“Producción Industrial de Botanas Nixtamalizadas” Dr. Sergio O. Serna Saldivar Profesor Dpto. Biotecnología e Ingeniería de Alimentos
7 al 9 de octubre del 2013 Monterrey, N.L.
Objetivos • Describir la tecnología de producción de botanas nixtamalizadas regulares y bajas en grasas (fritos y tostitos) haciendo énfasis en: – – – –
Materias Primas Condiciones de Procesamiento Operaciones Unitarias Densidad Calórica y Valor nutritivo
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Historia – Botanas Nixtamalizadas • Los Aztecas producían totopochtli, un prototipo antiguo de totopos libres de grasa producidos mediante el tostado de tortillas en un comal. – Este producto tenía una alta vida útil y era idóneo para viajes o como sustento durante las guerras.
• Los Latinos que habitaban en los estados del suroeste de los EUA a mediados del siglo anterior son los principales responsables del rápido crecimiento de las botanas nixtamalizadas. • En la actualidad las botanas nixtamalizadas con producidas y vendidas en Australia, India, China, Corea, Inglaterra y otros países Europeos y Asiáticos.
Consumo Per Capita de Botanas EUA México
Inglaterra Sudafrica
Holanda Rusia
Australia Turquía
España
Consumo Per Capita, Kg
0
2
4
6
8
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Volumen y Ventas de Botanas en los EUA- 2006 Botana Papas Fritas Totopos/Tostadas Botanas Maíz y Fritos
Volumen 106 kg 825 752 120
Ventas 106 dolares 6,037 4,929 913
294 256 257 49 199
2,347 1,255 1,815 645 2,026
Cacahuates/Corn Nuts Pretzels Palomitas Chicharrón Puerco Otros
Tipos de Botanas Nixtamalizadas • Productos – Corn Nuts: Nixtamal frito – Fritos: Masa frita – Tostitos/Tostadas: tortillas fritas
• Clasificación – – – –
Regular Ligera Sin grasa añadida Sustituto de grasa (olestra)
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Botanas Bajas en Grasas • Nuevas tendencias del mercado mundial de botanas – Problema endémico de obesidad en países desarrollados. México y EUA son de los países con mayor incremento en obesidad. – Botanas nutracéuticas • Fibra – Granos Enteros • Capacidad antioxidante
• Principales preocupaciones – – – – –
Exceso de calorías Alimentos vacios Cantidad de grasa o aceite Acidos grasos trans Acrilamida: potente cancerígeno
Nutriente
Humedad, g Energía, kcal Proteína, g Lípidos, g Saturados, g Monoinsat., g Poliinsat., g CHO, g Fibra Diet., g
Valor Nutritivo de Botanas Nixtamalizadas
Tortilla Mesa
Corn Nuts
46 213 4.68 1.6 0.4 0.4 0.8 40.2 7.4
1.30 446 8.5 15.6 2.43 9.46 3.05 71.9 6.9
Fritos
Tostitos
Regular
Ligero
Regular
Ligero
Libre Grasa
1.0 539 6.6 33.4 4.55 9.66 16.48 56.90 4.9
1.0 495 7.3 26 4.48 8.61 12.98 59.8 5.3
1.8 501 7.0 26.2 5.02 15.45 3.63 62.9 6.5
1.30 465 8.7 15.6 2.84 6.34 5.02 73.40 5.7
1.70 415 11.0 5.70 0.85 1.66 2.87 80 5.3
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Producción de Fritos y Tostitos • Masa Fresca • Harina Nixtamalizada • Combinación Masa/Harina
Caracteristicas Comparativas con Tortilla de Mesa • Color del grano más importante: blanco • Menor grado de cocción (10-20% menos) – Nixtamal con menos humedad – Almidón con menor grado de gelatinización
• Bajar temperatura de agua de remojo • Molienda Gruesa – Fritos: molienda intermedia – Tostitos/Tostadas: molienda gruesa
• Diferente perfil de horneado • Equilibrado o Enfriado • Vida útil – Rancidez oxidativa – Perdida de textura
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Limpieza del Grano • Operación crítica ya que afecta calidad y es necesaria para remover contaminantes que puedan dañar equipos. • Equipos utilizados: tararas, mesas gravimétricas o cribas y mesas densimétricas (despedradoras y separadora de granos vanos). • La materia extraña puede afectar color y sabor de los productos y la cantidad de aflatoxinas y residuos de insectos presentes en los productos terminados.
