MX2012001037A - Productos de valor nutricional, nutracéutico alto a partir de maiz, garbanzo y frijol. - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a un procedimiento para elaborar harinas maíz, garbanzo y frijol extrudidos a partir de las cuales se preparan mezclas aptas para la elaboración de alimentos nutracéuticos de alta aceptabilidad y elevada calidad nutricional. El procedimiento proporciona la mejor combinación de variables del proceso de extrusión para la producción de las harinas de maíz, garbanzo y frijol extrudidos a partir de granos molidos, a los cuales se les agrega agua, aceite vegetal comestible, lecitina de soya y sal común.

Description

PRODUCTOS DE VALOR NUTRICIONAL. NUTRACÉUTICO ALTO A PARTIR DE MAIZ. GARBANZO Y FRIJOL CAMPO DE LA INVENCIÓN: La presente invención se refiere a harinas de maíz, garbanzo y frijol extrudidos adecuadas, para preparar dos mezclas aptas para la elaboración de alimentos nutracéuticos de alta aceptabilidad y elevada calidad nutricional.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN México ocupa el cuarto, octavo y quinto lugar en la producción mundial maíz, garbanzo y frijol, respectivamente (FAOSTAT, 2010). Sinaloa ocupa primer lugar nacional en la producción de maíz y garbanzo y segundo lugar en producción de frijol (SAGARPA, 2010). Recientemente, cereales y leguminosas han recibido mayor atención debido a sus propiedades nutracéuticas y beneficios a la salud. El contenido de fitoquímicos como fenólicos, antocianinas, entre otros, ya han sido reportados en estos granos (Gutiérrez-Uribe y otros 2010; Xu y Chang, 2007). En términos generales, maíz, garbanzo y fríjol, al integrarse en mezclas cereal / leguminosa, generan alimentos de alto valor nutricional, sensorialmente aceptables y con un mejor balance de aminoácidos, de alta calidad proteínica, y con niveles de minerales y vitaminas superiores al logrado si se consumen estos granos por separado (Aykroyd y Doughty, 1992).

Las proteínas de las leguminosas complementan a las de los cereales con el aminoácido lys, mientras que los cereales contribuyen aportando aminoácidos azufrados (Met+ Cys). Además, procesados adecuadamente y consumidos como granos integrales poseen capacidad antioxidante y propiedades nutracéuticas que influyen positivamente en el organismo humano, reduciendo el riesgo de contraer enfermedades (SERNAC, 2004). Además, en zonas rurales, donde comúnmente se presentan problemas de desnutrición, el incremento del valor nutricional de los productos tradicionales, es una alternativa para mejorar el estado nutrimental de la población, sin modificar radicalmente sus hábitos de consumo.

La aplicación de tecnologías que permitan generar alimentos nutritivos, listos para su consumo, de cocción rápida y/o instantáneos, tienen gran aceptación por los consumidores (Pardeshi and Chattopadhyay, 2008). La extrusión es una tecnología que no genera efluentes contaminantes y tiene potencial para incrementar la biodisponibilidad, digestibilidad proteínica, densidad nutritiva, estabilidad durante almacenamiento y palatabilidad de las materias primas (Gutiérrez-Dorado y otros 2008). La extrusión ha sido utilizada para la obtención de harinas instantáneas de maíz, garbanzo, frijol y otras leguminosas (Milán Carrillo y otros 2002; 2006).

Para minimizar las adversidades de la desnutrición se han desarrollado alimentos infantiles suplementarios que son suministrados a través de programas gubernamentales. Mezclas de cereal-leguminosa han sido utilizadas para la elaboración de galletas (INCAP, 2002), pastas (Granito y otros 2003), papillas (Cerezal- Mezquita y otros 2007) y alimentos infantiles (Gutiérrez Dorado y otros 2008).

La presente invención se justifica al considerar que el consumo de alimentos de origen vegetal, esencialmente cereales y leguminosas integrales, frutas y verduras ofrecen un efecto preventivo sobre enfermedades deteriorativas como el cáncer, problemas cardiovasculares, entre otros. Esto es debido a su capacidad antioxidante. Esta capacidad permite contrarrestar el daño celular de los tejidos contra la formación de radicales libres y especies reactivas de oxígeno que se generan durante los procesos biológicos. Generalmente, los alimentos con alta capacidad antioxidante poseen propiedades nutracéuticas (pueden ser utilizados para la prevención o el tratamiento de algunas enfermedades). A nivel internacional los productos nutracéuticos tienen un crecimiento anual del 10-20% en su producción y comercialización con la consecuente generación de nuevas industrias. Por lo tanto, existe una creciente demanda en la comercialización mundial de alimentos con alto valor nutracéutico.

