Efecto del salvado de arroz sobre las propiedades físico-químicas y sensoriales de panes de trigo

The rice bran effect on the physical-chemical and sensorial properties of wheat bread

E. Pacheco de Delahaye^†, J. Peña y P. Jiménez

Instituto de Química y Tecnología, Facultad de Agronomía Universidad Central de Venezuela. Maracay 2169, Venezuela.

Autor de correspondencia e-mail: olivier@movistar.net.ve

Resumen

Se formularon y evaluaron panes de molde con harina de trigo y salvado de arroz estabilizado por calor en proporciones de 5% y 10%, teniendo como control el pan 100% de trigo. Se obtuvo un aumento de 2,15 g/100 a 3,88 g/100 de fibra dietética insoluble. El perfil farinografico indicó una pequeña disminución del índice de tolerancia al amasado y estabilidad de la masa, al aumentar el porcentaje de salvado de arroz en los panes. El almacenamiento a 4ºC de los panes durante ocho días, mostró un aumento significativo del contenido de amilosa de los panes (12 g/100 g a 16 g/100 g). Indicando una retrogradación y posible formación de almidón resistente. Confirmado por la hidrólisis "in vitro" del almidón, cuyos datos indicaron una disminución de la hidrólisis proporcional al aumento de amilosa y fibra dietética total en los panes. La evaluación sensorial aplicando una prueba de preferencia en un panel de 30 personas, indicó que los panes con 5% de salvado de arroz fueron los de mejor puntuación. En conclusión es posible diversificar el uso de salvado de arroz estabilizado, sin afectar las características sensoriales de panes de molde.

Palabras clave: pan, trigo, salvado de arroz, fibra dietética, caracterización química.

Abstract

Wheat and rice bran bread were prepared and evaluated. The rice bran was stabilized with heat treatment, and the amounts used were at 5% and 10%, while 100% wheat bread was used at the experiment control. Results showed that some nutritional parameters such as: ashes, fact and total dietetic fiber were improved, and there was an increase of insoluble dietetic fiber form 2.15 g/100 to 3.88 g/100. When the percentage of rice bran was increased in the bread, the farinography profile showed both a small decrease in the kneeing tolerant index and the dough stability There was a significant increase in the amilose content of bread (from 12 g/100 to 16 g /100) when it was stored at 4ºC for eight days; also, these results could shows a degradation and a possible resistant starch type III formation. This degradation was confirmed by the starch hydrolysis "in vitro". Data showed a hydrolysis decrease proportional to the increase in amilose and total dietetic fiber in bread. A testing trial carried out on 30 people panel showed that bread containing 5% rice bran obtained the highest score. In conclusion, it is feasible to diversify the use of stabilized rice bran for preparing baked bread in moulds.

Keys word: Bread, wheat, rice bran, dietetic fiber, chemical characterization.

Recibido el 13-6-2006 Aceptado el 28-7-2009

Introducción

Los cereales son unas de las fuentes principales de calorías para el hombre, entre ellos el trigo es uno de los cereales que presentan mayor demanda en Venezuela, a pesar que no es producido en el país (Mani et al., 1992; Pacheco et al., 2002). Derivados del trigo como el pan y las pastas son de consumo masivo. El alto consumo se debe principalmente a las características de las proteínas del trigo que forman una red vioelastica que origina la masa de panadería (Mani et al., 1992; Mc Caskill y Zhang, 1999). Se han desarrollado estudio de harinas compuestas al mezclar las harinas de trigo con otros cereales; leguminosas, oleaginosas y tubérculos. Estas harinas permiten la suplementación de masa de pan, aumentado su valor nutritivo y diversificando productos de regiones tropicales. (D´Appolinia, 1997)

