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versión impresa ISSN 0378-1844

INCI v.28 n.11 Caracas nov. 2003

 

SUSTITUCIÓN PARCIAL DE HARINA DE MAÍZ PRECOCIDA CON HARINA DE QUINCHONCHO (Cajanus cajan) PARA LA ELABORACIÓN DE AREPAS

Alexia Torres y Marisa Guerra

Alexia Torres. Licenciada en Biología y M.Sc. en Ciencias de Alimentos, Universidad Simón Bolívar (USB), Venezuela. Profesor Agregado, División de Ciencias Biológicas, USB. Dirección: Departamento de Procesos Biológicos y Bioquímicos, Edif. QYP, USB, Caracas 1080, Venezuela. e-mail: aitorres@usb.ve

Marisa Guerra. Licenciada en Biología y Doctora en Ciencias de Alimentos, USB. Profesor Titular, División de Ciencias Biológicas, USB. e-mail: mguerra@usb.ve

Resumen

Las leguminosas, entre ellas el quinchoncho (Cajanus cajan L. Millsp), son importantes por su valor nutritivo y versatilidad de preparación. Su consumo principal es como grano cocido, en sopas o guisado, pero sus propiedades nutricionales y funcionales permiten su empleo como harina cocida para obtener una amplia gama de productos. En el presente trabajo se incorpora harina de quinchoncho, procesado con y sin cáscara, en mezclas con harina precocida de maíz a diferentes porcentajes de sustitución, para la elaboración de arepas y posterior caracterización física, química y sensorial. De la evaluación sensorial de las arepas (prueba de calificación de atributos) se obtuvo que aquellas preparadas a partir de mezclas de harina de quinchoncho (con y sin cáscara): maíz (20:80), fueron las más aceptadas (puntaje superior a 7 en escala 1-10). El análisis de composición de estas arepas demostró que hubo incrementos en cuanto al contenido de proteínas, grasa, fibra dietética y cenizas respecto a arepas preparadas con harina precocida de maíz comercial, no detectándose diferencia significativa (p£0,05) en pruebas de textura entre las arepas control y las de mezclas. Se concluye que es posible incorporar hasta 20% de harina de quinchoncho a la harina precocida de maíz para elaborar arepas, con buena aceptación sensorial y de buen valor nutricional.

Summary

Legumes, among them the pigeon pea (Cajanus cajan L. Miisp), are important due to their nutritional value and versatility of preparation. They are consumed mainly as cooked grain, stewed or in soups, but their nutritional and functional properties allow their employment as cooked meal in order to obtain a wide range of products. In the present work, pigeon pea meal, processed with and without hull, was incorporated at different substitution proportions into mixtures with precooked cornmeal, used to elaborate "arepas" (Venezuelan cornbread cakes) and carry out their physical, chemical and sensory characterization. From the sensory evaluation (attribute qualification test) it was found that "arepas" prepared from pigeon pea meal (with or without hull) : cornmeal (20:80) were better accepted (more than 7 points in a 1-10 scale). The composition analysis of these "arepas" showed that there were increases as to protein content, fat, dietetic fiber and ashes with respect to "arepas" prepared with commercial precooked cornmeal, there being no significant difference (p£0.05) in texture tests between controls to those made with mixtures. It is concluded that it is possible to incorporate up to 20% pigeon pea meal to precooked cornmeal in order to make "arepas", with good sensory acceptance and nutritional value.

Resumo

As leguminosas, entre elas o quinchoncho (Cajanus cajan L. Millsp), são importantes por seu valor nutritivo e versatilidade de preparação. Seu consumo principal é como grão cozido, em sopas ou refogados, mas suas propiedades nutricionais e funcionais permitem seu emprego como farinha cozida para obter uma ampla gama de produtos. No presente trabalho se incorpora farinha de feijão "quinchoncho", processado com e sem casca, em misturas com farinha precozida de milho a diferentes porcentagens de substituição, para a elaboração de arepas e posterior caracterização física, química e sensorial. Da avaliação sensorial das arepas (prova de qualificação de atributos) se obteve que aquelas preparadas a partir de misturas de farinha de feijão "quinchoncho" (com e sem casca): milho (20:80), foram as mais aceitas (pontuação superior a 7 na escala 1-10). A análise de composição destas arepas demonstrou que houve incrementos em quanto ao conteúdo de proteínas, gordura, fibra dietética e cinzas com respeito a arepas preparadas com farinha precozida de milho comercial, não detectando-se diferença significativa (p£0,05) em provas de textura entre as arepas controle e as de misturas. Se conclui que é possível incorporar até 20% de farinha de feijão "quinchoncho" à farinha precozida de milho para elaborar arepas, com boa aceitação sensorial e de bom valor nutricional.