Muchos de los problemas de comercialización de los granos básicos radican en que casi toda la producción se vende como producto primario. Una consecuencia directa de la falta de comercialización de los granos, es el almacenamiento de estos en bodegas, lo cual, además de generar costos adicionales de mantenimiento, genera una disminución en la calidad de los mismos. Debido a esto, hace falta incentivar industrias procesadoras de granos, que permitan la elaboración de nuevos productos con valor agregado a partir de los cultivos básicos. El enfoque del desarrollo de este tipo de industrias, deberá ajustarse a las demandas del mercado alimentario local, nacional e internacional. Sin embargo uno de los principales problemas para el establecimiento de este tipo de industrias es que no existen en el mercado tanto nacional como internacional productos, elaborados a partir de mezclas de maíz, frijol y garbanzo, con propiedades que actualmente los consumidores están demandando (estas propiedades demandadas son principalmente nutricionales y nutracéuticas). Por otro lado, es necesaria la aplicación de procesos tecnológicos para el procesamiento de alimentos que no produzcan efluentes contaminantes y que tengan bajos requerimientos de agua, energía y tiempo, como la extrusión. Por otra parte, no existen reportes en la literatura científica, relacionada con el campo de ciencia y tecnología de alimentos, acerca de la elaboración de alimentos instantáneos desarrollados a partir de maíz, garbanzo y frijol integrales, de valor nutricional / nutracéutico alto y sensorialmente aceptables.

La presente invención consiste principalmente en el desarrollo de estos nuevos productos alimenticios a partir de maíz, garbanzo y frijol integrales, con las propiedades mencionadas. Para lograr esto se determinó la mejor combinación de variables del proceso de extrusión para la producción de harinas de maíz, garbanzo y frijol extrudidos (HME, HGE y HFE, respectivamente) para preparar dos mezclas cereal/leguminosa (Mezcla 1 : 60% HME + 40% HGE; Mezcla 2: 60% HME + 40% HFE) aptas para la elaboración de alimentos nutracéuticos de alta aceptabilidad y elevada calidad nutricional.

Al tener la población a su alcance un alimento de alto valor nutricional/nutracéutico, le permitirá contar con individuos que accedan a mejores condiciones de vida, y por consecuencia con un mejor índice de salud, disminuyendo la propensión de enfermedades y con una mayor capacidad productiva y creativa dando lugar a una nación con mayor desarrollo económico. Asimismo, otro aspecto relevante de este tipo de productos es que podría dar valor agregado a la producción de granos de interés comercial en México, como son el maíz, garbanzo y frijol, y resolver con ello los problemas de comercialización de estos granos, debido a que estos se comercializan principalmente como producto primario, sin ningún tipo de procesamiento.

Además, la generación de estos nuevos alimentos de consumo con mayor valor económico por sus características nutricionales y nutracéuticas sobresalientes, tendrían aplicaciones potenciales en la industria, dando lugar a la posibilidad de crear una nueva fuente de desarrollo regional en el aspecto de cultivo, producción y manufactura de productos elaborados a base de maíz, garbanzo y frijol. Por otro lado, en este estudio se aplicó extrusión como tecnología de procesamiento, la cual presenta una ventaja adicional a procesos tradicionales, al preparar harinas instantáneas a nivel industrial, se elaborarían con una mayor tasa de rendimiento y producción automatizada, menor requerimiento de capacidad física instalada, mayor eficiencia energética, ahorro de agua y sin la producción de efluentes contaminantes.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN La presente invención proporciona un procedimiento para elaboración de alimentos nutracéuticos de alta aceptabilidad y elevada calidad nutricional, que considera mezclas de harinas de maíz extrudido, garbanzo extrudido y frijol extrudido en los siguientes porcentajes en peso; Mezcla 1.- 60% de harina de maíz extrudido (HME) y 40% de harina de garbanzo extrudido (HME) Mezcla 2.- 60% de harina de maíz extrudido (HME) y 40% de harina de frijol extrudido (HME) El procedimiento de la invención proporciona la mejor combinación de variables del proceso de extrusión para la producción de harinas de maíz, garbanzo y frijol extrudidos (HME, HGE y HFE, respectivamente) para preparar dos mezclas cereal/leguminosa (Mezcla 1 : 60% HME + 40% HGE; Mezcla 2: 60% HME + 40% HFE) aptas para la elaboración de alimentos nutracéuticos de alta aceptabilidad y elevada calidad nutricional. Granos de maíz, garbanzo y frijol fueron molidos para obtener fragmentos (0.074-0.425 mm), a los cuales se les adicionó una mezcla 15 mL de agua + 10 mL de aceite vegetal comestible + 3g de sal común + 0.05 mL de lecitina de soya por 100g de fragmentos [previamente, los fragmentos de maíz fueron mezclados con cal (0.21g de cal/1 OOg fragmentos)].