En este sentido uno de los subproductos del arroz como el salvado ha sido objeto de investigaciones. Más del 65% de los nutrientes del arroz se encuentran en el salvado. Las proteínas son ricas en albúminas y globulinas tienen un buen balance en el contenido de lisina disponible (Hamada, 2000; Prakash, 1996). Es una excelente fuente de fibra, vitaminas y otros nutrientes. El salvado de arroz contiene aproximadamente 18% de lípidos, en los cuales hay un alto porcentaje de lípidos insaponificables, constituido de 43% de ácidos grasos poliinsaturados, 37% de monoinsaturados y 20% de saturados (Kahlon y Chaow, 2000; Pacheco et al., 2002). Esta fracción lipídica contiene un complejo único de compuestos antioxidantes, de los cuales los tocoferoles, tocotrienoles y orizanoles han recibido el mayor interés (Lloyd et al., 2000).

El suministro de salvado de arroz soluble disminuye los niveles de glucosa en sangre y aumenta significativamente los valores de HDL. Este producto natural podría ser utilizado como suplemento nutricional para el control de diabetes tipo I y II en pacientes que presentan este trastorno endocrino (Kahlon et al., 1998; Orthoefer, 1996; Tazakori et al., 2007).

Otras investigaciones se han dirigido a buscar tecnologías específicas que conviertan los componentes claves del salvado (fibra y antioxidantes) en formas que sean fácilmente absorbidas y usadas por el organismo (Hamid Abdul y Luan, 2000; Schenell et al., 2005, Pacheco, et al., 2002; Tazakori et al., 2007).

En Venezuela, a pesar de las variaciones en el consumo de alimentos, la ingesta total de fibra dietética no alcanza los niveles recomendados de 8-10 g/1000 Kcal para la población (Herrera et al., 2001). En base a todas estas investigaciones citadas se planteó como objetivo del presente trabajo, elaborar panes de molde con harina de trigo y salvado de arroz estabilizado por calor, estudiar sus características químicas reológicas y sensoriales, de manera de aprovechar un subproducto agroindustrial el cual contiene entre otros un alto tenor en fibra dietética, el cual seria incorporado a un producto de la dieta diaria, como es el pan, vehículo para aumentar la ingesta de fibra.

Materiales y métodos

Obtención de harina de salvado de arroz estabilizado

El salvado de arroz formado por mezclas de variedades de la agroindustria provenientes del estado Guárico (Venezuela), fue estabilizado por calor para inactivar las lipasas que podrían ocasionar rancidez en el mismo. Fue sometido a calentamiento en un horno con circulación de aire a 80ºC por 2 horas. Posteriormente fue molido en un molino de martillo para mezclar con la harina de trigo.

Elaboración de los panes de molde

La harina de trigo fue donada por una agroindustria, donde se elaboraron la masa y horneado de los panes, usando el Método Directo, que es la metodología común de las panaderías de Venezuela (Pacheco et al., 2002). Este método consiste en utilizar 100 g de harina de trigo (HT) o de las dos mezclas: 90 g de harina de trigo, 10 g de harina de salvado de arroz (HSA) y otra con 95 g de HT y 5 g HSA, cada mezcla contenía 4,5 g de azúcar; 2 g de manteca vegetal, 4 g de levadura, 0,2 g de sal; 0,5 g de conservante y agua suficiente. Los siguientes pasos fueron amasado, fermentación, división de la masa, moldeado, horneado, enfriado, y empaquetado en bolsas plásticas a temperatura ambiente.

Análisis químicos

Los análisis químicos de las harinas fueron determinados aplicando los métodos descritos por la (AOAC, 1990) para humedad, cenizas, grasa, proteínas (N x 6,25), almidón, fibra dietética, soluble, insoluble y total (Asp, 1993). Todos los análisis se realizaron por triplicado. La amilosa fue medida por el método reportado (Juliano, 1998) almacenados los panes a temperatura de refrigeración

Hidrólisis del almidón "in vitro". Se realizó según el método de Holm (1983). La hidrólisis se efectuó durante 180 min, utilizando a-amilasa pancreática porcina de Sigma C.A. (4 mg.mL^-1 de buffer fosfato) y la glucosa liberada a 37ºC con agitación, se midió con kit Comercial Ultralab C.A.