PALABRAS CLAVE / Arepa / Cajanus cajan / Harinas Compuestas / Maíz /

Recibido: 13/05/2003. Modificado: 14/10/2003. Aceptado: 17/10/2003.

Introducción

En todas las culturas y por miles de años se han consumido granos de leguminosas por ser nutritivos, de bajo costo, fáciles de preparar, altamente versátiles, muchos de ellos en abundante suministro y ser poco perecederos (Stocks, 1999).

El quinchoncho (Cajanus cajan L. Millsp) es una leguminosa de alto valor nutritivo y de fácil producción en muchas zonas marginales para otros cultivos. Los análisis de la semilla seca de quinchoncho reportan un 15,2% de humedad; 22,3% de proteína; 1,7% de grasa; 3,6% de cenizas (siendo los minerales más importantes Ca, Fe y P); 57,2% de carbohidratos; caroteno evaluado como vitamina A de 220UI y vitamina B1 de 0,72mg por 100g (Salunkhe et al., 1986; INN, 1999).

En Venezuela se cultiva el quinchoncho en pequeñas parcelas con fines de autoconsumo y representa 4-6% del consumo de granos de leguminosas (Ramírez, 1985; Carmona y Jaffé, 1998). Para el año 2001, en el Estado Yaracuy, el Instituto Nacional de Investigaciones Agropecuarias (INIA) a través del proyecto de Mejoramiento de la Producción de Leguminosas de Granos (www.inia.gov.ve/yaracuy/quinchoncho), incentivó la siembra y posterior empleo de este rubro en el desarrollo de nuevos productos, como una medida de diversificar el consumo de leguminosas diferentes a las de mayor adquisición.

Actualmente se ha visto que hay un vasto campo para el desarrollo de productos que incluyan leguminosas en su composición. En países del Medio Oriente, África, India y Latinoamérica se han desarrollado dietas mixtas con cereales, ya que se ha visto que ambos tipos de alimentos se complementan nutritivamente entre sí. Uno de los cereales más empleados en estas dietas es el maíz, el cual es deficiente en los aminoácidos lisina y triptofano, siendo un buen aporte de los azufrados. Al ser consumido con leguminosas se mejora la calidad proteica de la mezcla por ser éstas una buena fuente de lisina y triptofano, siendo la relación 70 partes de maíz con 30 partes de fríjol la que aporta la mejor complementación (FAO, 1993).

Se han desarrollado combinaciones de harinas de quinchoncho con cereales como el arroz, maíz, cebada, trigo a niveles de sustitución del 15% y se ha encontrado un valor de PER incrementado en las mezclas con respecto al valor del cereal solo (Bressani et al., 1986).

En Venezuela, los trabajos de Arnías (1982), Guerra et al. (1983), Díaz (1983), Hernández (1986), Fernández et al. (1991) y Rengifo (1997) evaluaron las posibilidades de complementar las harinas de maíz precocidas (de inferior contenido nutricional con respecto al maíz integral) mediante la adición de otras fuentes proteicas como el germen de maíz, sorgo y soya, así como de vitamina A, para la elaboración de un producto de consumo masivo como lo es la arepa, obteniéndose resultados favorables que incentivan continuar con la investigación en este campo. Este producto enriquecido, tiene la ventaja de ser culturalmente aceptado y de amplio consumo con respecto a otros alimentos tradicionales.

Como objetivo de este trabajo se propone la incorporación de harinas de quinchoncho procesadas con y sin cáscara en mezclas con harina de maíz, para la elaboración de arepas y posterior caracterización física, química y sensorial del producto.

