 mm (500 m. tamiz US No35) para después ser acondicionado a una concentracion de cal del 0.3 %, así como, distintos valores de humedad que van desde los 27 a 31%. Las muestras fueron extrudidas a un rango de temperatura de 120-140 C y velocidad del tornillo de 85-115 C un extrusor de tornillo simple (Marca Brabender Instruments; Modele E 19/25 D, Inc NJ E.U.A) a una tasa de compresión 1:1 con un diametro del dado de 3 mm, el extrudido fue secado y posteriormente molido en molino de cuchillas a un tamiz US No 35 (500 1-1m), obteniendo asi la harina de Maíz Nixtamalizada por Extrusion (HMNE). A diferencia de la harina comercial (HMNC) el maíz molido presento un mayor contenido de cenizas y grasas debido a la presencia de pericarpio y germen, asi como un ligero incremento en el valor de las proteinas. El producto expandido no presento una diferencia notable con el diámetro del dado lo que nos indica que las condiciones utilizadas fueron estables. El indice de tamaño de partícula, la distribución del tamaño de partícula y la densidad aparente presentaron diferencia con la HMNC debido principalmente a la molienda empleada. El patrón de difracción de rayos X muestra un mayor efecto del daño térmico y mecánico que se da en el proceso de extrusión a condiciones de humedad, temperatura y velocidad del tornillo altas (31%, 140 C y 115 rpm, respectivamente). La diferencia entre la capacidad de absorción de agua de la HMNE y HMNC se deben a la presencia de aditivos, sin embargo las harinas extrudidas presentaron valores cercanos al comercial. La tortilla elaborada con HMNE presento un buen inflado, así como una adecuada rollabilidad y firmeza a las 2 h de almacenamiento, sin embargo despues de 24 h de almacenamiento se presento un endurecimiento al disminuir la flexibilidad en la tortilla. De acuerdo al análisis de correlacion entre las diferentes determinaciones se observa que el 134.84 C de temperatura y 112.39 rpm de velocidad de extrusión, que presentan caracterfsticas similares a las HMNC. El proceso de extrusión muestra ser una alternativa para la producción de harina de maíz nixtamalizada con la que se pueden elaborar masas y tortillas con buenas caracterfsticas texturales, por lo que este proceso tiene un gran potencial para ser utilizado a nivel industial. al análisis de correlación entre las diferentes determinaciones se observa que el índice de tamaño de partícula influye sobre el inflado, Ia DAP sabre el factor compresión tension, asi como el IMS sobre la firmeza. Para conocer la mejor combinación de las variables del proceso en la produccion de la HMNE, se utilizo como técnica de optimización, la metodología de superficie de respuesta. Los números y niveles de variación de las variables del proceso fueron basados de datos bibliográficos asi como de ensayos preliminares. Para cada variable respuesta se utilizaron los principales indicadores de calidad en harinas (indica de absorción de agua y color L y b+), masas (factor de compresión tensión) que influyen de manera directa en el producto final (tortilla). Las variables que más influyen sobre el indica de absorción de agua·(IAA) son Ia humedad y Ia temperatura, el comportamiento que mas favorecio a Ia variable respuesta IAA se presento al disminuir Ia velocidad del tornillo a alta temperatura (140 °C) y baja humedad (27 %), así como, al incremento de la temperatura a un valor de humedad baja (27 %) y velocidad del tornillo alta (115 rpm). La humedad es la variable que más influye en la luminosidad (CL) y se presento un mayor valor conforme se incremento la temperatura a mayor humedad (31 %) y velocidad de tornillo (115 rpm). En la tendencia al color amarillo (Cb+) la variable que mas influyó fue Ia humedad y la interacción humedad-temperatura, por lo que el valor Cb+ presento mejores condiciones cuando se incremento la humedad (31 %) y temperatura (140 °C) a una velocidad del tornillo mayor. Para el factor Compresión-Tensión Ia variable que mas influyo fue Ia humedad y velocidad del tornillo, las mejores condiciones se observaron a baja velocidad del tornillo (85 rpm) y humedad (120 °C). Las mejores combinaciones de las variables del proceso se obtuvieron a través de la superposicion de los gráficos de contorno y se escogió el punto central de cada gráfico, para posteriormente tener el promedio de los valores centrales, que nos indican el punto donde se presentan las mejores combinaciones de las variables del proceso de extrusión para la elaboración de HMNE: 27.72% de humedad.