Industria Alimentaria mayo-junio 2018 by Alfa Editores Técnicos

2 [ CONTENIDO ]

Alimentaria MAYO / JUNIO 2018 | VOLUMEN 40, NO. 3 www.alfa-editores.com.mx | buzon@alfa-editores.com.mx

TECNOLOGÍA

EVENTO

EVALUACIÓN DE ALMIDÓN RESISTENTE, ÍNDICE GLUCÉMICO Y CONTENIDO DE FORTIFICANTES DE PREMEZCLA DE ARROZ

TECNOLOGÍA

GEL DE JUGO DE LIMÓN COMO MATERIAL ALIMENTARIO PARA IMPRESIÓN 3D

MANE TASTEVOLUTION SHOWROOM: IMPACTO EN LA EVOLUCIÓN DE LOS INGREDIENTES Y SOLUCIONES DE SABOR

EVENTO

ISM 2018 Y PROSWEETS COLOGNE 2018, 13 AÑOS DE INNOVACIÓN EN CONFITERÍA Y SNACKS

ENTREVISTA

52 EMPAQUE MEXICANO: INDUSTRIA EN CONSTANTE ESPECIALIZACIÓN RUMBO A LA SUSTENTABILIDAD

Industria Alimentaria | Mayo - Junio 2018

TECNOLOGÍA

56 PROPIEDADES FISICOQUÍMICAS Y FUNCIONALES DEL AISLADO DE PROTEÍNA DE GARBANZO

4 [ CONTENIDO ]

EDITOR FUNDADOR

Ing. Alejandro Garduño Torres

Secciones Editorial Novedades Artículo ¿Hacia dónde va el mercado de productos “libres de gluten”?

Tecnología Biopelículas de Listeria monocytogenes en la industria alimentaria

Notas del Sector Nutryplus: Soluciones en Sistemas Endulzantes

Calendario de eventos Índice de anunciantes

DIRECTORA GENERAL

5 6 18 36 44 64 64

CON EL RESPALDO DE LOS SIGUIENTES ORGANISMOS ASESORES:

Lic. Elsa Ramírez Zamorano Cruz CONSEJO EDITORIAL Y ÁRBITROS

M. C. Abraham Villegas de Gante Dr. Francisco Cabrera Chávez Dra. Herlinda Soto Valdez Dr. Humberto Hernández Sánchez Dr. José Pablo Pérez-Gavilán Escalante Dra. Judith Jiménez Guzmán M. C. Ma. del Carmen Beltrán Orozco Dra. Ma. del Carmen Durán de Bazúa Dr. Arturo Inda Cunningham Dr. Mariano García Garibay Ing. Miguel Ángel Zavala Arellano M. C. Rodolfo Fonseca Larios M. en C. Rolando García Gómez Dr. Salvador Vega y León Dr. Santiago Filardo Kerstupp Dra. Silvia Estrada Flores Dr. Valente B. Álvarez DIRECCIÓN TÉCNICA

Q.F.B. Rosa Isela de la Paz G. PRENSA

ORGANISMOS PARTICIPANTES

Lic. Víctor M. Sánchez Pimentel DISEÑO

Lic. María Teresa Bañales Yerena Lic. Lucio Eduardo Romero Munguía VENTAS

Cristina Garduño Torres Karla Hernández Pérez ventas@alfa-editores.com.mx

OBJETIVO Y CONTENIDO El objetivo principal de INDUSTRIA ALIMENTARIA es difundir la tecnología alimentaria y servir de medio para que los técnicos, especialistas e investigadores de todas las áreas relacionadas con la industria alimentaria expongan sus conocimientos y experiencias. El contenido de la revista se ha mantenido actualizado gracias a la aportación de conocimiento de muchas personas especializadas en el área, además la tecnología que difunde es de aplicación práctica para ayudar a resolver los problemas que se plantean al pequeño y mediano industrial mexicano. INDUSTRIA ALIMENTARIA, Año 40, No. 3, mayo-junio 2018, es una publicación bimestral editada por Alfa Editores Técnicos, S.A. de C.V., Unidad Modelo No. 34, Col. Unidad Modelo, Iztapalapa, C.P. 09210, Ciudad de México, Tel. 55 82 33 42, www.alfa-editores.com.mx, ventas@alfa-editores.com.mx. Editor responsable: Elsa Ramírez-Zamorano Cruz. Reserva de Derechos al Uso Exclusivo No. 04-2004-111711534800-102, otorgado por el Instituto Nacional del Derecho de Autor, Licitud de Título No. 860 y Licitud de Contenido No. 506, otorgados por la Comisión Calificadora de Publicaciones y Revistas Ilustradas de la Secretaría de Gobernación. Permiso SEPOMEX No. PP09-0006. Este número se terminó de imprimir el 08 de mayo 2018. Las opiniones expresadas por los autores no necesariamente reflejan la postura del editor de la publicación. Queda estrictamente prohibida la reproducción total o parcial de los contenidos e imágenes de la publicación sin previa autorización.

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IMPRESIÓN 3D DE ALIMENTOS, TENDENCIA QUE CRECE A PASOS AGIGANTADOS La impresión 3D de alimentos ha abierto el camino a formas innovadoras del uso de ingredientes, al tiempo que mantiene la estructura, textura y sabor de los mismos. Además, es saludable y benéfica para el medio ambiente ya que transforma proteínas de algas, hojas de betabel o insectos en productos atractivos y con buen sabor. Uno de los beneficios más importantes de la impresión 3D es que da pauta a la personalización de alimentos de acuerdo con las preferencias y necesidades de cada individuo, dando paso a nuevos sabores, texturas y maneras únicas para proporcionar experiencias de alimentación, cada vez más apreciadas por los consumidores, sobre todo los de la generación millenial.

Lo que iniciara hace unos años como experimentos y que con el tiempo ha dado paso a la creación de proyectos como Foodini, una impresora 3D desarrollada en 2014 por la compañía española Natural Machine y que puede rellenar pastas o hacer pizzas de manera rápida e imprimir recetas completas en menos de un minuto, ahora da señales de consolidación como indica un reciente estudio de la firma MarketsAndMarkets, en el que se prevé que el mercado de impresión tridimensional se valore en 425 millones de dólares para 2025, creciendo a una tasa compuesta anual de 54.75 por ciento entre 2018 y 2025, impulsado por factores como el avance del segmento de alimentos personalizados y la demanda de las aplicaciones de impresión 3D en la salud, donde se han tenido los éxitos más destacados del empleo de esta tecnología. Actualmente, agrega MarketsAndMarkets, las impresoras de alimentos 3D se utilizan principalmente para crear chocolates, dulces y productos de panificación debido a la creciente demanda de bocadillos y pasteles personalizados por parte de los consumidores. “La mayoría de las empresas de fabricación de impresoras 3D para alimentos se centran en los usuarios de la vertiente comercial como sus clientes más potenciales, ya que es fácil proporcionarles servicios de capacitación y mantenimiento”. Proyectos más recientes que se han sumado a esta tendencia son, por ejemplo, ChefJet, que imprime

[ EDITORIAL ] 5

con moléculas de azúcar, y Dovetailed, que ha desarrollado una atractiva forma de imprimir alimentos mediante ingredientes líquidos. A pesar de su popularidad como idea novedosa, el número de empresas que realmente aplican la tecnología de impresión 3D en el sector alimentario es todavía relativamente escaso. Con el objetivo de profundizar en esta tendencia que con el tiempo se instalará en la cotidianidad tanto de negocios de food service como en los hogares, dedicamos la presente edición de Industria Alimentaria a la impresión 3D de alimentos, mediante un interesante texto que propone la utilización de gel de jugo de limón como materia prima para la impresión 3D de alimentos. Además, incluimos una evaluación del almidón resistente, índice glucémico y contenido de fortificantes de una premezcla de arroz, una revisión a las biopelículas de Listeria monocytogenes en la industria alimentaria, un estudio del efecto de biopelículas extraídas de residuos de la industria camaronera sobre algunas características del jitomate, así como un reporte de nuestra visita a la principal feria mundial sobre confitería y snacks: ISM 2018; entre otros contenidos de interés para la industria de alimentos y bebidas. Bienvenid@s a “Industria Alimentaria” de mayo y junio del 2018, el equipo de Alfa Editores Técnicos agradece su lectura y le invita a formar parte de “TecnoTextura: Seminario Teórico-Práctico sobre Textura de los Alimentos”, a celebrarse los días 16 y 17 de mayo del 2018 en el Hotel Royal Pedregal de la Ciudad de México. Aproveche los descuentos de inscripción y conozca las opciones de patrocinio para proveedores, en el sitio web de Alfa Promoeventos, empresa mexicana con más de 19 años de experiencia en “transformar en excelentes a los mejores”: www.alfapromoeventos.com. Lic. Elsa Ramírez-Zamorano Cruz Directora General

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{6} LA INNOVACIÓN EN ENVASADO Y PROCESAMIENTO, PRESENTE EN EXPO PACK MÉXICO 2018 EXPO PACK México 2018 (Expo Santa Fe México, Ciudad de México, 5 al 8 de junio próximos), el mayor evento de envasado y procesamiento en Latinoamérica, contará con múltiples plataformas de innovación que apoyarán en la resolución de los desafíos de una gran variedad de industrias del mercado de envasado y procesamiento, anunció la empresa organizadora del evento: PMMI, la Asociación de Tecnologías de Envasado y Procesamiento.

Novedades

Las novedades que verán los asistentes en EXPO PACK México 2018 abordarán soluciones específicas para desafíos críticos del cliente, resaltadas en los estudios de investigación de la industria PMMI’s Vision 2025 y 2017 Evolution of Automation. “La mayor conciencia de la salud, la conveniencia y el costo son los factores clave de las preferencias de empaque entre los consumidores latinoamericanos, de acuerdo con el estudio Vision 2025”, dijo Gerardo Barajas, director de EXPO PACK, en un comunicado. “Estas tendencias son las que determinan las propuestas que podrán observar en nuestro evento”. Dichas soluciones están centradas en las tendencias que impulsan el crecimiento de la industria, como etiquetado, codificación y serialización, tecnología de seguridad alimentaria, sostenibilidad, snacks, automatización y procesamiento. Esto incluye diseño de equipos de líneas de inocuidad para las industrias de alimentos, bebidas, farmacéutica, cosmética y petroquímica; sistemas flexibles de fabricación para las industrias farmacéutica, alimenticia y de confitería; análisis de necesidades 360° desde enfoques de sanidad-inocuidad, producción, ingeniería, financiamiento, seguridad y sustentabilidad; y novedades para el envasado de cerveza artesanal, segmento que busca optimizar su proceso productivo. Además, dentro del “Espacio para Innovadores“, EXPO PACK ofrecerá la oportunidad de asistir a conferencias que abordarán tendencias clave de la industria, de manera gratuita dentro del piso de exposición. Para conocer el calendario completo de presentaciones de tal foro, visite el sitio web www. expopack.com.mx.

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UNIVERSITARIAS CREAN BEBIDA FUNCIONAL CON POTENCIAL NUTRACÉUTICO, ANTILÍTICO Y DIURÉTICO Los cálculos renales producen síntomas serios que llevan a los pacientes directo al hospital. La litiasis renal en México tiene una incidencia de 24 por cada 10,000 habitantes, aunque es baja, se sabe que entre el 10 y 12 por ciento de todos los individuos pueden desarrollar esta enfermedad en algún momento de su vida, y la recurrencia es a 1 año el 10%, a 5 años el 35% y a 10 años el 50% de la población que ha sufrido de litiasis renal (García Nieto et al., 2016; Estrada et al., 2004). En ese contexto, Daniela Contreras y Ana Paola Valladares, estudiantes de décimo semestre de la carrera de Ingeniería en Biotecnología (IBT) del Tec de Monterrey en Puebla, desarrollaron KAANA KIN, una bebida funcional en polvo de origen 100 por ciento mexicano y con extracto de la planta representativa de la cultura mexicana por excelencia: el maíz, pues está hecha con extracto de cabello de elote (Zea mays). Contreras explicó que se busca colocar esta innovación en el mercado como una bebida que además de ser disfrutable por cualquier miembro de la familia, ofrece una opción natural y con el potencial tanto nutracéutico como antilítico y diurético que provee el extracto de cabello de elote. Las dos jóvenes investigadoras explicaron que kaana kin puede venderse en una presentación de sobre de 15 gramos de polvo granulado sabor a fresa, que rinde para 1 litro de agua.

{7} JOSÉ CALZADA RENUNCIA A LA SAGARPA, LO SUSTITUYE BALTAZAR HINOJOSA El titular de la Secretaría de Gobernación (Segob), Alfonso Navarrete Prida, dio posesión a Baltazar Hinojosa Ochoa como nuevo titular de la Secretaría de Agricultura, Ganadería, Desarrollo Rural, Pesca y Alimentación (Sagarpa), luego de que se le tomara la protesta de ley, con lo que sustituye a José Calzada Rovirosa.

Servicios a la Comercialización y Desarrollo de Mercados Agropecuarios (Aserca), perteneciente a la Sagarpa.

Novedades

El nuevo secretario de Agricultura se comprometió a cumplir con las prioridades ordenadas, entre ellas mantener la expansión de la producción del campo, impulsar las exportaciones agroalimentarias del país y profundizar las acciones de desarrollo agrícola, ganadero y pesquero a nivel nacional. Señaló que se apoyará a los productores del sector social para buscar las alternativas y hacerlos cada vez más eficientes y productivos, con el objetivo de que los beneficios lleguen a todos y se mejoren las condiciones de vida en el campo nacional. De esta forma, dijo, se incentivará y potencializará a los integrantes del sector agroalimentario, en el área comercial y de autoconsumo, con el ánimo de que sigan contribuyendo al crecimiento de nuestro país. Del 2012 al 2015, Hinojosa Ochoa ocupó el cargo de director en jefe de la Agencia de

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{8}

EVALUACIÓN DE ALMIDÓN RESISTENTE, ÍNDICE GLUCÉMICO Y CONTENIDO DE FORTIFICANTES DE PREMEZCLA DE ARROZ Tecnología

{ W. A. Yulianto*, A. M. Susiati y H. A. N. Adhini }

RESUMEN

Palabras clave: Material para recubierto; fortificante; glucémico; arroz

La incidencia de diabetes en Indonesia ha ido aumentando año tras año. Las dietas con un índice glucémico bajo y alimentos de almidón altamente resistentes pueden ayudar a los diabéticos a controlar sus niveles de glucosa en sangre. Se sabe que los diabéticos tienen deficiencias de micronutrientes como cromo, magnesio y vitamina D que pueden superarse consumiendo arroz fortificado mediante el uso de un método de recubrimiento. La fortificación del arroz precocido (arroz premezclado) se puede lograr recubriendo con HPMC (hidroxipropil metil celulosa), MC (metil celulosa), CMC (carboximetilcelulosa), goma arábiga y almidón de arroz. Esta investigación tuvo como objetivo evaluar los niveles de almidón resistente, índice glucémico y fortificantes de premezclas de arroz recubiertas con diferentes concentraciones y tipos de materiales de revestimiento comestibles. Esta investigación utilizó un diseño completamente aleatorio,

con tratamientos para las concentraciones y los tipos de revestimiento comestible (HPMC, CMC, MC, goma arábiga y almidón de arroz). Las concentraciones de recubrimiento comestible fueron 0.15%, 0.2% y 0.25% para revestimientos de derivados de celulosa; 25%, 30%, 35% para goma arábiga y 2%, 3.5% y 5% para almidón de arroz. Esta investigación muestra que la premezcla de arroz enriquecido recubierto con varias concentraciones y tipos de materiales de revestimiento comestibles es alta en almidón resistente y tiene un índice glucémico bajo. El tratamiento de recubrimiento afecta los niveles de magnesio y vitamina D, pero no afecta los niveles de cromo en el arroz precocido. La mezcla del arroz con un bajo índice glucémico y alto contenido de nutrientes (cromo, magnesio y vitamina D) se hizo utilizando arroz recubierto con CMC al 0.25% y HPMC al 0.25% con un índice glucémico de 39.34 y 38.50, respectivamente.

{ Facultad de Agroindustria, Universidad de Mercu Buana Yogyakarta }

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10 [ TECNOLOGÍA ] Con 154,062 pacientes con diabetes mellitus, Indonesia ocupa el cuarto lugar a nivel mundial detrás de China (1’023,504 pacientes), India (760,429 pacientes) y los Estados Unidos (223,937 pacientes) [1]. Según los resultados de la investigación básica de salud realizada en 2013, la prevalencia de diabéticos en Indonesia alcanzó el 6.9% de la población, la proporción con tolerancia alterada a la glucosa el 29.9% y alteración del azúcar en sangre en ayunas el 36.6% [2]. Los diabéticos generalmente limitan su consumo de arroz basándose en la suposición de que el arroz es un alimento que tiene una alta respuesta glucémica. Sin embargo, no todo el arroz es hiperglucémico [3]. La investigación realizada por [4] mostró que el arroz precocido tradicional tiene un IG de 46 y puede disminuir significativamente el perfil de azúcar en sangre en la diabetes tipo 2, en comparación con el arroz no precocido (IG 55). Mientras tanto, se ha informado que las personas con diabetes tienen una deficiencia de cromo [5], una deficiencia de magnesio [6] y una deficiencia de vitamina D también [7-8]. Tales deficiencias de nutrientes pueden conducir a un aumento en el azúcar en la sangre. Los intentos de producir arroz con un IG bajo y fortificado con cromo han ayudado al éxito en el desarrollo del proceso de fortificación de arroz precocido con cromo [9] a través de la mejora del proceso. A pesar de producir IG suficientemente bajo (36.33) y almidón gastrointestinal de 11.88% (bk), los resultados de la prueba sensorial de los panelistas mostraron que sus niveles favorecidos variaron de 'menos preferido a preferido'. Para mejorar las preferencias del consumidor, se podría agregar un refuerzo de sabor al arroz. Entre los ingredientes comúnmente utilizados en los alimentos como potenciadores de aroma, el extracto de hoja de pandanus es el más destacado. Los principales compuestos responsables de la fragancia o aroma de pandanus son: 2-acetil-1-pirolina (2AP). Estos compuestos también se encuentran en el arroz

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perfumado (arroz aromático) [10-12]. Además de ser un refuerzo de aroma alimentario, el pandanus también tiene usos médicos como diurético, cardio-tónico y antidiabético [13]. La adición de extracto de pandanus y micronutrientes (Cr y Mg) al arroz se puede hacer mediante recubrimiento. Los materiales de revestimiento comestibles que se pueden usar para recubrir el arroz son: metil celulosa (MC) e hidroxipropil metil celulosa (HPMC). Dichos materiales, y la combinación de ambos, se han utilizado con éxito como un material de revestimiento comestible en el arroz fortificado con hierro [14]. Como resultado, se encontró que los panelistas favorecían el arroz fortificado con hierro que tenía una combinación de HPMC y MC (3:1) en un 2%. De manera similar, se informó por [15] que la retención máxima de micronutrientes (vitaminas y minerales) en el arroz premezclado ocurre cuando se recubre con combinaciones de HPMC y MC (3:1) con retención de hierro del 100%. [12] aplicaron un recubrimiento de arroz con 5% de almidón de arroz y 30% de sorbitol utilizado para enriquecer el aroma del extracto de hoja de pandanus. Choi et al. [16] recubrieron el arroz con almidón resistente tipo 4 para disminuir la digestibilidad y la respuesta a la glucosa en experimentos con ratones. Mientras tanto, el revestimiento de goma arábiga a una concentración del 40% y con un 20% de extracto de especias fue el mejor tratamiento para el recubrimiento rápido de arroz [17]. Este estudio tuvo como objetivo evaluar los niveles de almidón resistente, glucémico y fortificantes (cromo, magnesio y vitamina D) para determinar el mejor tipo de recubrimiento y el nivel de arroz premezclado enriquecido con cromo, magnesio y vitamina D.

MATERIALES Y MÉTODO Producción de arroz precocido Se lavaron y desecharon 10 kg de arroz de la variedad Ciherang. Luego se remojó en 15 litros

[ TECNOLOGÍA ] 11 de agua a una temperatura de 65 °C ± 2 °C durante 2.5 horas, después de lo cual se drenó y se coció a vapor durante 25 minutos, luego se enfrió a 0 °C durante 6 horas y finalmente se secó. El proceso de secado se realizó usando un secador de gabinete hasta que tuvo un contenido de humedad de 13-14% (peso húmedo) a una temperatura de 50 ºC. La medición del agua se realizó usando un probador de humedad.