Farinografía

El análisis se realizó según el protocolo de la (AACC, 1995), en un Farinógrafo Brabender, con la finalidad de medir y registrar la resistencia de harina y agua al someterla al amasado, obteniendo una curva farinografica.

Evaluación sensorial

La evaluación sensorial de los panes en estudio, se llevó a cabo en la Sala de Evaluación Sensorial del Instituto de Química y Tecnología de la Facultad de Agronomía de la Universidad Central de Venezuela. Para ello se empleó un panel no entrenado de 30 personas, con estudiantes en edades comprendidas entre 18-25 años. Se aplicó una prueba de preferencia donde los atributos evaluados fueron, sabor, olor, color, textura y preferencia global. Evaluados en una escala hedónica del 5 (más preferida) al 1 (me desagrada).

Análisis estadístico

El análisis estadístico fue descriptivo, los resultados se presentan en cuadros, mediante un diseño aleatorizado con una prueba de Medias de Duncan. Los resultados fueron procesados por el Programa Computarizado SAS, (1997). En la evaluación sensorial los resultados se reportan por suma de rangos, por comparación múltiple entre rangos.

Resultados y discusión

En el cuadro 1, se señala la composición química de la harina de trigo (HT) y salvado de arroz estabilizado (HSA). Se puede apreciar que en la harina de trigo el componente mayoritario es el almidón (64,24%), mientras que en la harina de salvado de arroz lo es la fibra dietética total (29,82%). Es notable, el valor de la grasa 18,20% para la HSA, aproximadamente veinte veces mayor al contenido de grasa de la HT (0,85%). Se ha reportado valores de grasa en salvado de arroz de 20,5% fibra dietética de 29% y proteína 14,5% (AACC, 1995; Bornet et al., 1989; Pacheco et al., 2002; Tazakori et al., 2007) Igualmente las cenizas fueron más altas en la HSA 8,50% que al valor en la HT 0,47%. Es importante que una masa de trigo panadera contenga un alto porcentaje de proteínas, para obtener panes de buena calidad. Especialmente el gluten, que forma una red vioelástica con el agua. Esta formada por gliadinas (prolaminas) y las glutelinas. Las glutelinas son proteínas de alto peso molecular, contribuyen a la elasticidad de la masa. Las gliadinas son proteínas de pesos moleculares menores (30.000 a 200.000), y son responsables del comportamiento de las masas viscosas (Mani et al., 1992). Estas propiedades son únicas y le dan gran versatilidad a la harina de trigo para elaborar productos de panadería. Los valores de la composición química del salvado de arroz son aproximadamente similares a los reportados (Pacheco et al., 2002; Pacheco y Testa, 2005; Tazakori, 2007), donde se resalta una buena proporción de proteínas, grasa, fibra dietética y cenizas.

Cuadro 1. Composición química de la harina de trigo y salvado de arroz estabilizado.

Al examinar la composición química de los panes de trigo y salvado de arroz estabilizado (cuadro 2), se encuentra que al sustituir la harina de trigo por HSA se incrementan significativamente los valores de grasa, cenizas y humedad, disminuyendo los carbohidratos por diferencia. Las proteínas como era de esperarse fueron similares estadísticamente en los tres tipos de panes (Basman y Koksel, 1999; Hamada, 2000). En lo que respecta al contenido de humedad se observa que este parámetro tiende a aumentar a medida que la sustitución de HT por HSA es mayor. Estos resultados podrían estar relacionados con un mayor contenido de fibra dietética insoluble aportada por el salvado de arroz, el cual confiere alta capacidad para retener agua. (Berghofer, 1997; Biliaderis, 1992; Carroll, 1990; D'Appolinia, 1997).

Cuadro 2. Composición química de los panes de molde de harina de trigo (HT) y salvado de arroz estabilizado (HSA).

*CHO: Carbohidratos por diferencia

Letras diferentes en una misma columna presentan diferencias significativas a P≤0,05.  

