Pectina de nopal (Opuntia ficus indica) como aditivo químico en la elaboración de pan blanco



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PECTINA DE NOPAL (Opuntia ficus indica) COMO ADITIVO QUÍMICO EN LA ELABORACIÓN DE PAN BLANCO
Laura Guzmána, Rosa Garcíaa, José Rodilesa.
aFacultad de Químico Farmacobiologia, UMNSH. Tzintzuntzan No. 173 Col. Matamoros C.P. 58234 Morelia, Michoacán, México. rmgarcim@umich.mx

ResumEn
Las pectinas son polisacáridos vegetales, los cuales están formados por ácidos pectínicos con diferentes grados de esterificación. Su estructura básica está conformada por moléculas de ácido D-galacturónico unidos por enlaces glucosidicos α-D-(1,4). El nopal es endémico del continente americano, existen 258 especies reconocidas, la importancia del nopal es por su gastronomía, composición química y aporte nutrimental. La industria de la panificación busca la forma de potenciar el flavor de los productos por medio de aditivos. La pectina de nopal al poseer características gelificantes, se busca emplear como aditivo y como fuente de fibra soluble en la elaboración de pan. La fibra soluble está asociada con la disminución de glucosa, colesterol y triglicéridos en sangre. Este tipo de compuestos químicos permiten además funciones estructurales importantes tal como la construcción adecuada de redes en el pan contribuyendo a mejorar el esponjado, volumen y humectación por más tiempo y por tanto, alargar la vida de anaquel. Por lo cual, se usó pectina de nopal, como aditivo en la elaboración de pan de trigo. En este trabajo, se realizó la extracción mediante hidrólisis ácida calculándose el rendimiento con un 1.5 g/k de nopal. Las formulaciones base se establecieron de 3, 5 y 10 % de nopal deshidratado. Mediante pruebas sensoriales se encontró que las formulaciones más aceptadas fueron la de 3 y 5%, eligiéndose la formulación del 5% por aporte importante de fibra soluble. A esta, se le realizó el análisis proximal, textura y de capacidad espumante. La textura no se alteró al incorporar el nopal deshidratado a la formulación del pan. En las pruebas de espumado se observó que no hubo modificaciones, pero al alcanzar una concentración de 10 % de nopal ésta impedía la interacción de las proteínas-polisacárido evitando que el volumen del pan no alcanzara su volumen normal.

1. Introducción

El pan es un producto alimenticio a nivel mundial. Junto con el trigo, la panificación fue introducida en México durante la conquista de los españoles, desde entonces el pan y sus derivados ocupan un lugar relevante en la dieta del mexicano.

El nopal, Opuntia ficus indica, es una cactácea endémica del continente americano y es parte esencial de la cultura mexicana. México posee el 68% de la diversidad de dicha planta. En 2013 se produjeron en México la cantidad de 786,774 ton de nopal para consumo humano y 140,723 ton de nopal para forraje. Michoacán aporta el 1.2% de dicha producción, siendo Morelos, DF y el Estado de México los principales productores.

100 g de nopal aporta a la ingesta diaria recomendada (IDR) cantidades considerablemente de calcio (20%), magnesio (15%), manganeso (15%), potasio (64%) y selenio (14%); además de las vitaminas C (21%), B9 (75%), A (51%), y K (44%).

Además, tiene un alto contenido de fibra, tanto soluble como insoluble; siendo esta última una de las características del nopal que más ha llamado la atención(4).

En la actualidad la mala alimentación y el deficiente consumo de fibra han provocado un aumento de diversas enfermedades. La fibra como elemento nutricional va mucho más allá de su poder para regular la función intestinal, ya que posee funciones biológicas muy importantes para la prevención

de un gran número de enfermedades (colitis, cáncer de colon y recto, constipación, hemorroides, divertículos, diabetes, y trastornos metabólicos como obesidad etc.)(3)

La fibra está constituida por los componentes estructurales de las paredes celulares de los vegetales entre los que destacan la celulosa, la hemicelulosa, ligninas y las pectinas. La fibra se clasifica en dos tipos: la fibra insoluble (celulosa, hemicelulosa, lignina) y que tiene la capacidad de hinchamiento al absorber agua lo cual provoca que aumente el volumen de la materia fecal provocando un incremento en los movimientos peristálticos del intestino y facilitando la defecación; y la fibra soluble (pectinas, gomas, mucilagos) que forman soluciones viscosas de gran volumen por lo cual reduce el tiempo de estancia de sustancias dañinas para el cuerpo. (1)


Tabla 1. Valor Nutrimental Nopal. 100 g

Kilocalorías

27

Agua

94

Proteínas

1.7

Lípidos

0.3

Carbohidratos

5.6

Cenizas

1.1



2. TEORÍA

El pan constituye la base de la alimentación a nivel mundial, no se sabe con exactitud cuando surgió el pan, pero se sabe que al principio el pan era una pasta plana, no fermentada, elaborada con una masa de granos machacados y probablemente cocidos sobre piedras calientes.