Recubrimiento de arroz precocido. Se recubrieron 500 g de arroz precocido con nutrientes poliméricos (Cr, Mg y vitamina D). Los niveles de límite máximo diario de ingesta para adultos fueron 50 mg de vitamina D y 350 mg de magnesio [19], mientras que para cromo el

Recubrimiento de arroz precocido Preparación del extracto de pandanus. Los extractos de hoja de pandanus se prepararon usando los métodos modificados de Al-Jamal y Rasheed [18]. Un total de 500 g de extracto de pandanus que se habían molido previamente se remojaron en 1500 mL de agua caliente (88 °C) en un baño de agua, durante 6 horas. Además, la filtración, usando papel Whatman no. 41, se llevó a cabo y finalmente se hizo una concentración de vacío rotativo a una temperatura de 60 °C para obtener 150 mL de extracto de hierbas. Preparación de materiales de recubrimiento. El revestimiento de arroz precocido se hizo usando una variedad de materiales de revestimiento comestibles, concretamente HPMC (hidroxipropil metil celulosa), MC (metilcelulosa), CMC (carboxilmetilcelulosa) (0.15%, 0.2% y 0.25%), goma arábiga (25%, 30% y 35%) y almidón de arroz (2%, 3.5% y 5%). Se utilizó una composición de la mezcla de revestimiento de derivados de celulosa como en [15] con ligera modificación, que consiste en 5% de CMC/MC/HPMC, 28.5% de etanol (95%) y 66.7% de agua para 5% de contenido de película comestible. Mayo - Junio 2018 | Industria Alimentaria

12 [ TECNOLOGÍA ] límite diario de ingesta segura fue de 50-200 mg por día para adultos [20]. Esta cantidad se utilizó como referencia en la fortificación de arroz precocido. Para hacer 500 g de recubrimiento de arroz precocido se necesita una solución de Cr: 5.6 mL o 112 μg de cromo, 13 mL o 780 mg de magnesio, y 4.5 mL o 900 UI de vitamina D (solución multinutritiva). El uso de revestimientos a partir de derivados de celulosa, recubrimiento multinutritivo en arroz precocido, se resolvió gradualmente con solución de polímero. Cada revestimiento terminado se secó a una temperatura de 40-50 °C durante 5-10 minutos para evaporar el disolvente. Mientras que el recubrimiento multinutritivo con solución de polímero (sorbitol 30%) en arroz precocido con goma arábiga y almidón de arroz se realizó en una etapa, seguida de un proceso de secado.

TABLA 1. Contenido resistente de almidón de la premezcla de arroz fortificado con cromo, magnesio, vitamina D y extracto de pandanus usando varios tipos y concentraciones de materiales de recubrimiento.

Englyst modificado [21], el contenido de vitamina D por método HPLC, las concentraciones de Cr y Mg se midieron por el método AAS [22], y las pruebas de índice glucémico se realizaron usando 16 voluntarios sanos y no diabéticos. El diseño del experimento fue aleatorio completo (RAL). Los resultados obtenidos se analizaron con la varianza (ANOVA) al 95% de nivel de confianza. Si la diferencia fue amplia, cada tratamiento se continuó con la prueba de rango múltiple de Duncan. El tratamiento utilizado fue 15 tratamientos con 2 repeticiones. Después de un ayuno nocturno (10 horas), se solicitó a cada 2 voluntarios que consumieran 1 tipo de muestra de arroz cocido de los 15 productos elaborados, y luego se pidió a 3 voluntarios que consumieran pan como estándar. El número de muestras consumidas es equivalente a 50 gramos de carbohidratos.

Análisis de producto y datos

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

El arroz premezcla obtenido se analizó para almidón glucémico (RS) utilizando un método

Almidón resistente

Tratamiento

Almidón resistente (%)

Tipo de recubrimiento

Concentración (%)

0.15

9.27d

0.20

10.56d

0.25

7.85bcd

CMC

0.15

4.56a

CMC

0.20

5.92abc

CMC

0.25

9.86d

HPMC

0.15

4.74a

HPMC

0.20

5.58ab

HPCM

0.25

10.51d

Almidón de arroz

2.00

3.75a

Almidón de arroz

3.50

8.43cd

Almidón de arroz

5.00

10.18d

Goma arábiga

25.00

5.80abc

Goma arábiga

30.00

5.03a

Goma arábiga

35.00

4.75a

Nota: El número seguido por diferentes letras indica una diferencia significativa (P<0.05)

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El contenido de almidón resistente (RS) de arroz premezclado (no significativamente diferente), en el rango de 7.85-10.56%, ocurrió en tratamientos con recubrimiento de MC en todas las concentraciones, recubrimiento de CMC 0.25%, HPMC 0.25% y recubrimiento de almidón en concentraciones de 3.5% y 5% (Tabla 1). Mientras tanto, el recubrimiento con goma arábiga produjo niveles relativamente bajos de RS en todos los niveles de concentración. El recubrimiento de MC se consideró lo suficientemente bueno para recubrir el arroz de premezcla cuando se consideró por sus niveles de RS, debido a que un bajo nivel de concentración fue capaz de producir altos niveles de digestibilidad de almidón resistente. Investigaciones previas sugieren que el contenido de almidón resistente de arroz precocido fortificado con Cr aumentó de 9.57% a 11.99% [9]. [23] informaron niveles de RS en variedades de arroz Ciherang de 1.78%. El contenido de almidón resistente en el arroz instantáneo

[ TECNOLOGÍA ] 13 con el proceso de tratamiento térmico con humedad varió de 7.63% a 10.18%, el aumento en el contenido de almidón resistente fue de 8.86 a 54.65% [24]. El RS que está presente en la premezcla de arroz está incluido en el tipo RS 3. El RS 3 es el más comúnmente encontrado y es una fracción de almidón generalmente obtenida como retrogradación de la amilosa durante el proceso de enfriamiento de la gelatinización del almidón [25]. El enfriamiento adicional del proceso de precocido en este estudio proporcionó oportunidades para la retrogradación del almidón. En general, cuanto mayor es el nivel de almidón de amilosa, mayor es el contenido del almidón resistente y lento de digerir [9]. El grado de retrogradación depende del tiempo

y la temperatura de almacenamiento, las fuentes de almidón y otras moléculas contenidas en el sistema. La retrogradación que se produce en la amilosa es irreversible a temperaturas inferiores a 100 °C [26], porque los cristales de amilosa se derriten a temperaturas superiores a 100 °C. Fue reportado por Guraya et al. [25] que un proceso de enfriamiento a una temperatura de 1 °C durante 12 horas, sin agitación contra la solución de almidón no ceroso, que se había cortado con ramificaciones de pulunasa, redujo el índice de digestión en un 59%. RS tiene funciones como: ser una fibra dietética que tiene un efecto hipoglucémico, actúa como prebiótico, reduce el riesgo de formación de cálculos biliares, tiene un efecto hipocolesterolémico, inhibe la acumulación de grasa, especialmente de ácido butírico [27-29].

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14 [ TECNOLOGÍA ] Nivel de glucosa Los valores del índice glucémico se calcularon basándose en el área bajo la curva de respuesta de azúcar en sangre de los voluntarios en cada uno de los tratamientos de arroz premezclado, que se muestran en la Tabla 2. Según el análisis de datos en la Tabla 2, se puede ver que el valor de la premezcla producida con arroz incluye arroz con un IG bajo, debido a que el rango de valores IG del arroz premezclado es 31-54. Los alimentos con un IG de menos de 55 son alimentos bajos en IG. Investigaciones anteriores informaron que el arroz precocido modificado con una fortificación de Cr de 28.13 g por 100 g de CrCl3 y picolinato de Cr tiene un IG de 25 y 26 respectivamente [30]. El bajo valor IG del arroz precocido se ve afectado por factores de procesamiento. Cocinar almidón a altas temperaturas durante periodos prolongados de tiempo y volver a enfriarlo puede provocar cambios en la estructura de los gránulos de almidón disueltos para formar almidón degradado. Este almidón es insoluble y difícil de digerir (almidón resistente). La cantidad de RS en la mayoría de los

TABLA 2. Índice glucémico de la premezcla de arroz fortificado con cromo, magnesio, vitamina D y extracto de pandanus usando varios tipos y concentraciones de materiales de recubrimiento.

Tratamiento

Almidón resistente (%)

Tipo de recubrimiento

Concentración (%)

0.15

33.39a

0.20

31.22a

0.25

33.43a

CMC

0.15

52.68b

CMC

0.20

33.93a

CMC

0.25

33.34a

HPMC

0.15

54.46b

HPMC

0.20

53.43b

HPCM

0.25

38.50a

Almidón de arroz

2.00

53.44b

Almidón de arroz

3.50

40.17b

Almidón de arroz

5.00

37.29a

Goma arábiga

25.00

34.56a

Goma arábiga

30.00

36.60a

Goma arábiga

35.00

38.29a

Nota: El número seguido por diferentes letras indica una diferencia significativa (P<0.05)

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productos crudos es por lo general muy baja, pero el procesamiento y el almacenamiento pueden causar un aumento [31]. Con base en el valor de IG, el arroz de premezcla con un tratamiento de recubrimiento de goma arábiga tiene un IG bajo, a pesar de sus niveles relativamente bajos de RS. Esto puede deberse a que la goma arábiga se incluye en el tipo de fibra dietética soluble. La presencia de fibra dietética puede afectar los niveles de glucosa en sangre. En general, los altos contenidos de fibra dietética contribuyen a bajos valores de IG. La pectina y la goma pertenecen al tipo de fibra soluble en agua y determinan la viscosidad de la fibra dietética. Por lo tanto, la función soluble de la fibra dietética es necesaria para los pacientes con diabetes mellitus porque puede reducir la absorción de glucosa en el intestino delgado [32].

Fortificantes Cromo. La fortificación es el proceso de agregar vitaminas, minerales y aminoácidos a los productos alimenticios, a fin de mejorar la calidad nutricional de la ingesta de alimentos y proporcionar beneficios para la salud con un riesgo mínimo. La Tabla 3 muestra que el arroz de premezcla con diversos tipos y concentraciones de materiales de revestimiento no afectó el contenido de cromo del arroz de premezcla resultante, que varió de 0.07 a 0.26 mg/kg. La investigación realizada por Yulianto et al. [9] informó que el arroz precocido obtenido a partir de un proceso de remojo de arroz con niveles de CrCl3 de 7.47 mg/L produjo arroz con un índice glucémico de 36.33 y un contenido total de Cr de 0.56 mg/kg. A partir de los resultados de este estudio, se puede observar que la fortificación del recubrimiento es lo suficientemente buena como para incrustar la fuente de Cr en el arroz precocido. El cromo es importante en el control del azúcar en la sangre. La acción del cromo es demostrada por la activación de pequeños péptidos que

[ TECNOLOGÍA ] 15 aumentan la acción de la insulina en la unión con sus receptores, lo que produce un aumento de la glucosa o del azúcar en sangre que ingresa a las células [19]. La adecuada ingesta diaria de cromo para los hombres es de 25-26 μg por persona por día, mientras que para las mujeres es de 19-30 μg por persona por día [33]. Con base en esta tasa de adecuación nutricional, el contenido de Cr del arroz premezclado es mucho mayor que la cantidad necesaria, por lo que para este arroz premezclado, la dilución debe realizarse para satisfacer las necesidades de ingesta diaria de cromo. A partir del análisis, se pueden tomar datos para mostrar niveles de contenido de cromo de 0.07-0.26 mg/1000 kg de arroz, o 12.6-46.8 μg/180 g de arroz (se calcula que el consumo diario de arroz es de 180 g), por lo que la premezcla de arroz puede combinarse hasta 9.36 veces para cumplir con el ni-

vel de exigencia de ingesta de 5 μg de cromo (20% del requerimiento diario de cromo) como alimento enriquecido. Para el magnesio en la Tabla 3 se puede observar que el uso de diferentes concentraciones del mismo tipo de material de recubrimiento no marcó una diferencia significativa en el contenido de magnesio del arroz precocido fortificado con múltiples nutrientes, excepto en el tipo de revestimientos de CMC que mostraron diferencias significativas a niveles de concentración de 0.15% y 0.2%. Los resultados de este estudio mostraron que el recubrimiento de fortificación es lo suficientemente bueno para unir una fuente de magnesio al arroz precocido. En la fortificación de alimentos, los niveles fortificantes (Cr, Mg y vitamina D) no pueden su-

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16 [ TECNOLOGÍA ] perar el límite del 20% de RDA (ingesta diaria recomendada) por ración [34]. La ingesta de Mg mineral para los hombres es de 148 mg/ persona/día y para las mujeres de 155 mg/persona/día [33]. El contenido de magnesio del arroz precocido producido varió de 1100-1450 mg/kg. A partir del análisis, se pueden tomar datos para mostrar niveles de magnesio de 1100-1450 mg/kg de arroz o 198-261 mg/180 g de arroz. La mezcla previa de arroz se puede mezclar con arroz común entre 1.32 y 1.74 veces para cumplir con la cantidad necesaria de 148-155 mg de magnesio; o 6.6 a 8.7 veces para satisfacer el requisito de 29.6-31 mg de magnesio como alimento enriquecido. La importancia de la ingesta suficiente de magnesio, especialmente en individuos con diabetes mellitus, se atribuye a su papel en el mantenimiento homeostático de la glucosa en sangre, junto con la activación de los factores implicados en la sensibilidad a la insulina [19].

TABLA 3. Grado de cromo (mg/kg), magnesio (mg/kg) y vitamina D (mg/100g) de la premezcla de arroz usando varios tipos y concentraciones de materiales de recubrimiento.

La vitamina D de la Tabla 3 muestra que el uso de diferentes concentraciones del mismo tipo de material de recubrimiento no produjo ninguna diferencia significativa en los niveles de vitamina D del arroz precocido fortificado con multinutrientes, excepto en los tipos de recubrimientos de CMC y HPMC que mostraron diferencias significativas . El tratamiento de arroz precocido con materiales de recubrimiento MC, almidón y goma arábiga que contienen vitamina D, no fue significativamente diferente. El contenido de vitamina D en estos tres tipos de recubrimientos varió de 0.19 a 0.28 mg/100 g o menos de 3 mg/100 g. La ingesta de vitamina D requerida, según la RDA, es de 5 mg/ día para adultos (1 mg de colecalciferol = 40 UI de la vitamina), mientras que el límite máximo de ingesta diaria para adultos es de 50 mg o 200 UI para la vitamina D [19] En Indonesia, la adecuación de vitamina D en niños/lactantes es de 5 a 15 mg/persona/día; los hombres de 15 a 20 mg/persona/día; las mujeres de 15 a 20 mg/persona/día [33]. Los niveles más altos

Tratamiento Tipo de recubrimiento

Concentración (%)

Cr (mg/kg)

0.15

Mg (mg/kg)

Vitamina D (mg/100g)

0.21

abc

1326.32

0.19a

0.20

0.18

1348.89abc

0.26a

0.25

0.21

1436.47c

0.28a

CMC

0.15

1113.94

2.04b

CMC

0.20

0.12

1451.99c

1.89b

CMC

0.25

0.17

1322.18abc

3.63d

HPMC

0.15

0.14

1373.48

2.01b

HPMC

0.20

0.14

1275.09abc

2.48c

HPCM

0.25

0.10

1304.83abc

3.58d

Almidón de arroz

2.00

0.11

abc

1286.67

0.25a

Almidón de arroz

3.50

0.11

1285.23abc

0.24a

Almidón de arroz

5.00

0.09

1168.87ab

0.27a

Goma arábiga

25.00

0.07

abc

1303.93

0.21a

Goma arábiga

30.00

0.11

1265.25abc

0.20a

Goma arábiga

35.00

0.26

1214.18abc

0.25a

Nota: El número seguido por diferentes letras indica una diferencia significativa (P<0.05)

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[ TECNOLOGÍA ] 17 de vitamina D en el arroz premezclado fueron 3.6 mg/100 g de arroz o 6.48 mg/180 g de arroz (consumo diario estimado de arroz). A partir de estos datos se puede ver que el recubrimiento de fortificación no es lo suficientemente bueno como fuente de vitamina D incorporada en el arroz precocido. Esto puede deberse a varias razones, una de las cuales es que la vitamina D es insoluble en agua, mientras que el material de recubrimiento utilizado en esta investigación es soluble en agua. Además, la vitamina D tiende a ser sensible al calor, y el proceso de premezcla de arroz precocido utiliza calor a una temperatura de 50 °C.

Para consulta de la bibliografía, visite la versión virtual en www.alfa-editores.com.mx.

CONCLUSIÓN Con base en los resultados de esta investigación, se concluyó que el arroz premezclado fortificado y recubierto con diversas concentraciones y tipos de materiales de revestimiento comestibles tiene almidón altamente resistente e índice glucémico bajo. El tratamiento de recubrimiento afecta los niveles de magnesio y vitamina D, pero no afecta los de cromo en el arroz precocido. El arroz con un bajo índice glucémico y altos nutrientes (cromo, magnesio y vitamina D) se obtuvo con la premezcla de arroz recubierto con CMC 0.25% y HPMC 0.25% produciendo índices glucémicos de 39.34 y 38.50, y contenido de almidón resistente de 9.86% y 10.51%, respectivamente. Tomado del International Symposium on Food and Agro-biodiversity (ISFA) 2017

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Artículo

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¿HACIA DÓNDE VA EL MERCADO DE PRODUCTOS “LIBRES DE GLUTEN”? Uno de los temas de salud relacionados con la alimentación que cada vez se hace más presente en todo tipo de contextos es la intolerancia al gluten, una afección en forma de rechazo del organismo (alergia) causada por la enfermedad celiaca (de latín coeliacus, relativo al vientre).

la especialista en un boletín oficial de la UNAM hace casi dos años; de ahí la preocupación e importancia que cada vez más recibe este padecimiento tanto en el sector fabricante de alimentos y bebidas a nivel industrial como en los negocios gastronómicos.

De acuerdo con la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM), se trata de una enteropatía crónica (alteración patológica producida en el tracto digestivo) mediada por el sistema inmune, que se relaciona con factores genéticos de quienes la padecen; explica Antonia Isabel Castillo Rodal, investigadora de la Facultad de Medicina (FM) de la máxima casa de estudios.

Actualmente, cabe precisar, no existe un tratamiento disponible para curar la enfermedad celiaca, aunque se intenta crear una vacuna que ayude a contrarrestarla, pero aún se ve lejana; lo que significa que los consumidores celiacos tienen de momento como única opción seguir una dieta libre de gluten lo que ha impulsado las ventas de este tipo de productos.

El padecimiento se expresa mediante un proceso inflamatorio intenso en el intestino delgado, especialmente en el duodeno, que responde a la ingesta de alimentos con gluten (conjunto de proteínas contenidas exclusivamente en la harina de cereales como el trigo, la cebada y el centeno, entre otros). Sus síntomas pueden confundirse con los del síndrome de intestino irritable: distensión y dolor abdominal, diarrea, pérdida de peso y malestar general. Además, es posible que quien la padezca tenga manifestaciones extraintestinales como alguna afección de la piel (dermatitis herpetiforme o neuropatía periférica). Hay pacientes prácticamente asintomáticos y otros que llegan a presentar un síndrome de malabsorción intestinal. “Lo grave de la enfermedad celiaca es que, si no es diagnosticada de manera temprana y tratada a tiempo, se puede sufrir desnutrición grave (ocasiona mala absorción intestinal de los nutrientes) o fallecer, aunque la muerte por este padecimiento es cada vez más rara”, alertó Industria Alimentaria | Mayo - Junio 2018

MERCADO EN EXPANSIÓN “Libres de gluten” es una sentencia (‘claim’, en el argot agroindustrial) cada vez más constante en distintos tipos de productos alimentarios, principalmente los que emplean insumos a base de cereales y que han logrado sustituir los insumos con gluten por otros sin su presencia, o erradicar dicho grupo de proteínas gracias a novedosas técnicas. De acuerdo con un reciente trabajo de Market Insights Reports, a nivel mundial el mercado de alimentos y bebidas sin gluten está dominado por los productos de pan, galletas y aperitivos, que se prevé sea la categoría de más rápido crecimiento dentro del espectro de alimentación para personas celiacas. Según las estimaciones, este mercado registró ingresos por 629 millones de dólares en 2016, y se espera que crezca a una tasa compuesta anual de 10.5% durante el periodo 2018-2023.

{19} Por otro lado, los estudios sobre el comportamiento de compra demuestran que el 55% de los consumidores tiende a gastar 30% o más de su presupuesto en compras del supermercado cuando se trata de alimentos sin gluten, lo que demuestra la necesaria inclusión de productos sin dicho componente en los estantes, preferentemente con precios lo más cercanos posibles a las versiones “tradicionales” con gluten.

¡SALUD!... LIBRE DE GLUTEN En materia de bebidas, el protagonista de la tendencia sin gluten es, sin duda, la cerveza. De acuerdo con el medio Star Tribune, que data de 1867, a medida que la demanda de alimentos sin gluten ha aumentado, los cerveceros se han tenido que adaptar para satisfacerla; por lo que muchas cervecerías nuevas y otras ya establecidas producen ahora la bebida con gluten reduci-

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Artículo

Otras cifras al respecto: un análisis de Grand View Research, Inc. afirma que el mercado de productos libres de gluten fue valorado en 14.94 mil millones de dólares en 2016, y se augura un crecimiento a una tasa compuesta anual de 9.3% entre 2017 y 2025. Mientras que un estudio de Research and Markets señala que el mercado mundial de cerveza libre de gluten crecerá a una tasa compuesta anual del 17.43% durante el periodo 2018-2022.

Directivos de la sexta edición de la feria Free from Functional Food Expo (a celebrarse los días 16 y 17 de mayo en Estocolmo, Suecia) afirmaron recientemente que se espera que el folato, las algas, los frijoles y los granos antiguos se conviertan en una tendencia en ingredientes clave para que los productores aumenten el contenido de proteínas y yodo en sus productos sin gluten.

