Desarrollo de una Formulación Optimizada de Mousse de Linaza (Linum Usitatissimum)

Mario Villarroel, Lucía Pino, Julia Hazbún

Departamento de Ingeniería Química, Facultad de Ingeniería. Departamento de Nutrición, Facultad de Medicina. Universidad de La Frontera. Temuco. Chile.

Se desarrolló una formulación optimizada de mousse de linaza listo para preparar en polvo sabor a coco, incorporando semilla de linaza como fuente vegetal rica en ácidos grasos omega-3 en cantidad suficiente para cubrir el 30% de ingesta diaria recomendada por la FAO por porción de 40g. Se empleó la metodología Taguchi para optimizar la calidad sensorial de la formulación utilizando un arreglo ortogonal L₉3⁴, con nueve corridas experimentales, cuatro variables independientes (proceso térmico, relación carragenina /gelatina, relación coco rallado/saborizante de coco y tiempo de batido) y tres niveles de trabajo cada una. Los análisis de magnitud de promedios en conjunto con el análisis de varianza permitieron determinar los niveles óptimos de trabajo asi como los factores de control que influyeron significativamente en la calidad sensorial (R²=97%). Las condiciones óptimas fueron: tiempo de proceso 95ºC/90s; relación carragenina/gelatina 0.54g/1.07g; relación coco rallado/saborizante de coco 10.7g/4.23g; tiempo batido 8 min. La calidad sensorial se determinó en el postre reconstituìdo en leche fluída descremada aplicando el test sensorial de puntaje compuesto, una escala descriptiva cuantitativa donde 1= "Malo" hasta 5= "Muy bueno", y un panel entrenado conformado por doce jueces entrenados. La composición química del producto optimizado fue: humedad 6.0%, extracto etéreo 20.0%, proteínas 20.0%, fibra dietaria total 18% e hidratos de carbono 26.7%, con una densidad energética de 430 Kcal./100g. La actividad de agua a_w= 0.56 garantiza una buena estabilidad bajo situaciones controladas de almacenamiento. La composición de ácidos grasos poliinsaturados del aceite de la linaza, mostró un contenido de ácido linoleico (omega 6) y linolénico (omega3) de 18.3% y 45.6% respectivamente con una relación omega-6/omega-3 de 0.40. La vida útil midiendo desarrollo de microorganismos e índice peróxido estuvo dentro de los límites máximos permitidos por el reglamento sanitario chileno de los alimentos. Los resultados del test hedónico y decisión de compra aplicados a las muestras de mousse fueron de 95% y 89% respectivamente.

Palabras Claves: alimento funcional, linaza, omega 3, optimización, taguchi.

Development of an optimized formulation of flaxseed (Linum usitatissimum) mousse.

Key words: functional food, flaxseed, omega 3, optimization, taguchi. 

La alimentación ha sido una de las necesidades y preocupaciones fundamentales del hombre. Antes se creía que era esencial sólo para la supervivencia al entregar los nutrientes y energía necesarios para mantener los procesos vitales, sin embargo, hoy impera el concepto de una alimentación saludable y equilibrada, (1,2). En Chile a lo largo de los años ha ocurrido una transición en el cuadro epidemiológico, que claramente se ve influenciada por la globalización, cambios de hábitos alimentarios y actividad física que desarrollan los individuos, lo que ha traído consigo un incremento en la aparición incluso a edad temprana de enfermedades crónicas tales como cardiovasculares, diabetes, hipertensión, resistencia a la Insulina más obesidad, las que en conjunto son llamadas actualmente como Síndrome Metabólico. Por ejemplo, las enfermedades cardiovasculares hoy en día causan un 30% de defunciones a nivel mundial (3) En Chile las condiciones no son muy distintas, aproximadamente el 55% de nuestra población adulta posee riesgo cardiovascular alto o muy alto; hipertensos, 33%; obesos 25 a 30% (4); diabéticos, 10%, con una disminución considerable en la esperanza y calidad de vida. (5)

