Desarrollo de panificados libres de gluten adicionados con fibra: aplicación de un subproducto de la industria de jugo de manzana

• Autores: Rocha Parra, Andrés Felipe
• Año de publicación: 2016
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: tesis doctoral
• Colaborador/a o director/a de tesis: Ferrero, Cristina; Ribotta, Pablo Daniel
• Materia: Ciencias Exactas; Biología; Almidón; bagazo de manznana; Dieta Sin Gluten
• Institución: Universidad Nacional de La Plata

En la actualidad los subproductos agroindustriales constituyen una importante fuente de diferentes compuestos fitoquímicos que pueden aprovecharse en distintas áreas desde un punto de vista biotecnológico, o como ingredientes alimentarios. El objetivo general del presente trabajo de tesis fue desarrollar una formulación saludable y sensorialmente aceptable de un producto panificado libre de gluten, adicionada con bagazo de manzana (BM), rico en fibra dietaria (FD) y con mínimo procesamiento. Se deshidrató y caracterizó el bagazo obtenido como subproducto de la industria de jugo de manzana (Jugos S.A., Rio Negro). A lo largo del trabajo, se utilizaron tres bagazos correspondientes a los años 2010, 2012, 2014. El bagazo de manzana fue secado a 50°C, molido y tamizado por criba de 250 μm. Se obtuvo un polvo aromático y de color marrón, cuya composición porcentual presentó los siguientes rangos de valores: humedad, 5,88-14,01 %; proteína, 4,28-7,03 %; y cenizas, 0,84-1,77 %. Los contenidos de FD y de glúcidos distintos de fibra quedaron determinados por las condiciones de procesamiento en la planta; la FD varió entre: 41,04 y 67,91 % y la fibra cruda entre 24,10 y 43,19%. La actividad de agua del BM deshidratado varió entre 0,4 y 0,5, lo que permitió asegurar la estabilidad del producto desde el punto de vista microbiológico. El tamaño de partícula registró una distribución bimodal, en donde los diámetros de Sauter fueron 0,84 μm para la población principal y 241,03 μm para el resto de la población de partículas. Se realizaron ensayos preliminares con una formulación base para seleccionar la fuente proteica más adecuada para otorgarle estructura y volumen a la matriz sin gluten. Se evaluaron y compararon los siguientes ingredientes ricos en proteína: leche en polvo, suero de leche concentrado bajo en lactosa, suero de leche microparticulado y clara de huevo (CH). Otros ingredientes utilizados, además del BM fueron: fécula de mandioca (FM), harina de arroz (HA), levadura, margarina, NaCl, aditivos mejoradores de panificación (emulsificante, celulosa modificada), leudante químico y agua. Se escogió la formulación con CH la cual presentó el mayor volumen específico. Se definió además el perfil de producto comparando una formulación con NaCl y sin sacarosa agregada respecto a una sin NaCl y con sacarosa. La adición de BM disminuyó el volumen específico significativamente en comparación con las formulaciones control (sin BM, con sacarosa o NaCl). Por los resultados obtenidos se optó por un producto con CH como fuente proteica, sin NaCl, con sacarosa adicionada y HPMC (celulosa modificada). De acuerdo a lo observado mediante microscopia láser confocal de barrido (CLSM) con fluoróforos específicos (Rodamina B para proteína, FITC para almidón, Calcofluor White para paredes vegetales), los batidos resultaron sistemas materiales complejos, en donde coexisten una dispersión de los gránulos de almidón, cuerpos proteicos y fibra, una solución de glúcidos y proteínas solubles, una emulsión y una espuma. El aire incorporado durante el batido forma una espuma estabilizada por parte de los componentes mencionados que dará lugar a la miga después del horneado. Se utilizó la metodología de superficie de respuesta (MSR) para evaluar el efecto de las proporciones de BM y agua sobre las características de los batidos y la calidad final de los productos obtenidos. Los módulos dinámicos elástico (G’), viscoso (G’’) y complejo (G*) del batido, así como el volumen especifico (Ve) del pan y el color y los atributos texturales de la miga fueron altamente dependientes de las cantidades de BM y de agua