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Introducción
La industria de alimentos ofrece una amplia gama de productos que son consumidos a nivel mundial y entre los cuales se encuentran bizcochos, panecillos, pasteles y galletas 1. Este último, tiene uno de los mayores consumos per cápita en países como Brasil, Argentina y Perú, con 6,7, 5 y 4,1 kilos anuales, respectivamente 2-3. Las galletas son consideradas uno de los productos básicos de la canasta familiar y pueden ser consumidas en versión salada semidulce y dulces, siendo las galletas dulces las que predominan en el 60% del mercado. Esta realidad puede ser debido a que la producción de galletas dulces utiliza tecnología más simple lo que implica una menor inversión en comparación a las galletas saladas que están en constante innovación de sabores 2.
A nivel mundial, Alemania es el principal proveedor de galletas con una participación del 10% del total, seguido de Canadá (8,5%) y Francia (6,5%), y en Sudamérica, es Brasil (52%) y Argentina (23%), a diferencia de Colombia, que ofertan más las galletas saladas 4. En el Perú, las exportaciones de galletas dulces y saladas, aumentaron de 13,3% y 14,5%, en los años 2020-2021, y en el 2022 tuvieron un incremento del 34,1%, siendo los países de destino Colombia, Chile y Ecuador 5-6.
En este contexto, se puede evidenciar que las galletas saladas tienen una oferta menor que las galletas dulces, sin embargo, tienen ventas mayores en comparación a otros productos sustitutos de tipo salados. Dentro de ellas, las galletas soda o crackers son una variante muy consumida de las galletas saladas 7. Su principal insumo es la harina de trigo, la cual aporta nutrientes como lípidos, carbohidratos y proteínas. Los lípidos son en su mayoría de naturaleza no polar aportando extensibilidad a la masa, mientras que los carbohidratos y gluten le confieren propiedades funcionales como solidez y elasticidad 8.Las nuevas tendencias de alimentación saludable, han exigido a la industria de alimentos el uso de nuevas harinas con alto contenido de proteínas y fibras para la sustitución parcial, y que otorguen beneficiosa la salud del consumidor, como las harinas de leguminosas que presentan mayor cantidad de sustancias bioactivas que los cereales 9-10. La harina de maíz nixtamalizado, también se muestra como un producto con alto valor nutritivo, ya que al pasar por el proceso de nixtamalización el contenido de fibra dietaria soluble del maíz aumenta de 0,9% a 1,3%, y la biodisponibilidad de niacina, tiamina y riboflavina aumentan al 56%,62% y 36%, respectivamente. Asimismo, este proceso otorga mayor pegajosidad y adhesividad a los productos 11.
En un estudio realizado por Alves et al. 12 se sustituyó parcialmente la harina de trigo por harina de pulpa de nuez de barú (Dipteryx alata Vog.) en la producción de galletas y donde evaluaron la composición nutricional, actividad antioxidante y compuestos bioactivos. Los resultados obtenidos mostraron que la sustitución al 50% de harina de trigo por harina de barú mejoró el contenido de proteína, los compuestos fenólicos y la actividad antioxidante en 65, 12 veces más y 4 veces más, respectivamente, con respecto a la galleta control (100% harina de trigo). Concluyeron que la harina de barú es una alternativa viable para la elaboración de productos de panificación. En otro estudio, Espinal-Carrión et al. 13 desarrollaron una galleta con sustitución parcial de harina de trigo por harina de Moringa (HM) y polvo de suero lácteo (PSL). Realizaron un análisis proximal y aceptabilidad sensorial del producto. La investigación demostró que, al incrementarse los porcentajes (0% a 15%) de sustitución se obtiene menor aceptación de las galletas, la sustitución al 5% de HM y 5% PSL fue la más aceptada. Asimismo, el contenido de proteínas y lípidos aumentaron de 13,8% a 15,5%, en comparación a la galleta control (100% harina de trigo). Estos resultados indican que la galleta con moringa y suero lácteo mostró un enriquecimiento de proteínas y lípidos, y una buena aceptabilidad 14.