En vista de esta realidad, la preocupación del consumidor se ha traducido en una mayor demanda por acceso a productos alimenticios más saludables y con ventajas superiores a los ya existentes. Actualmente, se está desarrollando a nivel industrial y en centros de investigación toda una generación de nuevos alimentos igualmente nutritivos y que además son beneficiosos para la salud llamados "alimentos funcionales" (6 - 13), los que podrían definirse como: "cualquier alimento en forma natural o procesada que además de sus componentes nutritivos, incluyan principios activos propios o adicionados, que favorezcan la salud, capacidad física y estado mental de una persona

Uno de los problemas que presenta la dieta del chileno es su deficiente relación omega 6/omega3 cercana a 25/1, muy diferente a la relación 10/1 recomendada por FAO (14,15), resultado del elevado consumo de aceites vegetales ricos en omega 6. en desmedro de otras fuentes naturales como las marinas en las que predominan los ácidos grasos n-3 de cadena larga Ante esta realidad sería conveniente incrementar su presencia en la dieta de recursos naturales entre los cuales destaca la linaza (Linum usitatissimum) que es considerada un alimento funcional (16), debido a que entre sus componentes figuran su contenido en fibra dietética total (28%) proteína (20%), aceite (41%) caracterizado por un interesante perfil de ácidos grasos polinsaturados en el cual predomina su elevado contenido en omega-3, cercano al 57%, omega 6, 16%; poli insaturados totales, 73%, saturados, 7%, monoinsaturados, 18% (17 -19), superando largamente a otros aceites tales como soya, canola y maiz (20)

Vistos estos antecedentes, el objetivo de este trabajo consistió en optimizar una formulación de mousse de linaza (21). en polvo listo para preparar, con características de alimento funcional el cual contiene semilla de linaza molida en cantidad suficiente para satisfacer el 30% de los requerimientos dietarios de omega 3 (22). Se evaluará además las características químicas, físicas, estabilidad al almacenamiento en condiciones controladas de temperatura, así como su aceptabilidad a nivel de consumidores del mousse de linaza.

Los ingredientes utilizados en la elaboración del mousse de linaza sabor a coco fueron albúmina en polvo; vit. D; carragenina tipo carragel GPS, coco rallado; saborizante de coco, espumante Lamequick CE 5557; gelatina sin sabor; semilla de linaza molida y cernida por tamiz Nº 14 ASTM con tamaño de partícula inferior a 1.41mm; maltodextrina, leche descremada, preservante (sorbato de potasio) y sucralosa como edulcorante.

Se utilizó la metodología Taguchi (23 - 26) que por su amplio campo de aplicación se adapta muy bien para obtener la mejor formulación del producto trabajando con varios factores de control en forma simultánea utilizando matrices ortogonales. En este estudio para optimizar la calidad sensorial del mousse de linaza con sabor a coco minimizando los efectos de ruido se aplicó el arreglo ortogonal L₉ 3⁴ donde el superíndice 4 corresponde a las variables independientes: proceso tèrmico (PT), relación peso/peso carragenina/gelatina (CG), relación peso/peso coco rallado/saborizante de coco (CcS) y tiempo de batido (TB), con 3 niveles de trabajo por cada factor de control (ver tabla 1) y 9 representa las corridas experimentales que describen diferentes combinaciones de los factores de control tanto de proceso como de ingredientes(ver tabla 2). Para observar el efecto de las condiciones no controladas en el experimento, cada corrida experimental fue replicada dos veces.

Análisis sensorial

La Calidad sensorial de la formulación de mousse (CS) fue definida como la suma de las siguientes características: sabor, consistencia y aroma cada una con diferentes porcentaje de influencia en sesiones de "brain storming" por un panel de 12 jueces entrenados dando lugar a la siguiente relación 

Con el objeto de conocer la opinión del consumidor con la finalidad de saber si el producto satisface las expectativas propuestas, se realizó un test hedónico (27) en una muestra de 100 individuos, hombres y mujeres entre los 10 y 40 años de edad. Al mismo tiempo se les consultó por su decisión de compra

a) Análisis proximal. La formulación optimizada de mousse de linaza sabor coco así como la semilla de linaza fueron sometidas a una caracterización química proximal de acuerdo a los métodos estandarizados de la AOAC (28). El contenido energético se determinó utilizando los coeficientes de Atwater: 4 para hidratos de carbono y proteínas y 9 para lípidos. En cuanto a la determinación de fibra dietaria total se utilizó el método enzimático de Prosky et al. (29)

Se analizó la composición de ácidos grasos poliinsaturados en el aceite de linaza extraído de la semilla mediante cromatografía gaseosa (GLC) con detector FID (30).

