MXPA98004851A - Metodos y composicion para hacer productos depanificacion y tortillas usando a la cascarilla de maiz nixtamalizada como fuente de fibra dietetica - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a método y la composición para obtener productos de panificación y dígase galletas, bollos y tortillas conteniendo a la cascarilla de maíz nixtamalizada con hidróxido de calcio, cal o lejía proveniente del procesamiento comercial de alimentos (CMN), como fuente de fibra dietética La cantidad de cascarilla de maíz nixtamalizada varia de 2%a 48%, preferentemente entre 15%y 25%de substitución de la harina blanca de trigo, de la harina de maíz o de cualquiera de las variantes de la matriz carbohidratos-proteínas. La invención describe el método de preparación de la cascarilla de maíz nixtamalizada con hidróxido de calcio, cal o lejía proveniente del procesamiento comercial de alimentos (CMN) y la hidratación de su composición base de CMN. También, describe el método de preparación y la composición de los productos ricos en composición y contenido de fibra dietética proveniente de la cascarilla de maíz nixtamalizada (CMN). Los productos tienen un alto potencial para solucionar los problemas de deficiencias en el consumo de la fibra dietética a pacientes y consumidores con hipercolesterolemía y problemas dietarios relacionados, asícomo gozar de todos los beneficios nutricionales de consumir fibra poco procesada.

Description

"MÉTODOS Y COMPOSICIÓN PARA HACER PRODUCTOS DE PANIFICACIÓN Y TORTILLAS USANDO A LA CASCARILLA DE MAÍZ NIXTAMALIZADA COMO FUENTE DE FIBRA DIETÉTICA" ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN 1. Campo del Invento Este invento se refiere al método para obtener productos de panificación conteniendo cascarilla nixtamalizada de maíz para elevar el contenido de fibra dietética en su formulación. La cascarilla de maíz nixtamalizada es un subproducto proveniente del proceso de harinas instantáneas de maíz. Particularmente, esta invención se refiere al tratamiento de la cascarilla de maíz nixtamalizada para obtener un producto de panificación uniforme y aceptado por un panel de evaluación sensorial. Además, se prueba un aumento en el contenido de fibra total y sus fracciones solubles e insolubles de los productos elaborados. La cascarilla de maíz nixtamalizada suministrada a seres vivos demostró ser un potente ingrediente en el control de hipercolesterolemia. 2. Antecedentes Expertos en nutrición alrededor del mundo sugieren que una dieta saludable debe contener cantidades moderadas de grasas, baja en colesterol y sal, en conjunto con una alta proporción en carbohidratos complejos y una alta cantidad de fibra. Entre los granos, la avena, el trigo, el maíz, el arroz y el centeno contienen cantidades significativas de almidones, proteínas, grasa, fibra y carbohidratos complejos. Los salvados o cascarillas de estos granos están principalmente constituidos por fibra dietética como la celulosa, hemicellulosa y lignina, además de una pequeña proporción de almidones y proteínas provenientes del endospermo del grano. La fibra presente en la cascarilla contiene una f acción soluble y una insoluble, la suma de ambas se le denomina fibra dietética total. Los salvados han sido reconocidos por su beneficio positivo en el sistema gastrointestinal de animales superiores, entre ellos el hombre. En la última década, el consumidor ha mostrado un creciente interés en alimentos diseñados con alta cantidad de fibra, bajos en grasas y colesterol. Al mismo tiempo, los consumidores han tomado conciencia de los beneficios asociados con el consumo de fibra dietética. Entre estos beneficios se incluyen la normalización de las funciones de los intestinos, la reducción en la ocurrencia de ciertos desordenes del colon, y el control metabólico como ayuda a la prevención de obesidad.

Además, dietas altas en fibra se han usado en el tratamiento de diabetes, hipoglicemia, hipercolesterolemia e hipertrigliceremia. Los productos panaderos son buenos acarreadores de fibras en sus diferentes formulaciones. Entre los más populares tenemos a bollos, panqués, pie, pies rellenos, galletas, y pasteles. Convencionalmente los productos panaderos están hechos de harina de trigo, manteca, agua, azúcar, huevo, sólidos de leche descremada y mínimas cantidades de otros ingredientes como saborizantes, y aumentadores de volumen. Expertos en el arte de la panadería pueden apreciar que, cada ingrediente debe ser combinado en una proporción particular, para obtener el sabor y la textura típica del producto deseado. En esta invención, la cascarilla de maíz nixtamalizada substituida a expensas de la harina de trigo aumenta considerablemente el contenido de fibra total; además, produce productos menos secos, mejora el color, la apariencia y la textura a los productos.

OBJETIVOS DE LA INVENCIÓN Por lo tanto el objetivo de la presente invención es proveer de un método de preparación y substitución de la cascarilla de maíz nixtamalizada en el proceso de formulación de productos panaderos, dígase bollos, galletas y tortillas de maíz. Además, muestra la formulación de estos productos substituidos con cascarilla de maíz nixtamalizada, conteniendo una alta cantidad de fibra dietética proveniente de la cascarilla y que han sido sensorialmente aceptados por un panel de evaluación. Estos y otros objetivos de la presente invención serán apreciados en la descripción específica del método de preparación, formulación y ejemplos específicos.