Por otro lado, Rodríguez-González et al. 15, utilizaron harinas de quinua y avena para una formulación de galletas en la evaluación de textura, fisicoquímicas y sensorial. Se determinó que la galleta con 35% de harina de trigo, 10% de hojuelas de avena y 5% de harina de quinua presentó mayor dureza, pero menor luminosidad y actividad de agua que la galleta control (35% de harina de trigo, 15% de hojuelas de avena y 0% de harina de quinua). En el análisis sensorial, el 73,2% de los panelistas mencionaron que si les gusta el producto reflejándose en el máximo puntaje a una escala hedónica de 5 puntos. Finalmente, en las investigaciones de Giannoutsos et al. 16, sustituyeron la harina de trigo por harina de cebada, semilla de uva, hueso de aceituna, chocho y garbanzo, y Eadmusik et al. 17, por harina de residuo de coco (subproducto de la leche de coco), respectivamente. Giannoutsos et al. reportaron que sustituciones entre 10% y 50% afectan el color de las galletas saladas haciéndolas más oscuras y una sustitución del 30% afecta la dureza y la tenacidad, mientras que Eadmusik et al. reportan que al incrementar las sustituciones del 10% al 15% aumenta la dureza de la galleta, pero no afecta el color. Ambos estudios reportan que la sustitución de harinas funcionales causa efectos en el análisis sensorial, por lo cual concluyen que si bien son alternativas de aprovechamiento de subproductos depende mucho del tipo y nivel de sustitución, considerando que las harinas de leguminosas presentan una mayor aceptabilidad en los consumidores. El presente estudio tuvo como objetivo desarrollar una galleta tipo soda sustituyendo parcialmente la harina de trigo (HT) por harina de maíz amarillo (Zea mays) nixtamalizado (HMN) y garbanzo (HG).
Materiales y métodos
Para el trabajo de investigación se utilizaron materias primas como la harina de Trigo con un porcentaje de almidón del 70 - 75 %, proteínas del 10 - 12 % y polisacáridos (no del almidón) del 2 - 3%, garbanzo (Cicer arietinum) y maíz amarillo duro (Zea mays), que fueron adquiridos de un centro de abastos, posteriormente, las materias primas fueron acondicionadas en el Laboratorio de procesos industriales del Centro de Investigación de la Universidad César Vallejo- Trujillo.
Para el proceso de elaboración de harina de garbanzo, que se observa en la fig. 1, la leguminosa fue remojada con agua clorada en una proporción de 1:1 17 (p/v) y por un tiempo de 12 horas, con la finalidad de ser hidratada
La cocción del garbanzo duró 55 min para posteriormente ser enfriado a temperatura ambiente por 150 min; se llevaron a una estufa de laboratorio (capacidad de 32 litros) para el secado a 75°C por 24 h, luego fueron molidos y tamizados hasta obtener un tamaño de partículas menor a 250 µm.
Para el proceso de elaboración de harina nixtamalizada de maíz amarillo (Zea mays), se siguió la Norma Técnica Peruana 205.061:2013 18 de granos andinos. Se trataron los granos secos de maíz amarillo duro con agua potable en una proporción de 1:1 (p/v), y se llevaron a un ablandamiento a 60°C, luego se adicionó hidróxido de calcio al 3% (p/p) y se removió constantemente con un utensilio de acero inoxidable hasta alcanzar una temperatura de 105°C por 55 min. Posteriormente, se enfrió a 50 °C para ser friccionado por 15 min de forma manual con tres etapas de lavado para eliminar completamente la piel del grano, luego se pasó a un secado solar con aireación a temperatura ambiente por 16 horas. Finalmente, los granos secos fueron molidos en un molino de martillos modelo MAG-300 (capacidad 1-300 kg/h) y la harina obtenida fue tamizada en una malla No. 60 para obtener un tamaño de partículas menor a 250 µm.