Estos fragmentos fueron alimentados a un extrusor de tornillo simple, para obtener pellets, los cuales fueron deshidratados y molidos hasta obtener HME, HGE y HFE que pasaron a través de una malla 80. Las condiciones de operación del extrusor fueron obtenidas de un diseño de composición central rotable con cuatro variables de proceso y cinco niveles de variación [temperatura de extrusión (TE)=95, 120, 145,170, 195oC y velocidad de tornillo del extrusor (VT)=80, 120, 160,200,240 rpm, para el procesamiento del cereal y la leguminosa] el cual generó 30 tratamientos.

Metodología de Superficie de Respuesta fue aplicada sobre dos variables de respuesta: capacidad antioxidante (CA), evaluada a cada una de las mezclas de harinas (30 mezclas), y aceptabilidad (A), evaluada a cada alimento preparado a partir de cada mezcla [30 alimentos (25% mezcla + 75% agua + calentamiento en microondas (30 s))]. Se desarrollaron modelos de predicción para cada variable de respuesta. Se obtuvo un valor óptimo para las dos variables de respuesta usando el método numérico de deseabilidad. La mejor combinación de variables del proceso de extrusión para cada mezcla de harinas fueron: Mezcla 1 : HME, TE = 99°C / T = 235 rpm; HGE, TE = 187°C / VT = 85 rpm y Mezcla 2: HME, TE = 99°C / VT = 162 rpm; HFE, TE = 172°C / VT = 94 rpm. Porciones de 100g de los alimentos 1 y 2 presentaron un contenido de proteína de 3.85 y 3.19g, respectivamente (cubren el 43 y 35%, respectivamente de la ingesta diaria de proteína recomendada); así mismo, presentaron una capacidad antioxidante de 2,659 y 3,074 pmol TE, respectivamente (proporcionan el 53.2-88.6% y el 61.5-100%, respectivamente, del consumo diario de antioxidantes recomendado). La aceptabilidad de ambos alimentos fue calificada entre "me gusta mucho" y "me gusta extremadamente", por un panel de 30 jueces semientrenados. Estos nuevos alimentos nutracéuticos pueden ser empleados para la prevención de enfermedades crónico-degenerativas, así como, una alternativa a productos de bajo valor nutricional.

Las ventajas de la presente invención se aprecian desde la descripción detallada descrita a continuación. Los ejemplos que se presentan facilitan la comprensión de la modalidad preferida más no limitativa.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN: La presente invención proporciona un procedimiento para elaboración de alimentos nutracéuticos de alta aceptabilidad y elevada calidad nutricional el cual se describe a continuación: De acuerdo a la formulación de la invención, los materiales utilizados fueron: maíz blanco común (Zea mays L) Pionner 30P49, garbanzo (Cicer arietinum L) variedad Blanco Sinaloa 92 y frijol (Phaseolus vulgaris L) variedad Higuera Azufrado como materiales de estudio. Después de la cosecha, los materiales se limpiaran manualmente, se colocaron en recipientes de plástico, cerrados herméticamente, y se almacenaron a 8-10 °C hasta su utilización.