Al determinar la fibra dietética insoluble, soluble y total (cuadro 3) en los panes, se logra aumentar proporcionalmente los diferentes tipos de fibra al aumentar la sustitución de la harina de trigo. En especial la fibra insoluble del pan de trigo 100% de 2,15% aumenta a 3,88% en los panes de 90% trigo-10% salvado de arroz. Según varios investigadores el salvado de arroz puede ser una excelente fuente de fibra dietética insoluble (Abdul-Hamid y Luan, 2000; Pacheco et al., 2002; Pacheco y Testa, 2005; Prakash, 1996; Schenell et al., 2005; Potter, 1973; Tovar, 1994).

Cuadro 3. Fibra dietética soluble, insoluble y total de los panes de molde de harina de trigo (HT) y salvado de arroz estabilizado HSA en base seca.

Letras deferentes en una misma fila denotan diferencias significativas a P≤0,05

El perfil farinografico de las harinas fue estudiado y los resultados señalados en el cuadro 4 y muestran que al aumentar la sustitución de trigo por salvado de arroz se origina un aumento en el tiempo de desarrollo de la masa en el farinógrafo; mientras que la estabilidad y la absorción de agua disminuyó muy lentamente. No fueron observados grandes cambios en el tiempo de llegada y el tiempo de rompimiento. El índice de tolerancia al amasado disminuyó. Resultados similares se publicaron, en panes de trigo suplementados con harina de cebada y salvado de arroz (Basman y Koksel, 1999). Es posible que estos resultados se deban al aumento de fibra dietética del salvado que genera cambios en las propiedades reológicas de las harinas, debido a las macromoléculas que conforman la fibra.

Cuadro 4. Perfil farinográfico de la harina de trigo (HT) y las harinas compuestas de trigo-salvado de arroz estabilizado (HT-HSA).

El cuadro 5 muestra el estudio de la prueba sensorial y se indican los valores de rangos de medias para cada uno de los parámetros evaluados, observándose que existen diferencias significativas entre los atributos estudiados. Basados en la comparación de medias se puede afirmar que los panes de trigo con 5% de salvado de arroz estabilizado, fueron los más preferidos y los menos preferidos los que contenían 10% de HSA. Se deduce que el salvado de arroz confirió un olor más aceptable ya que el menor valor fue para el pan 100% de harina de trigo. Cabe traer a discusión otro resultado por ejemplo, en la India el salvado de arroz fue añadido a productos de panadería y se observó una mejora en el color de la corteza del pan y en el sabor (Prakash, 1996). En la presente investigación se consideró interesante investigar como varía el contenido de amilosa durante el almacenamiento a 4ºC de los panes en estudio. Es una costumbre en la población guardar los panes en la nevera, y es sabido que puede ocurrir retrogradación del almidón. Lo cual fue observado en los panes ya que la amilosa aumentó gradualmente durante ocho días (cuadro 6). Se aprecia un aumento de 12,40 a 16,20 amilosa g/100g de harina en los panes de trigo 100%. Igual tendencia se detectó en los panes de HT con HSA al 5% y 10%.

Cuadro 5. Suma de rangos de evaluación sensorial de los panes de molde de trigo y salvado de arroz estabilizado.

Valores representan la suma de rangos (xij) obtenidos a partir de los datos ordenados en la escala hedónica donde letras diferentes en una misma fila presentan diferencias significativas a P≤0,05.

Cuadro 6. Comportamiento de la amilosa en panes de molde de harina de trigo y salvado de arroz almacenados a 4ºC.

*: g de amilosa/100 g de harina.

El término retrogradación aplicado a los almidones, significa un retorno de la forma solvatada, dispersa y amorfa a una condición insoluble, agregada y cristalina; este proceso aumenta cuando baja la temperatura después de la gelatinización y produce un incremento de la cristalinidad, fenómeno que ha sido detectado por difracción de rayos x y calorimetría diferencial de barrido (Goodfelow y Wilson, 1990). La retrogradación consiste en dos procesos independientes: la gelación de moléculas de amilosas exudadas de los gránulos de almidón y la recristalización de la amilopeptina (Biliaderis, 1992).