RESUMEN DE LA INVENCIÓN La presente invención reclama la formulación de productos alimenticios donde la harina de trigo es substituida por cascarilla de maíz nixtamalizada, y el proceso para la preparación de estos productos substituidos. Los productos pueden incluir o no agentes de sabor dígase frutas secas, vainilla, ó canela. El método de preparación de la cascarilla de maíz nixtamalizada y el proceso para la preparación de los productos substituidos incluye orden de mezclado, y rehidratado secuencial de los ingredientes. Particularmente, la invención se refiere a productos como bollos, galletas y tortillas de maíz, substituidos con cascarilla de maíz nixtamalizada. Estos producto*s contienen cascarilla de maíz nixtamalizada como fuente de fibra dietética total de al menos cerca del 10.5% del peso y una máxima de 30% del peso, preferentemente entre el 13% y el 26% del peso. El método de preparación de la presente invención, en primer término incluye la purificación y reducción de las partículas de la cascarilla de maíz nixtamalizada, y su rehidratación en pre-mexcla culinaria. Además, incluye el método de formulación y producción de bollos, galletas y tortillas de maíz substituidos con cascarilla de maíz nixtamalizada. Los niveles de substitución en estos productos variaron de entre el 2% y el 48% de cascarilla de maíz nixtamalizada, a expensas de la harina de trigo o harina instantánea de maíz, los rangos preferidos fueron del 10% al 45% de cascarilla de maíz nixtamalizada y los óptimos fueron entre el 15% y el 30%. Todos los productos substituidos fueros caracterizados fisicoquímica y sensorialmente. El método preferido de preparación fue la formulación de una premezcla culinaria para los productos, consistente de la cascarilla finamente molida, la leche descremada, el huevo líquido y entre el 30% al 80% del agua requerida. La cual es reincorporada con el resto de la formulación, mezclada hasta el desarrollo de la masa, seguido de un moldeado y horneado ó cocción de los productos. La novedad de la presente invención en el arte es que provee de productos substituidos con cascarilla de maíz nixtamalizada como fuente de fibra dietética, conservando las características placenteras típicas, permitiéndoles competir con los productos comerciales de bajo contenido de fibra. Además, la novedad del método de preparación lleva a desarrollar específicamente, bollos, galletas y tortillas con humedad, textura, masticabilidad y sabor aceptables por un panel de evaluación sensorial.

- DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN La presente invención provee del proceso y formulación de la composición para elaborar productos de panificación suplementados con cascarilla de maíz nixtamalizada. En ella se involucra: a) la obtención de la cascarilla de maíz nixtamalizada, b) la preparación de la pre-mezcla, c) la selección del método de preparación y de los ingredientes sólidos en la fórmula, como son fuente de harina, fuente grasa, fuente de proteína, agentes aumentadores de volumen, y agentes de sabor. Cada uno de éstos ingredientes de composición y el proceso de preparación de los productos se describirá a continuación, además se darán ejemplos con una formulación específica.

A. CASCARILLA DE MAÍZ NIXTAMALIZADA La cascarilla es el subproducto principal en la producción industrial de la harina instantánea de maíz. Esta cascarilla, inicialmente al salir de la línea de proceso, es una muestra heterogénea de tamaños de partícula mezclada con trozos de endospermos entre medianos y finos, con una humedad promedio de 11.5% y que puede variar entre el 11% y el 14% de agua. El motivo de la invención es fraccionar la cascarilla gruesa del resto de estos componentes mediante un clasificador de partículas con malla No.4. Esta fracción de cascarilla gruesa haciende a un 49% del total del flujo de salida en la línea de sub-productos, con un tamaño de partícula igual ó mayor de 4.75mm, ya que es retenida en una malla de acero con perforaciones de 4.75 mm (ASTM E-l, tamaño de malla No. 4). Este 49% de cascarilla gruesa libre de endospermos ya aislada, se le llamará cascarilla de maíz nixtamalizada y será utilizada para desarrollar los tratamientos posteriores en la presente invención. La humedad de la cascarilla de maíz nixtamalizada purificada se redujo entre 4 y 8%, preferida 5%, mediante un secado a 55°C por 0.8 a 2.5 h prefiriéndose una hora en un horno de aire a convección de 2.4 m3/min (Blue 2000 Modelo OV-490AA-2 Fisher Co.). Esta fracción seca de cascarilla gruesa, con tamaño promedio de 4.75 mm, se sometió a una molienda a través de una malla # 2 en un molino de martillos Fitzpatrick. A la salida del molino, el tamaño de partícula de la cascarilla se componía del 61% en peso de cascarilla de maíz nixtamalizada que pasa a través de una malla perforada de 0.25 mm y al menos del 35 % en peso de la cascarilla que pase la malla de 0.18 mm. El objetivo de la molienda es obtener partículas finas que faciliten la homogeneización y el amasado, además de obtener productos horneados y tortillas uniformemente hidratados, con mejor textura y apariencia uniforme.

La composición química, de la cascarilla de maíz nixtamalizada y de todos los productos, fue realizada por métodos oficiales de la asociación de cereales internacional (AACC Methods of Analysis of the Association of Official Analytical chemists, 10a Edición) y por los métodos oficiales de química analítica (AOAC Association of Official Analytical chemists). La cascarilla de maíz nixtamalizada finamente molida se compone de 3.67% de proteína (proteína=6.5 x nitrógeno), grasa 1.98%, cenizas 1.98%, fibra total 63.6% (métodos 985.29 y 960.52 de la AOAC 1990), de donde 59.1% correspondió a la fracción insoluble y 4.5% a la fracción soluble. La cascarilla de maíz nixtamalizada presentó una capacidad de hidratación 2.9 g de agua por g de cascarilla finamente molida, los que ocuparon un volumen de 2.8 cm3. La absorción de aceite mostrada fue de 1.7 g de aceite/g de cascarilla, ocupando un volumen de 1.5 cm . Además, la cascarilla de maíz nixtamalizada razón central de esta invención, reúne las características de sanidad para considerarse un ingrediente potencial en panadería y otros alimentos, ya que satisface los estándares microbiológicos (aeróbicos totales=950 ufc/g, NMP=23 mo/g, hongos y levaduras 2.7 xlO ufc/g) y de aflatoxinas (<16 ppb).