De acuerdo con la Norma Oficial Mexicana NOM-147-SSA1-1996 define al pan blanco al producto alimenticio elaborado mediante cocción por horneo de la masa fermentada, elaborada con harina de trigo, agua potable, sal yodada, levadura y otros ingredientes opcionales como grasas y aditivos permitidos.

Existen muchos tipos de pan alrededor del mundo, pero la forma más sencilla para clasificar éste son:



1. PAN COMÚN es de consumo habitual en el día, elaborado con harina de trigo, sal, levadura y agua, al que se le pueden añadir ciertos coadyuvantes tecnológicos y aditivos autorizados. Como Pan bregado, de miga dura.

2. PAN ESPECIAL es aquel que por incorporar algún aditivo o coadyuvante especial, por el tipo de harina, por otros ingredientes especiales (leche, huevos, grasas, cacao, etc.), por no llevar sal, por no haber sido fermentado, o por cualquier otra circunstancia autorizada, no corresponde a la definición básica de pan común como pan integral, pan de cereales, pan de huevo, etc.

El nopal Opuntia ficus indica es una cactácea que se desarrolla fácilmente en distintos ambientes desde zonas áridas hasta zonas muy frías, esta especie es la más cultivada en el mundo para la producción de pencas de nopal, sin embargo existen muchas más especies que se cultivan para este mismo fin como los son O. robusta, O. leucotricha etc.

Las múltiples cualidades del nopal, la disponibilidad de este en cualquier época del año, el bajo costo, la facilidad de desarrollo de la planta etc. Ha hecho que la producción del nopal haya incrementado en los últimos años. La demanda del nopal no solo ha incrementado en el país sino también en el extranjero, México es el principal exportador de nopal.

Los aportes nutricionales del nopal son excepcionales, aportando importantes cantidades de minerales a la dieta además de vitamina C, B9, A y K. A pesar de que el Nopal es un alimento con un alto grado de humedad, su contenido de fibra dietética es mayor al 20% guardando una relación 30:70 de fibra soluble a insoluble. La fibra son aquellos componentes de los vegetales que no pueden ser degradados por las enzimas digestivas del hombre y que se encuentran fundamentalmente en las paredes celulares. La importancia del consumo de fibra reside por el incremento de las enfermedades relacionadas con la alimentación.

En relación con el agua la fibra se clasifica en dos tipos:

FIBRA SOLUBLE. Por su capacidad de captar agua reducen el tiempo de estancia de sustancias dañinas para el cuerpo. Además de captar agua, es capaz de disminuir la absorción de azucares y grasas de los alimentos, por lo que el consumo de este tipo de fibra está asociado en la disminución de glucosa, triglicéridos y colesterol en sangre.

FIBRA INSOLUBLE. Se caracterizan por su baja fermentabilidad y por su capacidad de retener agua en el colon por lo que favorece el aumento del tamaño de la materia fecal, incrementando la velocidad del tránsito y la distención intestinal.

Un problema que tiene nuestro país es el incremento de enfermedades relacionadas con la mala alimentación, y el deficiente consumo de fibra. La obesidad, la diabetes, el estreñimiento, la colitis, hemorroides, diversos canceres entre otras, son algunas de las enfermedades que tanto afectan a los mexicanos. La mala educación nutricional que tenemos en el país, y la poca disponibilidad de alimentos funcionales las elevan. Un alimento funcional es un alimento que le confiere al consumidor una determinada propiedad benéfica para la salud que disminuye el riesgo de contraer ciertas enfermedades además de sus propiedades nutritivas. Son alimentos que se les ha añadido, o incrementado algún componente.


3. PARTE EXPERIMENTAL

Se elaboraron panes adicionados con diferentes concentraciones de nopal deshidratado, se realizaron algunas pruebas a las diferentes formulaciones (prueba de espumado, prueba de textura y color) con el fin de analizar cambios en las características básicas del pan. También realizo un análisis sensorial para ver la aceptabilidad del pan modificado y en base a este análisis se seleccionó uno de los panes, el más aceptado por los panelistas para realizarle un análisis bromatológico.

La prueba de espumado consiste en medir con un vernier el pan desde la base del molde hasta el volumen final después del horneado. Se realizaron 4 formulaciones de pan (conc. 1%, 3%, 5% y 10%) de adición de nopal deshidratado, y un pan testigo. Esta prueba se realizó para poder observar si el nopal deshidratado modifica su capacidad de expansión del pan. En la tabla 2 se muestran los resultados, podemos observar que el nopal adicionado no afecto hasta cierta concentración; el pan con la concentración más alta (10%) disminuyo significativamente su volumen comparado con el pan testigo.
Tabla 2. Resultados de la prueba de espumado





Testigo

Conc. 1%

Conc. 3%

Conc. 5%

Conc.10%




3.7 cm

3.9 cm

3.8 cm

3.7 cm

2.9 cm




3.8 cm

4.1cm

3.9 cm

3.6 cm

2.8 cm

Promedio

3.75 cm

4.00 cm

3.85 cm

3.65 cm

2.85 cm

Para la prueba de textura, se utilizó el analizador de textura Texture Analyser modelo TA-XT2t, el análisis se realizó con un plato de compresión de 75 mm, con una distancia de compresión sobre el pan de 4 mm. Este parámetro fue medido como resistencia a la compresión que se ejerció sobre el pan. En la tabla 3 podemos observar que no hay diferencias significativas en los promedios. Los resultados son muy buenos puesto que la adición de nopal deshidratado no afectó esta característica del pan.