Posteriormente, las formulaciones fueron desarrolladas con la sustitución parcial de harina de trigo por harina de maíz nixtamalizado y harina de garbanzo. Los porcentajes de sustitución de cada harina se pesaron según formulación y luego se homogeneizaron con adición de los insumos en el orden que se encuentra en la Tabla 1.
Las harinas fueron sometidas a una mezcladora con una velocidad de 200 rpm por un tiempo de 3 a 5 min. Luego se adicionaron los insumos hasta conseguir una masa elástica transparente. Luego, la mezcla fue sometida a una laminadora de rodillo de acero inoxidable de 48 cm graduándose para dar un espesor de 0,02-0,5 milímetros. Las láminas se cortaron con la ayuda de un punzón cortante a medidas de 5x5 pasando a un reposo para su fermentación por un tiempo de 30 a 40 min, a temperatura de 32-34°C y humedad relativa de 70%.
Tabla 1 Formulaciones de las galletas de soda (100 g de muestra)
| Ingredientes | Formulaciones | ||
|---|---|---|---|
| F1 | F2 | F3 | |
| Harina de Trigo | 70% | 70% | 50% |
| Harina de Maíz nixtamalizado | 20% | 10% | 20% |
| Harina de garbanzo | 10% | 20% | 30% |
| Huevos | 27% | 27% | 27% |
| Manteca | 27% | 27% | 27% |
| Leche descremada | 5% | 5% | 5% |
| Sal | 3% | 3% | 3% |
| Polvo de hornear | 27% | 27% | 27% |
| Mantequilla | 8% | 8% | 8% |
| Mejorador | 3% | 3% | 3% |
*Formulación de lassustituciones parciales del Grupo Experimental F1, F2 y F3. F0 es la muestra control - galleta comercial (100% harina de trigo).
Es recomendable que sean pinchadas las láminas para evitar hinchamientos y quemaduras posteriores. Transcurrido el tiempo las láminas fueron llevadas al horno precalentado de 150 - 180 °C por un tiempo de 8 a 12 minutos. Las galletas se enfriaron por un tiempo de 20 minutos, se envasaron en bolsas de polipropileno para evitar ganancia de humedad y se almacenaron a temperatura ambiente. En cuanto al análisis nutricional, la determinación de proteínas fue por el método Kjeldahl, la grasa se determinó mediante la metodología descrita por Collazos et al., 19, y los carbohidratos se determinaron por la diferencia de materia seca. Todos los ensayos fueron realizados por triplicado. El análisis sensorial fue realizado con 50 panelistas no entrenados y bajo una prueba afectiva para el sabor y textura. El sabor fue evaluado bajo los criterios de “dulce” con un valor 1, “salado” con un valor 2 y “amargo” con un valor 3, mientras que la textura fue categorizada como “suave” con un valor 1, “dura” con un valor 2 y “crujiente” con un valor 3.
Resultados
Análisis nutricional
La Tabla 2 muestra las características nutricionales de la galleta tipo soda en las tres formulaciones (F1, F2 y F3) comparado a la formulación control (F0). F3 que contenía 20% HMN y 30% de HG, presentó mayor contenido de proteínas, seguido de F2 (11,53%) y F1 (11,19%), sin embargo, entre ello no hubo diferencias significativas (p>0,05). Todas las formulaciones de galletas presentaron similar contenido de carbohidratos, no obstante, aquellas que contenian harina de maíz nixtamalizado y garbanzo presentaron entre 60% - 70% menos contenido de grasa.