B.FORMACIÓN DE LA PRE-MEZCLA La composición de la pre-mezcla culinaria de esta invención incluye cuatro ingredientes, ó al menos dos. Uno de los componentes críticos o indispensables es la cascarilla de maíz aislada, purificada y finamente molida, y los otros en forma de mezcla son agua, sólidos de leche, huevo líquido y puede ó no incluirse a la vainilla, de entre estos el agua es el más usado en la pre-hidratación. El objetivo de la pre-mezcla es hidratar uniformemente la cascarilla, proveyéndole de suficiente agua y tiempo, lo que facilitará el desarrollo de una masa con alto contenido de fibra uniformemente distribuida. El agua adicionada varia entre el 20 y el 80% del total necesario, y el 100% de huevo, leche y/o vainilla, durante 0 a 1.5 hr de rehidratación, se prefiere entre el 28 y el 70% del agua por 0.5 a 1.0 hr, lo óptimo se encuentra entre el 50 y el 60% del agua por un tiempo de 0.25 a 0.75 hr de reposo. Sin embargo, la cascarilla de maíz nixtamalizada puede introducirse como componente de la mezcla de ingredientes sólidos, modificando el tiempo de reposo de las masas. Para el caso de la tortilla de maíz la mezcla húmeda se compone únicamente por la cascarilla de maíz nixtamalizada con el agua, en las proporciones y tiempos señalados con anterioridad.

C. INGREDIENTES SOLIDOS PRINCIPALES Los ingredientes sólidos para productos de panificación se mezclan por el método convencional de cernido. Los más importantes son harina de trigo, azúcar, sal, bicarbonato, polvos para hornear, y saborizantes (nueces, frutas secas finamente picadas, vainilla, y canela entre otros). El grado de homogeneización necesario no es crítico, aunque se prefiere una mezcla macroscópicamente uniforme. En caso de la tortilla de maíz no existe mezcla de componentes sólidos, el único ingrediente es la harina instantánea de maíz nixtamalizada.

La Harina. La harina en los productos panaderos es el componente más abundante, esta proveniente de trigo finamente molido como es bien sabido por los expertos en este arte. Aunque los bollos y las galletas en esta patente se presentan con harina de trigo, no es la única fuente, ejemplos típicos no limitantes incluyen a harinas de centeno, cebada, mezclas de almidón y harina de maíz, mezclas de harina de maíz y trigo, e incluso se pueden considerar a harinas sintéticas generalmente compuestas de almidones y aislados proteicos de soya. La harina de trigo es la más típica en panadería, especialmente de los trigos duros ó rojos de invierno y verano, de trigos suaves rojo de invierno, de los blanco de invierno ó primavera. La harina de estos trigos se prefiere por las características especiales del gluten, absorción de agua, y además por su contenido y calidad de proteína. La proteína puede variar de 7% a 14.5%, los trigos suaves tienen baja proteína, alrededor del 7%. Mientras que, los trigos duros muestran contenidos de proteína en el rango superior. La cantidad y calidad de la proteína influenciará la textura y suavidad de los productos panaderos. • Es bien conocido por los especialistas en el arte, que la proteína presenté en las harinas determina la textura final del producto, por ejemplo a mayor proteína más correosa o tenaz será su textura. Generalmente, para garantizar perfiles de aceptabilidad altos en los productos panaderos, se adiciona a las fórmulas proteína de huevo y leche que promuevan la textura y suavidad en el producto final.

Material Graso. La manteca, en forma de aceite o grasa de alto punto de fusión, contribuye al sabor y textura de los tipos de productos panaderos formulados en la presente invención. Los tipos de mantecas que se pueden usar en la presente invención son bien conocidas por los expertos en el arte de la panadería, incluye a mantecas sólidas o plásticas, así como también a aceites, mantecas fluidas o semifluidas, y mantecas con bases mixtas de fuente animal y vegetal, o incluso mantecas preparadas sintéticamente.

Algunas de las mantecas preferidas son las de aceite de soya hidrogenado puro, o mezclas de aceite de soya, maíz, y palma. La marca de la manteca comercial preferida en galletas fue Inca, y para bollos se prefirió al aceite de maíz (Mazóla) o girasol (Dovsa), cualquiera de los tres del mercado local. La cantidad de material graso usado para bollos y galletas varió entre el 10 y el 30%. Sin embargo, para reunir los perfiles de calidad propuestos se prefirió entre el 12 y el 22%, y lo óptimo probado fue de 16-22%.

Adición de Proteína. En esta invención se usó el huevo entero y leche parcialmente descremada del mercado local. El huevo imparte sabor, color y sobre todo da riqueza a la formula de cualquier producto panadero. En promedio el huevo contiene un 71% al 73% en peso de agua y del 27% al 29% de sólidos. El contenido de sólidos se compone de 44% de grasa, 48% de proteína y un 8% de componentes menores.

En ésta invención, las fuentes de leche consideradas fueron leche fluida entera ó descremada, sin embargo la seleccionada fue sólidos parcialmente descremados (SLD). La adición varió entre el 0% y el 35% de SLD, prefiriéndose entre el 3% y el 30%, presentando un óptimo de entre 3% y 28%. Las alternativas de proteínas en panadería pueden ser de entre los diferentes productos de huevo deshidratados en el mercado local, entre ellos sólidos de yemas, sólidos de claras o sólidos de huevo entero, leche entera, parcialmente descremada ó descremada. Además, los substitutos de huevo pueden también ser usados, existen disponibles en el mercado los aislados proteicos de soya, concentrados proteicos de sueros e incluso combinación de éstas fuentes también pueden ser usadas exitosamente.