20 [ ARTÍCULO ] do a niveles tales que no afectan al consumidor, y, por otro lado, hay más fabricantes de cervezas totalmente sin gluten que nunca. La cerveza se elabora tradicionalmente con cebada, trigo, centeno y otros granos que contienen gluten. Para hacer una cerveza que no contenga gluten, los productores deben usar fuentes alternativas de almidón que no presenten ese conjunto de proteínas, como el mijo, el maíz, el arroz o el sorgo. Un problema de las cervezas sin gluten siempre ha sido que estos granos no tienen el sabor de los cereales tradicionales, profundiza Star Tribune. En el caso del sorgo, el sabor puede ser desagradable. Para muchos aficionados a la cerveza, el perfil de estas bebidas ha sido históricamente decepcionante en el mejor de los casos. Pero la nueva clase de cerveceras está experimentando con varias opciones para superar estas limitaciones. “Pensando como chefs”, están manipulando los componentes básicos del sabor (la amargura, la dulzura y los sabores a base de hierbas y frutas del lúpulo) para equilibrar y enmascarar las características menos deseables. El resultado son cervezas que, aunque no saben exactamente como la bebida tradicional, son bastante agradables al ingerirlas. Las cervezas reducidas en gluten están hechas con granos tradicionales. Un producto basado en enzimas desarrollado originalmente para clarificar la cerveza descompone el gluten en compuestos inofensivos. Como resultado, estas bebidas tienen un sabor que es prácticamente indistinguible de la cerveza normal. Las enzimas, sin embargo, no eliminan todo el gluten. La medición del gluten se vuelve imprecisa por debajo de 20 partes por millón (ppm), por lo que es difícil saber exactamente cuánto gluten puede permanecer. Para las personas con enfermedad celiaca o sensibilidades especialmente severas, las cervezas con gluten reducido aún pueden representarles problemas. Industria Alimentaria | Mayo - Junio 2018

En nuestro país, las principales organizaciones de apoyo para los celiacos son Celiacos de México y Acelmex-Asistencia al Celiaco de México, A.C., en cuyos sitios web es posible encontrar listas de productos certificados como “libres de gluten” o aptos para este tipo de consumidores, que es posible encontrar en el mercado nacional.

RETOS Y OPORTUNIDADES Durante la pasada Free From Functional Food Expo, celebrada los días 8 y 9 de junio en Barcelona (España), Joana Sokolnik, analista senior de Euromonitor International, ofreció una conferencia en torno a las tendencias y desarrollos mundiales y regionales, así como los principales retos y oportunidades que enfilan el devenir del mercado de alimentos sin gluten. Comentó que el crecimiento del mercado de productos sin este conjunto de proteínas no se debe totalmente a la necesidad de las personas diagnosticadas con enfermedad celiaca o que son sensibles al gluten, pues a la par se ha extendido ampliamente la creencia –sin base científica- de que las dietas sin gluten son “más saludables” y ayudan a sentirse con más energía y a controlar el peso, por lo cual tenemos a personas sin la afección adquiriendo productos sin gluten más inspirados en la fe que en evidencia formal. Según una nota del medio español Interempresas, la ponente detalló que en el 2016 el valor total de ventas de productos sin gluten sumó 3.5 millones de dólares, con un crecimiento del 15 por ciento entre 2011 y 2016. Así, los productos libres de gluten que experimentaron un mayor crecimiento, y que se espera mantengan dicha tendencia, son los horneados, las

[ ARTÍCULO ] 21 comidas preparadas, los cereales de desayuno, la pasta, las galletas y la comida para bebés. Mientras que desde el punto de vista regional, Europa del Este y América del Norte son los mercados donde el segmento de alimentos para celiacos es más dinámico.

gluten (en caso de que emplee granos con este grupo de proteínas)? ¿Ha pensado en el nicho de mercado de los celiacos como una oportunidad de crecimiento para su negocio? Esperemos que con el tiempo, este segmento de la población encuentre opciones tanto económicas como variadas para su sana alimentación.

En materia de canales de distribución, indicó que en 2016 los principales fueron los hipermercados y los supermercados, que alcanzaron el 100% de acaparamiento en los Emiratos Árabes y 90% en Brasil. En el caso contrario, señaló que a pesar de que este tipo de comercios es primordial en otros países, en Japón y Marruecos, por ejemplo, supuso apenas el 50% y 60% del total del mercado, dejando oportunidad a otros canales más tradicionales en formatos pequeños. Para Euromonitor International, entre las oportunidades de este mercado se encuentran la reducción de precios –quizás la más importante para el consumidor–, los nuevos canales de venta (como las compras por internet, que se espera impulsen aún más al mercado), la base de un consumo dietético sin explotar, la gran cantidad de países que todavía hoy carecen de estos productos y el aumento de los diagnósticos, partiendo de la estimación general de que por cada persona celiaca diagnosticada hay nueve que no saben que lo son; un dato bastante compartido en distintos medios de comunicación y conferencias de los sectores alimentario y de salud. Al tiempo, los desafíos y retos de este mercado, a decir de Joana Sokolnik, son los avances médicos, el desarrollo de vacunas, los altos niveles de azúcar y grasa de los productos, el sabor y la textura, así como las nuevas tendencias dietéticas. “Debemos tener claro dónde estar, qué ofrecer, cómo entrar en el mercado y a quién servir”, concluyó la experta, de acuerdo con Interempresas. ¿Ha visto en los pasillos del supermercado más productos con el claim gráfico “libre de gluten”? ¿Lo que usted produce es posible elaborarlo sin Mayo - Junio 2018 | Industria Alimentaria

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Evento

MANE TASTEVOLUTION SHOWROOM: IMPACTO EN LA EVOLUCIÓN DE LOS INGREDIENTES Y SOLUCIONES DE SABOR

El pasado martes 20 de febrero, MANE México llevó a cabo su 1er Showroom de Innovación, Creatividad y Tecnologías denominado TASTEVOLUTION, el cual tuvo como enfoque principal mostrar que la evolución de los ingredientes y cómo su forma de consumo, será determinante para el desarrollo de un futuro sustentable. TASTEVOLUTION Showroom se llevó a cabo en el Restaurante “Huset” ubicado en la colonia Roma Norte, CDMX, cuyo concepto Cocina de Campo hizo sinergia con esta experiencia sensorial y gustativa que queríamos dar a todos nuestros clientes. A lo largo de esta exhibición, nuestros invitados tuvieron la oportunidad de degustar diferentes productos novedosos que incluían tecnologías y soluciones de saborización, enfocadas en nuestra plataforma de soluciones MANE:

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SENSE CAPTURE™: Soluciones de saborización usando sinergias entre ingredientes para crear sensaciones y mejorar percepción de aplicaciones complejas, con formulaciones “reducidas en” o con ingredientes activos.

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N-CAPTURE™: Soluciones de encapsulación para la liberación controlada de los sabores, estabilidad y carga optimizada, así como para crear una experiencia sensorial óptima.

Además de soluciones MANE, se incluyeron aplicaciones elaboradas a base de ingredientes innovadores como: fibra de nopal (cuyas propiedades para combatir efectos metabóli-

Asimismo, MANE México contó con la presencia del chef Bernardo Bukantz, contendiente de la segunda temporada de la edición Top Chef México, quien preparó para todos los presentes un ceviche de nopal y chapulín con emulsión de algas e hinojo, logrando una perfecta sinergia con las nuevas tendencias en materia de alimentación sustentable mostradas a lo largo del evento. Fue así que a través de esta dinámica, MANE México dio muestra de su creatividad y capacidades tecnológicas a todos sus invitados, quienes disfrutaron de una experiencia sensorial y visual única, generando un gran impacto en todos aquellos que se dieron cita en este importante acontecimiento. Contacto: Germán Hernández german.hernandez@mane.com

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Evento

PURE CAPTURE™: Soluciones de sabor para la obtención de perfiles aromáticos auténticos y naturales. Como aplicación directa de esta plataforma, se realizó un taller de nuestro Jungle Essence®, tecnología de extracción supercrítica patentada, a través de la extracción en vivo de un pastel de zanahoria.

cos que contribuyen a combatir el sobrepeso han colocado a este ingrediente como uno de los favoritos en las alternativas de nutrición); alga espirulina y harina de grillo (ambas buenas fuentes alternativas de proteína de excelente calidad); con la intención de mostrar mejores opciones de nutrición que se conjuntan a lo que se encuentra disponible hoy en día, y mostrando así un nuevo enfoque para la saborización de alimentos y bebidas.

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GEL DE JUGO DE LIMÓN COMO MATERIAL ALIMENTARIO PARA IMPRESIÓN 3D

Tecnología

{ Fanli Yang a, Min Zhang a, b, Bhesh Bhandari c y Yaping Liu d }

RESUMEN El objetivo de este trabajo es desarrollar una nueva construcción de alimentos para impresión 3D basada en el sistema de gel de jugo de limón. Investigamos el efecto del almidón de papa (10, 12.5, 15, 17.5 y 20 g/100 g) sobre las propiedades reológicas y mecánicas de los geles de jugo de limón. Además, se estudió la influencia de los parámetros de impresión (altura, diámetro, velocidad de extrusión y velocidad de movimiento de la boquilla) en la calidad de los productos impresos. Los resultados muestran que es conveniente hacer que el tamaño de la altura de la boquilla sea el mismo que el de su diámetro, lo cual no podría considerarse un factor clave que afecte la calidad de la impresión. Se propone una ecuación para explicar la relación entre la velocidad de extrusión, el diámetro y la velocidad de movimiento de la boquilla. En este sistema de impresión, el diámetro de la boquilla de 1 mm, la velocidad de extrusión

de 24 mm3/s y la velocidad de movimiento de la boquilla de 30 mm/s fueron los parámetros óptimos para la impresión de construcciones 3D, haciendo coincidir la geometría objetivo con una resolución fina, una textura superficial más uniforme y menos defectos puntuales sin deformación comprimida. La impresión 3D, también conocida como fabricación de capas aditivas, es un tipo de tecnología de prototipado rápido, que implica la integración de computadoras, sistemas de escritura directa, transmisión de precisión, tecnologías de control numérico y ciencia de materiales. Aunque fue inventada en la década de los ochenta, sólo en los últimos años se desarrolló rápidamente. En el proceso de impresión, el material generalmente se extruye a través de una boquilla cuya posición está controlada por computadora, de acuerdo con un modelo de diseño de forma. Para la obten-

{ a Laboratorio Clave del Estado de Ciencia y Tecnología de los Alimentos, Universidad Jiangnan, China; b Instituto de Biotecnología Alimentaria, Universidad Biangnan (Yangzhou), China; c Facultad de Agricultura y Ciencias de la Alimentación, Universidad Queensland, Australia; d Guangdong Galore Food Co. Ltd, China. }

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Tecnología

ción de un producto de una forma particular, el proceso tradicional generalmente requiere un modelo, mientras que la impresión 3D elimina el proceso. Por lo tanto, en comparación con la tecnología tradicional, la impresión en 3D tiene las ventajas de una operación sencilla que ahorra tiempo, y que se puede personalizar durante todo el proceso de fabricación. Además, la impresión 3D ofrece la posibilidad de imprimir objetos complejos con una estructura interna, y los usuarios tienen libertad sustancial de diseño o de descarga de sus modelos favoritos. En los últimos años,

la impresión 3D se ha aplicado ampliamente en muchos campos, como la maquinaria, la biomedicina, los polímeros, la tecnología de los alimentos, etc. (Chia y Wu, 2015; Lipson y Kurman, 2013). Se espera que la impresión 3D de alimentos sea un gran avance en la popularización de la industria y puede tomar una dirección importante para el procesamiento de alimentos en el futuro. Dado que la comida está estrechamente relacionada con la vida de las personas, los consumidores comprenderán intuitivamente la impresión 3D a través de los alimentos (Godoi et. al., 2016 ; Sun et al., 2015).

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26 [ TECNOLOGÍA ]

INTRODUCCIÓN La impresión 3D proporciona una nueva frontera en el procesamiento de alimentos, nos ayuda a realizar y producir nuevos alimentos con formas complicadas utilizando mezclas de formulaciones de materiales particulares y mejorar potencialmente su valor nutricional (Pallottino et al., 2016). Algunos materiales alimenticios como el chocolate, la masa y la pasta de carne se han utilizado para imprimir objetos tridimensionales (Hao et al., 2010; Wegrzyn, Golding y Archer, 2012). En ocasiones, los objetos impresos deben procesarse o cocinarse después de la impresión. Lipton, Cutler, Nigl, Dan y Lipson (2015) usaron transglutaminasa y grasa de tocino como aditivos para hacer puré de bistec y carne de pavo. Estos productos cárnicos finales mantuvieron su forma después de la cocción (Lipton et al., 2010). Los investigadores también encontraron el efecto de las variaciones en la cantidad de mantequilla, yema y azúcar en relación con la receta nominal sobre la estabilidad de la forma de galletas de azúcar después de la cocción. Informaron que la concentración de yema contribuyó a la estabilidad en la dirección X (Lipton et al., 2015). Severini, Carla, Derossi y Antonio (2016) analizaron los primeros ejemplos de impresión de alimentos 3D disponibles en la literatura e informaron sobre la producción de bocadillos a base de trigo impresos en 3D enriquecidos con polvo de insectos (Tenebrio molitor) con el objetivo de mejorar la calidad y el contenido de proteínas (Severini et al., 2016). Las propiedades y la composición de los materiales han sido consideradas como los factores más importantes en el proceso de impresión 3D. Estos materiales deben ser homogéneos y tener propiedades de flujo apropiadas para la extrusión, así como también soportar su estructura durante y después del proceso de impresión (Godoi et al., 2016; Shao, Chaussy, Grosseau y Beneventi, 2015). Zhang et al. (2015) utilizaron hidrogeles de doble respuesta para fabricar objetos tridimensionales mediante

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extrusión desde una boquilla en impresión 3D. Encontraron que los geles con una respuesta rápida y reversible del módulo al esfuerzo cortante y a la temperatura eran adecuados para la impresión 3D de escritura directa, ya que se expulsaban fácilmente de la boquilla durante la impresión y podían mantener la integridad mecánica suficiente para soportar la siguiente capa impresa sin deformación. Otros investigadores han llegado a una conclusión similar (Shao et al., 2015; Wang, Zhang, Bhandari y Yang, 2017). Algunos investigadores también han buscado los efectos de los parámetros de impresión sobre la precisión geométrica y la dimensión del patrón alimentario. Hao et al. (2010) demostraron una relación lineal entre la velocidad de extrusión utilizada en el software ChocALM y los diámetros de los cordones obtenidos. Sin embargo, estos estudios no detallan explícitamente la relación entre los parámetros de impresión. El objetivo principal de esta investigación es explorar la oportunidad de la impresión 3D de un gel de jugo de limón. El gel de limón se puede considerar como un tipo de dulce de gel que es translúcido, flexible y masticable. El almidón de papa tiene buena capacidad de retención de agua, transparencia y propiedades de resistencia al envejecimiento (Zhang, Zhang, Yang y Chen, 2001). Por lo tanto, en esta investigación se eligió almidón como agente gelificante. Se investigaron los parámetros de tamaño de impresión tales como: diámetro, altura de boquilla, velocidad de movimiento de la misma, velocidad de extrusión y propiedades del material (propiedades reológicas, orientación de humedad y propiedades de textura) sobre las cualidades finales de las construcciones 3D.

MATERIALES Y MÉTODOS Materias primas El jugo de limón fue proporcionado por Jiahao Co. Ltd. Guangdong y almacenado a 4 °C. El

[ TECNOLOGÍA ] 27 contenido de humedad del jugo de limón fue de 59.82 g/100 g según lo determinado por el método de secado al vacío. El pH del jugo de limón fue 2.28. El almidón de papa se adquirió de Shanghai Tianyu Food Co. Ltd. El contenido de humedad fue de 13.47 ± 0.4 g/100 g, 97.5 ± 0.5 g/100 g de pureza, con proporciones de amilosa y amilopectina de 25.7 ± 0.2 g/100 g y 74.3 ± 0.2 g/100 g respectivamente. Los almidones se almacenaron a temperatura ambiental. El jugo de limón se mezcló primero con diferente contenido de almidón (10, 12.5, 15, 17.5, 20 g/100 g). Posteriormente, la mezcla se homogeneizó por completo con un mezclador (ULTRA-TURRAX® IKA® T18 basic, Modelo: T18BS25, Alemania). Luego, las muestras se pasaron a recipientes de vidrio y se cocieron al vapor durante 20 minutos (temperatura central

86 ± 2 ºC). Durante el proceso de cocción, el recipiente se envolvió con una película protectora de plástico de calidad alimentaria para evitar la pérdida de agua. Finalmente, la muestra se enfrió a temperatura ambiente para formar una estructura similar a un gel débil y se almacenó a 4 ºC. Luego se hicieron los análisis de resonancia magnética nuclear (RMN), propiedades reológicas, de perfil de textura (TPA), para determinar el estado del agua y el comportamiento de impresión de la muestra almacenada.

Prueba de propiedades de los materiales Análisis de resonancia magnética nuclear (RMN) de campo bajo Como la distribución y el estado del agua tienen una estrecha relación con la estructura del material y las propiedades reológicas, se utilizó un analizador NMI 20 de bajo campo pulsado

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28 [ TECNOLOGÍA ] (Shanghai Niumag Corporation, China) a 22.6 MHz en este experimento. Se eligieron aproximadamente 5 g de muestra y se envasaron con una capa delgada de película plástica. Luego se colocaron en un tubo de vidrio de 10 mm y la sonda de RMN se insertó en el analizador. Las secuencias Carre-Purcelle-Meiboome-Gill (CPMG) se usaron para medir el tiempo de relajación spin-spin T2. Cada medición se realizó tres veces.

diámetro). El instrumento se calibró con una célula de carga de 1 kg, y luego se equipó con una sonda de aluminio de punta plana de 25 mm de diámetro (Código P/25, Stable Micro System Ltd.). Los parámetros se presentaron de la siguiente manera: velocidad previa a la prueba 5 mm/s, velocidad de prueba 1 mm/s, velocidad posterior a la prueba 5 mm/s, fuerza de disparo 5 N, a temperatura ambiente (25 ± 1 ºC). Todas las pruebas se repitieron tres veces.

Mediciones de propiedades reológicas Las medidas reológicas de las muestras se analizaron mediante un reómetro híbrido (Discovery HR-3, DHR, TA Instruments, EE. UU.) con una placa paralela (diámetro = 20 mm). Las muestras se dejaron reposar durante 2 min después de la carga, y la temperatura se mantuvo a 25 °C. Se llevaron a cabo mediciones de viscosidad y esfuerzo cortante para todas las muestras en la velocidad de cizallamiento que varía de 0.1 a 100 s-1. La tensión, la velocidad y la viscosidad de cizallamiento constante (aparente) (η) se registraron mediante un RheoWin 4 Data Manager (Software de reología, Thermo Fisher Scientific, Waltham, EE. UU.). Las respuestas relevantes de las muestras se registraron como funciones de velocidad de corte.

Proceso de impresión

Las propiedades viscoelásticas dinámicas se caracterizaron usando el modo de barrido de frecuencia oscilatoria de amplitud pequeña, la cual se hizo oscilar de 0.1 a 100 rad/s, y todas las mediciones se realizaron dentro de la región viscoelástica lineal identificada, y se hicieron a una tensión del 0.4%. Se registraron el módulo elástico (G’), el módulo de pérdida (G’’) y la tangente de pérdida (tan δ= G’’/G’). Los experimentos se realizaron por triplicado para cada tipo de muestra. Análisis de perfil de textura Se usó un analizador de textura (modelo TA-XT2, Stable Micro System Ltd., Leicestershire, Reino Unido) para evaluar las propiedades de textura instrumental de diferentes muestras (cubo de 2 cm impreso con una boquilla de 1.0 mm de

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El sistema de impresión 3D está compuesto de las siguientes tres partes principales: (i) tolva de alimentación con mezclador y transportador de barrena, (ii) un sistema de extrusión, (iii) un sistema de posicionamiento X-Y-Z que utiliza motores paso a paso. La altura de la boquilla de la cama de impresión se logró ajustando todo el dispositivo de alimentación. La presión ejercida sobre la muestra se aplicó a través del tornillo transportador del extrusor. Las muestras se extruyeron sobre una placa de polímero de plástico transparente pulido usando boquillas de forma circular con diámetros de 0.5, 1.0, 1.5 y 2.0 mm. El proceso de impresión se realizó a temperatura ambiente (25 ± 1 ºC). El movimiento y el control de posicionamiento fueron proporcionados por una computadora con un programa Java y un microcontrolador específicamente diseñados. Para evaluar los efectos en la geometría extruida, se usaron pruebas de línea y cilindro. Las líneas muestra se extruyeron a diferentes velocidades de extrusión para las mismas velocidades de movimiento con la intención de determinar la velocidad de extrusión apropiada. El cilíndrico es un modelo adecuado para evaluar el efecto de impresión, ya que el proceso de impresión se ha relacionado con el movimiento simultáneo del eje X y el eje Y. Los cilindros de muestra (Φ20 mm x 15 mm) se extruyeron a diferentes velocidades de extrusión para diferentes velocidades de movimiento y diámetros de boquilla, para evaluar los parámetros de impresión. Las muestras de

[ TECNOLOGÍA ] 29 T 22

prueba se pesaron y se calculó la velocidad de extrusión volumétrica. La velocidad de la boquilla también se midió para calcular la tasa de extrusión volumétrica.