Para la preparación de harinas de maíz (HME), garbanzo (HGE) y frijol (HFE) extrudidos se aplicaron los procedimientos recomendados por Milán-Carrillo y otros 2002, 2006, con ligeras modificaciones. Lotes de 500 g de cada uno de los granos, por separado, se fragmentaron en licuadora doméstica a velocidad baja; se obtuvieron fragmentos de alrededor de 1-2 mm de diámetro. Los fragmentos se molieron en la misma licuadora a velocidad alta, hasta obtener fragmentos finos que pasaron a través de malla 40 (0.425 mm) pero fueron retenidos por malla 200 (0.074 mm). Los fragmentos de maíz se mezclaron con hidróxido de calcio en una proporción 0.21 g cal / 100 g fragmentos. Los fragmentos de maíz, garbanzo y frijol, por separado, se acondicionaron con una mezcla de 15 mL de agua + 10 ml_ de aceite vegetal comestible + 3g de sal común + 0.05 mL de lecitina de soya (como emulsificante) por cada 10Og de fragmentos. Cada lote, por separado, se empacó en bolsas de polietileno y se almacenó (4°C / 12 h) para asegurar el equilibrio de la humedad; antes de la extrusión los lotes se atemperaron al medio ambiente (25°C / 1 h).

La extrusión se realizó en un extrusor de tornillo simple modelo 20 DN (CW Brabender Instruments Inc., NY, EUA). Las condiciones de operación del extrusor fueron obtenidas de un diseño de composición central rotable con dos variables de proceso y cinco niveles de variación (temperatura de extrusión (TE) = 95, 120, 145, 170,195°C; velocidad de tornillo (VT) = 80, 120, 160, 200, 240 rpm) el cual generó 30 tratamientos. Los extrudidos se colectaron en charolas de aluminio perforadas y se enfriaron / secaron a temperatura ambiente con ayuda de un ventilador (25°C / 12 h). Una vez enfriados / secados los extrudidos se molturaron (UD Cyclone Sample Mili, UD Corporation Boulder, CO, EUA) hasta pasar por malla 80 (0.180 mm). Las harinas (HME, HGE, HFE) se almacenaron a 4°C hasta su utilización.

Evaluación de la capacidad antioxidante de mezclas de harinas y evaluación sensorial de alimentos instantáneos.

A partir de HME, HGE y HFE se prepararon 30 mezclas cereal/leguminosa de cada tipo [Mezcla 1: 60% HME + 40% HGE (30 mezclas); Mezcla 2: 60% HME + 40% HFE (30 mezclas)]. Cada una de estas mezclas fue evaluada en su capacidad antioxidante. También, cada mezcla fue empleada para la preparación de alimentos instantáneos, los cuales fueron evaluados en su aceptabilidad.

De acuerdo al procedimiento de la presente invención las condiciones óptimas del proceso de extrusión para la producción de la mezcla 1 , (60% HME + 40% HGE) destinada a la elaboración de alimentos instantáneos, se obtuvieron a partir de diversas combinaciones de las variables de los procesos de extrusión de maíz y garbanzo, que fueron la temperatura y la velocidad de tornillo, generadas por un diseño de composición central rotable con cinco niveles de variación.

La temperatura y velocidad de tornillo para la extrusión de maíz (TEM y VTM, respectivamente) en la presente invención se mantuvieron en el rango de 95°C a 195°C para TEM y 80 a 240 rpm para VTM.

La temperatura y velocidad de tornillo para la extrusión de garbanzo (TEG y VTG, respectivamente), se mantuvieron en el rango de 95°C a 195°C para TEG y 80 a 240 rpm para VTG.

De acuerdo a la presente invención los resultados experimentales de las variables de respuesta que fueron la capacidad antioxidante (CA) y la aceptabilidad (A), utilizadas para la optimización del proceso de extrusión. La CA fue evaluada en cada una de las mezclas tipo 1 y tipo 2 derivadas de cada uno de los 30 tratamientos diferentes. La "A" se evaluó por 30 panelistas semientrenados a cada uno de los 30 alimentos preparados con las mezclas de cada tipo generadas por cada uno de los tratamientos. El alimento 1 , consistió de 20 g de mezcla 1 + 60 mL de agua purificada + 30 s de calentamiento en microondas; el alimento 2 consistió de 20 g de la mezcla 2 + 60 mL de agua purificada + 30 s de calentamiento en microondas.

La siguiente tabla muestra las Combinaciones de temperaturas de extrusión (TE) y velocidades de tornillo (VT) para la producción de harinas de maíz (HME) y garbanzo (HGE) extrudidos empleadas para la producción de mezclas (60% HME+40% HGE) y resultados experimentales para las variables de respuesta.