Aumentadores de Volumen. Agentes aumentadores de volumen pueden ser agregados previos al horneado en la formulación de bollos, galletas y tortillas. La función de estos agentes es de airear la masa o el batido suministrándole porosidad y suavidad. El beneficio de la porosidad en las masas se refleja en la calidad del producto horneado. Los polvos para hornear se componen de bicarbonatos de sodio, o mezclas de bicarbonato de sodio, potasio y amonio. También, pueden usarse en combinación con fosfatos mono o di calcio, fosfato de aluminio y fosfato de sodio o mezclas de ellos. La selección del sistema y cantidad del agente se hace con base en el conocimiento y habilidades del especialista en el arte. Las concentraciones usadas en esta invención variaron de 0 a 2% preferiblemente en el rango de 0.1 a 1.8%. En la formulación de los productos .se usaron agentes típicos en el mercado como bicarbonatos de sodio, sulfato de aluminio y sodio, carbonato de calcio y fosfato monocálcico como agentes aumentadores de volumen.

Agentes de Sabor. La formulación de bollos y galletas puede aceptar una gran variedad de agentes de sabor. Estos componentes se mezclan en la masa previa al horneado y permanecen en forma de trozos en el producto final. Entre los aditivos saborisantes a seleccionar están frutas secas en general (tan amplia la variedad como su imaginación), nueces, dátiles, chocolates, vainilla, canela y otras especies. Estos aditivos de sabor pueden estar presentes en cantidades que varían de 0 a un 40% del peso del producto horneado. En la presente invención se prefirió incluir vainilla y canela en proporciones de 0 al 15%, donde el óptimo varió entre el 2 y 10%.

MÉTODOS DE PREPARACIÓN Y PRINCIPALES USOS.

La formación de las masas en la presente invención está constituida por: 1. Preparar la pre-mezcla de acuerdo a lo explicado anteriormente, en la cantidad adecuada para proveer el porcentaje de cascarilla de maíz nixtamalizada deseada en el producto. 2. El resto de los ingredientes sólidos son cernidos y homogeneizados en seco. 3. La manteca y azúcar son cremados con un mezclador plano de una máquina semi-industrial (Hobart modelo AS 2T) a una velocidad #3-7 ó mezclado manual (caso específico de bollos), seguido se agrega la vainilla y la pre-mezcla. 4. Para finalmente agregar el resto de los ingredientes sólidos, se mezclan por 2 min a velocidad baja, se agrega el resto del agua y se continua con el mezclado por 2 min a una velocidad #4 hasta el desarrollo de la masa, esto es dar consistencia y flexibilidad adecuada a la masa. 5. Horneado y empaquetado.

La masa para galletas se extiende en una prensa manual, se forman las galletas y se transfieren a hojas de lámina para ser horneadas. En el caso de la masa de bollos se vierte en los moldes previamente recubiertos con grasa.

Y la masa de tortilla se separa en pequeñas bolas, para el procedimiento manual, o se alimenta a una prensa industrial.

El horneado de los productos se lleva a cabo en un horno de convección de aire giratorio, modelo Z-X-4 de la compañía Hornos Cárcamo Valtamp, S.A. (México, D.F.) a una temperatura de 180 a 220°C/por 22 a 48 min dependiendo del producto y del porcentaje de substitución de la cascarilla de maíz nixtamalizada. Después del cocimiento los productos se enfrían a temperatura ambiente entre 25 y 28°C. El empacado puede ser convencional o especial existe una gran variedad de materiales, desde papel -hasta cajas o paquetes sofisticados recubiertas con películas especiales de protección impermeables a agua y oxígeno.

La cascarilla de maíz nixtamalizada, los componentes básicos y los opcionales de la formula descritas en la presente invención pueden ser combinados en varias formas. Sin embargo, tan solo mínimas variaciones en la proporción podrán producir diferentes productos horneados, como galletas, bollos, panqués, masa para pizza, pasteles semi-aireados o aireados, barras de cereales rellenas de fruta o sin fruta, y otros panes. Dichas variaciones no quedan excluidas, ni limitadas por los ejemplos presentados en esta invención, siempre y cuando contenga el producto principal de la misma, la cascarilla de maíz nixtamalizada con hidróxido de calcio como fuente de fibra en el producto.

Una descripción clara de la naturaleza de la presente invención se detalla a continuación en tres ejemplos específicos. Sin embargo, debe de entenderse, que estos son solo datos de ejemplos y no intentan en ninguna forma de limitar el alcance de la invención o restringir el ámbito de las reivindicaciones de la invención.

EJEMPLO I Las galletas altas en fibra con cascarilla de maíz nixtamalizada (CMN) fueron preparadas de la siguiente lista de ingredientes. La Tablal muestra los cuatro experimentos principales y un control.

TABLA 1 Control Experimento Experimento Experimento Experimento i p m IV CMN1 0 15 • 22.5 30 45 Harina de 100 85 77.5 70 65 trigo Expresada en g/100 de la mezcla CMN^harina de trigo Azúcar 12.4 12.4 12.4 12.4 12.4 Manteca 14 14 14 14 14 Leche 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 descremada Canela 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1 Bicarbonato 0.7 0.8 0.8 0.8 0.8 Polvos para 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 hornear Sal 0.17 0.18 0.18 0.18 0.18 Vainilla 1.8 1.8 1.8 1.8 1.8 Agua - - - - - 1 Cascarilla de maíz nixtamalizada PROCEDIMIENTO : Primero, la manteca se crema en una máquina semi-industrial, (Hobart modelo AS 2T) equipada con una aspa plana a una velocidad inicial No.3 por un minuto, finalizándose a una velocidad No.7. Se consideran de 2 a 3 raspados de la manteca pegada en las paredes de la bandeja, el tiempo aproximado fue de 3 a 6 min. Seguido se adicionó el azúcar mezclándose por 2 min a la velocidad No. 4. Al alcanzarse una consistencia cremosa del azúcar en la manteca se incorporó la pre-mezcla de la cascarilla nixtamalizada hidratada con leche-agua-vainilla hasta una distribución homogénea. En este punto se adicionó la harina con el resto de los ingredientes sólidos especificados en la fórmula (previamente cernidos), reanudándose el mezclado a una velocidad en el No. 2 por un minuto evitando desprender polvos, se aumenta la velocidad al No.4 y se ajusta la cantidad de agua considerando el nivel de substitución de la cascarilla de maíz nixtamalizada, hasta el desarrollo de la masa. La cantidad de agua necesaria en el experimento IV fue la más alta (1300 ml/kg de formula) y en experimento I la más baja.