Tabla 2 Contenido de proteína, grasa y carbohidratos de las formulaciones
| Contenido (%) | Formulaciones | |||
|---|---|---|---|---|
| F0 | F1 | F2 | F3 | |
| Proteínas | 10,0±0,30b | 11,19±0,10a | 11,53±0,21a | 11,88±0,12a |
| Grasas | 9,0±0,44a | 2,85±0,29b | 3,27±0,32b | 3,70±0,41b |
| Carbohidratos | 73,0±0,15a | 72,94±0,13a | 72,01±0,11ab | 71,08±0,12b |
Tabla 3 Atributo “sabor” de las formulaciones de galletas tipo soda
| Frecuencia (%) n=50 panelistas | Sabor (Media desviación estándar) | |||
|---|---|---|---|---|
| Formulaciones | Dulce (1) | Salado (2) | Amargo (3) | |
| F1 | 16% | 84% | 0% | 1,84±0,37a |
| F2 | 10% | 90% | 0% | 1,9±0,30a |
| F3 | 25% | 75% | 0% | 1,74±0,44b |
Tabla 4. Atributo “textura” de las formulaciones de galletas tipo soda
Análisis sensorial
Las Tablas 3 y 4 muestran los resultados del análisis sensorial aplicado para determinar los atributos de sabor y textura percibidos por los panelistas no entrenados. Estos conjuntos de atributos son apreciados por los sentidos y hacen referencia a la impresión percibida de su peculiaridad física. Los resultados obtenidos implican que F2 se caracterizó por un sabor más salado y textura crujiente, mientras que la F3 por un sabor más dulce y una textura dura. A un nivel de confianza del 95%, los atributos sabor y textura mostraron diferencias estadísticas significativas entre todas las formulaciones (F1- F3); al disminuir el porcentaje de sustitución de harina de trigo por maíz nixtamalizado del 20% al 10%, la dureza de la galleta aumenta, sin embargo, al aumentar la harina de garbanzo del 10% a 20%, aumentan los atributos “crujiente” y disminuye ligeramente el sabor “dulce”.
Discusión
Análisis nutricional
Por su alto contenido de proteínas la galleta desarrollada puede ser considerada como un potencial producto con valor biológico y nutricional 20. Todas las formulaciones presentaron bajo contenido en grasa y mayor contenido de proteínas que la muestra control (F0) y que una muestra comercial de galleta soda marca “GN” vendida ampliamente en los mercados peruanos que contienen 10% de proteínas, 9% de grasa y 74% de carbohidratos. Los resultados obtenidos fueron similares a los reportados por Farzana et al., 21, en el desarrollo de galletas que contenian entre 5 a 15% harina de leguminosas (Lablab purpureus L), las cuales incrementaron el contenido de proteinas y fibras entre 9,8% y 1,8%, respectivamente, y por Ayo-Omogie 22 en galletas que contenian 30% de harina de sorgo y 5% de harina de sésamo, las cuales incrementaron el contenido de proteina y disminuyeron la grasa, en 20% y 10%, respetivamente. La disminución en el contenido de grasa de las galletas con HMN y HG puede favocer la vida en anaquel ya que tendría mas ventaja frente a la oxidación de lípidos por factores externos como luz, humedad y temperatura. Por otro lado, el ligero incremento en proteínas puede deberse a la presencia de harina de garbanzo ya que otros estudios han reportado que contiene entre 17,1% y 20,71% 23-24. Según Muñoz 25, las leguminosas carecen del aminoacido metionina, por lo que combinarse con harinas de cerales puede complementar esta deficiencia, es así que la harina de maíz nixtamalizado se muestra como buena opción ya que este proceso permite la remoción del pericarpio, endospermo y germen por medio del hidroxido de calcio, logrando solubilizar las proteinas, las cuales se encuentran en mayor proporcion en este último, de esa manera la solubilización incrementa entre 2 a 3 veces más la disponibilidad de aminoácidos esenciales como lisina, triptofano, isoleucina y leucina, y por consiguiente el contenido de proteínas en un producto alimenticio 26.