Materiales y Métodos

Se emplearon granos de quinchonchos (Cajanus cajan) adquiridos en el comercio local. Para la preparación de harinas de leguminosas con y sin cáscara, los granos fueron sometidos a remojo en agua destilada por 16-18h, en una proporción 1:3, escurridos y lavados con agua destilada. Los granos fueron procesados en autoclave a una presión de 15lb/plg2 por 15min (proporción leguminosa:agua 1:3; Contreras y Tagle, 1973). Una porción de los granos se sometió a descascarado manual y la otra porción fue procesada con cáscara.

Los granos cocidos fueron homogenizados y secados en un deshidratador de tambor Blaw Knox modelo 1976, con una presión de vapor de 50lb/plg2, velocidad de rotación de 0,5rpm y distancia entre tambores de 0,05cm. Las hojuelas obtenidas fueron molidas en un molino Analyzer modelo MC-II, hasta obtener un tamaño de partícula de 1mm.

Preparación de las harinas ompuestas

Se diseñaron cuatro mezclas de harinas compuestas de quinchoncho y harina precocida de maíz de una marca comercial para utilizarlas en la preparación de arepas. Las mezclas que incluían harina de quinchoncho con cáscara y harina precocida de maíz se prepararon al 10, 15, 20 y 35%, y las que incluían harinas de quinchoncho sin cáscara, se prepararon al 15, 20, 30 y 35% de sustitución. A estas mezclas se les calculó el cómputo aminoacídico en relación al patrón de la FAO/OMS/UNU (Araya et al., 1991). Se consideraron los aminoácidos limitantes del maíz (lisina y triptofano) y para el quinchoncho la metionina y la cisteína, y se calculó el cómputo como mg de aminoácido limitante por mg de aminoácido de la proteína patrón. Debido a que el menor valor en la complementación se obtiene para la lisina, éste aminoácido determina el cómputo. La fibra dietética se estimó tomando en consideración el aporte de fibra de cada ingrediente determinado experimentalmente según Prosky et al. (1988) en función del porcentaje de sustitución. Así mismo, a las harinas se les midió color instrumental (parámetros L,a,b) por medio de un colorímetro Hunter Lab modelo Miniscan D-65 (Hunterlab, 1996) para posterior comparación con el de harinas de maíz comerciales.

Elaboración de las arepas on harinas compuestas

Para todas las mezclas se tomaron 200g de harinas compuestas a los que se añadió 4g de sal, 10ml de aceite de maíz y una cantidad variable de agua, de tal manera de obtener la misma consistencia en todas las mezclas. Luego se hicieron arepas de la misma forma y tamaño (4cm de diámetro x 1cm de alto) y se cocinaron tapadas durante 10min (5min por lado), tiempo suficiente para conocer que el producto estaba listo para su consumo.

Evaluación sensorial, color instrumental y caracterización de las arepas

Las arepas fueron evaluadas por un panel semi-entrenado de 15 personas, empleando una prueba de calificación de atributos en relación a las características de calidad como color, olor y sabor, con una escala no estructurada de 10 puntos (1: pobre y 10: excelente; Wittig, 1982). Se tomó como criterio de calidad aceptable un puntaje superior a 5.

Del análisis estadístico de la prueba sensorial se escogió el producto que presentó la mayor puntuación en la escala. A este producto se le realizó análisis proximal (AOAC, 1990), de color (Hunterlab, 1996) y de textura empleando texturómetro Instrom, modelo 1125, comparándolo con arepas de harina precocida de maíz como control. Para la determinación de la composición proximal y color de las arepas las mismas, recién elaboradas, fueron secadas en estufa con circulación de aire, molidas (60 mesh) y posteriormente analizadas. Para la determinación de textura, se evaluaron las arepas recién preparadas, empleándose una celda de 2500kg con una punta de 6,25mm de diámetro. Se midió la fuerza de penetración (kg), equivalente a la dureza del producto, el desplazamiento (mm) y la ruptura (kg). Al graficar los valores obtenidos de fuerza vs. desplazamiento se obtuvo la pendiente, equivalente a la masticabilidad del producto.