La masa fue extendida e? una prensa manual hasta un grosor de 0.3 a 0.7 cm prefiriéndose 0.5 cm. Seguido de un cortado en diferentes formas como círculos, estrellas, pentágonos, u octágonos, con un peso entre 1 lg a 16 g, prefiriéndose entre 12g y 15g, se hornearon en un horno rotatorio industrial a 192°C por 26 a 50 min dependiendo del nivel de substitución de la fibra. El experimento IV requirió del mayor tiempo, 45 min de horneado.

RESULTADOS: Las formulaciones presentadas pueden variar en presentar productos ligeramente más oscuros, de menor volumen y menos crujientes ó quebradizos que el control dependiendo del nivel de cascarilla de maíz nixtamalizada substituida. El sabor de las galletas no mostró diferencias significativas con el control. El panel (de 15 personas semientrenadas) otorgó un escore muy bueno de 7.3 a las galletas del experimento IV, comparado con 8.1 del control en una escala máxima de 9 puntos, donde 9=excelente. La textura, medida por el texturometro Instron comparada con la sensorial mostró buena correlación de 0.7. El texturometro mide la fuerza aplicada por área del producto. El valor promedio de textura (Instron) obtenido en galletas del experimento IV, fue 8.3 Kg/f-cm y ligeramente menor de 7.0 Kg/f-cm para el experimento I. El rendimiento obtenido en el experimento IV fue de mayor del 160% respecto a 100% del control. Las galletas producidas en los experimentos I al IV, muestran un aumento significativo en la composición de las fracciones de fibra, lo que se muestra en la Tabla 2 siguiente.

TABLA 2 Fibra Total Fracción Fracción Frac. Insoluble Soluble Soluble/ 50 g (%) (%) (%) Porción (%) Control 4.00 2.40 1.67 0.80 Experimento I 10.52 8.87 1.65 0.83 Experimento II 15.79 13.31 2.47 1.24 Experimento m 21.05 17.75 3.30 1.65 Experimento IV 34.60 29.20 5.43 2.72 En general, el contenido de grasa disminuyó significativamente al aumentar el nivel de substitución de cascarilla de maíz nixtamalizada en las galletas. Además, una porción de 50g de galletas del experimento IV mostró la mejor proporción en sus fracciones, mejorando significativamente el aporte de la fracción soluble debido a la cascarilla de maíz nixtamalizada adicionada en la formula.

Los beneficios de esta invención no se limitan a las posibilidades tecnológicas de inclusión de la cascarilla de maíz nixtamalizada en formulas panaderas, a continuación se señalan los beneficios de la cascarilla en estudios in-vivo. La cascarilla de maíz nixtamalizada aporta efectos positivos en el sistema gastrointestinal de organismos vivos. Vidal-Quintanar y Col en J. of Nutritional Biochemestry 8:479-486 demostraron que la cascarilla de maíz nixtamalizada suministrada a cerdos guinea (guinea pigs) baja el colesterol microsomal, y el LDL-Colesterol (LDL-C) mediante un ajuste en el metabolismo enzimático al nivel de hígado, comparado con los resultados mostrados por el grupo control.

Los resultados del experimento con hombres adultos mostrados a continuación enfatiza los beneficios de esta invención. La formulación de productos con la cascarilla de maíz nixtamalizada aumenta la cantidad de fibra total y sus fracciones, y también aporta soluciones a problemas funcionales del metabolismo de lípidos en un sistema in-vivo.

Una porción de 72 g/día de galletas del experimento IV se administraron a dos grupos de hombres adultos por seis semanas para medir el efecto de consumir cascarilla como fibra adicional en su dieta estándar. La selección del grupo de participantes se hizo basado en su interés y disponibilidad para llevar a cabo el experimento. El grupo con colesterol normal fue conformado por 12 hombres adultos con niveles de colesterol normal, en promedio menor de 230 mg/Dl, y el grupo con colesterol alto (hipercolesterolemicos) por 11 hombres adultos, con un promedio de colesterol mayor de 230mg/Dl. La edad del grupo normal varió entre 21 y 48 años de edad con peso promedio de 75 kg, y el grupo con colesterol alto se conformó con hombres entre 25 y 55 años con peso promedio de 77 kg.

La variable respuesta medida fue colesterol total, triglicéridos, colesterol en proteínas de alta densidad (HDL-C), colesterol en proteínas de baja densidad (LDL-C), y glucosa. Ambos grupos se alimentaron con su dieta normal y adicionalmente ingirieron 72 g de galletas con 45% cascarilla de maíz nixtamalizada, preparadas con la formulación listada en el experimento IV. Los pacientes recibían las galletas recién horneadas en paquetes de 72 g, los Martes y los Viernes de cada una de las 6 semanas que duró el experimento. Los cambios en la variable respuesta señaladas se evaluaron bajo el procedimiento siguiente: 1. Para construir la línea base cada paciente hizo un registro de alimentos consumidos por 72 hr, y se les extrajo sangre el día uno y el día dos bajo estándares clínicos. 2. Se llevo un registro del peso y presión de todos los pacientes a lo largo del estudio. 3. Ambos grupos consumieron diariamente por seis semanas 72 g de galletas suministradas los Martes y los Viernes de cada semana. 4. Al final del experimento volvieron a registrar la ingesta de alimentos por 72 hr, y se les extrajo sangre el día uno y el día dos. 5. Las cantidades de alimentos consumidos se convirtieron en consumo diario de nutrientes usando tablas de programas oficiales, para asegurarse de que la dieta típica de cada individuo no cambió a lo largo del experimento.