Para determinar la actividad de agua en la muestra de mousse en polvo se utilizó un higrómetro "Lufft" (a_w Wert-Messer).

Los resultados experimentales del diseño de la formulación fueron sometidos a los siguientes análisis estadísticos a) magnitud de promedio de respuesta S/R por nivel de trabajo de cada factor, b) varianza para determinar la significancia de las variables independientes sobre la respuesta, c)) determinación de la ecuación teórica optimizada y e) validación de la respuesta teórica de CS elaborando una formulación de mousse de coco con los mejores niveles de trabajo de las variables independientes Para el análisis de los datos se utilizó el software Qualitek-4 (25)

Los resultados promedios de las replicaciones de la CS, expresados paralelamente como valores Señal/Ruido (S/R) para cada una de las nueve corridas experimentales de mousse de linaza sabor coco se presentan en la Tabla 2. En ella destaca el punto de diseño 8 con un valor de 4.25, equivalente a S/R 12.56, que corresponde a una calidad sensorial buena, valor obtenido con la combinación de niveles de trabajo 3 para PT y TB; y niveles 1 y 2 para CcS y CG respectivamente. En contraste, las calificaciones más bajas fueron para los puntos de diseño 1 y 2, ambas con un valor de 3.37 o 10.55, equivalente a "regular" en los cuales, para los factores de control se utilizaron únicamente los niveles de trabajo 1 y 2.

Tomando como base los valores promedios de cada uno de los niveles por factor de control que se presentan en la Tabla 2, se analizó la variación de la S/R por nivel de trabajo tal como se observa en la Figura 1. De esta manera, para los factores relacionados con la condiciones del proceso PT y TB, la S/R se hace mas robusta y consistente en forma directamente proporcional a los niveles de trabajo, produciéndose un mejoramiento de la calidad de la respuesta causado por una menor influencia de los factores de ruido. Distinto es el efecto de los factores CG y CcS. En el primero, se obtiene un máximo de S/R trabajando con el nivel 2 aunque inferior a los resultados de los otros factores, para luego disminuir ligeramente, mientras que para el factor CcS la tendencia de la calidad de la respuesta es inversamente proporcional. Resumiendo, se puede concluir que los niveles óptimos de trabajo de estas variables independientes son 3, 2, 1 y 3 para proceso térmico, relación carragenina/gelatina, relación coco rallado/saborizante y tiempo de batido, respectivamente. Estos resultados fueron confirmados con el análisis de varianza (ver Tabla 4) donde se demostró que la contribución a la respuesta de los factores tiempo de batido, proceso térmico y relación coco rallado/saborizante aromatizado fueron superiores a un 25%, en cambio el factor relación carragenina/gelatina totalizó solo un 16%. Cabe destacar además que todos los factores demostraron tener una influencia significativa sobre la calidad sensorial (p<0.05) aportando en conjunto el 97.7% de la respuesta.

La siguiente etapa consistió en determinar el valor teórico de optimización (n ) de la CS que se calculó mediante la siguiente ecuación:

υ= 4,25 +/- 0.076*

Donde: T = 3.60 y es el promedio total de las respuestas de las corridas experimentales Los términos entre paréntesis corresponden a los factores de control incluyendo como subíndices los niveles óptimos de trabajo. El valor teórico optimizado de CS resultó ser 4.25, con un intervalo de confianza de 0.076. Con la finalidad de confirmar la respuesta teórica obtenida se elaboró una formulación de mousse de linaza combinando los mejores niveles de trabajo de los factores de control. El producto fue analizado sensorialmente obteniéndose un valor de CS = 4.31 el cual resultó ser ligeramente superior al teórico calculado. De esta manera se validó la experiencia. Basado en estos resultados la fórmula optimizada del postre con linaza se muestra en la Tabla 5.