Tres poblaciones de relajación de geles de jugo de limón se centraron en aproximadamente 0.3-20 ms (T21), 20-200 ms (T22) y 200-1000 ms (T23), que se asignaron al agua ligada, parcialmente inmovilizada y libre, respectivamente. La Figura 1 muestra que existen diferencias bastante claras en la humedad distribuida en los geles de jugo de limón. Se observó que la intensidad relativa del agua libre cercana a 0 no tuviera diferencias significativas en los cinco tratamientos. Sin embargo, el T22 comenzó a reducirse significativamente con el aumento de la adición de almidón de papa. La razón podría ser una mayor concentración de almidón que

Intensidad relativa

T 23

0 0.1

100

1000

T 2 (ms) FIGURA 1. Señal de RMN (T2) para geles de 4000 impresos jugo de limón en 3D a diferentes 3500 concentraciones de almidón 3000 de papa ( Negro: 10 g/100 g; Rojo:2500 12.5 g/100 g; Azul: 15 g/100 g; 2000 Rosa : 17.5 g/100 g; Verde: 20 g/100 g). 1500

brinda más oportunidades para que las moléculas de agua y las de almidón interactúen 16000 (Jane y Shen, 1993; Tako y Hizukuri, 2002). Ritota, 14000 Gianferri, Bucci y Brosio (2008) encontraron 12000 conclusiones similares y sugirieron que cuando 10000 la cantidad exacta de agua para el proceso de 8000 gelificación estuviera disponible en la mezcla, se 6000alcanzar la máxima resistencia. Además, podría la población de agua que estaba estrechamente 4000 ) se hizo más pequeña y cambió de dos unida (T 200021 picos a 0un único pico cuando el contenido de almidón aumentó. -2000 0.1

G ''( Pa)

1000 500

100

de corte En general, a partir de Índice la Figura 1, se (1/s) puede el aumento del concluir que T2 disminuyó con A contenido de almidón. Esto sugiere que parte 20000 del18000 agua parcialmente inmovilizada se convirtió 16000 en agua encontrada, lo que indica que la interacción entre moléculas de agua y almidón se 14000 hizo12000 más estrecha, y se formó una estructura de red más densa al aumentar el almidón de papa 10000 adicional, lo que también podría reflejarse en el 8000 aumento de la viscosidad aparente. (Figura 2A), 6000 G’ (Figura 2B), dureza y elasticidad (Figura 3).

0.19 0.18 0.17 0.16 0.15 0.14

2000

Las propiedades mecánicasω(rad/s) y los comportamientos reológicos de los B alimentos desempeñan un papel importante durante la fabricación, almacenamiento, manipulación y, 450 por último pero no menos importante, durante 400

100

1.0

406.14

349.20

350

0.8

0.65 Mayo - Junio 2018 | Industria Alimentaria

300 250

0.20

4000

Comportamiento reológico 0 20 del gel de jugo de limón

0.21

tanδ

El análisis NMR mostró las distribuciones de diferentes estados de agua en el gel de jugo de limón, relacionados con la estructura del material y las propiedades reológicas. Un pequeño tiempo de relajación transversal (T2) indica un pequeño grado de libertad de humedad en la muestra y una fuerte unión con los componentes sólidos. Mientras que un T2 grande indica un alto grado de libertad de humedad (Schmidt y Lai, 1991). Se puede observar a partir de la Figura 1 que hubo tres picos en cada muestra.

T 21

100

241.24

ohesión

Tiempos de relajación spin-spin LF-NMR (T2) del gel de jugo de limón

200

ureza (g)

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

300

Viscocidad (Pa•s)

Se realizó un análisis de varianza y las comparaciones de medias se hicieron mediante la prueba de rango múltiple de Duncan utilizando el software SPSS (SPSS 19.0; IBM SPSS Statistics, EE. UU.). Se determinaron diferencias significativas (p <0.05) entre los valores promedio de las muestras.

400

G '( Pa)

Análisis estadístico

500

0.6

0.78

0 0 0.1 0.1

1 1

10 10

GG ''( P ''(aP)a)

16000 16000 14000 14000 12000 12000 10000 10000 8000 8000 6000 6000 4000 4000 2000 2000 0 0 -2000 -20000.1 0.1

1 1

10 10

100 100

Índice de corte (1/s) Índice de corte (1/s) A A

Dureza Dureza (g)(g)

4000 4000 3500 3500 3000 3000 2500 2500 2000 2000 1500 1500 1000 1000 500 500 0 0

0 0

20 20

40 40

60 60

80 80

100 100

0 0

20 20

40 40

60 60

80 80

100 100

0.21 0.21

20000 20000 18000 18000 16000 16000 14000 14000 12000 12000 10000 10000 8000 8000 6000 6000 4000 4000 2000 2000

ω(rad/s) ω(rad/s) C C

0.20 0.20 0.19 0.19

tatnaδnδ

0.18 0.18 0.17 0.17 0.16 0.16 0.15 0.15 0.14 0.14 0 0

450 450 400 400 350 350 300 300 250 250 200 200 150 150 100 100 50 50 0 0

20 20

40 40

60 60

80 80

ω(rad/s) ω(rad/s) B B

100 100

349.20 349.20

0.8 0.8

241.24 241.24 151.31 151.31

181.90 181.90

0.6 0.6

Elasticidad Elasticidad

0.8 0.8

10 10

12.5 12.5

15 15

0.88 0.88

0.9 0.9

17.5 17.5

20 20

0.85 0.85

0.93 0.93

0.94 0.94

0.4 0.4 0.2 0.2

0.0 0.0

10 10

12.5 12.5

15 15

17.5 17.5

20 20

17.5

10 12.5 15 17.5 20 Contenido de almidón de papa (g/100g) Contenido de almidón de papa (g/100g) C C

400 400 350 350 300 300 250 250 200 200 150 150 100 100 50 50 0 0

379.74 379.74 308.70 308.70

193.47 193.47 98.80 98.80

10 10

141.15 141.15

12.5 12.5

15 15

17.5 17.5

20 20

Contenido de almidón de papa (g/100g) Contenido de almidón de papa (g/100g) D D

)/s)

Industria Alimentaria | Mayo - Junio 20181000 )(s)

0.94 0.94

0.65 0.65

Contenido de almidón de papa (g/100g) Contenido de almidón de papa (g/100g) B B

1000 900 900

12.5

0.88 0.88

0.2 0.2

0.6 0.6

0.0 0.0

0.78 0.78

0.80 0.80

0.4 0.4

Contenido de almidón de papa (g/100g) Contenido de almidón de papa (g/100g) A A

1.0 1.0

ω(rad/s) ω(rad/s) D D

1.0 1.0

406.14 406.14

Gomosidad Gomosidad

FIGURA 3. Características de la textura (A. Dureza, B. Resistencia, C. Cohesividad y D. Gomosidad) del gel de jugo de limón a diferentes concentraciones de almidón de papa (10, 12.5, 15, 17.5 y 20 g/100 g).

1000 1000

Cohesión Cohesión

GG '( P'(aP)a)

Viscocidad Viscocidad(Pa•s) (Pa•s)

30 [ TECNOLOGÍA ] FIGURA 2. Comportamiento reológico A: Viscosidad aparente, B: G’, C: G’’ y D: tanδ del gel de jugo de limón a diferentes concentraciones de almidón de papa ( negro: 10 g/100 g; Rojo: 12.5 g/100 g; Azul: 15 g/100 g; Rosa: 17.5 g/100 g; Verde: 20 g/100 g).

100 100

T 2 (ms) T 2 (ms)

60 60

[ TECNOLOGÍA ] 31 el consumo (Vliet, 2013). Durante la extrusión, los geles se someten a una presión relativamente alta y a fuerzas de corte mecánicas (Lai y Kokini, 2008). Por lo tanto, las propiedades reológicas de los geles son índices importantes para juzgar la capacidad de impresión (Liu, Zhang, Bhandari y Yang). Se encontró una conclusión similar sobre que las propiedades reológicas afectan significativamente la capacidad de impresión (Avery et al., 2014; Liu et al.). Como se muestra en la Figura 2A, la viscosidad aparente del gel de jugo de limón se reduce obviamente con la velocidad de cizalladura incrementada, lo que indica que estos geles son fluidos pseudoplásticos y adelgazan por la cizalladura, lo cual es beneficioso para ser extruido a través de la boquilla. El aumento del contenido de almidón de papa condujo a un aumento general de la viscosidad, y esto será beneficioso para la retención de la forma del material extruido. El módulo de almacenamiento (G’) es una medida del comportamiento elástico sólido, es decir, la resistencia de las muestras a deformarse elásticamente; mientras que el módulo de pérdida (G’’) es la respuesta viscosa a la relación entre esfuerzo y deformación bajo condiciones vibratorias. La tangente de pérdida (tanδ = G'/G’’) se utiliza como un parámetro característico para ilustrar el comportamiento viscoelástico diferente (Fischer y Windhab, 2011). Un valor tanδ más pequeño que 1 significa una propiedad predominantemente elástica, y mayor que 1 indica propiedad predominantemente viscosa (Eidam, Kuhn, y Stute, 1995; Won, Choi, Lim, Cho y Lim, 2000). Teniendo en cuenta las propiedades viscoelásticas del gel de jugo de limón, G’siempre fue mayor que G’’ en la región viscoelástica lineal (Figuras 2B y C). Esto indica que la potencia de los materiales para formar gel elástico o estructura tipo gel y el sistema de materiales se encuentran en el estado de dominancia elástica. Además, a cualquier frecuencia oscilatoria, G’ y G’’ aumentaron significativamente al subir el contenido de almidón de

papa de 10 g/100 g a 20 g/100 g. Este aumento podría deberse a la razón por la cual los gránulos de almidón absorbieron agua y se hincharon cuando se calentaron, y finalmente dieron como resultado la formación de una estructura de red de gel más densa (Eliasson, 1986). La dependencia de frecuencia de G’ y G’’ brinda información valiosa sobre la estructura. Un material que es independiente de la frecuencia, en un rango de escala de tiempo grande, es similar a un sólido; tal material es un verdadero sistema de gel. Por el contrario, la fuerte dependencia de la frecuencia sugiere una estructura material con enmarañamientos moleculares que se comporta más como un sólido a frecuencias más altas, y más como un líquido a frecuencias más bajas (Steffe, 1992). El G’ y el G’’ aumentaron gradualmente con el aumento de la frecuencia oscilatoria, y al mismo tiempo la tanδ mostró un valor más alto (Figura 2D). En el proceso de impresión, el material está sujeto a una velocidad de rotación muy baja (alrededor de 1 rad/s). Sin embargo, se pudo ver que tanδ para todas las mezclas era menor que 1; lo que indica que el material muestra un comportamiento más sólido con poca fluidez. Además, a la velocidad de rotación de 1 rad/s, el tanδ disminuye (0.154-0.144) con el aumento de la concentración de almidón (10 g/100 g-20 g/100 g), lo que indica la formación de estructuras de red más fuertes y un comportamiento más sólido como el de sus geles.

Análisis de perfil de la textura del gel de jugo de limón Es necesario estudiar las propiedades de masticación de los alimentos impresos, que afectan la aceptabilidad de las personas. La dureza se refiere a la fuerza requerida para que una muestra alcance un cierto grado de deformación. La elasticidad indica la capacidad de una muestra para volver a su forma original después de la deformación. La cohesión se puede usar para indicar la adhesión dentro de la muestra; la gomosidad puede simular la energía requerida para dividir la muestra semisólida hasta un estado

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32 [ TECNOLOGÍA ] estable que pueda tragarse (Hurler, Engesland, Kermany y Skalko-Basnet, 2012; Sandhu, Kaur, y Mukesh, 2010).

FIGURA 4. Diferentes formas geométricas de muestras de gel de jugo de limón impresas en 3D a diferentes concentraciones de almidón de papa (A = 10 g/100 g, B =12.5 g/100 g, C = 15 g/100 g, D = 17.5 g/100 g, E = 20 g/100 g).

La fuerza del gel y la viscosidad aparente están estrechamente relacionadas con la concentración de almidón (Jáuregui, Muñoz y Santamaría, 1995). Las propiedades de textura estuvieron influenciadas por el contenido de almidón; el gel de jugo de limón con diferente contenido de almidón mostró una variación considerable en los parámetros de textura (Figura 3). Con el aumento del contenido de almidón, la dureza, la elasticidad, la cohesión y la gomosidad del gel de jugo de limón se incrementaron en diferente medida, lo que resultó en una mayor capacidad para resistir el daño externo. Esto se debe principalmente a la mayor concentración de almidón provocada por el aumento del número de moléculas de almidón por unidad de volumen, y la mayor probabilidad de enlaces de hidrógeno intermoleculares, lo que resulta en una estructura de red más compacta, por lo que la fuerza del gel aumentó (Nunes, Raymundo y Sousa, 2006; Zhen-Lei, 2010). Teniendo en cuenta el sabor, las muestras con 15 g/100 g y 17.5 g/100 g de almidón de papa podrían tener una mejor sensación bucal que 10, 12.5 y 20 g/100 g de fécula de papa, considerando dureza, elasticidad, cohesión y valores de gomosidad.

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Proceso de impresión Optimización de la adición de almidón de papa Costakis, Rueschhoff y Diaz-Cano (2016) encontraron que la retención de la forma de la muestra impresa estaba estrechamente relacionada con los materiales G’. Un estudio realizado utilizando geles coloidales de titanato de zirconato de plomo (PZT) para desarrollar estructuras periódicas a través de la impresión 3D encontró que los materiales con mayor G’ mostraron una mejor retención de forma (Jr, Rueschhoff, Diaz-Cano, Youngblood y Trice, 2016). Un gel de jugo de limón ideal debe tener una red bien definida, una fuerza de gel suficientemente alta y una viscosidad adecuada, así como poder imprimirse por debajo de la presión de extrusión de la impresora y ser capaz de fusionarse con capas anteriores impresas, además de mantener la forma de impresión (Godoi et al., 2016). Un alto contenido de almidón (17.5, 20 g/100 g) condujo a un material inadecuado, que producía una alta viscosidad y un sabor pequeño. Un pequeño grupo (0.144, 10 g/100 g de contenido de almidón a 1 rad/s de velocidad de rotación) sugiere que la mezcla reveló un comportamiento más parecido al sólido y una fluidez pobre (Tabilo-Munizaga y Barbosa-Cánovas, 2005), resultando en líneas depositadas rotas y dificultad de extrusión (Figuras 4D y E). Mientras que, un bajo contenido de almidón (10, 12.5 g/100 g) condujo a un material subóptimo que tenía baja viscosidad y una tanδ grande. (0.154, 10 g/100 g de contenido de almidón a 1 rad/s de velocidad de rotación) sugiere que el producto reveló un comportamiento más parecido al líquido y buena fluidez (Tabilo-Munizaga y Barbosa-Cánovas, 2005). Esto dio como resultado una mayor cantidad de extrusión que el valor establecido y no condujo a mantener la forma de los productos (Figuras 4A y B). Con la adición de almidón de papa a 15 g/100 g, las construcciones impresas exhibieron la textura de la superficie visual más suave, mejor coincidencia con la geometría objetivo, menos defectos puntuales y sin deformación comprimida (Figura 4C). Con base en estas observaciones, se determinó que la concentración óptima era de 15 g/100 g de almidón.

[ TECNOLOGÍA ] 33 Esto correspondía a la viscosidad aparente de 8,079.3 Pa a una velocidad de cizallamiento de 0.1 s-1, G' de 4924.2 Pa; G" de 760.8 Pa y tanδ de 0.155 a 0.63 rad/s. Optimización de la altura de la boquilla La altura de la boquilla es la distancia entre la punta de la boquilla de la extrusora y la capa superior depositada. Investigaciones previas sugirieron que la altura de la boquilla influyó mucho en la forma geométrica de los extruidos (Attalla, Ling y Selvaganapathy, 2016). Wang y Shaw (2005) dieron una ecuación para estimar una altura crítica de la boquilla (hc): h C=

Vd v nD n

Vd es el volumen de la velocidad extruida (mm3/s), vn es la velocidad de movimiento de la boquilla (mm/s) y Dn es el diámetro de la boquilla (mm). Después de muchos experimentos en este estudio, se consideró que la altura de la boquilla debe adecuarse para ser igual a la del diámetro de la boquilla, lo que no podría considerarse como un factor clave que afecte la calidad de impresión. Bajo la condición del mismo diámetro y misma altura de la boquilla, la razón esencial del efecto sobre la impresión es probablemente una velocidad de extrusión y velocidad de impresión no coincidentes. En un proceso de impresión ideal, el material extruido tiene el mismo diámetro que la boquilla, ya que no hay encogimiento/hinchamiento o expansión, y la altura de la boquilla debe ser lo más pequeña posible para asegurar que el material puede sujetarse a la capa anterior y evitar la inexactitud causada por la deposición demorada. Por lo tanto, la altura de la boquilla debe ser igual al diámetro de la boquilla y a la altura de la capa sola. Según el punto de vista anterior, la velocidad de extrusión está determinada por la altura de la boquilla y el diámetro de la boquilla, y es más apropiado cambiar la ecuación de la siguiente manera:

Vd=

π 4

π 2 2 v nD n = v nH c 4

Vd es el volumen de la velocidad extruida (mm3/s), vn es la velocidad de movimiento de la boquilla (mm/s), Dn es el diámetro de la boquilla (mm) y hc es la altura de la boquilla. Khalil et al. informaron una ecuación similar para determinar la velocidad de movimiento de la boquilla (2007), sin embargo, no determinaron la relación entre el diámetro de la boquilla y su altura. De acuerdo con la fórmula propuesta, la altura de impresión se selecciona para que tenga el mismo tamaño que el diámetro de la boquilla. Optimización del diámetro de la boquilla El diámetro de la boquilla determina directamente la precisión y la rugosidad de la superficie de los objetos de impresión. La Figura 5 muestra el efecto del diámetro de la boquilla en la calidad de impresión de las construcciones 3D. El diámetro grande de la boquilla resultó en modelos relativamente gruesos y pobres, mientras que el diámetro más pequeño de la boquilla dio como resultado modelos relativamente delica-

FIGURA 5. Forma geométrica de muestras de gel de jugo de limón impresas con diferente diámetro de boquilla (A = 0.5 mm, B = 1.0 mm, C = 1.5 mm, D = 2.0 mm).

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Índice de corte (1/s)

A15

0.0 10

12.5

ω(rad/s)

17.5

34 [ TECNOLOGÍA ]18000

0.18

8000 6000

900 800 700 600

4000

500

2000

400 300 0

200

100

ω(rad/s)

100

0.5

1.5

Diámetro de la boquilla (mm) 450

406.14

400

Dureza (g)

12.5

17.5

Cohesión

349.20

dos350pero finos. Sin embargo, como se muestra en300 la Figura 6, para imprimir el mismo producto, 241.24 250 cuanto más pequeño sea el diámetro de la bo181.90 200 quilla, más tiempo llevará. Teniendo en cuenta 151.31 150 la calidad del producto y la eficiencia de la im100 presión 3D, el diámetro de la boquilla de 1.0 mm 50 fue más adecuado que otros. 0

Gomosidad

Elasticidad

Vd=

π 2 2 v nD n = v nh c 4 4

0.2

0.4

0.6

0.4

Contenido de almidón de papa (g/100g)

Optimización de la velocidad de extrusión y A la velocidad de movimiento de la boquilla La velocidad de extrusión y la velocidad de movi1.0 0.94 0.93 0.9 la impresión 3D simiento de la boquilla 0.88 afectan 0.85 multáneamente, ya que cambian la cantidad de 0.8 extrusión por unidad de longitud y por unidad de 0.6 tiempo. El efecto de la velocidad de extrusión

en60la impresión 3D se investigó como se muestra en la Figura 7. Una alta velocidad de extrusión 50 0.16 (28 mm3/s) condujo a líneas onduladas que te40 nían un diámetro mayor (Figura 7A), producién0.15 30 una superposición y una gran desviación al dose 0.14 imprimir un producto de mayor altura. Por otro 20 0 20 40 60 80 100 lado, una baja velocidad de extrusión (20 mm3/s) 10 ω(rad/s) dio lugar a líneas discontinuas (Figura 7C), el coD 0 lapso resultante diferencia 15 20 y una25considerable 30 35 de movimiento de layboquilla (mm/s) real. entreVelocidad el objetivo establecido el producto Una velocidad de extrusión adecuada0.94 puede lo1.0 0.88 grar una línea suave con un diámetro uniforme 0.80 0.78 0.8 (Figura 7B). En la optimización de la altura de la 0.65 boquilla se propone la ecuación: 0.17

Índice de extrusión (mm3/s)

Tiempo de impresión (s)

10000

tanδ

12000 1000

G '( Pa)

17.5

0.19

14000

FIGURA 7. Prueba de línea y de cilindro de muestras de gel de jugo de limón extruido a diferentes velocidades (A y a = 20 mm3/s, B y b = 24 mm3/s, C y c = 28 mm3/s).

0.20

16000

FIGURA 6. Tiempo invertido en imprimir el mismo cilindro (Φ20 mm x 15 mm) con diferentes diámetros de boquilla (A = 0.5 mm, B =1.0 mm, C = 1.5 mm, D = 2.0 mm).