Variables de Proceso3 Variables de4 Trat2 Respuesta TE VTM TEG VTG CA A 1 145 160 145 160 6529.09 64 2 145 240 145 160 6224.64 84 3 120 200 170 200 6209.58 62 4 120 200 170 120 7315.27 80 5 145 160 195 160 5626.95 64 6 95 160 145 160 7700 52 7 170 120 170 200 5870.61 80 8 170 120 120 200 5910.31 74 9 170 120 170 120 6050 70 10 170 120 120 120 5775.58 76 11 195 160 145 160 5579.73 84 12 170 200 120 200 5579.73 74 13 145 160 145 160 6272.83 56 14 120 120 120 200 7400 52 15 145 160 145 240 7542.45 62 16 120 200 120 200 6469.96 58 17 120 200 120 120 6337.32 58 18 120 120 170 120 6643.69 66 19 145 160 95 160 6066.95 56 20 145 160 145 160 6736.97 68 21 170 200 170 120 5982.65 88 22 120 120 170 200 6946.62 64 23 145 160 145 80 6851.2 72 24 145 80 145 160 5495.95 70 25 170 200 170 200 5846.67 70 26 145 160 145 160 5887.34 64 27 120 120 120 120 6851.2 58 28 170 200 120 120 5358.17 80 29 145 160 145 160 6407 56 30 145 160 145 160 6605.28 68 La combinación anterior es derivada de diseño experimental de composición central rotable con cinco niveles de variación; Trat2= Tratamiento ordenado al azar; 3TEM= Temperatura de extrusión del maíz (°C), VTM= Velocidad de tornillo para extrusión de maíz (rpm), TEG= Temperatura de extrusión de garbanzo (°C), VTG= Velocidad de tornillo para extrusión de garbanzo (rpm). 4CA= Capacidad antioxidante (umol trolox equiv (TE)/100g) evaluada a cada una de las mezclas (60% HME+40% HGE) derivadas de cada uno de los tratamientos, A= Aceptabilidad, evaluada a cada uno de los alimentos (12 g de HME + 8g de HGE+ 60 ml_ de agua purificada + 30 s microondas y evaluación sensorial) preparados a partir de cada uno de los tratamientos.

Capacidad antioxidante (CA) para mezclas tipo 1 Los valores de CA, de la tabla anterior para las mezclas tipo 1 , derivadas de los diferentes tratamientos, estuvieron en el rango de 5,358 -7,700 µ?t??? trolox equivalentes (TE)/ 100 g de muestra. El análisis de regresión mostró que la CA dependió de la temperatura de extrusión de maíz [TEM (P< 0.0001)], términos cuadráticos de velocidades de tornillo de maíz y garbanzo y temperatura de extrusión de garbanzo [(VTM)2(P= 0.012), (VTG)2(P= 0.007), (TEG)2(P=0.0113)], y las interacciones velocidad de tornillo para la extrusión de maíz y temperatura de extrusión de garbanzo [(VTM) (TEG) (P= 0.116)], velocidad de tornillo para la extrusión de maíz y garbanzo [(VTM)(VTG)(P=0.187)] y temperatura de extrusión de garbanzo y velocidad de tornillo para la extrusión de garbanzo[(TEG)(VTG) (P= 0.0976)]. La TEM fue la variable que tuvo mayor efecto sobre la capacidad antioxidante (presentó el mayor coeficiente en la ecuación de regresión, 501.69), esto puede deberse a que el maíz empleado para obtener HME tuvo mayor capacidad antioxidante que el garbanzo usado para obtener HGE (12,240 vs 4,064 pmol trolox equivalentes (TE)/ 100 g de muestra, respectivamente). Delgado-Licon (2009) reportó que durante el proceso de extrusión de mezclas de frijol y maíz, a 120°C se obtuvieron las menores disminuciones en el contenido de polifenoles y actividad antioxidante; a temperaturas de 180°C observó una mayor disminución en la actividad antioxidante. Ozer y otros (2006), reportaron que durante el proceso de extrusión para la preparación de una botana de maíz, a humedades bajas (entre 1% y 15%), la capacidad antioxidante tuvo una mayor disminución debido al mayor daño mecánico; en el presente trabajo se empleo una humedad del 28%, superior a la usada por estos inventores.