Los carbohidratos son macro constituyentes importantes por ser indicativos de un alimento nutricional y seguro para personas con problemas de digestión. Según DelgadoAndrade et al., 27 el almidón es el principal carbohidrato de las leguminosas y está constituido principalmente por amilosa entre 30 % a 40 %, a diferencia los cereales que contienen 25 %, lo cual le otorga su baja digestibilidad debido a que puede actuar como almidón resistente y traer beneficios a la flora intestinal. Por los beneficios que aportan la harina de maíz amarillo nixtamalizado y de frijol garbanzo para la salud, éstas han sido ampliamente utilizadas como alimentos en muchas partes del mundo 28. La harina de trigo presenta mayor contenido de carbohidratos (75%) que las harinas de leguminosas (50-60%) y de pseudocereales como la harina de quinua (57%), debido a esto las galletas con 100 % HT presentaron mayor contenido de carbohidratos que aquellas que contenían niveles de sustitución parcial del 20% y 30% de HT por harina de garbanzo. La harina de garbanzo contiene oligosacáridos y fibra soluble que benefician la salud digestiva del consumidor. Estos resultados son similares a los obtenidos por Murillo 29 en galletas dulces elaboradas con harina de cáscara del fruto de cacao que presentó un contenido de carbohidratos (48,13%) menor que la harina de trigo (76 %) y las formulaciones analizadas en el presente estudio (F1, F2 y F3).
En cuanto al contenido en grasa, según AlberdiCedeño et al., 30 la nixtamalización del maíz puede ocasionar la disminución de triglicéridos y diglicéridos, así como estanoles, esteroles y ferulados, debido a la cocción alcalina que ocurre con el hidróxido de calcio, dando lugar a la formación de sales que posteriormente son desechadas en la operación de lavado. Esto podría explicar los valores de grasa obtenidos en las galletas que tienen 20% de HMN en comparación a las que tienen 10% HMN; además, las leguminosas como el garbanzo presentan una fracción de grasa muy baja (media 3%) en comparación con el resto de macronutrientes y se caracteriza por presentar un elevado contenido de ácido linoleico y ácido α-linolénico 31, por lo que se infiere que esta harina no incrementa significativamente el contenido de grasa.
En este contexto, los productos de consumo masivo como los de panificación suelen ser estudiados bajo un contexto de alimentación saludable proponiendo alternativas que permitan disminuir el contenido de grasas y aumenten el contenido de proteinas, fibras y minerales. Los efectos de complementación proteica tratan de cumplir los requerimientos nutricionales para elevar el score quimico y la obtención de un producto a menor costo, ya que puede utilizarse harinas procedentes de varias fuentes vegetales. Las nuevas tendencias en alimentación y las exigencias del consumidor moderno, demandan a la industria de alimentos a la innovación de productos, asi como a los estados gubernamentales de los paises que suministran galletas fortificadas o enriquecidas en programas de desayuno escolar para cubrir deficiencias nutricionales 24-32.
Análisis sensorial
Los resultados obtenidos en el atributo textura de F2 y F3 pueden explicarse por los cambios en las propiedades estructurales y texturales del almidón durante el proceso de nixtamalización del maíz, que conlleva reacciones bioquímicas, entrecruzamientos e interacciones moleculares 33. Adicionalmente, al sustituir la harina de trigo por harina de maíz nixtamalizado en F2 y F3 se modifica sensorialmente el atributo dureza, esto puede ser debido a que según Coria-Hernández et al., 34, la dureza de las galletas se le atribuye al almidón ceroso que contiene el maíz amarillo, el cual debido a su alto contenido de amilopectina presenta un mayor efecto de retrogradación. En otro estudio se comprobó que panes con sustitución parcial de harina de trigo por harina de garbanzo al 30 % aumentansu dureza a partir del día 15 de almacenamiento, concluyendo que la harina de garbanzo también promueve cambios reológicos en la masa 35.
El sabor “dulce” de F3 reportado por los panelistas es el resultado de los estímulos gustativos causados por presencia de componentes volátiles y no volátiles del alimento saboreado, interviniendo la disposición y combinación entre sí de las sustituciones estructuradas y definida por los sistemas fisicoquímicos 20. Adicionalmente, la presencia de azúcares en el garbanzo de tipo monosacáridos como arabinosa, galactosa y glucosa pueden intervenir en este atributo sensorial 36.