0.21 Contenido de almidón de papa (g/100g)

Contenido de almidón de papa (g/100g)

20000

12.5

Vd es el volumen de la velocidad extruida (mm3/s), v es la velocidad de movimiento de la boquilla 0.0 n 10 D es12.5 15 20 (mm) y el diámetro de 17.5 la boquilla (mm/s), n Contenido de almidón de papa (g/100g) hc es la altura de la boquilla, igual al diámetro de C la boquilla. En la ecuación, Vd está relacionado con vn. De acuerdo con esta ecuación, también 400 379.74 investigamos y confirmamos la relación entre la 350 velocidad de extrusión apropiada 308.70 y la velocidad 300 de movimiento de la boquilla en diferentes diá250 metros (Figura 8). Obviamente, existe una corre193.47

200

141.15

150

98.808. Relación entre la velocidad de extrusión FIGURA óptima y la velocidad de movimiento de la boquilla a 50 diferentes diámetros ( Negro: valores experimentales de 0 0.5 mm de diámetro de boquilla; Rojo: valores 10 12.5 15 de diámetro 17.5 20 experimentales de 1.0 mm de boquilla; de almidón dede papa (g/100g) Azul:Contenido valores experimentales boquilla de 1.5 mm de diámetro); Línea en negro: Valores pronosticados D de 0.5 mm de diámetro de la boquilla; Línea en rojo: 1.0 mm de diámetro de la boquilla; Línea en azul: 1.5 mm de diámetro de la boquilla).

100

0.2

0.0 10

12.5

17.5

Contenido de almidón de papa (g/100g)

Índice de extrusión (mm /s)

900 800

Tiempo de impresión (s)

1000

700 600 500 400 300 200 100 0

40 30 20 10 0

0.5

1.5

Diámetro de la boquilla (mm)

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Velocidad de movimiento de la boquilla (mm/s)

[ TECNOLOGÍA ] 35 lación positiva entre la velocidad de extrusión y la velocidad de movimiento de la boquilla, y los datos obtenidos del experimento se ajustan bien a la ecuación, lo que sugiere que esta ecuación puede usarse para estimar la velocidad de extrusión óptima sobre la base del movimiento conocido de la velocidad de la boquilla y su diámetro. Al cambiar la velocidad de movimiento de la boquilla, se espera que la impresión sea lo más rápida posible para mejorar la eficiencia. Sin embargo, cuando el movimiento de la boquilla está a alta velocidad (> 30 mm/s), la velocidad de extrusión es menor que el valor predicho. Como se muestra en la Figura 9, la calidad del producto no cambió significativamente hasta que la velocidad de movimiento de la boquilla aumentó a 35 mm/s. Una velocidad demasiado alta (35 mm/s) puede provocar el arrastre de los filamentos extruidos de los productos, causando rotura de los filamentos de la suspensión extruida (Figura 9E).

FIGURA 9. Forma geométrica de muestras de gel de jugo de limón impresas con diferentes velocidades de movimiento de la boquilla (A = 15 mm/s, B = 20 mm/s, C = 25 mm/s, D = 30 mm/s, E = 35 mm/s).

En este trabajo, se encontró que la velocidad extruida (24 mm3/s) y la velocidad de movimiento de la boquilla (30 mm/s) eran adecuadas para 1.0 mm de diámetro ya que producían un patrón preciso. Algunas construcciones 3D se imprimieron bajo estas condiciones, como se muestra en la Figura 10.

CONCLUSIONES El comportamiento reológico y la propiedad mecánica del gel de jugo de limón con 15 g/100 g de almidón de papa eran adecuados para la impresión 3D de objetos diseñados en este estudio. Además de las propiedades del material, el resultado de la optimización del proceso para la impresión 3D confirmó que el diámetro de la boquilla, su velocidad de movimiento y la velocidad de extrusión afectan la calidad del producto de la impresión 3D. La altura de la boquilla no se considera un factor que afecte la calidad de impresión. Se propone una nueva ecuación para explicar la relación entre el diámetro de la boquilla, su velocidad de movimiento y la velocidad de extrusión. El diámetro de la boquilla (1 mm), la

velocidad extruida (24 mm3/s) y la velocidad de movimiento (30 mm/s) fueron los parámetros óptimos para proporcionar líneas impresas y obtener productos exquisitos. Además, el éxito del gel de limón en la impresión 3D proporciona una guía para otros productos de gel y almidón en la impresión 3D.

FIGURA 10. Imágenes de algunos productos impresos a una velocidad extruida de 24 mm3/s, velocidad de movimiento de la boquilla de 30 mm/s y diámetro de la boquilla de 1.0 mm (A: ancla, B: reptil, C: copo de nieve, D: anillo, E: tetraedro).

Tomado de LWT - Food Science and Technology Para consulta de la bibliografía, visite la versión virtual en www.alfa-editores.com.mx.

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{36}

BIOPELÍCULAS DE LISTERIA MONOCYTOGENES EN LA INDUSTRIA ALIMENTARIA Tecnología

{ Angelo Colagiorgi, Ilaria Bruini, Pierluigi Aldo di Ciccio, Emanuela Zanardi, Sergio Ghidini y Adriana Ianieri }

RESUMEN Palabras clave: Seguridad alimentaria; biopelículas; Listeria monocytogenes; matriz extracelular; industria de alimentos

El patógeno transmitido por los alimentos Listeria monocytogenes es una preocupación en la inocuidad de los alimentos, debido a su capacidad para formar biopelícula y para persistir en la industria alimentaria. En esta minirevisión, se resume el problema representado por este patógeno y algunos de los últimos esfuerzos realizados para investigar la composición de las biopelículas formadas por L. monocytogenes.

{ Departamento de Alimentos y Fármacos, Universidad de Parma, Italia }

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{37} INTRODUCCIÓN

lículas en varias superficies utilizadas en la industria alimentaria, lo que representa una gran preocupación por la seguridad de los alimentos, ya que podría servir como fuente de contaminación. De hecho, L. monocytogenes se ha aislado de una amplia gama de alimentos procesados [4-7] y los alimentos cocinados también pueden contaminarse posteriormente al proceso. En esta minirevisión, resumimos algunos de los esfuerzos que se han realizado para caracterizar las biopelículas de Listeria monocytogenes.

L. MONOCYTOGENES EN LA INDUSTRIA ALIMENTARIA

Este patógeno transmitido por los alimentos es bien conocido por formar biopelículas, que son comunidades estructuradas de células bacterianas integradas en una matriz autoproducida de sustancias poliméricas extracelulares (EPS), caracterizadas por un fenotipo alterado y expresión génica [3]. L. monocytogenes puede formar una biope-

L. monocytogenes puede adherirse a muchas superficies en contacto con alimentos, como acero inoxidable, poliestireno y vidrio [8]. Se ha encontrado que persiste incluso durante varios años en las industrias alimentarias, donde podría causar una contaminación cruzada recurrente de los productos alimenticios [9]. En este campo, Whole Genome Sequencing (WGS) es una herramien-

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Tecnología

Listeria monocytogenes es una bacteria ubicua, con forma de bastón, Gram-positivo que causa listeriosis humana, una enfermedad rara asociada a altas tasas de hospitalización y mortalidad (septicemia, meningitis, abortos espontáneos y muerte fetal), afecta a ancianos, mujeres embarazadas, recién nacidos y adultos inmunocomprometidos [1]. La ingesta de alimentos contaminados (como carne, aves de corral, productos lácteos, verduras y productos listos para el consumo) es la principal vía de transmisión a los seres humanos [2].

38 [ TECNOLOGÍA ] ta importante. En los últimos años se ha convertido en el mejor método para llevar a cabo la vigilancia epidemiológica y la investigación de los brotes, ya que permite una diferenciación más sensible de los subtipos bacterianos respecto a otros métodos clásicos de subtipado molecular [10,11]. Del análisis de polimorfismos de nucleótido único (SNP) en todo el genoma de cepas aisladas resulta información detallada sobre la relación filogenética. A partir de 2013, EE. UU. comenzó a secuenciar todos los aislados de Listeria monocytogenes obtenidos de fuentes clínicas, alimentarias y ambientales (como parte del proyecto GenomeTrakr) [12], ya que WGS pudo diferenciar cepas de L. monocytogenes aisladas del mismo brote lo cual mostró escasez de diversidad genética [13-15]. Por esta razón, esta herramienta

podría aplicarse para estudiar la persistencia de cepas listeriales en la industria alimentaria, por ejemplo, rastreando la fuente de contaminación, e investigando los mecanismos moleculares relacionados con la persistencia. Existen diferentes teorías que intentan explicar la persistencia de L. monocytogenes dentro de las plantas procesadoras de alimentos. Una de ellas se refiere a la presencia de células particularmente persistentes, dormidas, que no se dividen, que presentan una mayor capacidad para sobrevivir las tensiones ambientales [16,17]. Según Carpentier y Cerf [18], la persistencia podría estar relacionada con la incapacidad de eliminar células de nichos (sitios difíciles de limpiar) dentro del entorno alimentario, donde pueden sobrevivir y crecer; en lugar de la presencia de cepas con propiedades únicas que conducen a la persistencia. Por el contrario, otros autores sostienen que la persistencia bacteriana está más relacionada con la formación de biopelículas, ya que las células dentro de éstas son más resistentes a los biocidas y las condiciones de estrés (incluida la limpieza y sanitización/desinfección) [19-21]. Las células microbianas dentro de una biopelícula están organizadas en estructuras complejas en las que se incrustan en una matriz autoproducida de sustancias poliméricas extracelulares (EPS), que son responsables de la adhesión a las superficies y la cohesión de dicha biopelícula [22]. Las EPS también confieren varias características a la biopelícula, como la complejidad de la estructura, una mayor resistencia a la eliminación y la destrucción, y una mayor resistencia a los antimicrobianos. Además, en la última etapa del desarrollo de la biopelícula, las células microbianas pueden desprenderse de ella y dispersarse en el medio ambiente (en su forma planctónica), lo que representa una posible fuente de contaminación [23] (Figura 1).

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[ TECNOLOGÍA ] 39

Algunas fuentes potenciales importantes de contaminación por L. monocytogenes están representadas por superficies ambientales tales como paredes y piso, las personas, el aire y los sistemas de limpieza que pueden servir como vectores para la transmisión de microorganismos a los alimentos [25]. Pisos, tuberías de aguas residuales, curvas en tuberías, cintas transportadoras, juntas de goma y superficies de acero inoxidable son algunas de las fuentes más comunes involucradas en la acumulación de biopelículas, así como equipos y microbiota en el aire que también están contaminados [25]. Varios estudios reportaron una menor sensibilidad a los biocidas de L. monocytogenes dentro de la biopelícula respecto a su homólogo planctónico [26-30] y que la capacidad de las bacterias para formar biopelícula aumenta la resistencia de este microorganismo a los antimicrobianos [29,31]. Muchos antimicrobianos que se usan en la industria alimentaria para eliminar L. monocytogenes pueden reducir e inactivar los microorganismos. No obstante, todavía hay algunos riesgos relacionados con el desprendimiento y el rebrote de las células [32,33]. Por todas estas razones, las biopelículas aún representan una gran preocupación en la industria alimentaria.

FIGURA 1. Representación esquemática de las etapas de desarrollo de la biopelícula. (a) El primer paso involucra la adición reversible de las células planctónicas a las superficies; (b) las células adheridas comienzan a formar una monocapa y a producir matriz extracelular; (c) las células dentro de la matriz extrapolimérica autoproducida continúan creciendo y formando microcolonias de múltiples capas; (d) las células se unen irreversiblemente a la superficie y se incrustan en la matriz: la biopelícula está madura; (e) en la última etapa de la formación de la biopelícula, las células pueden desprenderse y regresar en forma planctónica, listas para colonizar nuevas superficies. Adaptado de (24).

BIOPELÍCULAS POR L. MONOCYTOGENES La formación de biopelículas por L. monocytogenes está influenciada por una multitud de condiciones, resumidas brevemente a continuación. La temperatura juega un papel importante en favorecer la formación de biopelículas [8,34], así como la naturaleza de la superficie de adhesión y su hidrofobicidad [35]. La mayoría de los estudios centrados en la formación de biopelículas de L. monocytogenes se realizaron a temperaturas superiores a las bajas temperaturas típicas de los entornos de procesamiento de alimentos. La formación de biopelículas se probó a 37 ± 2 ºC, la temperatura de crecimiento óptima listerial, y 25 ºC (la temperatura a la que el microorganismo presenta flagelos). Di Bonaventura et al. [8] analizaron la formación de biopelículas de 44 cepas diferentes de L. monocytogenes en diferentes superficies a cuatro temperaturas (4, 12, 22 y 37 ºC). Observaron la compleja organización

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40 [ TECNOLOGÍA ] de las biopelículas de L. monocytogenes tanto en 22 como en 37 °C, en términos de número de células y EPS producidos, mientras que se observó una biopelícula rudimentaria que consistía en un grupo disperso de células y pocas EPS tanto en 4 como en 12 ºC. Los autores sugirieron que estos resultados no se debieron a una fisiología celular diferente sino a un crecimiento reducido de bacterias. De acuerdo con este trabajo, L. monocytogenes fue capaz de formar biopelículas a 4 y 12 °C con niveles más altos en el vidrio en comparación con el acero inoxidable más hidrofóbico y poliestireno. No obstante, los autores también observaron una producción de biopelículas significativamente más alta a 37 °C que a 4 °C. Resultados similares fueron obtenidos por Tomici'c et al. [36]. Observaron una formación de biopelícula significativamente estimulada de cepas de L. monocytogenes a 25, 37 y 42 °C en comparación con la temperatura de incubación más baja: 7 °C. También Chavant et al. [37] observaron la capacidad de la cepa de L. monocytogenes LO28 para colonizar una superficie de politetrafluoroetileno (PTFE) a 37 °C, pero no a 8 °C.

una mejor formación de biopelícula a 15 °C en bacterias mutadas en 9 genes no vinculados previamente a este proceso, así como en otras bacterias portadoras de mutación en 10 genes que se sabe están involucrados en la formación de biopelículas a temperaturas más altas. La capacidad de L. monocytogenes para producir biopelículas a bajas temperaturas utilizadas durante el procesamiento y almacenamiento de alimentos aumenta la probabilidad de contaminación cruzada. Se observó una fuerte variación de tensión a la deformación en la capacidad de formación de biopelícula. Aunque algunos autores informaron una correlación entre los linajes y la capacidad de formación de biopelícula (con cepas de linaje II que presentan mayores niveles de producción de biopelícula) [41], otros resultados no respaldan estos hallazgos [8].

Por otro lado, otros autores observaron la formación de biopelículas a temperaturas similares a las de los frigoríficos, como Bonsaglia et al. [38], que verificaron la formación de biopelícula a 4 °C en diferentes superficies, con mayores niveles en acero inoxidable y vidrio en comparación con poliestireno. También Norwood y Gilmour [39] reportaron dos aislamientos de L. monocytogenes que pudieron adherirse de la misma manera a 4 °C y 30 °C.

También se observó que las arquitecturas de las biopelículas son diferentes entre las cepas. Dos estudios recientes analizaron la estructura tridimensional de varias cepas de L. monocytogenes por microscopía de barrido con láser confocal [23,42]. En ambos artículos, se observaron estructuras que eran diferentes en biovolumen, grosor medio y rugosidad, que van desde multicapas planas hasta estructuras complejas tipo panal. Entre las estructuras observadas, el morfotipo panal fue el dominante, caracterizado por capas de células cohesivas, heterogéneamente distribuidas, decoradas con huecos vacíos y bolsas localizadas que contienen células muertas y ADN extracelular (eDNA) [42].

Es posible que la formación de biopelículas a bajas temperaturas pueda regularse por genes que no están implicados en este proceso a temperaturas más altas, como informaron recientemente Piercey et al. [40]. Observaron

En entornos naturales, como en la industria alimentaria, las biopelículas están compuestas por múltiples especies bacterianas (biopelículas de especies mixtas). Se ha descubierto que las biopelículas de especies

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[ TECNOLOGÍA ] 41 mixtas son más resistentes a los desinfectantes y sanitizantes que rara vez ocurre en las biopelículas mono-especie. También se estudió la formación de biopelículas de L. monocytogenes en biopelículas de especies mixtas. En un estudio de 2004, se probó el efecto de 29 cepas bacterianas relacionadas con los alimentos en la formación de biopelículas de L. monocytogenes en acero inoxidable [43]. Se observó que el cocultivo con cuatro de las cepas evaluadas fue capaz de aumentar la formación de biopelícula listerial, mientras que las otras cepas no mostraron ningún efecto o provocaron una disminución de la formación de biopelículas. Otros estudios mostraron un aumento en el número de células listeriales dentro de las biopelículas cuando se cocultivaron con Flavobacterium spp. [44], o una similitud en el número de células entre biopelículas listeriales monoespecies y de especies mixtas en el cocultivo con diferentes cepas de Staphylococcus aureus [45]. En contraste, diferentes estudios sobre el cocultivo de L. monocytogenes con cepas relacionadas con alimentos mostraron que algunas especies, como Staphylococcus sciuri [46], Pseudomonas fragi [39], Enterococcus durans y Lactococcus lactis [47], fueron capaces de prevenir el aumento de la población listerial dentro de biopelículas. La influencia de otros factores en las biopelículas listeriales monoespecie y multiespecíficas también fue investigada por Silva et al. [48] que analizaron la formación de L. monocytogenes, Enterococcus faecium y Enterococcus faecalis (que se encontraron presentes en las plantas procesadoras de queso en estudios previos), biopelículas de especies mixtas en acero inoxidable a diversas temperaturas y tiempos de contacto. Observaron que la presencia de Enterococcus spp. y las temperaturas afectaron el crecimiento de L. monocytogenes; en particular, a 25 °C,

el crecimiento de la biopelícula de L. monocytogenes fue mayor en cultivos de especies mixtas, mientras que el efecto opuesto se observó a 39 °C. También se investigó la resistencia a los antimicrobianos de las biopelículas de especies mixtas de L. monocytogenes. Un estudio de van der Veen et al. [31] reveló una mayor resistencia a los desinfectantes cloruro de benzalconio y ácido peracético de biopelículas de especies mixtas de L. monocytogenes y Lactobacillus plantarum en comparación con las biopelículas listeriales monoespecie. Por el contrario, otros autores no observaron una influencia de las condiciones de cultivo sobre la resistencia de L. monocytogenes a los antimicrobianos cuando se cocultivó con Pseudomonas putida [49] o con Salmonella entérica [50].

MATRIZ DE BIOPELÍCULA DE L. MONOCYTOGENES La matriz extracelular es un componente importante de las biopelículas de L. monocytogenes [51]. Los exopolisacáridos, las proteínas y el eADN son las principales moléculas que componen la matriz de biopelículas de varias bacterias [52]. Los estudios centrados en la caracterización de las biopelículas listeriales mostraron la presencia de todas estas estructuras. En particular, se observó que los ácidos teicoicos representan los polisacáridos principales, ya que el análisis de RMN y los estudios mutacionales mostraron la presencia de TA en las biopelículas y su papel en la formación de las mismas [53,54]. A diferencia de las biopelículas formadas por otros microorganismos (como las cepas mucoides de Pseudomonas aeruginosa) en las que los polisacáridos son los principales EPS [55], la cuantificación de los componentes extracelulares de las biopelículas listeriales

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42 [ TECNOLOGÍA ] por Combouse et al. [56] indicaron proteínas como la sustancia extracelular más abundante. Otros autores también observaron que el tratamiento con proteasa de las biopelículas podía alterar el desarrollo de la biopelícula o inducir la dispersión de las células [57,58], lo que indica un papel de las proteínas en el desarrollo y mantenimiento de la biopelícula. Ambas proteínas extracelulares y de superficie (como la interalina A-inlA y biopelícula asociada asociado a la proteína BapL) formaban parte de la matriz extracelular [59]. Recientemente, se encontró que otra clase de proteínas internas (L-inlL interna) estaba involucrada tanto en la adhesión bacteriana inicial como en el desarrollo sésil en L. monocytogenes EGD-e [60]. Junto con los polisacáridos y las proteínas, también se encontró el ADN extracelular (eDNA) dentro de las biopelículas listeriales y se demostró que sirve como un componente estructural de la matriz de EPS de L. monocytogenes EGD-e [58,61]. El eDNA no sólo tiene un papel estructural, ya que también sirve como fuente de energía y nutrición [52,62].