El modelo de predicción para CA fue: Utilizando variables codificadas: CA = 6453.73 - 501.69 X 159.41 X2 +127.20 X2 X3-105.91 X2 X4-134.74 X3 X4 - 159.41 X22 -162.74X32+174.73 ? El modelo de predicción explicó el 81.40% de la variación total en capacidad antioxidante de extractos etanolicos a partir de las mezclas de harinas de maíz y garbanzo extrudidos.

Aceptabilidad global (A) de alimentos preparados a partir de mezclas tipo 1 Los valores de aceptabilidad global para los alimentos elaborados a partir de las mezclas tipo 1 , derivadas de los diferentes tratamientos, estuvieron en el rango de 52-88%, al ser evaluados en una escala LAM, lo cual equivale a una calificación entre "ni me gusta ni me disgusta" y "me gusta extremadamente" en una escala hedónica de 11 puntos. El análisis de regresión mostró que la aceptabilidad dependió de la temperaturas de extrusión TEM (P< 0.0001), TEG (P= 0.006), velocidades de tornillo [VTM (P=0.01), (VTG (P=0.009) ], términos cuadráticos de TEM, VTM y VTG [(TEM)2, (P=0.06), (VTM)2(P=0.0002), (VTG)2(P= 0.009)], y las interacciones de temperaturas de extrusión y velocidades de tornillo [(TEM) (TEG), (P=0.027) y (VTM)(VTG); (P=0.027)]. La TEM fue la variable que tuvo mayor efecto sobre el parámetro aceptabilidad (presentó el mayor coeficiente de regresión, 7.42).

El modelo de predicción para aceptabilidad fue: Utilizando variables codificadas A = 62.17 + 7.42Xi + 2.42X2 + 2.75X3 - 2.58X4 - 2.63XiX3 - 2.63X2X4 + 1.63X-,2 + 3.88X22 + .38 42 El modelo de predicción explico el 86.4% de la variación total en aceptabilidad de alimentos preparados a partir de las mezclas de harinas de maíz y garbanzo extrudidos.

Optimización del proceso de extrusión para la mezcla tipo 1 La mejores condiciones de los procesos de extrusión para la obtención de harinas de maíz y garbanzo extrudidos, para la preparación de mezclas tipo 1 (60% HME+ 40% HGE) aptas para la elaboración de alimentos instantáneos, correspondieron a aquellas donde se obtuvo mayor valor de deseabilidad global. El valor de deseabilidad obtenido durante la optimización de los procesos de extrusión para la preparación de la mezcla 1 (60% HME + 40% HGE) fue de 1.0 lo cual corresponde a las condiciones donde la capacidad antioxidante de la mezcla 1 y la aceptabilidad del alimento preparado a partir de esta mezcla tuvieron los máximos valores posibles. Los valores de las variables de proceso TEM, VTM, TEG, VTG, asociados con la deseabilidad global máxima obtenida (1.0) fueron TEM = 99.21 °C, VTM= 234.95 rpm, TEG= 187.03°C, VTG= 85.49 rpm. Esta combinación de variables de proceso para producir HME y HGE se utilizaron para la preparación de una mezcla optimizada (60%HME + 40%HGE) con una actividad antioxidante total de 10,637 pmol de trolox equivalentes (TE)/ 100g de mezcla (actividad correspondiente a fitoquímicos ligados = 9,036 pmol de trolox equivalentes / 100g, actividad antioxidante correspondiente a fitoquímicos libres = 1 ,601 µ?t??? de trolox equivalente / 100g), a partir de la cual se preparó un alimento (20g de mezcla 1 + 60 mL agua purificada + 30 s de calentamiento en microondas y evaluación sensorial) con un valor óptimo de aceptabilidad, 92, valor que corresponde a "me gusta extremadamente" en una escala hedónica de 11 puntos.