adicionados. Las migas con los mayores niveles de BM presentaron menores valores de cohesividad y resiliencia así como menores Ve. Hasta 12,5 g de BM por cada 100 g de la mezcla HA+FM+CH permitieron obtener Ve superiores a 2,0 cm3/g, en un rango de cantidades de agua entre 115-150 g cada 100 g de mezcla HA+FM+CH. Sin embargo, cuando se incrementó el contenido de BM hasta 20 g cada 100 g de la mezcla HA+FM+CH, fue necesario aumentar el contenido de agua necesario hasta valores superiores a 140 g para obtener volúmenes específicos de al menos 2,0 cm3/g. Dentro de este rango, los valores de cohesividad y resiliencia fueron superiores a 0,5 y 0,3 respectivamente. La incorporación de BM condujo a un mayor número de alveolos / cm2 y de menor tamaño. Evaluando la microestructura de la miga con CLSM y microscopía electrónica de barrido (SEM) se observó que el BM produjo alveolos más irregulares, con paredes más rugosas. Las características del batido influyeron directamente en las características de la miga, como se comprobó en el análisis de correlación de Pearson. Un mayor nivel de BM y menor cantidad de agua generaron una miga más compacta, es decir con mayor densidad alveolar; para estas formulaciones el valor de los módulos dinámicos del batido resultaron elevados. Se evaluó el efecto de diferentes niveles de BM sobre las propiedades de formación de la pasta (pasting) en sistemas modelo almidón-BM, utilizando un RVA. Se realizaron tres series de ensayos: a) sistemas con contenido de sólidos constante (3 g / 25 mL de agua), en donde se mezclaron harina de arroz (HA) y fécula de mandioca (FM) en proporciones iguales, y se reemplazó esta mezcla con diferentes cantidades de BM (0% - 50%). Los valores de los parámetros viscosidad de pico (VP), inestabilidad (B), viscosidad final (VF) y asentamiento (S) en muestras con 2,5% hasta 25% de reemplazo con BM no presentaron diferencias significativas. Sin embargo niveles de reemplazo mayores a 25% dieron lugar a una reducción marcada de VP y VF; b) sistemas con la misma cantidad de HA+FM que las muestras de la serie a) pero sin BM (HA+FM entre 1,5 y 2,7). Los resultados indicaron que la contribución más importante a la viscosidad del sistema fue la del almidón hasta niveles de reemplazo de 10%. A niveles mayores la viscosidad fue influida principalmente por el BM; c) sistemas con adición de dos niveles de BM (5 y 20 %) a cantidades constantes de HA+FM (3 g); la mayor adición de BM condujo a un incremento significativo de la VP con respecto al control sin BM, sugiriendo un efecto sinérgico. Los estudios microestructurales (microscopía de campo claro, SEM) sobre los geles obtenidos al final del ensayo de RVA revelaron que los sistemas HA+FM+BM estuvieron formados por una matriz predominante de FM (que tiene una temperatura de formación de pasta inferior a HA) donde están inmersos y agregados los gránulos de almidón de arroz y las partículas de BM. Las mediciones de la capacidad de imbibición de agua (WIC) indicaron que las partículas de BM son capaces de absorber agua en un grado mayor que los almidones. Las transiciones térmicas se analizaron en sistemas modelo de HA, FM y BM con una relación sólidos: agua de 1:1, similar a la que se tiene en las formulaciones de los batidos. Con la adición de CH al sistema, se observó un aumento de las temperaturas inicial y de pico (59,43 y 69,91ºC) respecto al sistema sin CH (56,83 y 66,23ºC). Sin embargo, el BM no alteró significativamente las temperaturas encontradas. Paralelamente, la temperatura final de las endotermas de gelatinización aumentó con el incremento del contenido de sólidos de las mezclas Los resultados obtenidos permiten concluir que el BM con mínimo procesamiento es un ingrediente de potencial aplicación en productos alimentarios. Su incorporación a matrices complejas como las formulaciones de panificados sin gluten, permitió obtener productos sensorialmente aceptables, con niveles de fibra dietaria total mayores a 3 g cada 100 g de producto final.
Doctor en Ciencias Exactas, área Ciencias Biológicas
Universidad Nacional de La Plata
Facultad de Ciencias Exactas