CAMBIOS FISIOLÓGICOS EN LAS BIOPELÍCULAS DE L. MONOCYTOGENES Es típico encontrar heterogeneidad estructural, química y biológica en una biopelícula, como resultado de la presencia de gradientes de nutrientes, oxígeno y otras moléculas. Por lo tanto, las células dentro de una biopelícula se encuentran en una amplia gama de estados fisiológicos, ya que no están expuestas a las mismas condiciones y están sujetas a adaptarse a las condiciones ambientales locales, a la expresión genética alterada y a la variación genotípica relacionada con la mutación y la selección [63]. La capacidad de las células dentro de un con-

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sorcio de biopelícula para resistir y persistir en una variedad de ambientes está, por lo tanto, relacionada no sólo con las sustancias poliméricas extracelulares que componen la matriz, sino también con los cambios fisiológicos en las células. Diferentes estudios han investigado los cambios fisiológicos de las células de L. monocytogenes dentro de una biopelícula [64-67]. Recientemente se observó que la composición de la membrana bacteriana está sujeta a cambios, como un contenido diferente en los ácidos grasos de las células dentro de una biopelícula respecto a su homólogo planctónico [64]. En particular, Dubois-Brissonet et al. [64] observaron el contenido de ácidos grasos saturados (SFA) que fue 12.7% más alto (p <0.05) en las células de biopelícula que en los planctónicos; mientras que el contenido de ácidos grasos de cadena ramificada (BCFA) fue significativamente menor. El aumento de SFA y la disminución de BCFA ya se observó en L. monocytogenes en células simplemente adheridas [65], y se sabe que conduce a una mayor temperatura de transición de fase, densidad de empaquetamiento y estabilidad bicapa [66]. Estos cambios fisiológicos en las biopelículas permiten la adaptación a condiciones estresantes y mejorar la supervivencia bacteriana y la resistencia a los agentes antimicrobianos [64]. También Miladi et al. [67] observaron un cambio en el contenido de ácidos grasos de la membrana bacteriana después de la inanición y la exposición al estrés por congelación (-20 ºC) de células de L. monocytogenes, pasando de una prevalencia de FA ramificados iso y anteiso con 15 y 17 átomos de carbono, a la presencia de una elevada proporción de FA directos, como ácido hexadecanoico de cadena larga (16: 0), ácido heptadecanoico (17: 0) y ácido octadecanoico (18: 0). Además, observaron un aumento en la producción de biopelículas y en la hidrofobicidad superficial (que se

[ TECNOLOGÍA ] 43 sabe que está involucrada en la capacidad de adhesión), una reducción en el tamaño de las células y un cambio en la forma de las bacterias desde el bastoncillo hasta el cocoide. En particular, se encontró una prevalencia de AF directos en las células adheridas, lo que sugiere un papel funcional de este rasgo fisiológico en el estado de las células adheridas. Estos resultados llevan a los autores a la hipótesis de que la virulencia de L. monocytogenes podría mejorarse mediante la congelación y el estrés por inanición que causan un aumento de la capacidad de adhesión. Estos hallazgos contrastan con otros estudios que observaron una capacidad de formación de biopelícula reducida en condiciones frías similares a las de un refrigerador, como ya se informó anteriormente. Por esta razón, el efecto de la temperatura de incubación sobre la formación de biopelículas por L. monocytogenes es ciertamente una tema que debe ser investigado más a fondo.

CONCLUSIONES Y PERSPECTIVAS La formación de biopelículas por patógenos transmitidos por los alimentos representa una seria preocupación en la industria alimentaria. L. monocytogenes puede formar biopelículas y persistir durante mucho tiempo, favoreciendo la contaminación de los alimentos [9]. De los estudios de secuenciación del genoma completo se obtienen importantes contribuciones en el campo de la persistencia de L. monocytogenes en la industria alimentaria. El proyecto GenomeTrakr permite que las secuencias genómicas y la correspondiente información de recolección de las muestras estén disponibles públicamente en el sitio web de NCBI. Esto podría permitir la detección de más conglomerados (posibles brotes) de infecciones por listeriosis, la identificación de fuentes desconocidas de

la bacteria y un mejor control de los brotes, dando la posibilidad de detenerlos cuando todavía son pequeños. Deben aplicarse estrategias efectivas para la prevención o erradicación de biopelículas con el fin de controlar la presencia y la formación de esta forma resistente de patógenos. Para alcanzar estos resultados, se requiere un conocimiento más profundo de la composición de las biopelículas. Se han realizado diferentes estudios para caracterizar mejor la matriz extracelular de la biopelícula listerial que representa el componente principal de una biopelícula. Estos estudios contribuyeron a ampliar el conocimiento sobre biopelículas formadas por L. monocytogenes, así como a determinar la complejidad y la función de los componentes caracterizados (como TA, exopolisacáridos, proteínas asociadas a superficie y eDNA) durante la formación y desarrollo de biopelículas. Por cierto, otros estudios centrados en la caracterización de la llamada "materia oscura" de biopelículas listeriales podrían ayudar a prevenir la formación de biopelículas o erradicar biopelículas maduras en la industria alimentaria. El desarrollo de sistemas experimentales que simulen de manera efectiva las condiciones del ambiente de procesamiento de alimentos ciertamente puede representar una gran contribución al estudio de la formación de biopelículas tanto de L. monocytogenes como de muchos otros patógenos transmitidos por los alimentos, y ayudar en la erradicación de los mismos. Para consulta de la bibliografía, visite la versión virtual en www.alfa-editores.com.mx.

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NUTRYPLUS: SOLUCIONES EN SISTEMAS ENDULZANTES

44 [ NOTAS DEL SECTOR ]

Hoy en día es de preocupación global la obesidad, y las tendencias nos llevan a un estilo de vida más saludable y más light. Mucho de esta tendencia ha sido debido a la preocupación y conocimiento de los daños a la salud que han traído consigo los ingredientes y productos endulzantes; principalmente diabetes, obesidad, migraña, caries y potencial cancerígeno. El azúcar de caña o sacarosa se ha convertido en un ingrediente “enemigo”, que ha jugado un papel importante desde hace ya unos años y hoy en día sigue en la mira de los consumidores, nutricionistas e incluso políticas gubernamentales, creándose nuevos desarrollos, fórmulas, sustitutos y alternativas para satisfacer la demanda y reducir el consumo calórico, apegándonos a un estilo de vida más saludable. Actualmente existen varias opciones para proporcionar el “sabor dulce”, con mayores y menores porcentajes calóricos. Se clasifican en: • Los naturales, conocidos como endulzantes (azúcar de caña, estevia, miel, fructosa).

Se recomienda seleccionar las opciones más saludables. En Nutryplus hemos desarrollado sistemas endulzantes con base en extractos de alta pureza de la planta estevia. Estos sistemas permiten ajustarse a las necesidades y especificaciones de diversas aplicaciones y formulaciones. Actualmente contamos con Sistemas de reducción desde el 30% hasta un 100% de azúcar. Nuestras principales ventajas de los Sistemas Endulzantes Nutryplus® son:

No aportan calorías.

Son de bajo índice glicémico.

Pueden ser consumidos por personas diabéticas en dosis moderada.

Son estables a cualquier temperatura y pH.

• Los artificiales, nombrados edulcorantes, cuya función es de ser “sustitutos” y ser de “alta densidad” (aspartame, sacarina).

Pueden aplicarse en diferentes productos alimenticios (bebidas, malteadas, rellenos, mermeladas, concentrados, jarabes, galletería, panadería, confitería, dulces y postres).

Al momento de elegir el endulzante que utilizaremos, debemos tomar en cuenta la aplicación y características particulares de gustos y formulaciones.

Trabajamos con los más altos estándares de calidad, FSSC 22000, Industria Limpia, Kosher y aprobaciones por JECFA, FDA GRN 323 y EU Spec.

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[ NOTAS DEL SECTOR ] 45 Bebida

Medida

Sistema Estevia Recomendado

Dosis Recomendada

Agua de frutas: fresa, naranja, limón, guayaba, sandía

Vaso (250 mililitros)

Agua Saborizada

Un cuarto a media cucharadita cafetera ( ½ gramo a 1 gramo)

Café

Taza (250 mililitros)

Table Top

Un cuarto a media cucharadita cafetera ( ½ gramo a 1 gramo)

Naturales y/o saludables (bebidas de sabores fuertes): té negro, té de jengibre, té de ruda, té verde, bebidas con hoja sen

Taza (250 mililitros)

Bebidas Naturales (Organic Saludable)

½ a 1 cucharadita cafetera (1 gramo a 2 gramos)

Table Top

¼ a ½ cucharadita cafetera ( ½ gramo a 1 gramo)

Té de manzanilla, hierbabuena, tila, limón, etcétera

Taza (250 mililitros)

TABLA 1. Dosis recomendadas de Sistemas Estevia Nutryplus® en bebidas diversas.

Mayor información:

Tel. +52 (442) 211 1200 ventas@nutryplus.com www.nutryplus.com

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ISM 2018 Y PROSWEETS COLOGNE 2018, 13 AÑOS DE INNOVACIÓN EN CONFITERÍA Y SNACKS

Evento

LA IMPORTANCIA DE ISM PARA LOS DULCEROS MEXICANOS De acuerdo con el Instituto Nacional de Estadística y Geografía (INEGI), en 2017 el valor de las exportaciones mexicanas de productos de azúcares y artículos de confitería fue de 1 490 639 dólares, cifra que representa un crecimiento del 5.8 por ciento respecto al año anterior. En el caso específico de los dulces, el monto se ubicó en 550.7 millones de dólares, mientras que los chocolates nacionales en el mundo alcanzaron los 628.6 millones de dólares, y los chicles 92.9 millones. Actualmente México es considerado el décimo mayor exportador de confitería a nivel mundial, en una lista que incluye a potencias como Brasil, Alemania, Países Bajos, Bélgica y Estados Unidos. En ese contexto, nuestro país se presentó, como es costumbre, en la más reciente feria anual ISM, celebrada en Colonia (Alemania) y catalogada por la industria mundial de alimentos y bebidas como la mayor exposición dedicada a los productos de confitería y los “artículos para picar” (expresión global en varios idiomas para citar a los snacks). Mediante el apoyo de la agencia gubernamental ProMéxico, 12 empresas de nuestro país acudieron a ISM 2018 del 28 al 31 de enero, para sostener encuentros de negocios

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con posibles compradores y establecer contacto con clientes potenciales y proveedores, con el objetivo de ampliar su presencia en los mercados internacionales.

Estas firmas fueron Broncolin, Chocolate Rey Amargo, Continental Best, DOT Dulces o Travesuras, Grupo Alerlit, Industrializadora Integral del Agave (también conocida como The IIDEA Company), Montes y Cía., Paletas Mara, Productos Medellín, Sweets’n Lollypops, Técnica Mexicana de Alimentación y Vital Foods. Adicionalmente, en los pasillos de ISM encontramos también a las compañías Canel's, Productos Industrializados de Saltillo (PISSA),

{47} Barcel (de Grupo Bimbo), Caramelos Don Picoso, Intercambio Mexicano de Comercio (IMCO) y Kidskan, algunas de las cuales decidieron participar por su propia cuenta y no como parte de la delegación oficial de ProMéxico, principalmente por ser consideradas “empresas grandes” y contar con un presupuesto suficiente para ocupar más metros del piso de exhibición.

Intercambio Mexicano de Comercio (IMCO)Mauricio Vázquez, CEO: “Este año trataremos de estar en supermercados. Tenemos cacao mix, manteca de cacao, pasta de cacao, cacao en polvo, cacao orgánico y convencional, granos de cacao y pimienta gorda”.

Evento

En entrevista con Alfa Editores Técnicos, más de la mitad de estas empresas mexicanas –entre las que se encuentran algunas con varios años de asistir a ISM, como es el caso de PISSA o Continental Best- comentaron sus novedades, expectativas del evento y alcances en el comercio global. A continuación ofrecemos un adelanto de estas charlas que usted podrá encontrar intercaladas de forma íntegra próximamente en nuestro boletín gratuito semanal NotiAlfa (http://www.alfa-editores.com.mx/category/ notialfa-anteriores/):

Kidskan- Jorge Ramos, CEO: “Hacemos productos de línea que son algodones de azúcar en diferentes presentaciones y empaques, y hoy traemos el algodón de colores para eventos centrados en un solo color”. El 90 por ciento de su producción se exporta y el restante se concentra en el mercado interno.

Broncolin- Rogelio Domínguez, encargado de Exportaciones: “Traemos productos nuevos que, con base en mentol y su mezcla con extractos herbales, potencian la fórmula y dan mejoría a la garganta”. Sweets´n Lolly-Pops- Enrique Durán, coordinador de Ventas Internacionales: “Nuestro principal producto son las paletas de caramelo macizo, ya sean enchiladas o dulces, y lo que nos distingue son principalmente nuestros troqueles, que son de muy buena calidad. Traemos nuevos productos naturales con sabores que son tendencia, como una paleta de aguacate, que creemos va a funcionar mucho en esta región”.

Chocolate Rey Amargo- Alma Ríos, gerente de Ventas: “La novedad es nuestro chocolate para mesa cien por ciento natural pues sólo son tres ingredientes: cacao, azúcar y canela. Lo que nos diferencia de todos los chocolates de mesa que existen actualmente es que somos gourmet, con certificaciones Kosher y Halal, además de ser veganos”.

Grupo Alerlit- Itzuri Alarcón y Alejandro Alarcón, fundadores: “Tenemos pequeñas exportaciones, principalmente a Texas, desde donde hacemos distribución, y se están vendiendo muy bien gracias a nuestra buena calidad y precio”. Es su primera vez en ISM, ofreciendo sobre todo cacao de Chiapas y Tabasco.

Continental Best- Fabiola Palma, directora general: “Fabricamos chocolate 100% gourmet con cacao de un mismo origen. Tenemos toda una gama de chocolates cuya idea principal es demostrar la cultura de México”. De su producción anual, 80% se destina al mercado mexicano y el resto corresponde a exportaciones.

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48 [ EVENTO ] The IIDEA Company (Industrializadora Integral del Agave)- ejecutivos comerciales en Europa: “Somos líderes de productos basados en agave, que van de miel hasta inulina o un tequila. Estamos en todos los países de Europa; nuestros mercados más fuertes son Francia, Italia, España y Alemania, pero tenemos representantes en cada país de la Unión Europea”. Productos Medellín- Lucía Medellín, gerente de Ventas: “Trajimos lo que más nos representa, que son las obleas y las glorias. Ésta es nuestra segunda vez en ISM, el objetivo es buscar compradores y los mercados árabes, pues a ellos les gusta mucho el sabor dulce de la leche de cabra”. Productos Industrializados de Saltillo (PISSA)- Adrián Peña, Marketing Executive Jr.: “Somos co-manufacturer de empresas como Nestlé, Ferrara… y estamos iniciando ya con nuevas marcas propias. Tenemos dulces de dextrosa comprimidos, chicles y dextrosa comprimida cubierta de jarabe. Año con año asistimos a ISM, anteriormente con ProMéxico y ahora como independientes”.

INNOVACIONES, TENDENCIAS, GANADORES Y NUEVAS SECCIONES Además de ser una puerta de entrada para los dulces y snacks producidos en México hacia el mercado internacional, sobre todo el de Europa, la ISM se ha consolidado como una referencia global del sector confitero, lo cual quedó confirmado en la pasada edición, con la presencia de empresas líderes del comercio y la distribución de este tipo de alimentos, por ejemplo, Aeon, Ahold, Aldi, Amazon, arko, Auchan, Carrefour, Coop, Costco, Delhaize, Edeka, Globus, Hussel, Jumbo, Karstadt, Kaufhof, Kroger, Leclerc, Lekkerland, Lidl, Marks & Spencer, Metro, Mercadona, Netto, Rewe, Rossmann, Sainsbury, Spar, Target, Tesco y Walmart.

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Durante los cuatro días de exposición acudieron también destacados importadores, representantes del comercio mayorista internacional y empresas del segmento de artículos para regalo y decoración; por otro lado, fue notoria la creciente presencia de comerciantes de numerosas plataformas on-line especializadas. Con una imagen constante de stands repletos e intensas negociaciones, fue posible observar en los pasillos de ISM 2018 innovaciones en el campo de los productos con proteínas, barritas de vegetales y frutas, así como creaciones con bajos niveles de azúcar. En cuanto a nuevos productos, la atención se centró en firmas que ofrecieron muy variadas versiones de chocolate y artículos de confitería fina, sin dejar atrás la conciencia por la salud que ha venido empujando al sector durante los últimos años. Una novedad expositiva fue la “New Snacks Area”, que presentó barras, snacks con perfiles de sabor poco explorados, productos para consumir en la calle (ready-to), así como alimentos para el desayuno. Este espacio ubicado en el pabellón 5.2 del recinto ferial de Koelnmesse despertó un gran interés entre los visitantes.

[ EVENTO ] 49 Además de los nuevos snacks, parte de la atención en general de los asistentes se concentró en las start-ups que se presentaron por primera vez en la ISM, se trata de 14 empresas que no tienen más de cinco años de vida y que en esta ocasión exhibieron bajo un mismo techo sus productos, tuvieron una importante aceptación con la variedad de su oferta por parte de los clientes potenciales. Lo mismo podemos decir de la ya tradicional “Newcomer Area”, que con un total de 12 compañías agotó sus espacios disponibles. Otro atractivo fue la importancia que se le dio al café y al té este año, nuevos grupos de productos en la ISM que tuvieron un empuje propio gracias al Coffee Cologne Forum y su ‘Kaffeestraße’ (en español, ‘calle del café’), reflejado en un programa marco orientado a la práctica y que resultó de amplio interés sobre todo para las empresas que manejan café-bares, panaderías, confiterías y reposterías. En el mismo sentido de actualización profesional, destacó el ciclo de conferencias del ‘Expert Stage’, que ofreció en el boulevard central ubicado entre los pabellones 5 y 10, un programa integral de presentaciones de tendencias y mesas redondas sobre temas actuales en la industria de la confitería y los aperitivos, donde además la reconocida firma de investigación de mercados Innova Market Insights brindó nuevamente información sobre las tendencias de productos y proporcionó datos precisos en torno a los últimos avances en dulces.

Además, se entregó por quinta vez consecutiva el ISM Award, resultando premiada la empresaria Dylan Lauren por su concepto de tienda Dylan’s Candy Bar en Estados Unidos. Este galardón internacional enaltece los servicios extraordinarios de proveedores relacionados con el mundo de la confitería y los “artículos para picar”. Los galardones que han sido concedidos en los últimos años fueron para Herman Goelitz Rowland Sr. (Jelly Belly Candy Company, EUA), Felix Richterich (Ricola AG, Suiza), James N. Walker (Walkers Shortbread, Gran Bretaña) y Gota Morinaga (Japón). En otra sala, como ya es tradición, se premiaron las tres innovaciones más importantes de la expo en el salón especial “New Product Showcase”, donde las votaciones de los asistentes a la feria derivaron en que Fruit Balls de HPW AG se llevara el primer lugar, Brasiliero de GOT7 Nutrition GmbH & Co. KG el segundo puesto y Little Love de Lovechock el tercer sitio. Fruit Balls es un refrigerio a base de frutas tropicales secas, no contiene sustitutos de azúcar ni concentrados frutales y es apto para vegetarianos y personas celiacas (no contienen gluten). Con una variedad de cinco sabores, estos frutos se procesan y envasan directamente por una empresa certificada por BRC (un estándar global para la seguridad alimentaria) en Ghana. Este producto del fabricante suizo HPW cumple con la tendencia actual de migrar hacia ingredientes naturales y ofrecer bocadillos sin azúcar. Brasiliero es una oblea rellena de crema de cacao enriquecida con proteínas y avellanas, sin azúcares añadidos e igualmente sin gluten. Mientras que Little Love es una barra de chocolate que durante su preparación emplea ‘chocolate crudo’ (los granos no se tuestan, sino que se muelen), además de soya, aceite de palma y con ausencia de gluten; paran darle un toque dulce, el fabricante holandés Lovechock usa

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50 [ EVENTO ] néctar de flores de coco. Para la producción de este chocolate, que además es vegano, sólo se procesan materias primas orgánicas.

laje y envasado de dulces, máquinas y sistemas, además de servicios secundarias como soluciones de seguridad alimentaria o de gestión de calidad. Con una asistencia de más de 20,000 profesionales, ProSweets Cologne registró un importante repunte en el número de visitantes en comparación con ediciones anteriores. En particular, la cifra de compradores extranjeros aumentó, éstos visitaron un total de 325 stands para conocer propuestas tecnológicas y realizar negociaciones. Además de las grandes firmas proveedoras del sector, numerosas pequeñas y medianas empresas (PyMes) también estuvieron representadas en la feria. Tras concluir el evento, gracias a su éxito más del 80 por ciento de los expositores afirmaron estar planeando ya repetir su participación en el 2019.

Por otra parte, se llevó a cabo por segunda vez el “ISM Packaging Award powered by ProSweets Cologne”, reconocimiento que nuevamente se llevó la compañía alemana myChipsBox, gracias a su bolsa para botanas 100 por ciento biodegradable.

LA TECNOLOGÍA DETRÁS DE LOS DULCES Y BOTANAS La parte dedicada a la oferta tecnológica para los productores de dulces y snacks, que al igual que en la edición anterior fue abordada en el pabellón 10.1 por ProSweets Cologne, confirmó su importancia como plataforma central de información y adquisición para toda la industria. En sus pasillos fue posible encontrar materias primas e ingredientes, tecnología de emba-

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ProSweets Cologne presentó soluciones y conferencias en una amplia gama de temáticas importantes para las fases de preparación, producción y empaque de la industria, como son los cambios en las fórmulas, las formas de presentación y un empaque todavía más orientado al consumidor; tecnología multisensorial, la relación entre los ingredientes individuales, la influencia de los edulcorantes

[ EVENTO ] 51 alternativos en la receta general, los problemas relacionados con la seguridad alimentaria, la optimización de máquinas y tecnologías en general, la eficiencia de los recursos y las soluciones para proporcionar transparencia a lo largo de la cadena de suministro. El perfil de los visitantes profesionales se conformó por altos ejecutivos de los departamentos de investigación, desarrollo y construcción, principalmente. De acuerdo con una encuesta realizada a los compradores, las soluciones exhibidas tuvieron una gran influencia en las decisiones de adquisición dentro de sus empresas, una impresión que fue compartida también por los expositores. El interés en el tema de embalaje, que se presentó adicionalmente en el miniforo especial ‘Packaging - Function meets Design’ este 2018, fue considerablemente alto, al igual que las consultas sobre ingredientes. Cabe recordar la pertinencia de que ISM y ProSweets Cologne se lleven a cabo de forma paralela, pues se complementan perfectamente ya que ambas ferias cubren toda la cadena de valor del sector confitero y de snacks, desde materias primas y producción hasta el embalaje y los productos listos para su venta; un dúo expositivo que ha tenido mucho éxito desde el 2006, con 13 años de éxitos crecientes.