Tabla 3. Resultados de textura

 

Testigo

Conc. 1%

Conc. 3%

Conc. 5%

Conc.10%

 

9.43 N

8.98 N

9.3 N

10.08

9.21 N

 

9.49 N

9.5 N

8.95 N

9.03

10.18 N

Promedio

9.46 N

9.26 N

9.13 N

9.56 N

9.70 N

La prueba de color se realizó en un colorímetro de Reflectancia Hunter Lab Marca Color Flex®, para obtener las coordenadas de color Luminosidad, a y b, para evaluar los cambios de colores. Las medidas del color se realizaron de la parte superficial del pan y la parte central. Los resultados obtenidos fueron que a medida que aumenta la adición del nopal, el pan se colorea de un ligero color verde. En el análisis sensorial veremos si esta coloración afecta la aceptación del pan.

Para la evaluación de las características organolépticas como color, olor, sabor y textura se realizaron pruebas panel de degustación y con ello poder evaluar el grado de aceptación del pan adicionado con nopal deshidratado y seleccionar uno de los panes para realizar un análisis bromatológico. El flavor es el conjunto de las propiedades (color, olor, sabor y textura), en la tabla 4 observamos que el pan con menor concentración es el que tiene mayor aceptación pero el pan con 5% está muy cercano al de mayor aceptación, por lo cual se decidió por el pan de concentración. 5% para el análisis bromatológico.

Tabla 4. Resultados del Flavor


Flavor

Muestra

% aceptación

Conc. 1%

75.2%

Conc. 3%

72.8%

Conc. 5%

74%

Conc. 10%

64.8%

En lo que respecta al análisis bromatológico, se eligió el pan de concentración al 5% por ser el pan de concentración más alta y más aceptado sensorialmente. En la tabla tenemos los resultados del análisis proximal en comparación con un pan testigo y podemos observar que el pan adicionado con nopal deshidratado nos aporta un extra de minerales (cenizas), de proteína y un aporte de fibra.






Pan testigo

Pan conc. 5%

Humedad

30.95%

33.82%

Cenizas

1.05%

1.64%

Extracto etéreo

11.86%

8.57%

Proteína

1.24%

1.77%

Fibra cruda

-------

0.74%



4. CONCLUSIONES

El pan elaborado con nopal deshidratado tiene la finalidad de aprovechar todos los beneficios que aporta el nopal, pudimos demostrar en el análisis proximal que este pan nos aporta fibra, mas minerales y proteína que un pan común; la adición del nopal no afectó las características básicas del pan por lo que es una excelente opción para incluirlo en la dieta diaria, los mexicanos tenemos la mala idea que un alimento adicionado con algún ingrediente, para hacer el alimento nutritivo el sabor de este va ser desagradable, y con el análisis organoléptico que se realizó a este alimento funcional se demostró que la adición de nopal no afecto la aceptabilidad de este pan modificado.



BIBLIOGRAFÍA


  1. Aranceta. J., Gil, A. 2009. Alimentos funcionales. Capítulo 1. Alimentos funcionales y salud en las etapas infantil y juvenil. Editorial medica panamericana.

  2. Badui Dergal S. 2006. Hidratos de carbono. Química de los Alimentos. Pearson. 4° edición. Pág. 107, 108.

  3. Bautista M., Pineda R., y Camarena E. 2010. El nopal fresco como fuente de fibra y calcio en panques. Acta Universitaria. Vol. 20. Pág. 11 y 12.

  4. Escobar L., Guamis B., y Amaya C. 2010. Desarrollo de un producto con nopal de alto contenido de fibra. Tecnología de Alimentos. Pág. 2,3 y 4.

  5. Hernández A. Profeco. Nopal sabroso benéfico y barato. Pág. 62, 63 y 64.

  6. Mesas J.M. Alegre M.T. 2007. El pan y su proceso de elaboración ciencia y tecnología alimentaria. Redalyc. Volumen 3. Páginas 307,309, 310, 313.

  7. Murray, p. g. 2000. El poder curativo del nopal. Editorial Selector. México.

  8. NOM-147-SSA1-1996, Bienes y servicios. Cereales y sus productos. Harinas de cereales, sémolas o semolinas. Alimento a base de cereales de semillas comestibles. Productos de panificación.

  9. Sáenz, C. 2006. Características y composición química de los nopales. Utilización agroindustrial del nopal. FAO. Roma, Italia. Pág. 7-22.








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