La harina compuesta empleada en la elaboración de arepas con la mayor puntuación fue analizada en cuanto al índice de absorción (IAA) y de solubilidad en agua (ISA; Kite et al., 1957). Los valores obtenidos fueron comparados con los valores de IAA e ISA de la harina precocida de maíz comercial, a los fines de evaluar el comportamiento reológico de la mezcla.

Análisis estadístico

Se empleó el programa Statgraphics plus (Statgraphics, 1993). Los resultados se compararon mediante ANOVA con posterior contraste de medias, utilizando un valor de significancia de p<0,05.

Resultados y Discusión

A las harinas compuestas de quinchoncho y harina precocida de maíz en los niveles de sustitución de 10-35%, previo a su empleo en la elaboración de las arepas, se les midió la blancura o luminosidad. El valor obtenido (L) entre 72,5 y 77,7%, se contrastó con el de dos muestras de harina precocida de maíz comercial (L entre 86,9 y 89,0). La coloración más oscura de las harinas compuestas podría tener influencia en el criterio de formulación además de la calidad nutricional, ya que el consumidor está acostumbrado a un producto con unas características definidas.

De la prueba sensorial de las arepas (Tabla I) se obtuvo que las muestras de menor nivel de sustitución de harina de quinchoncho con y sin cáscara (10, 15 y 20%) fueron las que obtuvieron un mayor puntaje en la escala (próximo a 10), no detectándose diferencias estadísticamente significativas. Los jueces hicieron comentarios referentes al sabor a grano y color más oscuro de las muestras, a medida que se incrementaba el porcentaje de harina de leguminosa. Los panelistas consideraron que de los atributos sensoriales, el color era uno de los más afectados. No se incluyó en la prueba la arepa de harina precocida de maíz (comercial) por presentar un color mucho más claro que las arepas hechas con las harinas compuestas. Este contraste podría inducir a errores en la realización de la evaluación, considerando el objetivo de la misma.

A pesar de que la FAO (1993) plantea la relación leguminosa:cereal de 30:70 como la más adecuada en cuanto a calidad proteica, los resultados obtenidos para las arepas con 30 y 35% de sustitución se ven afectados en este caso por las características sensoriales del quinchoncho, en particular su sabor fuerte y el color, incluso en la harina sin cáscara.

De acuerdo a los resultados (Tabla I) se consideró que la relación 20:80 era la mejor en cuanto a evaluación sensorial. A su vez, tenía un cómputo aminoacídico de 80 para la lisina, superior al cómputo obtenido para las formulaciones al 10 y 15% de sustitución, de 67 y 74, respectivamente, para ese aminoácido. De acuerdo a Araya et al. (1991), el valor óptimo para el cómputo es de 100, pero se aceptan como recomendables valores superiores a 80, obteniéndose por lo tanto en esta combinación leguminosa: cereal un valor límite. En las mezclas con más de 20% de quinchoncho el valor del cómputo era cercano a 100 pero fueron calificadas con bajo puntaje por parte de los jueces en la prueba sensorial.

Las arepas elaboradas con la mezcla de 20% de sustitución fueron analizadas en cuanto a composición proximal, color y textura (Tabla II), comparando los resultados con los valores teóricos para la arepa de maíz (INN, 1999).

Con relación al contenido de proteínas, en las arepas elaboradas con la mezcla de harinas cereal y leguminosa, hubo un incremento significativo (entre 131 y 134%), lo que podría representar una mejora en cuanto a la calidad nutricional de este producto. Hay que considerar que las harinas de quinchoncho caracterizadas son fuente de lisina disponible, especialmente en el grano con cáscara (12,2g lisina por 100g base seca; Torres, 2001) mientras que el maíz es deficiente en este aminoácido (0,180 g por 100g base seca; USDA,1968), por lo que se esperaría que la combinación mejorara la calidad de la proteína del producto. Hay que considerar que este producto se consume acompañado por otros alimentos fuentes de proteínas como huevo, queso, jamón, pescado, pollo, carne, que contribuyen a realzar al valor nutricional del mismo.