La cantidad de nutrientes que contiene las galletas del experimento IV, utilizada en este ensayo con hombres, como adjunto a su dieta normal ó estándar, se muestra en la Tabla 3.

- TABLA 3 Aporte de Nutrientes de las Galletas Usadas en el Estudio In-vivo 30.6 g de carbohidratos 34.6 g de fibra total 5.4 g de la fracción soluble 29.2 g de la fracción insoluble 22.0 g de grasa 20.0%) saturada 44.5% monoinsaturada 35.1% polinsaturada 7.8 g de proteína 2.9 g de minerales 8.9 g de agua 351.6 kcal Los cambios en el contenido de lípidos en suero, peso corporal y presión arterial de los dos grupos de hombres, quienes por 6 sem consumieron 72 g de galletas con 45%CMN, adicionadas en su dieta estándar o normal, se muestran en la Tabla 4 siguiente.

TABLA 4 Cambios en los Perfiles de Colesterol, Peso Corporal y Presión Arterial de Hombres Adultos Consumiendo por 6 sem 72 g/diarios de Galletas Suplementadas con Cascarilla de Maíz Nixtamalizada Pacientes con colesterol normal Pacientes hipercolesterolémicos (<230 mg colesterol/dl) (>231 mg/dl) Línea base Final Línea base Final Colesterol Total(CT) 195.5±16.2b 164.3±21.6a 261.8±18.9b 233.8±22.5a HDL-C 38.6±6.6a 38.4±6.5a 33.2±10.6a 35.8±6.3a LDL-C 141.1±15.9b 103.4±25.6a 199.1±35b 150.8±34.0a CT/HDL-C 5.4±1.3a 4.2±1.4a 8.2±2.1a 6.8±1.9a LDL-C/HDL-C 3.8±1.2b 2.7±1.2a 5.7±1.9b 3.8±1.4a Triglicéridos 58.1±22.6a 71.9±30.1a 194.9±119.5a 208.5±82.0a Glucosa 86.0±2.3a 87.8±6.1b 95±1.9a 99.4±2.0a Peso (kg) 74.6 ±13.4 a 75.7±13.6 a 89.4 ±16.3 a 90.5±16.2a Presión Diastólica 121.4±11 a 121.4±10 a 131.8±16a 132.3±20a Sanguínea (mm Hg) Presión Sistólica 78.0±10a 73.6±15a 80.3±13a 81.7±10.4a Sanguínea (mm Hg) 1 Parámetros expresados en mg/Dl. Nnormal=22, Naltos=24. Tukey (diferencia mínima significativa=DMN) 95% de valores iniciales vs finales de: CTnormal=17.8, altos=18.9. HDL- Cnormal=6.16, altos=7.7. LDL-Cnormal=19.9, altos=30.7. CT HDL-Cnormal=1.25, altos=1.77. LDL- C/HDL-Cnormal=1.08, altos=1.48. TGnormal=24.8, altos=90.7. a, b en el mismo renglón son tratamientos con efectos significativamente diferentes.

La cascarilla de maíz nixtamalizada es un ingrediente potencial para controlar problemas del metabolismo de lípidos, es decir reduce el colesterol en hombres adultos normales y con hipercolesterolemia. El consumir galletas suplementadas con fibra por seis semanas (Tabla 4), redujo en 13.9% el colesterol total del grupo normal y en un 10.5% el colesterol del grupo hipercolesterolémicos. Además, el grupo normal reportó una reducción del 15% en las LDL-C y un 25.5% en las LDL-C del grupo hipercolesterolémico. Con ello se dieron reducciones en la relación LDL-C/HDL-C de ambos grupos. También, se observó que la cantidad de nutrientes consumida fue similar y típica sonorense en ambos grupos. El peso y la presión arterial fue constante a lo largo del experimento, además, la aceptación general de la cascarilla fue muy buena, ya que pocas personas reportaron alteraciones del sistema gastrointestinal. El 90% de los pacientes declararon con agrado que consumirían la cascarilla de maíz nixtamalizada en el futuro.

EJEMPLO II La formulación de los bollos se hizo bajo la siguiente combinación de ingredientes, la Tabla 5 concentra a los tres experimentos y al control.

TABLA 5 CONTROL EXPERIMENTO EXPERIMENTO EXPERIMENTO i p m Mezcla de ingredientes sólidos (g) Harina de Trigo 79.05 56.3 56.3 56.3 CMN 1 0 22.8 28.5 34.2 Azúcar 35 35 35 35 Aumentador 3 3 3 3 de Volumen Sal 1 1 1 1 Ingredientes Líquidos (ml) Leche 67.5 67.5 67.5 67.5 Aceite 20.6 20.6 20.6 20.6 Huevos 15.7 15.7 15.7 15.7 Vainilla 12.5 12.5 12.5 12.5 Agua 15 21 25 33 1 Cascarilla de maíz nixtamalizada.