En la Tabla 6 se muestra la composición química del mousse optimizado de linaza. Como se aprecia, la formulación desarrollada en este estudio presentó una composición química en la que destacan el contenido de proteínas y lípidos cercanos al 20% y un porcentaje de fibra dietaria total de 18% debido a la inclusión de semilla de linaza en la formulación (ver Tabla 7). La importancia de ingerir fibra dietética responde al hecho que la fibra soluble e insoluble incrementa el bolo alimenticio lo que disminuye el tiempo de tránsito fecal ayudando a prevenir el estreñimiento, además reduce los niveles de glucosa en la sangre en los sujetos normales y diabéticos, disminuye la concentración de colesterol, reduce el valor calórico de los alimentos y previene la aparición del cáncer de colon (32-35)

 

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Análisis de la composición de ácidos grasos del aceite de linaza

La Tabla 8 muestra los resultados del perfil de ácidos grasos esenciales poliinsaturados del aceite de linaza. El contenido de ácidos grasos poliinsaturados totales presentes en la linaza fue un 64,15% desglosados como sigue: ácido linolénico (omega 3) 45,57% cifra destacable tomando en cuenta su origen y la necesidad de contar diariamente con este ácido graso esencial (22,37,38), y ácido linoleico (omega 6) 18,27%. De acuerdo con estos datos, la relación n-6/n-3 que muestra el aceite de linaza alcanzó un valor de 0.40, siendo que los valores recomendados fluctúan entre 4 a 10 (14,38). Si se considera que en la actualidad en algunas regiones del globo está relación supera con creces los valores recomendados llegando incluso a niveles de 25/1 por malos hábitos dietarios la relación encontrada en el aceite de linaza es bastante interesante, pues se justifica la suplementación de ácido linolénico en forma indirecta por la inclusión de linaza en la formulación del mousse (ver tabla 5) en cantidad tal para proveer el 30 % de la ingesta diaria recomendada tomando en cuenta.

En cuanto a la actividad de agua es un parámetro importante por su estrecha relación con la estabilidad de los alimentos durante su almacenamiento. El valor obtenido en este producto desarrollado fue de 0.56 lo que proporciona al producto una gran estabilidad frente a factores de deterioro principalmente reacciones enzimáticas y/o actividad microbiana, entre las cuales se encuentran las especies patógenas (1).

Se analizó la influencia de dos variables, recuento de bacterias mesófilas y evolución de la concentración de peróxidos. En el primer caso el producto permaneció estable hasta el sexto día de almacenamiento a 7ºC alcanzando 1.64x10⁴ ucf sin sobrepasar el límite de 1x10⁵ ucf establecido por el Reglamento Chileno Sanitario de los Alimentos (40)

En cuanto al índice de peróxidos el producto permaneció almacenado durante 90 días sin presentar síntomas de enranciamiento. Los valores obtenidos a 13ºC y 25ºC de 1.38 y 2.42 meq/K de aceite respectivamente fueron muy inferiores a los máximos recomendados por Schmidt Hebbel (30) de 5 meq/Kg de aceite que corresponde a un aceite fresco. 

Se desarrolló una formulación funcional de mousse de óptima calidad sensorial considerando las características organolépticas aroma, sabor y consistencia. La cantidad de semilla de linaza incorporada a la formulación fue suficiente para cubrir el 30% de la ingesta diaria recomendada de ácido linolénico utilizando la metodología taguchi.

En este estudio todos los factores seleccionados afectaron significativamente (p<0,05) la calidad sensorial del mousse de linaza sabor coco con una contribución total de 97%. La mejor combinación de niveles de trabajo para obtener una CS óptima fue: 3, 2, 1, 3 para proceso térmico, relación carragenina/gelatina, relación coco rallado/saborizante y tiempo de batido respectivamente

Desde el punto de vista químico, el mousse de linaza sabor coco en polvo, presenta una composición proximal con: 6 % de humedad, 20% de proteínas, 9 % de cenizas, 20 % de extracto etéreo, 18% de fibra dietaria total y un 26.7% de hidratos de carbono. El aporte calórico por cada 100 g de mousse en polvo fue 432 Kcal.

La semilla de linaza utilizada en este experimento tiene un contenido importante de aceite que presenta una alta concentración de ácidos grasos poliinsaturados linoleico y linolénico, mostrando una relación de ácidos grasos omega-6/omega-3 de 0,40, característica que puede ser aprovechada para suplementar alimentos con bajo contenido en omega 3.

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