Según Gaglio et al (34 el uso del almidón de maíz y cereales fermentados en productos alimenticios pueden mejorar los parámetros de sabor y aroma, a diferencia de las leguminosas que no alteran el sabor. Esto último fue verificado por Dogruer et al. 37, cuando comparó sensorialmente galletas elaboradas con 100% harina de garbanzo, harina de garbanzo precocido y harina de garbanzo germinado, la primera mostró los valores más altos de textura y sabor de 5,48 y 4,55, respectivamente, en una escala del 1: bajo nivel de preferencia al 7: alto nivel de preferencia, que la galleta elaborada con garbanzo germinado que presentó menores valores (textura: 5,16 y sabor: 4,42) aunque no fueron estadísticamente diferentes. Los autores señalan que las formulaciones que contienen harina de garbanzo deben ser mezcladas con otras leguminosas como la harina de avellana y algarroba para aumentar el sabor, aprecio y preferencia del consumidor.
Se sugiere que, para obtener el atributo crujiente y salado, característicos de una galleta tipo soda, es necesario que la sustitución parcial de la harina de trigo por las harinas utilizadas sea menor o igual al 30% (10% de harina nixtamalizada y 20% harina de garbanzo).
Los resultados de textura (dureza) son similares a los obtenidos por Espinal-Carrión et al., 13, al sustituir harina de trigo con harina de otros cereales, específicamente, 15% de harina de quinua y 10% de avena en galletas 12. En otro estudio, Meenakumari et al., 38 también sustituyeron la harina de trigo por una harina compuesta por harina multigrano (HM) y harina de camote (HC), evaluando su aceptabilidad sensorial y fisicoquímica. Entre las características fisicoquímicas, la sustitución al 90% (70% HM y 20% HC) presentó alto contenido de compuestos fenólicos, proteínas y fibras, y en la evaluación sensorial se observó que presentaban un color más oscuro y una textura más suave (similar al control), mostrando un resultado similar al obtenido en la sustitución parcial con 10% harina de maíz nixtamalizado y 20% harina de garbanzo. Sin embargo, Schouten et al., 23 reportan que la adición de harina garbanzos entre 20% a 30% en galletas no afecta la textura ni el color, e incluso reduce la formación de acrilamida durante el horneado por la menor reactividad de sus tipos de proteínas con los carbohidratos, adicionalmente, puede mostrar un mejor sabor y alta aceptabilidad general 24).
Legumbres como la chía también han sido utilizados para la sustitución de ingredientes en las formulaciones de galletas; Seda et al. 39, reemplazaron la grasa por harina de chía en niveles de 25% al 100%, lo que provocó aumentos significativos en la dureza y la disminución de la calidad sensorial, siendo la galleta que contenía 25% de harina de chía la que presentó mayor aceptación por los panelistas, adicionalmente, presentó 19,3% más ácido linolénico que la muestra control (0% harina de chía). Por lo expuesto, el uso de harinas de leguminosas puede ser una gran alternativa para la producción de galletas y reducir el contenido graso, así como aumentar el contenido de fibra y proteína.
Conclusiones
La galleta que contenía 50% harina de trigo, 20% harina de maíz nixtamalizada y 30% de garbanzo presentó mayor contenido de proteínas, pero menor contenido de carbohidratos. Se evidenció que el aumento del 10% de harina de garbanzo en las formulaciones provoca una disminución significativa en el contenido de grasa y un aumento en el contenido de proteínas, comparado con la formulación control de la galleta soda. Por otro lado, en el análisis sensorial más del 70% de panelistas percibió las galletas tipo soda con sabor salado y más del 60% con textura crujiente, resaltando estos atributos con más notoriedad en la formulación que contenía 70% de harina de trigo, 10% de harina de maíz nixtamalizada y 20% de harina de garbanzo. Los resultados evidenciaron que el aumento del 10% de harina de garbanzo en las formulaciones aumenta el atributo crujiente pero suave y sabor salado, característicos de las galletas soda comerciales. Como extensión a la investigación, se sugiere continuar las investigaciones con F2 y F3.