PROCEDIMIENTO Los ingredientes sólidos se pasaron por un cernido y se mezclaron usando un agitador plano en una mezcladora Kitchen Aid K5A por 1 min a una velocidad de 144 rpm, hasta observar una mezcla macroscópicamente homogénea. Por separado se combinaron los líquidos y se vertieron sobre la mezcla de sólidos. La masa se obtuvo mediante movimientos envolventes con un tenedor, la humidificación total de los ingredientes sólidos requirió de aproximadamente 25 vueltas. 75g de masa se transfirieron a moldes de metal previamente engrasados y se hornearon a 218°C/24 min en un horno rotatorio industrial Modelo Z-X-4 (Cárcamo Valtamp, S.A.). Los bollos se desmontaron del molde después de 5 min de enfriamiento continuándolo hasta alcanzar temperatura ambiente, entre 25 y 28°C, sobre una parrilla metálica. Para evitar perdida de humedad, cada bollo se envolvió en una películas de polietileno y después en una de aluminio.

RESULTADOS Los bollos del experimento IV, con 30% de harina substituida con cascarilla de maíz nixtamalizada, mostraron la mayor retención de agua y una mayor proporción en el contenido de fibra total y sus fracciones, como se observa en la Tabla 6.

TABLA 6 Fibra Total Fracción Fracción Frac. Soluble/ Insoluble Soluble 50 g Porción (%) (%) (%) (%) Control 11.41 9.31 2.10 1.26 Experimento I 17.32 14.47 2.85 1.71 Experimento II 21.65 18.09 3.56 2.14 Experimento IV 26.00 21.71 4.27 2.56 La proteína y grasa significativamente disminuyeron al aumentar el nivel de substitución de la cascarilla de maíz nixtamalizada, resultado lógico de una dilución de la harina de trigo. Los bollos de los experimentos II al III fueron más suaves y relativamente con mayor volumen y con un color homogéneamente más dorado que el control. La textura de los bollos del experimento I no mostró diferencias con el control. La evaluación de textura por el panel fue aceptable, los experimento I y II obtuvieron un valor de 7.9 y 7.8, sin diferencias significativas respecto al 8.2 otorgado al control. Los parámetros de sabor, textura y masticabilidad no mostraron diferencias significativas con el control. Los bollos del experimento III mostraron una dureza de 74.9 kg-f cm , mientras que el control fue de 53.1 kg-f/cm . De entre los tres productos formulados, los bollos fueron mejor aceptados por el panel a todos los niveles de substitución, con cascarilla de maíz nixtamalizada, tal vez por su suavidad y por el atractivo de su color y sabor.

EJEMPLO III La formulación de las tortillas se hizo bajo la siguiente combinación de ingredientes. La Tabla 7 muestra al control, 100% harina instantánea de maíz, y a los experimentos del I al V.

TABLA 7 Harina instantánea Cascarilla de Maíz Agua de Maíz Nixtamalizada CONTROL 100 0 135 Experimento I 90 10 136 Experimento II 85 15 140 Experimento III 80 20 150 Experimento IV 75 25 156 Experimento V 70 30 165 PROCEDIMIENTO La pre-mezcla compuesta de la cascarilla señalada en cada experimento se mezclo con el 80% del agua necesaria por 1.5 min usando una aspa plana (KitchenAid, Inc). Después de 15 min de hidratación se agregó la harina instantánea nixtamalizada de maíz, continuándose con el amasado por 1.5 min a baja velocidad y 1 min a alta velocidad. Porciones de 7.0±0.25g se prensaron en una tortilladora manual a 2 mm de grosor. En tortilladoras industriales la tortilla antes de cocerse es de 35±0.5 g con un grosor de 2mm. Seguido, las tortillas se pasa al cocimiento en una plancha de acero a 250 ±10°C por 40 seg cada lado en ambos lados por un total de 1.5min, cuando el cocimiento es en hornos industriales la temperatura se fija en 380±10°C por 58 sec. Las tortillas ya frías se envuelven con una servilleta, seguido de una capa de polietileno y finalmente en una hoja de aluminio para prevenir la deshidratación.

RESULTADOS Las tortillas del experimento III al V mostraron colores más oscuros que el control, similares a las tortillas elaboradas por el método tradicional húmedo de nixtamalización. Además, el sabor mejoró considerablemente en las tortillas de los Experimentos I al V, el panel le otorgó un valor de 8 a lastortillas con cascarilla y de 7 al control. La escala sensorial usada fue de 1 a 9, donde 9 representa la mayor aceptabilidad. La textura de la tortilla en los 5 experimentos (V=22.4 Kg-f cm2 y I-IV= 19.3 Kg-f/cm2), medida instrumentalmente en el Instron, no mostró diferencias significativas con el control (18.2 Kg-f cm ). La rollabilidad de la tortilla con cascarilla de maíz nixtamalizada en los cinco experimentos fue excelente e igual al control, usando la escala de lal 5, donde 5 es frágil y quebradizas y 1 es excelentemente rollable. La aceptabilidad general de las tortillas en los experimentos I al V fue igual al otorgado a la tortilla control.

El contenido de fibra total y sus fracciones aumentó significativamente en los experimentos I al V respecto al control, se muestran en la Tabla 8. El aumento de la fracción de fibra soluble del experimento IV alcanzó 2.3%, lo que implica que con solo 3 porciones se satisfacen los requerimientos de fibra soluble, por debajo de 6 a 11 porciones/diarias recomendadas por organismos oficiales.

TABLA 8 Fibra Total Fracción Fracción Frac. Soluble/ Insoluble Soluble 50 g Porción (%) (%) (%) (%) Control 11.58 10.82 0.76 0.38 Experimento I 13.69 10.64 3.05 1.53 Experimento II 15.87 12.05 3.82 1.90 Experimento IV 19.04 14.46 4.58 2.30 Tanto los términos como las expresiones empleadas en la presente invención se usaron para describir la formulación o/y metodología no para limitar o excluir ninguna equivalencia de las características mostradas y descritas completa o parcialmente. Se reconoce que varias modificaciones son posibles, las cuales quedan dentro del alcance de las reivindicaciones de la presente invención.