Capacidad antioxidante (CA) para las mezclas tipo 2 Combinacionesl de temperaturas de extrusión (TE) y velocidades de tornillo (VT) para la producción de harinas de maíz (HME) y frijol (HFE) extrudidos empleadas para la preparación de mezclas (60% HME+40% HFE) y resultados experimentales para las variables de respuesta4 Variables de Proceso3 Variables de 4 Respuesta TEM VTM TEF VTG CA A 1 120 120 120 120 6978.04 62 2 170 120 120 120 7125.54 64 3 120 200 120 120 9199.36 60 4 170 200 120 120 7590.29 66 120 120 170 120 6360.86 76 170 120 170 120 7091.91 72 120 200 170 120 6865.53 82 170 200 170 120 7784.43 74 120 120 120 200 9412.36 66 170 120 120 200 5317.79 68 120 200 120 200 10296 60 170 200 120 200 5865.3 66 120 120 170 200 7802.4 84 170 120 170 200 5201.55 78 120 200 170 200 7788.46 80 170 200 170 200 6858.93 78 95 160 145 160 10673 68 195 160 145 160 6217.71 70 145 80 145 160 7239.29 56 145 240 145 160 8245.87 66 145 160 95 160 8666.85 65 145 160 195 160 6683.42 80 145 160 145 80 6647.66 76 145 160 145 240 7783.41 70 145 160 145 160 7729.99 64 145 160 145 160 6174.11 60 145 160 145 160 7201.53 66 145 160 145 160 6531.41 60 145 160 145 160 6460.13 64 145 160 145 160 7532.32 66 1 Derivado de diseño experimental de composición central rotable con cinco niveles de variación; 2Trat= Tratamiento ordenado al azar; 3TEM= Temperatura de extrusión del maíz (°C), VTM= Velocidad de tornillo para extrusión de maíz (rpm),TEF= Temperatura de extrusión de frijol (°C), VTF= Velocidad de tornillo para extrusión de frijol (rpm); 4CA= Capacidad antioxidante (umol trolox equiv (TE)/100g) evaluada a cada una de las mezclas (60% HME+40% HFE) derivadas de cada uno de los tratamientos A= Aceptabilidad evaluada a cada uno de los alimentos (12 g de H E + 8g de HFE+ 60 ml_ de agua purificada + 30 s microondas evaluación sensorial) preparado a partir de cada uno de los tratamientos.

Los valores de CA, para las mezclas tipo 2, derivadas de los diferentes tratamientos, estuvieron en el rango de 5,202 - 10,673 pmol trolox equivalentes (TE)/ 100g de mezcla. El análisis de regresión, mostró que la actividad antioxidante dependió de las temperaturas de extrusión [TEM (P< 0.0001), TEF (P= 0.0016)], velocidad de tornillo para extrusión de maíz [VTM (P= 0.0038)], términos cuadráticos de TEM [(TEM)2(P= 0.0149)], y la interacción de temperaturas de extrusión [(TEM)(TEF)(P=0.0017)] y la temperatura de extrusión de maíz-velocidad de tornillo para extrusión de frijol [(TEM)(VTF)(P< 0.0001)].

El modelo de predicción para CA fue: Utilizando variables codificadas: CA = 7 54.15-865.74Xi + 373.79X2 - 416.56X3 + 506.65XiX3 - 765.25X1X4 + 279.21X!2 El modelo de predicción explico el 84.70% de la variación total en capacidad antioxidante de las mezclas (60% HME + 40% HFE) generados a partir de los diferentes tratamientos.

Aceptabilidad global (A) de alimentos preparados a partir de mezclas tipo 2 Los valores de aceptabilidad global para los alimentos elaborados a partir de las mezclas tipo 2, derivadas de los diferentes tratamientos, estuvieron en el rango de 56-84%, al ser evaluados en una escala LA , lo cual equivale a una calificación entre "ni me gusta ni me disgusta" y "me gusta extremadamente" en una escala hedónica de 11 puntos. El análisis de regresión mostró que la aceptabilidad dependió de la temperaturas de extrusión TEF (P< 0.0001), términos cuadráticos de TEM, TEF y VTF [(TEM)2, (P=0.0106); (TEF)2, P=0.0004, (VTF)2, (P= 0.0002)], y las interacciones de temperaturas de extrusión (TEF) (TEF), (P=0.0152). La TEF fue la variable que tuvo mayor efecto sobre el parámetro aceptabilidad (presentó el mayor coeficiente de regresión, 5.92).

El modelo de predicción para aceptabilidad fue: Utilizando variables codificadas: A = 63.07 + 5.92X3 - 2.25X^3 + 1.80 X^+2.68 X22 + 2.80 x El modelo de predicción explico el 82.46% de la variación total en aceptabilidad de alimentos preparados a partir de las mezclas tipo 2.