Los alimentos procesados son almacenados por periodos y temperaturas variables antes del consumo. Durante este periodo pueden ocurrir cambios en la estructura del almidón donde las moléculas de amilosa y amilopeptina pueden asociarse fenómenos que dependerá de varios factores: proporción amilosa: amilopeptina cantidad de agua, tiempo y temperatura del almacenamiento.

Es decir, los almidones no son estables y envejecen con el tiempo, al aumentar la cristalinidad por retrogradación (Annison y Topping, 1994; Tovar, 1994). Los almidones retrogradan cuando se enfría luego de la cocción, bajo esta forma son resistentes a la digestión. En particular la amilosa retrograda, constituye el almidón indigerible de los alimentos convencionales procesados y es llamado almidón resistente tipo III (Englyst et al., 1992, Hamid Abdul y Luan, 2000; Schenell, 2005; Tovar, 1994). Estos resultados apuntan que durante el almacenamiento de los panes aumentó posiblemente el contenido de fibra dietética debido al incremento del almidón resistente en forma de amilosa retrogradada. Si tomamos en cuenta que estudios publicados (Berghofer, 1997; Granfeldt et al., 1992), postulan que a nivel del intestino delgado, el comportamiento del almidón resistente es similar a la fibra dietética para ser luego fermentado en el intestino grueso (Berghofer, 1997; Goodfelow y Wilson, 1990; Hamid Abdul y Luan, 2000; Kahlon y Chaow, 2000).

Para comprobar la indigestión de los almidones por retrogradación de la amilosa de los panes, se estudió la hidrólisis "in vitro" del almidón por acción de la á-amilasa pancreática porcina (figura 1).

Al analizar el grado de hidrólisis durante dos horas (120 minutos), se resalta que a medida que aumenta el porcentaje de salvado de arroz (10%) disminuye la hidrólisis del almidón, 65% a 55% que coincide en los panes contienen más fibra dietética.

Los resultados de la hidrólisis confirman una vez más que la presencia de amilosa retrogradada (almidón resistente tipo III), en un alimento impide la digestión completa del almidón y una mayor fracción de fibra dietética podría interferir en el proceso de hidrólisis de los almidones posiblemente por interferencia la enzima amilasa dentro de la red de las macromoléculas de la fibra dietética (D'Appolinia, 1997; Englyst et al., 1992; Hamada, 2000).

Esto sin embargo, depende de las propiedades físico-químicas de la fibra en el alimento (Asp, 1993). Se ha reportado una correlación positiva entre la velocidad a la cual un almidón gelatinizado es hidrolizado "in vitro" y la variación en la concentración de glucosa "in vivo" (Bornet et al., 1989). Claro está, por otra parte que la cinética de la hidrólisis del almidón "in vitro" depende en una gran medida de la fuente de almidón y del tratamiento físico aplicado. Esta clase de estudios han originado un interés industrial y nutricional por su relación con la glicemia postprandial. Se ha reportado que el agregado de salvado de arroz a la arepa se traduce en un índice glucémico bajo (Goodfelow y Wilson, 1990; Schenell et al., 2005).

Es conocido que muchas panaderías preparan masas congeladas para fabricar el pan y en este procesamiento de cocido, congelación, descongelación, cocción y almacenamiento se puede generar almidón retrogradado lo cual podría ser beneficioso por sus efectos en la salud humana. El aumento de nutrientes como la fibra dietética en un alimento es una medida de salud pública de rápida aplicación en especial si el alimento es de consumo masivo como el pan. Efecto ya ampliamente conocido por la industria al agregar afrecho o salvado de trigo al pan.

Conclusión

Es posible diversificar el uso del salvado de arroz subproducto de la agroindustria nacional en un producto de consumo masivo como son los panes de molde.

Agradecimiento

Los Autores agradecen el financiamiento otorgado por el CDCH-UCV al Proyecto 0137-4447-02

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