CIFRAS FINALES Y LO QUE VIENE En la ISM 2018 participaron 1,656 empresas procedentes de 73 países, quienes expusieron sus productos sobre una superficie de 110,000 metros cuadrados. Un 86 por ciento de ellas acudieron del extranjero (1,427 compañías), mientras que los expositores locales sumaron 229. A esta edición de ISM acudieron 37,500 visitantes profesionales de 144 países, con una participación extranjera del 68 por ciento. Paralelamente a la ISM 2018, ProSweets Cologne, la Feria Internacional de Proveedores de la Industria de los Productos de Confitería y los Artículos para Picar, registró un total de 325 empresas provenientes de 33 países: 107 expositores locales y 218 extranjeros (67 por ciento del total). En general, ProSweets Cologne 2018 cubrió un espacio de exposición bruto de 21,000 metros cuadrados. Incluyendo las estimaciones para el último día de feria, el evento atrajo a más de 20,000 visitantes profesionales de alrededor de 100 países, de los cuales el 70 por ciento acudió de otras naciones distintas a Alemania. Las próximas ediciones de ISM y ProSweets Cologne se celebrarán del 27 al 30 de enero del 2019. Los invitamos a estar pendientes de todos los avances en los distintos medios de Alfa Editores Técnicos, así como en los sitios web www.ism-cologne.com y www.prosweets.com.

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EMPAQUE MEXICANO: INDUSTRIA EN CONSTANTE ESPECIALIZACIÓN RUMBO A LA SUSTENTABILIDAD ENTREVISTA CON…

Entrevista

LIC. HIRAM CRUZ, DIRECTOR GENERAL DE LA ASOCIACIÓN MEXICANA DE ENVASE Y EMBALAJE (AMEE)

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{53} EL PAPEL DE LA AMEE EN LA INDUSTRIA

Con más de tres décadas y media de historia, la AMEE participa en las ferias EXPO PACK desde hace 32 años, a través de la proveeduría de información sobre este sector, el acompañamiento en las giras de promoción dentro y fuera del país de la exposición, y mediante la red de contactos de sus empresas asociadas, cuyo registro supera las 100 firmas. En entrevista con Alfa Editores Técnicos, el Lic. Hiram Cruz resaltó la importancia de la AMEE para la actualización de información y conocimientos de los líderes y tomadores de decisiones de la industria de envase y embalaje, toda vez que dentro de las ferias EXPO PACK (en la Ciudad de México o Guadalajara, que se turnan anualmente la realización del evento) organizan cada año el Congreso Nacional AMEE, un ciclo de conferencias técnicas y la ceremonia de premiación del certamen Envase Estelar.

ESTADO ACTUAL DEL SECTOR “Hablando de lo que es la industria de envase y embalaje, y la importancia que tiene dentro de las actividades de los diferentes sectores, cabe señalar que en México se elaboraron en 2017 alrededor de 11.9 millones de toneladas de envases (de todos

Con base en su valor de mercado, en nuestro país los materiales más demandados por la industria del envase y embalaje son el papel y cartón, seguidos en orden del plástico, vidrio, metal y madera. Mayo - Junio 2018 | Industria Alimentaria

Entrevista

La Asociación Mexicana de Envase y Embalaje (AMEE) agrupa a los principales fabricantes de envases y embalajes de nuestro país, incluyendo a compañías globales y locales, y abarca también a empresas que tienen alguna participación en la cadena de valor de un producto envasado, por lo que no se enfocan únicamente al packaging final en sí, sino que incluye entre sus agremiados a fabricantes de materias primas, de adhesivos, de etiquetas, de tapas, usuarios de marca y, evidentemente, productores de envases y embalajes; esto, con la finalidad de integrar en una misma organización a todos los involucrados en la generación de empaques, lo que en palabras del Lic. Hiram Cruz, Director General de la AMEE, “representa un valor agregado para la industria en general, pues para desarrollar un producto intervienen áreas de mercadotecnia, de planeación, de producción y de ingeniería de empaque”, por ejemplo.

Sobre este último punto, agrega: “Para la evaluación de los envases, conformamos un grupo de profesionales expertos que se desempeñan dentro de la industria en diferentes áreas, como producción, calidad o mercadotecnia”. Si bien el concurso cuenta con una categoría enfocada en las propuestas de envase desarrolladas por estudiantes universitarios, desde la pasada edición de EXPO PACK Guadalajara (13 al 15 de junio del 2017) se ha hecho un esfuerzo por integrar más tanto a la academia como a medios de comunicación y expertos externos, razón por la cual se incluyó en el jurado al Ing. Jorge Maquita, con más de 35 años de experiencia en este sector; al Ing. Alejandro Sosa, versado en temas de protección ambiental y sustentabilidad; al Mtro. Jorge Jacobo, coordinador de la Licenciatura en Diseño Industrial de la Universidad Autónoma Metropolitana (UAM) unidad Azcapotzalco; al Lic. Raúl Espinoza, enfocado en diseño gráfico; al Lic. Rodrigo Herrera, consultor y catedrático del ITESM (Tec de Monterrey) en diseño estructural; así como al Ing. Ernesto Silva, ex Presidente de la AMEE.

54 [ ENTREVISTA ] los materiales: vidrio, metal, papel y cartón, plástico y madera), mostrando un crecimiento de producción del 5.2 por ciento con respecto a 2016, y un valor de mercado de 14,000 millones de dólares”, agrega el directivo. De acuerdo con el titular de la Asociación Mexicana de Envase y Embalaje, a pesar de que ha aumentado la participación tanto del plástico como del papel y cartón en los procesos de embalaje en el país, el mercado del vidrio es uno que para sorpresa de muchos ha estado creciendo más, posicionándose en nichos muy específicos como bebidas alcohólicas, perfumería y cosméticos, además de productos farmacéuticos debido a las características de inocuidad, transparencia y estética del material. En relación con el sector de alimentos y bebidas, éste demanda el 50 por ciento de la producción total de envases y embalajes en México. “Seguido de productos de cuidado personal, cuidado del hogar y farmacéuticos. Por otro lado, empiezan a destacar otras industrias: si bien la automotriz ha sido una actividad importante para el desarrollo de embalajes, cuando hablamos de la industria de autopartes nos damos cuenta que también es muy trascendente porque cada vez estamos encontrando más tiendas de conveniencia de autopartes; entonces, al igual que cualquier tienda de conveniencia de abarrotes, aquí ya sea una balata o una bujía por ejemplo, el consumidor acude y adquiere lo que necesita, para lo cual el envase juega un papel muy importante”. Apunta que otro sector que también ha mostrado crecimientos “a pasos agigantados” en el empleo de soluciones de packaging en los últimos años es el del e-commerce, pues cada vez hay más productos comercializados vía internet y que igualmente requieren empaque y embalaje con propiedades particulares.

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“Todo esto viene derivado de un entorno cambiante, en el cual el consumidor es más analítico, selectivo, exigente… no es alguien que tenga lealtad hacia ciertas marcas, sino que lo que busca es un valor agregado en los diferentes productos que adquiere. Si compra un alimento o una bebida, para la siguiente ocasión que acuda al supermercado o a la tienda de conveniencia va a cuestionarse ‘¿qué novedades hay en este producto a través del envase?’, por lo cual encontramos diferentes formas, diseños e incluso promociones realizadas desde el mismo empaque”. Para él, las tecnologías de la información (TI) han significado un nuevo paradigma dentro del segmento del packaging, pues la evolución del tradicional código de barras que en su momento ayudó a solucionar muchas complicaciones en las cadenas de suministro y comercialización, ha dado un nuevo paso hacia los códigos bidimensionales (2D Datamatrix), con mayor capacidad de almacenamiento de información y que están conectados a una base de datos en la nube. “Vemos, por ejemplo, códigos QR para efectos de promoción o publicidad; y un tema muy importante en el que los envases han destacado es la realidad aumentada, que mediante aplicaciones (apps) colocamos un dispositivo inteligente frente al empaque y accedemos a juegos para los niños o a algún tipo de interacción entre el producto-marca y el consumidor, todo a través de un envase”.

“TODOS LOS MATERIALES DE ENVASE SON RECICLABLES” Durante la última década, el tópico ‘sustentabilidad’ ha adquirido una presencia significativa dentro de las compañías de empaque y en ferias como EXPO PACK México y EXPO PACK Guadalajara.

[ ENTREVISTA ] 55 “Todos los materiales de envase son reciclables, pero no basta con ello. Además de ser reciclables, entran en un proceso de análisis del ciclo de vida del producto, lo que se traduce en que desde que se obtiene la materia prima se comienza a analizar el impacto ambiental: ¿cuánto estoy afectando al medioambiente en la producción de una resina plástica, de la bauxita para el aluminio o de la arena sílica para envases de vidrio?, o ¿cuánto estoy impactando al envasar un producto, transportarlo y comercializarlo? Todos estos análisis se hacen a detalle, y de ahí obtenemos los indicadores de huella de carbono o huella hídrica, y esto nos lleva a confirmar que la industria de envase y embalaje es sustentable”, comenta. Destacó que mientras en Europa se incineran más los empaques de lo que se reciclan, en cuya práctica se obtiene energía de distintos tipos para otros procesos industriales, en México se recicla más de lo que se incine-

México no produce aluminio como materia prima para empaque y tiene un valor alto en el mercado, cercano al dólar por kilogramo; “por eso se recicla al 100%, y hay quien dice que hasta más de ese porcentaje debido a los productos que se importan. En el caso del vidrio se recicla un 65-70%, papel y cartón 80% y los plásticos alrededor del 20%”.

ra; “lo que, en el caso del vidrio, trae un impacto positivo para el medioambiente, pues si yo reciclo hasta un 50% de materia prima obtengo ahorros considerables de energía y de agua, así como menos emisiones”, a lo cual hay que sumar que es más fácil re-transformar vidrio ya hecho envase que el vidrio como materia prima recién adquirida. Por último, el titular de la AMEE invitó a los lectores de Industria Alimentaria a mantenerse al tanto de las actividades que constantemente lleva a cabo la asociación, como cursos, seminarios y diplomados de actualización técnica, además de las vinculaciones que tiene con entidades educativas públicas y privadas; a través del sitio web www.amee.org.mx.

DATOS DUROS FINALES DEL SECTOR DE EMPAQUE Y EMBALAJE: Su aportación al Producto Interno Bruto (PIB) nacional es del 1.7%, manteniéndose en dicho nivel durante los últimos años. Genera 73,000 empleos directos y alrededor de 350,000 indirectos.

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PROPIEDADES FISICOQUÍMICAS Y FUNCIONALES DEL AISLADO DE PROTEÍNA DE GARBANZO { Zar Zar Oo 1, Thwe Linn Ko 2 y Soe Soe Than 3 }

RESUMEN

Tecnología

El objetivo principal de este trabajo de investigación fue aislar la forma más refinada de proteína de garbanzo para el procesamiento de alimentos. En este trabajo de investigación, se recolectó garbanzo (Cicer arietinum. L) de Monywa Township, región de Sagaing, y se determinaron sus características nutricionales como: contenido de humedad, cenizas, grasas, carbohidratos, proteína y fibra. La grasa de la harina de frijol crudo se eliminó remojando a granel en etanol y también mediante extracción Soxhlet, usando etanol como solvente antes de aislar la proteína. Además, la fibra y el almidón de la harina de garbanzo desgrasada se eliminaron por extracción alcalina y método de precipitación ácida para aislar la proteína (precipitación isoeléctrica). Se determinaron la solubilidad de la proteína, la capacidad de absorción de agua y aceite, la capacidad y estabilidad emulsionantes, la capacidad de

Palabras clave: Harina de garbanzo desgrasada; aislado de proteína de garbanzo; precipitación isoeléctrica

{ 1 Departamento de Química Industrial, Universidad Yadanabon, Myanmar; Departamento de Química Industrial, Universidad de Mandalay, Myanmar; 3 Departamento de Química Industrial Universidad de Yangon, Myanmar. }

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formación de espuma y la estabilidad del aislado de proteína de garbanzo. La curva de solubilidad correspondiente al aislado de proteína de garbanzo indicó la solubilidad mínima a pH 4 (solubilidad de la proteína del 24%) y la solubilidad máxima a pH 12 (solubilidad de la proteína del 89%), respectivamente. El aislado de proteína de garbanzo tenía una capacidad de absorción de agua de 1.65 ± 0.12 mL de H2O/g de proteína y una capacidad de absorción de aceite de 1.72 ± 0.34 mL de aceite/g de proteína. Se encontró que la estabilidad de la emulsión de proteína de garbanzo aislada fue de 40.12 ± 0.33% con capacidad de formación de espuma de 63.64 ± 0.22%. La proteína de garbanzo aislada mejoró mucho más el sabor y la textura que la harina de lentejas y, por lo tanto, puede utilizarse mejor como ingrediente nutricional y funcional en muchos productos alimenticios.

{57} INTRODUCCIÓN

tibilidad [Garba, U & Kaur G, 2014] y se incluye fácilmente en diferentes productos alimenticios [Shabnum

La demanda mundial de proteína vegetal está aumen-

Shaheen, et al, 2012] esencialmente bebidas, alimentos

tando [Eltayeb, et al, 2011] debido a que las proteínas

infantiles y productos con textura de proteínas [Seyam,

animales son más caras y escasas [Ghribi, et al, 2015].

AA, et al., 1983]. Se determinaron las propiedades fun-

Myanmar fue el quinto país productor de garbanzo más

cionales de los aislados proteicos procesados como: el

grande, después de India e Irán, 2007] durante 2007. El

contenido de proteína, la solubilidad de dicha proteí-

garbanzo (Cicer arietium L.) pertenece a la familia Faba-

na, la capacidad de absorción de agua, la capacidad

ceae [Emami, 2007, George Amponsah, 2014, Ghribi, et

de absorción de aceite, la capacidad de formación de

al, 2015, Lopez, et al, 2016, Withan .TS, 2008]. El garbanzo

espuma y la estabilidad de la emulsión. Los objetivos

en Myanmar se cultiva en la zona seca central del país,

de esta investigación fueron eliminar la grasa, la fibra

especialmente en Sagaing, Magway y Mandalay [Than

y el almidón de la harina de garbanzo para mejorar el

Aung May]. Se consume ampliamente en todo el mun-

aislado proteico y determinar sus características.

do [Tharanathan, R.N. & Mahadevamma, S., 2003] y es un recurso alimenticio esencial que contribuye a la salud nutricional de múltiples dietas humanas [Ladjal Ettoumi,

MATERIALES Y MÉTODOS

Y. & Chibane .M, 2015]. Los seres humanos deben apro-

Materias primas

debido a las bajas cantidades de aminoácidos que con-

El garbanzo fue recolectado del municipio de Mon-

tienen azufre y baja digestibilidad de proteínas [Muba-

ywa, región de Saging, Myanmar. Se usaron etanol

rak AE., 2004]. La calidad de la proteína de garbanzo es

de BDH Chemicals Ltd, hidróxido de sodio y ácido

mejor que otros granos como el frijol negro y la lenteja.

clorhídrico de grados AnalaR.

El garbanzo es una fuente abundante de proteína que

Métodos

puede ayudar a las personas a obtener la calidad nutricional de sus alimentos. Implica proteínas y carbo-

Desgrase de la harina de garbanzo Remojo en el solvente etanol

hidratos mayores que otros granos. Además, revela un

La harina de garbanzo (malla 80) 100 g se remojó en

valor nutritivo poderoso debido a su alto contenido en

600 mL de etanol al 95% durante 4 h, 8 h, 12 h, 16 h, 20

aminoácidos sulfurados y lisina [Aurelia, I., et al, 2009]

h y 24 h, respectivamente. Después de remojar, el di-

y también una fuente adecuada de minerales como

solvente se decantó y el garbanzo desgrasado se secó

potasio y fósforo [George Amponsah, et al, 2014]. Para

en un horno a 60 ºC durante 12 horas. Después de eso,

este estudio se utilizaron alimentos instantáneos ricos

se molió en la trituradora y se tamizó con una malla de

en proteínas porque son una gran fuente proteica y

200. Luego, el polvo de harina de garbanzo desgra-

exhiben propiedades funcionales deseables como in-

sado se empaquetó en bolsas de plástico herméticas.

gredientes alimenticios [Hui lui li, 1996]. La precipitación isoeléctrica es uno de los métodos

Preparación del concentrado de proteína de garbanzo

comúnmente aplicados para producir proteína aisla-

Se remojaron 100 g de harina de garbanzo en 600 mL de

da y este método depende de la aplicación de solubi-

etanol al 95% durante 20 horas y luego se hizo una ex-

lidad diferente. Se produce una mayor solubilidad en

tracción con Soxhlet (la relación de material a disolvente

el rango de pH alcalino y ácido, mientras que existe

fue de 1:6) a la temperatura de extracción de 65 ºC. Para

una menor solubilidad en el punto isoeléctrico (alre-

eliminar todo el etanol, la harina de garbanzo desgrasa-

dedor de pH 4-5) [Akaerue BI & Onwuka GI, 2010].

da se secó en un horno a 60 ºC durante 12 horas. Después de eso, se molió en la trituradora y se tamizó con

La forma más refinada de proteína aislada no contiene

una malla de 200. Luego, el polvo de harina desgrasada

fibra dietética [Jayasena V., et al, 2011]. Es de alta diges-

se empaquetó con bolsas de plástico herméticas.

Mayo - Junio 2018 | Industria Alimentaria

Tecnología

vechar las proteínas de garbanzo [Abbas-S., et al, 2015]

58 [ TECNOLOGÍA ] Preparación de aislado de proteína de garbanzo

destilada. Se realizó una digestión de blanco sin la

El aislado de proteína se obtuvo de harina desgrasada.

medida del material digerido se destiló con un exceso

Debido a que las proteínas de garbanzo muestran una

de solución de NaOH al 40% y el amoníaco liberado

mayor solubilidad para pH> 10, el pH de la dispersión

se colectó en 20 mL de solución de ácido bórico al

de harina desgrasada preparada en agua se ajustó,

2% que contenía 2-3 gotas de indicador mixto (10 mL

usando NaOH 2 N, a 10.5. Las fracciones de fibra y al-

de bromo cresol verde al 1% + 2 mL de indicador de

midón se eliminaron de la dispersión alcalina mediante

rojo de metilo al 0.1% en alcohol al 95%). El amoníaco

centrifugación (DSC-200A-2, Digisystem Laboratory

atrapado se tituló contra ácido clorhídrico 0.01 N. Un

Instruments Inc., Taiwan) a 3500 rpm, durante 40 min.

blanco de reactivo se digirió y destiló de manera simi-

Las proteínas solubilizadas se recogieron como sobre-

lar. El contenido de nitrógeno en la muestra se calculó

nadante, que posteriormente se utilizó para la recupe-

de la siguiente manera y se utilizó un factor de 6.25

ración de la fracción proteica mediante precipitación

para convertir el nitrógeno en proteína.

muestra y se llevó la digestión a 100 mL. La alícuota

isoeléctrica (pH 4.5) usando un medidor de pH (HANNA, pH-300). Para el ajuste del pH, se usó solución de HCl 2N. Después de la precipitación, las proteínas se separaron por centrifugación a 3500 rpm, durante 40

% N 2=

Titulación de la muestra x Titulación del blanco x Normalidad de HCl x 1.04 del volumen hecho de digestor x 100 Digestión tomada del digestor x peso de la muestra x 1000

minutos. El precipitado se lavó tres veces con agua des-

Contenido proteico = % nitrógeno x 6.25

tilada, (pH 7.0) tres veces, para lograr una eliminación completa de cualquier contaminante existente. El precipitado se dejó secar a temperatura ambiente durante

Determinación del contenido de humedad

10 horas y luego se molió para pasar el tamiz de malla

Se pesaron 3 g de muestra en una placa Petri y se

200. El polvo de aislado de proteína se almacenó en

secaron durante 4 horas a 110 °C en un horno de aire

bolsas de plástico herméticas.

caliente; se enfriaron en un desecador y se pesaron. El proceso de calentamiento, enfriamiento y pesaje

Métodos de análisis

se repitió. El contenido de humedad se calculó de la

Se determinaron las propiedades fisicoquímicas de la

siguiente manera: [AOAC, 2000]

harina de garbanzo, harina desgrasada y aislado de

% de Humedad=

proteína de garbanzo como: contenido de proteína, humedad, ceniza, fibra, carbohidratos, grasa y tam-

w1 - w2 w1

x100

bién solubilidad proteica, capacidad de absorción de

donde, w1 = peso (g) de la muestra antes del secado,

agua, capacidad de absorción de aceite, capacidad de

w2 = peso (g) de la muestra después del secado

emulsión y estabilidad, capacidad de espuma y estabilidad del aislado proteico. El EDXRF, espectrómetro de