Cocimiento • Materiales: Maíz, agua y cal. • Equipos: Cocedor abierto o cerrado. • Factores críticos a controlar: – Perfil temperatura tiempo – Concentración de cal – Agitación
• Cambios que ocurren: – – – – –
Hidratación del grano (hinchamiento) Penetración de cal al grano Gelatinización parcial del almidón Hidrólisis de pericarpio y paredes celulares Desnaturalización de proteína
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Cocimiento
• Determinación de tiempo de cocimiento: – En función a la absorción de agua. – Gelatinizacón del almidón – Pruebas de textura del nixtamal
• El cocimiento para elaborar tortillas y botanas difiere. – Tortilla se cocina más para obtener nixtamal más gelatinizado y fácil de moler en una granulometría fina – Botanas se cocinan menos para absorber menos aceite en el freído y obtener una granulometría más guesa.
Reposo • Necesario para permitir la difusión del agua de cocimiento y cal y para poder obtener un nixtamal que se pueda moler. • Durante el reposo se sigue liberando al pericarpio. • El reposo es necesario para poder obtener una textura adecuada de la masa (liberación de los gránulos de almidón)
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Lavado • Operación cuyo objetivo es eliminar al pericarpio, exceso de cal y agua de cocimiento o nejayote. • Generalmente se lava el nixtamal mediante la agitación del mismo con la posterior aplicación de agua a presión con equipos especiales. • El lavado afecta el pH (estabilidad microbiológica de la tortilla), sabor, rendimiento y color de la tortilla o botana. • El lavado decrementa la temperatura del nixtamal preparándolo para la molienda.
Molienda
• Operación crítica. • Objetivo: producir masa que llene los requerimientos de granulometría, humedad y grado de gelatinización deseados. • Equipos: molinos de piedras de lava o molinos de piedras sintéticas (óxido de aluminio). • Factores críticos de control – Rayado de las piedras – Separación o presión entre piedras
- Grado de cocción - Adición de agua
• Métodos de Control: granulometría de la masa, textura de la masa (cohesividad, adehesividad etc)
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Mezcaldo y Formado de Masa • El grado de mezclado aplicado afecta la consistencia de la masa. • Objetivo: trabajo mecánico necesario para formar pedazos de masa con el tamaño y grosor deseados y con la mínima incidencia de roturas y deformaciones. • En esta etapa se reflejan los efectos del cocimiento y molienda previos. • Equipos: tipo extrusión y laminado y corte.
Formado de Tortillas • Rodillos formadores (teflón) – Variedad de formas o cortadores – Temperatura ambiente – Grosor controlable
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Horneado • Objetivo: cocer a la masa para formar la tortilla (cohesiva, sabor típico). • Equipo: horno de tres pasos o banda. • Factores a controlar: tiempo total de residencia, temperatura en cada etapa de horneado y humedad. • Operación difiere considerablemente entre tortillas y tostitos. • Cambios químicos: – – – –
Perdida de humedad Gelatinización del almidón (textura). Desarrollo de sabor y color (Reacciones de Maillard) Muerte de todos los microorganismos
Enfriado
• Objetivo: decrementar temperatura del producto horneado en preparación para el envasado o freido. • Equipo: bandas de enfriamiento. • La vida de anaquel de las tortillas dependen de que tan bien se realice esta operación. – Enfriar a 30oC – Sanitización del área de enfriamiento y equipos
• Operación muy crítica en elaboración de botanas (perdida de humedad durante el equilibramiento de temperatura).
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Tecnologías para Reducir Grasa y Calorías en Botanas • • • •
Freido Instantáneo – Horneado/Tostado Deshidratación – Freído Horneado Tostado Remosión de aceite
• Uso de sustitutos de grasas
Corn Nuts • Corn NutsMR son producidos a partir de maíz Cuzco Gigante o pozolero que es cocido en alcali y posteriormente freído y sazonado. • La calidad del maíz es lo que más influye en las propiedades y calidad del producto. – Maíz suave – Alto peso de 1,000 granos – Color blanco
• Contienen en promedio 15-16% de aceite y aportan aprox. 450 kcal/100 gr.