Optimización del proceso de extrusión para la mezcla tipo 2 La mejores condiciones de los procesos de extrusión para la obtención de harinas de maíz y garbanzo extrudidos, para la preparación de mezclas tipo 2 (60% HME+ 40% HFE) aptas para la elaboración de alimentos instantáneos, correspondieron a aquellas donde se obtuvo mayor valor de deseabilidad global. El valor de deseabilidad obtenido durante la optimización de los procesos de extrusión para la preparación de la mezcla 2 (60% HME + 40% HFE) fue de 1.0 lo cual corresponde a las condiciones donde la capacidad antioxidante de la mezcla 2 y la aceptabilidad del alimento preparado a partir de esta mezcla tuvieron los máximos valores posibles. Los valores de las variables de proceso TEM, VTM, TEF, VTF, asociados con la deseabilidad global máxima obtenida (1.0) fueron TEM = 98.6 °C, VTM=162 rpm, TEF= 171.7°C, VTF= 239.7 rpm. Esta combinación de variables de proceso permitió obtener los valores óptimos de capacidad antioxidante de 12,298 pmol de trolox equivalentes (TE)/ 100g de mezcla (CA correspondiente a fitoquímicos ligados = 10,634 prnol de trolox equivalente / 100g, actividad antioxidante correspondiente a fitoquímicos libres = 1 ,664 pmol de trolox equivalente / 100g), una aceptabilidad, 85%, valor que corresponde a "me gusta mucho" en una escala hedónica de 11 puntos.

Ambas mezclas optimizadas presentaron los siguientes contenidos de proteínas, lípidos, cenizas y carbohidratos en base seca; para la mezcla 1 éstos contenidos fueron de 15.39 %, 7.70% 4.16 % y 72.74%, respectivamente, para la mezcla 2, los contenidos fueron 12.73 %, 8.52%, 4.54% y 66.23%, respectivamente.

Los valores de actividad acuosa, pH, índice de absorción de agua e índice de absorción de aceite de las mezclas optimizadas fueron para la mezcla 1 , 0.5, 6.44, 4.44 g gel/g muestra y 0.93 mL de aceite absorbido /g muestra, respectivamente, para la mezcla 2 se tuvieron los siguientes valores: 0.49, 6.65, 3.33 g gel/g muestra y 0.61 mL de aceite absorbido /g muestra, respectivamente.

Claims (3)

REIVINDICACIONES Habiendo descrito suficientemente mi invención, considero como una novedad y por lo tanto reclamo como de mi exclusiva propiedad, lo contenido en las siguientes cláusulas:

1 - Un procedimiento para elaboración de alimentos nutracéuticos de alta aceptabilidad y elevada calidad nutricional que considera mezclas de harinas de maíz extrudido, garbanzo extrudido y frijol extrudido, caracterizado por moler los granos de maíz, garbanzo y frijol para obtener fragmentos de 0.074 a 0.425 mm, a los cuales se les adiciona una mezcla de 15 mL de agua; 10 mL de aceite vegetal combustible; 3 g de sal común; 0.5 mL de lecitina de soya por cada 400 g de fragmentos, los fragmentos de maíz son mezclados con la cal en una proporción de 0.21 g de cal por 100 g de fragmentos, los fragmentos son alimentados a un extrusor de tornillo simple para obtener pellets, dichos pellets son deshidratados y molidos hasta obtener harinas que pasan a través de una malla 80.

2.- Un procedimiento para elaboración de alimentos nutraceúticos de alta aceptabilidad y elevada calidad nutricional de conformidad con las reivindicaciones anteriores, caracterizado por cinco niveles de variación de temperaturas de extrusión de 95,120,145,170 y 195°C, por cinco niveles de variación de velocidad de tornillo del extrusor de 80,120,160,200 y 240 rpm, que generan 30 tratamientos.

3.- Un procedimiento para elaboración de alimentos nutraceúticos de alta aceptabilidad y elevada calidad nutricional de conformidad con las reivindicaciones anteriores, caracterizado por la aplicación de la variable de respuesta capacidad antioxidante (CA) evaluada a cada mezcla de harinas (Mezcla 1 : 60% HME + 40% HGE; Mezcla 2: 60% HME + 40% HFE) y de la variable de respuesta de aceptabilidad (A) evaluada a cada alimento preparado a partir de cada mezcla de harinas