Determinación del contenido de cenizas

fluorescencia de rayos infrarrojos de energía (SPETRO

Se pesó exactamente 1 g de muestra y se colocó en

XEPOS, Espectrómetro Benchtop XRF) se usó para la

el crisol de porcelana. El crisol y la muestra se encen-

determinación de la composición elemental de aislado

dieron cuidadosamente sobre la placa caliente y se

de proteína de garbanzo.

calentaron hasta que la muestra se carbonizó completamente. Luego, se colocó en el horno de mufla

Determinación del contenido proteico

a 550 °C durante 5 horas hasta que el residuo quedó

2 g de muestra se transfirieron a un matraz de diges-

libre de carbono. El crisol y la ceniza se enfriaron en

tión seguido de la adición de 3 g de mezcla de cata-

el desecador y se pesaron. El pesaje, el calentamien-

lizador (K2SO4: CuSO4: SeO2 en 100:20:2.5) y 20 mL de

to en el horno y el enfriamiento se repitieron hasta

ácido sulfúrico concentrado. El contenido se digirió

que se obtuvo el peso constante. El contenido de ce-

hasta que se obtuvo un líquido transparente. El volu-

niza de la muestra se calculó de la siguiente manera:

men de material digerido se llevó a 100 mL con agua

[AOAC, 2000]

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[ TECNOLOGÍA ] 59 % Cenizas=

Peso de cenizas Peso de la muestra

x100

Carbohidrato (%) = 100 - (proteína + grasa + fibra + cenizas + humedad)

Determinación del contenido de fibra bruta

Solubilidad de la proteína

La muestra se pesó en un vaso de precipitado de 500

La solubilidad proteica del aislado proteico se estudió

mL y se añadieron 200 mL de ácido sulfúrico 0.255 N

a valores de pH que varían de 1.8 a 11.8. Inicialmente,

en ebullición (1.25% p/v). La mezcla se hirvió durante

se obtuvieron suspensiones con 5% de derivado de

30 min manteniendo el volumen constante median-

proteína en NaOH 0.1 N. Para una mejor solubiliza-

te la adición de agua caliente a intervalos frecuentes

ción, las suspensiones se agitaron durante 2 horas, a

(una varilla de vidrio agitada en el vaso de precipi-

temperatura ambiente, usando un agitador magnéti-

tados ayuda a una ebullición suave). Al final de este

co. Se tomaron muestras alícuotas de la suspensión

periodo, la mezcla se filtró a través de una tela de mu-

para la determinación de la solubilidad de la proteí-

selina y el residuo se lavó con agua caliente hasta que

na a diferentes valores de pH obtenidos después del

estuvo libre de ácido. El material se transfirió después

ajuste con una solución de HCl 2 M y agitación de 1

al mismo vaso de precipitado y se añadieron 200 mL

hora. Antes de la mineralización, las muestras se cen-

de NaOH 0.313 N en ebullición (1.25% p/v). Después

trifugaron a 3000 rpm, durante 30 minutos. Del sobre-

de hervir durante 30 minutos, la mezcla filtrada se

nadante resultante, el nitrógeno total se determinó

pasó a un crisol, se secó durante la noche a 80-100 °C

de acuerdo con el método semi micro de Kjeldahl.

y se pesó. El crisol se mantuvo en un horno de mufla

La curva de solubilidad de la proteína se construyó

a 550 °C durante 3 horas. Luego se enfrió en deseca-

utilizando los valores promedio obtenidos para cada

dores y se pesó de nuevo. La diferencia en los pesos

valor de pH considerado [Aurelia, I., et al, 2009].

de los residuos y las cenizas representan el peso de la

Absorción de agua y aceite

fibra bruta [AOAC, 2000].

La capacidad de absorción de agua se determinó

Determinación del contenido de grasa

mediante centrifugación, de acuerdo con el método

Se introdujeron con precisión 5 g de muestra dentro

descrito por Sathe, S.K. et al, [1982] que se modificó

del cartucho y se colocó un trozo de algodón. El car-

ligeramente. Se secaron primero 3 g de aislado de pro-

tucho que contenía la muestra se mantuvo dentro

teína durante 24 horas a 104 °C, se colocaron en tubos

de un aparato Soxhlet fijado con un matraz de fondo

de centrífuga previamente pesados y se dispersaron en

redondo (500 mL) que contenía 250 mL de éter de pe-

25 mL de agua destilada. Las dispersiones obtenidas se

tróleo (BP 40-60 °C). El matraz de extracción se calentó

agitaron ocasionalmente. Después de 30 min de alma-

sobre la placa calefactora durante 14 horas al punto

cenamiento a 22 ± 1 °C, las muestras se centrifugaron

de ebullición del éter de petróleo. Después de que se

durante 30 min a 3500 rpm. Se eliminó el sobrenadan-

completó la extracción, el aceite disuelto en éter se

te y se liberó el exceso de humedad mediante secado

transfirió al vaso de precipitado. Entonces, el éter fue

durante 25 minutos a 50 °C. Los tubos que contenían

eliminado por evaporación. El contenido de grasa se

las muestras se volvieron a pesar. La capacidad de ab-

calculó de la siguiente manera: [AOAC, 2000]

sorción de agua se determinó para un pH genuino de la suspensión de proteína y se expresó como mL de agua

% de Grasa=

Peso de la grasa Peso de la muestra

x100

absorbida/g de derivado de proteína. La absorción de aceite se determinó de acuerdo con el

Determinación del contenido de carbohidratos

método de Lin, M. J. Y. et al, (1974). El aislado de proteína

El valor de carbohidratos de la muestra se determinó

un tubo de centrífuga previamente pesado. Con el obje-

usando la siguiente fórmula:

tivo de una mejor dispersión de proteínas en el aceite, el

(0.5 g) se homogeneizó con 6 mL de aceite de girasol en

contenido de los tubos se agitó durante 1 minuto, des-

Mayo - Junio 2018 | Industria Alimentaria

60 [ TECNOLOGÍA ] pués, las muestras se centrifugaron a 3000 rpm, durante

neizó durante 5 minutos en un mezclador ajustado a

25 minutos; 30 minutos más tarde, el aceite separado se

alta velocidad a temperatura ambiente (25 °C) y luego

removió. La capacidad de absorción del aceite se expre-

se transfirió a un cilindro de medición de 250 mL. Se

só como mL de aceite/g de aislado de proteína.

calculó el volumen de espuma a los 30 segundos, y el aumento en el volumen se expresó como el porcenta-

Estabilidad de la emulsión

je de capacidad de espuma.

El procedimiento descrito por [Volkert, M. A y B. P. Kelin, 1979] se usó para la estabilidad de la emulsión de proteína aislada. Las emulsiones se prepararon con 1 g de proteína, 50 mL de agua destilada a temperatura am-

Volumen antes del batido Capacidad = Volumen después del batido x100 espumante Volumen antes del batido

biente (25 °C) y 50 mL de aceite de maíz. La mezcla se emulsionó durante 30 min. Cada muestra emulsionada

Análisis estadístico

se dividió por igual en tubos de centrífuga de 50 mL.

El análisis estadístico se llevó a cabo utilizando un aná-

El contenido de un tubo se centrifugó directamente

lisis de varianza de una vía (ANOVA) y la diferencia sig-

a 3000/g durante 30 minutos mientras que el otro se

nificativa entre las muestras se determinó mediante la

centrifugó bajo las mismas condiciones después de

prueba de LSD a p <0.05.

calentarse en un baño de agua a 80 °C durante 30 min y enfriarse a 15 °C. La altura de la capa emulsionada, como porcentaje de la altura total del material en los

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

tubos no calentados, se usó para calcular la estabilidad de la emulsión usando las siguientes fórmulas:

Propiedades fisicoquímicas de la harina de garbanzo

Estabilidad de = Altura de la emulsión después del calentamiento x100 la emulsión Altura de la capa completa

Se determinaron y presentaron las propiedades físicoquímicas de la harina de garbanzo en la Tabla 1. Se observó que el contenido de proteína utilizó 19.94 ±

TABLA 1. Composición aproximada de harina de garbanzo.

Capacidad de espuma

0.03% de harina local de garbanzo, la cual fue menor

La capacidad de formación de espuma fue determi-

que la de Quayyum , M. M. N. [2012], 22.83 ± 1.07%. El

nada por el método de Lawhon, J. T. et al., [1972]. Se

contenido de grasa de la harina de lentejas local utili-

añadieron aproximadamente 100 mL de agua desti-

zada fue de 5.76 ± 0.02%, la cual fue mayor que la de

lada a 3 g de proteína aislada. La mezcla se homoge-

5.43 ± 0.26%. El contenido de humedad de la harina local de garbanzo fue del 8.21 ± 0.01% para proteger de un mayor peligro de acción bacteriana y del creci-

Composición (base seca) (% peso/peso)

Harina de garbanzo (% peso/peso)

Contenido de proteína

19.94±0.03

Contenido de humedad

8.21±0.01

Contenido de cenizas

3.01±0.02

miento de mohos, ya que ambos producen cambios indeseables. Sin embargo, la fibra cruda de la harina de garbanzo local, 1.00 ± 0.03% fue significativamente diferente de 3.50 ± 0.16%. El alto contenido de fibra en la literatura puede deberse a la cáscara de frijol. Por lo tanto, el descascarillado puede reducir la fibra. La composición aproximada de la harina de frijol puede variar según el clima y las condiciones del suelo, el

Contenido de fibra

1.00±0.03

área de cultivo y las especies de garbanzo, el tiempo de cosecha y las condiciones de almacenamiento. El

Contenido de carbohidrato

62.08±0.02

alto contenido de grasa puede interferir con el aislamiento de proteínas y la proteína puede desnaturali-

Contenido de grasa

5.76±0.02

zarse. Por lo tanto, la grasa primero debe eliminarse para aislar la proteína.

Industria Alimentaria | Mayo - Junio 2018

[ TECNOLOGÍA ] 61 Proporción de alimento a solvente

Porcentaje de remoción de grasa (% peso/peso)

Contenido de proteína (% peso/peso)

1:3

51.39±0.02

40.12±0.03

1:4

53.13±0.02

42.67±0.02

1:5

56.6±0.02

44.83±0.02

1:6

59.55±0.01

46.15±0.01

1:7

59.72±0.02

46.16±0.03

Efecto del tiempo de remojo sobre el porcentaje de eliminación de grasa y el contenido de proteína de harina de garbanzo

eliminación máxima del contenido de grasa. La propor-

La Figura 1 postula que el contenido de proteína au-

dos procesos, la eliminación de grasa más alta de 59.55

mentó ligeramente de 19.98 ± 0.03% a 22.48 ± 0.04%

± 0.01% se logró con un contenido de proteína relativa-

y los porcentajes de remoción de grasa de harina

mente alto de 46.15 ± 0.01% y las características de la

de garbanzo aumentaron de 12.5 ± 0.05% a 21.53 ±

harina desgrasada también se presentan en la Tabla 3.

TABLA 2. Efecto de la harina de frijoles remojados en etanol en relación con el solvente sobre el porcentaje de eliminación de grasa y el contenido de proteína de la harina de garbanzo.

ción más adecuada de solvente a material fue de 1:6 a la temperatura de extracción de 65 °C. Combinando los

0.02% sumergiendo la harina de garbanzo en etanol

grasa entre 20 y 24 horas de tiempo de remojo en eta-

Efecto de diferentes pH ácidos sobre el contenido de proteína, eliminación de fibra y porcentajes de eliminación de almidón

nol. Entonces, se encontró que el tiempo de remojo

Además, para obtener la mayor precipitación de proteí-

más adecuado era 20 horas.

na al pH ácido más adecuado, el pH se cambió de 4.1

al 95%. No hubo un cambio brusco en el porcentaje de proteína y en los porcentajes de eliminación de

a 4.9. El efecto de diferentes pH ácidos sobre la precipiLa Tabla 2 describe el efecto de la relación de la harina de

tación proteica, la fibra y los porcentajes de eliminación

frijol remojada con etanol sobre el porcentaje de elimi-

de almidón de la solución concentrada de proteína más

nación de grasa y el contenido de proteína de la harina

solubilizada se muestran en la Tabla 4. La mayor elimi-

de garbanzo. Se ha observado que el efecto combina-

nación de fibra 30.43 ± 0.4% y de almidón 57.24 ± 0.4%

do de remojo a granel y extracción Soxhlet influyó en la

se lograron con relativamente mayor contenido de proteína 73.10 ± 0.3% a pH 4.5. Por lo tanto, el pH 4.5 dio el

FIGURA 1. Efecto del tiempo de remojo sobre el porcentaje de eliminación de grasa y contenido de proteína de la harina de garbanzo.

mayor rendimiento de aislado proteico de la harina de garbanzo desgrasada debido a la insolubilización de la

TABLA 3. Características de la harina de garbanzos desgrasados.

proteína en el punto isoeléctrico. El pH isoeléctrico de la mayoría de las proteínas de origen vegetal se correlacio-

Porcentajes de remoción de grasa y contenido de proteína (% peso/peso)

Porcentajes de remoción de grasa Contenido de proteína 40 30 20 10 0 50

55 60 65 Temperatura de extracción (°C)

na con valores entre 4 y 6 [Aurelia, I., et al., 2009].

Características (% peso/peso)

Concentrado de proteína de garbanzo (% peso/peso)

Contenido de proteína

46.15±0.01

Contenido de humedad

7.65±0.02

Contenido de cenizas

2.44±0.01

Contenido de fibra

0.69±0.03

Contenido de carbohidrato

40.74±0.01

Contenido de grasa

2.33±0.02

Mayo - Junio 2018 | Industria Alimentaria

62 [ TECNOLOGÍA ] pH ácido diferente

Porcentaje de remoción de fibra (% peso/peso)

Porcentaje de remoción de almidón (% peso/peso)

Contenido de proteína (% peso/peso)

4.1

26.09±0.5

47.55±0.3

69.12±0.4

4.3

28.99±0.6

52.48±0.2

71.15±0.3

4.5

30.43±0.4

57.24±0.4

73.10±0.3

4.7

29.71±0.3

54.9±0.5

72.14±0.2

4.9

28.41±0.2

49.94±0.6

70.11±0.3

TABLA 4. Efecto de diferentes pH ácidos sobre el contenido de proteína y porcentajes de eliminación de fibra.

Propiedades fisicoquímicas del aislado de proteína de garbanzo

sensación de la boca y la retención del sabor [Josefina

Las propiedades físicoquímicas del aislado de pro-

garbanzo tuvo una capacidad inferior pero fue muy es-

teína de garbanzo se determinaron en la Tabla 5. El

table en comparación con la proteína de soya que estu-

aislado de proteína de garbanzo se caracterizó por un

diaron Suliman et al. [2006] La estabilidad de la emulsión

contenido de proteína del 73.10 ± 0.3% y bajo conte-

de la proteína aislada fue de 40.12 ± 0.33% y estuvo den-

nido en fibra 0.48 ± 0.4% y en cenizas, 2.00 ± 0.2%. Por

tro de lo reportado por Suliman. Estos investigadores

el refinamiento, el nivel de carbohidratos se redujo

también informaron que la estabilidad de la emulsión

sustancialmente a 17.42 ± 0.1%.

era responsable de la capacidad de absorción de agua

Porras-Saavedra, et al., 2013]. La espuma de proteína de

y aceite. La capacidad de formación de espuma del ais-

Propiedades funcionales del aislado de proteína de garbanzo

lado de proteína de garbanzo fue de 63.64 ± 0.22%, lo

Las propiedades funcionales del aislado proteico de

teína de garbanzo poseía una capacidad inferior pero al-

garbanzo se muestran en la Tabla 5. Mostró una capa-

tamente estable en comparación con la proteína de soya

cidad de absorción de agua (WAC) de 1.65 ± 0.12 mL de

que evaluaron Suliman et al.

H2O/g de proteína. Las propiedades de unión al agua de ción con el agua [Suliman, M. A., et al., 2006]. El aislado

Composiciones elementales del aislado de proteína de garbanzo

de proteína de garbanzo tiene una mayor capacidad

Las composiciones elementales del aislado de proteí-

de hinchamiento, distorsión y separación, que permi-

na de garbanzo se analizaron mediante ED-XRF. Los

te la exposición adicional de sitios de unión de agua y

datos se muestran en la Tabla 6, la cual contiene datos

aumenta la absorción de la misma [Suliman, MA, et al.,

sobre cloro, fósforo, calcio y potasio. Estos minerales

2006]. La capacidad de absorción del aceite (OAC) del

pueden contribuir eficazmente a las cantidades dia-

aislado de proteína de garbanzo fue de 1.72 ± 0.34 mL

rias recomendadas para todos los grupos [RDA, 1980].

de aceite/g de proteínas. En el proceso de absorción

Se observó que el aislado de proteína de garbanzo se

como atrapamiento físico del petróleo, varios autores

utiliza como fuente de proteína, pero también puede

han relacionado la capacidad de absorción de aceite con

cubrir la deficiencia de micronutrientes.

la proteína están determinadas por su grado de interac-

TABLA 5. Propiedades fisicoquímicas del aislado de proteína de garbanzo.

mismo que reportaron Suliman et al. La espuma de pro-

la interacción de la cadena lateral no polar de la proteína, [Siddiq M, Ravi R y Harte J.B., Dolan K., 2010]. El OAC es

Solubilidad del aislado de proteína de garbanzo

una propiedad funcional importante porque mejora la

La Figura 2 mostró que la solubilidad mínima se obser-

así como con las características de forma de las proteínas

vó a pH 4 a 6 y la solubilidad máxima se produjo a pH

Propiedades

Aislado de proteína de garbanzo

Capacidad de absorción de agua (mL H2O/g)

1.65±0.12

Capacidad de absorción de aceite (mL aceite/g)

1.72±0.34

Estabilidad de la emulsión (%)

40.12±0.33

Capacidad de espumado (%)

63.64±0.22

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extremo. Por lo tanto, la falta de carga eléctrica para pH 4.7 influyó negativamente en la unión del agua y la solubilidad de la proteína. Para valores extremos de pH, las cargas eléctricas netas son altas y permiten las fuerzas de rechazo entre las cadenas proteicas y, por lo tanto, la solubilidad de la proteína aumenta. A pH 10,

[ TECNOLOGÍA ] 63 Propiedades

Aislado de proteína de garbanzo

Capacidad de absorción de agua (mL H2O/g)

1.65±0.12

Capacidad de absorción de aceite (mL aceite/g)

1.72±0.34

Estabilidad de la emulsión (%)

40.12±0.33

Capacidad de espumado (%)

63.64±0.22 Elementos Cloro (Cl)

2.325±0.02

Fósforo (P)

0.6632±0.01

Calcio (Ca)

0.6475±0.03

Potasio (K)

0.4302±0.01

Silicio (Si)

0.2967±0.02

Aluminio (Al)

0.1869±0.04

Azufre (S)

0.1659±0.03

Fierro (Fe)

0.08184±0.01

Manganeso (Mn)

0.02788±0.02

Titanio (Ti)

0.01015±0.01

la solubilidad del aislado de proteína de garbanzo fue

que a pH 4 fue del 24%. La reducción en la solubilidad, a valores de pH muy bajos, podría deberse a los procesos de desnaturalización e insolubilización de proteínas [Aurelia, I., et al., 2009]. La proteína de garbanzo

FIGURA 2. Efecto del pH sobre la solubilidad del aislado de proteína de garbanzo.

100 Solubilidad de proteína (%)

60%. También a pH 12, la solubilidad fue 89%, mientras

TABLA 7. Composiciones elementales de aislado de proteína de garbanzo analizado por el método ED-XRF.

Composiciones (% peso/peso)

del 82% mientras que a pH 2, dicha solubilidad fue del

TABLA 6. Propiedades funcionales del aislado de proteína de garbanzo.

mostró buena solubilidad en la región de pH ácido y alcalino, que es una característica importante para la formulación de alimentos [Suliman, M. A., et al., 2006].

0 2

CONCLUSIONES

de proteína de lenteja tuvo capacidad de absorción de agua de 1.65 ± 0.12 H2O/g. La capacidad de ab-

La harina de garbanzo podría eliminarse eficazmen-

sorción de proteína y aceite fue de 1.72 ± 0.34 mL de

te mediante el uso de la combinación de remojo en

aceite/g de proteína fue de excelentes propiedades

solución de etanol seguida de la extracción Soxhlet.

funcionales, el aislado proteico de garbanzo puede

Se encontró que el mayor porcentaje de eliminación

utilizarse adicionalmente para la suplementación de

de grasa fue 59.55 ± 0.01% con el mayor contenido

varios productos alimenticios.

de proteína, 46.15 ± 0.01%. El mayor aislamiento de proteína se relacionó con los mayores porcentajes de

Tomado de EPH - International Journal of Biological &

eliminación de fibra y de almidón de la harina desgra-

Pharmaceutical Science

sada mediante el uso de precipitación isoeléctrica. El mayor contenido de proteína 73.10 ± 0.3% se logró a

Para consulta de la bibliografía, visite la versión vir-

pH 4.7. A pH 12, la solubilidad de la proteína fue 89%,

tual en www.alfa-editores.com.mx.

mientras que a pH 4, la solubilidad fue 24%. El aislado

Mayo - Junio 2018 | Industria Alimentaria

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