Claims (11)

1. 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 método para tratar a la cascarilla de maíz nixtamalizada proveniente de un proceso de nixtamalización de harina instantánea comercial. La cascarilla se separa dígase del resto de las partículas almidonosas del endospermo del grano de maíz. Donde la cascarilla con tamaño de partícula 4.57mm es secada hasta el 5% de humedad. La cascarilla reducida de tamaño debe componerse del 61% en peso/peso de partículas de 0.25 mm de tamaño y al menos del 35% con tamaño de 0.18 mm. Esta cascarilla de maíz nixtamalizada debe aportar el 59% de fibra total, donde al menos 4.5% es fracción soluble, con 3.7% de proteína y 1.98% de minerales. Esta cascarilla de maíz nixtamalizada tal cual ó cualquiera de sus componentes aislados ó derivados de éstos se usará en productos nutricionales.
2. 2. Un método de hidratar la pre-mezcla de la cascarilla de maíz nixtamalizada, proveniente de la definición en la reivindicación 1, donde la rehidratación puede ser con agua solamente ó con la mezcla de leche, huevo líquido, agua, y vainilla, cualquiera de las opciones seleccionadas de esta mezcla se usará al 20-40% en peso ó en su caso se usará entre el 30% al 80% del agua requerida en la formula.
3. 3. Puede darse la inclusión de la cascarilla de maíz nixtamalizada descrita en reivindicación 1 sin hidratar en formulaciones de productos nutricionales, pero modificando los tiempos de reposo de las masas antes de ser sometidas al laminado o moldeado.
4. 4. Un proceso de formulación y elaboración de productos nutricionales compuestos de una matriz carbohidrato, grasa, y al menos una proteína seleccionada del grupo animal o vegetal, como huevo, leche, aislados de soya, ó aislados de sueros. También debe incluirse una fuente de agentes aumentadores de volumen y saborizantes. Esta matriz esta uniformemente distribuida en las partículas pre-hidatadas de la cascarilla de maíz nixtamalizada como fuente de fibra dietaria. El producto puede provocar estabilización o reducción de colesterol en humanos cuando se administra por 6 o más semanas como adjunto a una dieta estándar normal o típica del individuo. Los diferentes productos están compuestos de una cantidad substancial de fibra proveniente de la cascarilla de maíz nixtamalizada, superior al contenido de fibra de los productos convencionales, estos deben contener: a) Una cantidad de harina de trigo convencional. b) Una cantidad de cascarilla de maíz nixtamalizada como fuente de fibra entre el 0 y el 45% en peso de mezcla harina fibra de maíz nixtamalizada. c) Una cantidad de proteína de origen animal o vegetal, como leche, huevo o concentrado de soya. d) Una cantidad de agua para obtener productos entre 110 y 135% del peso de los ingredientes secos. e) Una cantidad de agentes aumentadores de volumen convencionales. f) Uña cantidad de agentes saborizantes dígase vainilla, canela, y opcionalmente fruta seca. El proceso de elaboración de los productos nutricionales descritos en la reivindicación 4, donde la cascarilla de maíz nixtamalizada es la fuente de fibra dietaria debe estar presente en cantidades entre 0 a 45% en peso del producto y esta provenga de la reivindicación 1. Los productos al menos deberán aportar el 1.25% de fibra soluble por porción de 50g. El proceso de elaboración de cualquier producto nutricional de acuerdo a cualquiera de las reivindicaciones del 1 al 4, donde la harina substituida provenga o contenga mezclas de otros cereales diferentes de trigo, dígase avena, centeno, cebada, arroz, o sintéticas como almidones modificados, aislados de soya, proteína de avena o caseinatos. El proceso de formulación y elaboración de productos alimenticios de acuerdo a las reivindicaciones del 1 al 4, donde se seleccione una fuente de grasa de origen vegetal conteniendo al menos el 25% de ácidos grasos insaturados. El proceso de formulación y elaboración de productos alimenticios de acuerdo a las reivindicaciones del lal 4, donde se seleccione una fuente de azúcar de derivados de la caña, de jugos de frutas y/o concentrados de jugos de frutas. . Un proceso de formulación y preparación de los productos nutricionales comprendidos en las reivindicación del 1, 4 -8, contempla: a) Humidificación de la cascarilla de maíz nixtamalizado como fuente de fibra dietaria como se expresa en la reivindicación 2. b) La inclusión de la cascarilla sin hidratar como se expresa en la reivindicación 3. c) El cremado de la fuente grasa y mezclado hasta una distribución macroscópicamente uniforme de la cascarilla de maíz nixtamalizada. d) El mezclado de los demás ingredientes sólidos y ajuste de agua hasta el desarrollo de las masas. e) El moldeado en formas y tamaños deseados y el horneado en un horno de convección de aire a 180-220°C de 22 a 48 min dependiendo del nivel de substitución de la cascarilla. Seguido de un enfriado y empaquetado en polietileno para evitar la deshidratación de los productos. f) En el caso de tortillas el cocimiento se hace en una plancha de acero a 250 ±10°C por 40 seg cada lado, ó a 380 ±10°C por 58 min en un horno industrial de banda. g) El tiempo de vida útil de los productos variará de una semana a 3 semanas dependiendo del contenido de humedad final del producto. lO.La masa con cascarilla de maíz nixtamalizada, descrita en la demanda 9, puede destinarse a elaborar pan de caja, bollos, panqués, base para pizzas, o cualquier producto panadero y para tortillas de maíz o harina de trigo. 11. Cualquier aplicación de la cascarilla de maíz nixtamalizada al natural o cualquiera de sus fracciones de composición ó modificación de éstas usadas para la elaboración de productos alimenticios queda protegidas por esta patente.