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Diagrama Corn Nuts Agua 300 l
Maíz
100 Kg / 15%H
Alcali 1 Kg
Cocimiento
85-98ºC / 15-30 min
Remojo 8h
Agua de Remojo
Lavado y Drenado
6 kg solidos
Nixtamal 153 Kg / 47%H
Secado/Acondicionado
Agua 23 kg
Nixtamal Equilibrado 130 Kg / 40%H
Aceite
11.25 kg
Sal/Saboriza nte 6.25 kg
Freído
170ºC / 3 min
Agua 51 kg
Aplicación de Saborizantes
Enfriado/Envasado Corn Nuts
98 Kg /1.5%H/15% aceite
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Diagrama Nixtamalización Maíz
Agua
Cal
100 Kg / 12%H
300 l
1 Kg
Cocimiento
85-98ºC / 10-40 min
Remojo 14-18 h
Nejayot e
Lavado y Drenado Nixtamal 153 Kg / 47%H
Molienda húmeda Molino de piedras
Masa gruesa 165 Kg / 51% H
Diagrama Fritos Masa gruesa 165 Kg / 51% H
Extrusión
Pistón / 25ºC / 5 min
Tiras de masa Fritos
Freído
110 Kg / 35%G / 1.5%H
170-190ºC / 50-70 s
Adición de Saborizantes 113 Kg / 1.5 % sal
Enfriamiento y envasado T ambiente / rápido
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Diagrama Fritos - Ligeros Masa gruesa 165 Kg / 51% H
Fritos Ligeros
93 Kg / 23%G / 1.5%H
Extrusión
Pistón / 25ºC / 5 min
Adición de Saborizantes Tiras de masa Aceite
Freído
17 kg
170-190ºC / 50-70 s
96 Kg / 1.5 % sal
Enfriamiento y envasado T ambiente / rápido
Fritos
110 Kg / 35%G / 1.5%H
Centrifugación
Centrífuga de Canastas/2-3 min
Formado de Fritos • Extrusor de pistón – – – – –
Temperatura ambiente Bajas presiones Formas variadas (dados) Facil de cargar/limpiar Proceso rápido
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Diagrama Tostitos Masa gruesa 165 Kg / 51% H
Laminado y Formado Horneado
260-290ºC / 35-50 s
Enfriado y atemperado 15-30 min / 38-40%H
Formado ‘U’, canastas, lisas
Freído
170-190ºC / 50-80 s
Tostitos
96 Kg / 22-24% G / 2%H
Tosti-tacos Canastas Tostadas
Adicion de Sabrizantes 98 Kg / 1.0% sal
Enfriamiento y Envasado
Producción Tostitos – Bajos en Grasa Masa Gruesa 167 Kg / 54% Humedad.
Enfriado y Envasado
Laminado y Formado Horneado
Adición de Sal y Saborizantes
260-290ºC / 35-60 s
Enfriado y Equilibrio
Tostitos Libres Grasa
38-40%Humead
79 Kg / 2% aceite/ 2%Hum.
Secado Solar
Horno Alta Convección
25-35ºC / 2-4 hr, 7-8% Humedad.
Freído
170-190ºC / 40-70 s
95-175ºC / 3-6 min
Tostitos Ligeros
88 Kg / 12-16% aceite/ 2% Hum.
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Horneado (Tostitos) • Mejora sabor alcalino, reduce humedad, reduce absorción de aceite (freído) • Horno de tres pasos – Bandas perforadas (convección) – 280-300ºC / 20-40s /38-46%H – Capacidad 1,000 a 25,000 tortillas/h
Enfriamiento y Equilibrio • Objetivo: consistencia uniforme y disminuir burbujas en el freído. Eliminar un poco la humedad para evitar mucha absorción de aceite. • Rejillas de enfriamiento – – – –
Acero inoxidable Proceso continuo Temp. ambiente Tiempo: 30 min
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Freído • Objetivo: intercambiar masa (agua por aceite) para desarrollar sabor, color, textura y un producto microbiológicamente estable. • Equipo: freidor con elementos de calentamiento directo o indirecto. • Factores a controlar: temperatura del aceite, tiempo de residencia, tipo y condición del aceite. • El intercambio de masa ocurre primordialmente durante los primeros 10 segundos del freído. • Cambios químicos – Desarrollo de color y sabor – Desarrollo de textura
- Gelatinización del almidón
Freído • Freidoras continuas – Diferentes temperaturas y tiempos para fritos y doritos. – Calentamiento directo – Campanas de extracción – Aletas inclinadas
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Relación entre Absorción de Aceite y Perdida de Agua en Tostitos 40 35 30
%
25 Agua Aceite
20 15 10 5 0
0
20
40
60
80
Tiempo (sec)
Saborizado • Generalmente aplicado en un tambor recubridor. • La operación se realiza inmediatamente despúes del freído mientras los productos están todavía calientes. • El saborizante puede ser sólido (aplicado con la sal) o ir diluido en una base de aceite.
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Adición de Saborizantes • Tambor rotatorio
– Mezcla líquida por aspersión – Aceite, sal, sabores(1-1.5%) – Aplicación en caliente – Cristalización aceite (capa)
Envasado • Materiales con buena barrera contra humedad, gases y luz.
– PVdC recubierto con PP y coextrudidos con OPP. – Envases metalizados de PP o PE – Atmósferas modificadas
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