Respecto al aporte de grasa, la misma proviene del grano de leguminosa como tal y del aceite de maíz adicionado durante el proceso de amasado. Tomando en cuenta que a todas las muestras se les adicionó la misma cantidad de aceite es resaltante el hecho de que las muestras con cáscara absorbieron más aceite que las descascaradas. Este comportamiento se puede correlacionar con los resultados obtenidos previamente por Torres (2001) acerca de la capacidad de absorción de grasa en las harinas de leguminosas, donde se obtuvo una mayor cantidad de grasa absorbida en las harinas con cáscara (1,2g de aceite por g de muestra) que en las descascaradas (0,7g de aceite por g de muestra), debido en parte al mayor contenido de fibra dietética. Esta propiedad permite sugerir usos para las harinas con cáscara en productos que ameriten la retención de grasa, pero en el caso de las arepas elaboradas puede ser indicativo de un mayor valor energético.

En relación con la fibra dietética el mayor valor se obtuvo en las arepas hechas con mezclas de harinas. Experimentalmente, este valor puede ser aún mayor del calculado, ya que se ha reportado que durante el proceso de cocción de los productos de maíz y de leguminosas, algunos almidones pueden convertirse en resistentes y aumentar el contenido de fibra (Tovar y Velazco, 1995).

El contenido de cenizas, y por ende de minerales, se incrementa en las arepas de mezclas de harinas en relación a las de maíz, siendo este aporte conveniente para la salud del consumidor.

Se comparó el parámetro de blancura o luminosidad instrumental (L) de las arepas con 20% de harina de quinchoncho con y sin cáscara, que fue de 69,2 y 77,9%, respectivamente, con el de la arepa comercial, de 85,9% (Tabla II). Este resultado comprueba el efecto significativo de la sustitución de harina de maíz por harina de leguminosa, particularmente en relación con la respuesta sensorial, ya que a niveles superiores al 20% hubo rechazo del producto por parte de los panelistas.

Se midió el índice de absorción de agua (IAA) a las mezclas para elaborar arepas que incluían harinas de quinchoncho con y sin cáscara al 20% y se obtuvo un efecto significativo de la incorporación de harinas de quinchoncho sobre la absorción de agua de las mezclas (IAA de 5,1g/100g) comparado a 4,8g/100g para la harina precocida de maíz, no evidenciándose efecto del descascarado en esta propiedad funcional. Este factor debe ser considerado durante el proceso de amasado, ya que es necesario añadir más agua para las mezclas de harinas compuestas. Fernández et al. (1991), en trabajos realizados con mezclas de maíz y soya (90:10), reportaron valores de IAA similares, de 5,1g/100g.

Al evaluarse el índice de solubilidad en agua (ISA), se obtuvo el mismo efecto significativo observado para el IAA de la sustitución de harina de maíz por quinchoncho, con valores de ISA de 6,8 y 10,3 en la harina compuesta con quinchoncho con y sin cáscara respectivamente, comparado a un valor de 5,2 para la harina de maíz. El comportamiento observado para la mezcla con harina descascarada pudiera explicarse por el menor contenido de fibra dietética en la misma (10,0% vs. 10,93% en las harinas con cáscara), lo que se refleja en una menor capacidad de retención de líquidos.

En la Tabla III se presentan los resultados obtenidos para la determinación de textura como la dureza y la masticabilidad de las arepas. No se observó efecto significativo de la sustitución de harina de maíz con harina de quinchoncho en relación a la dureza, pero si hay un efecto significativo de la cáscara de la harina de quinchoncho sobre la masticabilidad del producto elaborado, posiblemente por el mayor contenido de fibra dietética.

Estos resultados refuerzan los obtenidos mediante la prueba sensorial, donde a pesar de que no se evaluó la arepa tradicional, las preparadas a un nivel de sustitución del 20% tuvieron una buena evaluación en términos de calificación de atributos.

Conclusiones

Se comprobó que es posible incorporar hasta un 20% de harina de quinchoncho a la harina precocida de maíz para elaborar arepas, obteniéndose un producto con buenas características organolépticas y un valor nutricional mayor al de la arepa comercial. Ello hace que el quinchoncho tenga un uso potencial en el mejoramiento de harinas de cereales, cuya factibilidad económica de ser producidas debe ser estudiada.

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