5to Congreso de nixtamalización
Efecto de los parámetros de extrusión sobre la reología de harinas de maíz nixtamalizadas
M.T.A. Brenda Lidia Contreras Jiménez1 Dra. Marcela Gaytán-Martínez2 Dr. Eduardo Morales-Sánchez1 1CICATA-IPN, Querétaro, 2Programa de Posgrado en Alimentos del Centro de la República (PROPAC) Research and Graduate Students in Food Science, Universidad Autónoma de Querétaro
Introducción
• Extrusión: proceso alternativo de nixtamalización (Martínez-Bustos et al., 1996; Gutiérrez et al., 2008; Milán-Carrillo et al., 2006)
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Proceso ecológico (no genera agua de desecho) Continuo Corto tiempo de procesamiento Uso del maíz integral Uso mínimo de agua
Introducción • Las propiedades reológicas de masas nixtamalizadas difieren de acuerdo al método de obtención. • Es necesario conocer como afectan los parámetros de extrusión las propiedades reológicas de los productos nixtamalizados. • La calidad reológica de la masa afecta la calidad del producto final: la tortilla (Bello-Pérez et al., 2002).
Introducción ¿Qué es reología? • Estudia la relación entre el esfuerzo y la deformación en los materiales (Eigen Bingham, 1928). • Físicamente está relacionada con la textura, funcionalidad y calidad de los materiales.
Introducción • La masa de maíz nixtamalizado es una mezcla heterogénea dentro de una matriz acuosa (Bello-Pérez et al., 2002). Se dice que tiene un comportamiento viscoelástico, esto es presenta cualidades de sólido y de fluido.
Sólidos
Fluidos
Introducción Caracterización reológica
• Se pueden utilizar métodos dinámicos, oscilatorios y rotacionales entre otros.
Respuesta con respecto al tiempo o frecuencia
Objetivo
โ ข Determinar el efecto de los parรกmetros de proceso de extrusiรณn sobre las propiedades reolรณgicas de harina y masa.
Materiales y Métodos Obtención de harinas extrudidas Molienda de maíz con malla 1.3 mm
Acondicionamiento con 0.3% de cal, 50% y 65% de humedad (reposo de 1 min)
Extrusión a 80 y 85°C con 20 rpm
Secado 24 h a 45°C en deshidratador y posteriormente tamizado en malla 60
Caracterización reológica
Materiales y MĂŠtodos
Control: Nixtamal tradicional Cocimiento del maĂz (35 min) en exceso de agua, 1% de cal, reposo de 10 h
Lavado con agua destilada
Secado en deshidratador por 24 h a 45°C
Molienda y tamizado (malla 60)
Materiales y Métodos
Caracterización por método rotacional • Se siguió el método de la AACC 61-02, (1995), con las modificaciones propuestas por Ménera-López et al., (2013)
Reómetro Antonn Paar MCR1-101 Physica
Materiales y Métodos
Caracterización por método oscilatorio Determinación de zona viscoelástica lineal
• Se hizo un barrido de deformación a una frecuencia constante de 10 Hz para identificar la zona RVL.
Quintanar, 2009
Materiales y Métodos
Caracterización por método oscilatorio • Las masas se acondicionaron a 50% de humedad (B.S.)
• Para medir G’ y G’’ se usó una deformación de 0.2% (RVL), frecuencia de 0.1 a 100 Hz, gap de 1 mm, temperatura de 25°C, usando un plato móvil D= 25 mm con acabado de arena. Las mediciones se hicieron por triplicado.
Reómetro Antonn Paar MCR1-101 Physica
Resultados
Viscosidad relativa
Resultados
8000
HNT Vmax = 2000 a 4000 cP; (SefaDedeh, 2004; Castillo et al., 2009).
Viscosidad (cP)
7000 6000 5000
50%85°C
4000
50%80°C
3000
65%85°C
65%H80°C
2000
Nixtamal
1000 0
0
500 1000 Tiempo (s)
1500
Sistema de bajo cizallamiento 1000 a 2800 cP Mercado-Pedraza (2013) Extrusión Mensah 1200 a 2100 cP (2013)
Efecto de los factores de extrusi贸n sobre viscosidad m谩xima
Resultados 6.00E+05
F= 10 rad /s G’ Nixtamal = 3.60*105 G’’ Nixtamal = 6.6*104
5.00E+05
Platt- Lucero et al., 2012 F= 10 rad /s G’ ME = 1.2*105 G’’ ME = 4*104
G', G'' (Pa)
4.00E+05
G',50%80°C
3.00E+05
G'50%85°C G', 65%80°C 2.00E+05
G', 65%85°C G', Nixtamal G'', 50%80°C
1.00E+05
G'', 50%85°C G'', 65%80°C
0.00E+00 0.1
1
10 Frecuencia (rad/s)
100
1000
G'', 65%85°C G'', Nixtamal
Efecto de los factores de extrusión sobre las propiedades G’ y G’’
Conclusiones • Se concluye que los factores de humedad y temperatura tienen efecto significativo sobre las propiedades reológicas de las harinas extrudidas. • Aunque existen diferencias en el perfil de viscosidad de harinas extrudidas comparadas con harina nixtamalizada tradicional, se encontraron similitudes en las propiedades viscoelásticas relacionadas con la funcionalidad de la masa; por lo tanto esta masa puede dar lugar a tortillas de calidad semejante al control.
Conclusiones • Los análisis oscilatorios dinámicos son especialmente útiles para evaluar la calidad de la masa nixtamalizada.
Referencias • •
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AACC, Approved methods of the American Association of Cereal Chemists 8th Ed., The Association, St. Paul, MN, 1995. Bello-Pérez Luis A., Osorio Díaz P., Agama Acevedo E., Núñez Santiago C., Paredes López O., 2002. Propiedades químicas, fisicoquímicas y reológicas de masas y harinas de maíz nixtamalizado. Agrociencia. 33: 6: 319-327. Gutiérrez-Dorado R., Ayala-Rodríguez A. E., Milán-Carrillo J., López-Cervantes J., Garzón-Tiznado J. A., J. A. López-Valenzuela, Paredes-López O., Reyes-Moreno C., 2008. “Technological and Nutritional Properties of Flours and Tortillas from Nixtamalized and Extruded Quality Protein Maize (Zea mays L.)”, Cereal Chemistry85: 6:808–816. Martínez-Bustos F., Figueroa, J.D.C.; Sánchez-Sinencio, F.; González-Hernández, J.; Martínez M. L.; Ruiz Torres M., 1996. An extruder and continuous process to make fresh corn masa for the preparation of tortillas, instant masa flours and derivatives. U.S. Patent No. 5, 532, 013. Milán-Carrillo, J., Perales-Sánchez, J. X. K., Cuevas Rodríguez, E. O., Ramírez Wong, B., and Reyes-Moreno, C. 2006. “The optimization of the extrusion process when using maize flour with a modified aminoacid profile for making tortillas”. Int. J. Food Sci. Technol. 41: 727 - 736. Platt-Lucero et al. ,(2010). “Improving textural characteristics of tortillas by adding gums during extrusion to obtain nixtamalized corn flour”. Journal of textural studies.
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