COMPOSICIÓN DE ALIMENTOS

Rol de los hidrocoloides de semillas de chía y lino en la optimización de panificados libres de gluten*

Role of the hydrocolloids of chia and flax seeds in the optimization of gluten free breads

 

Garda María Rita¹, Alvarez María Sofía¹, Lattanzio María Betania¹, Ferraro Carolina¹, Colombo María Elena¹

¹Licenciada en Nutrición.
Universidad de Buenos aires. Escuela de Nutrición. Cátedra Técnica Dietética.

Correspondencia: sofia.maria.alvarez@gmail.com

Recibido: 02/07/2012.
Aceptado en su versión corregida: 20/08/2012.

 

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Resúmen

Introducción: El objetivo de esta investigación fue desarrollar y evaluar panificados libres de gluten con adición parcial de semillas molidas de lino y chía, cuyos mucílagos aportaron efectos benéficos, superando las características reológicas, vida útil y perfil nutricional de panificados tradicionales para celíacos.
Materiales y métodos: Se realizó un estudio experimental, mixto respecto a la secuencia temporal. Se elaboró una fórmula estándar como muestra control y una muestra experimental con reemplazo del 6% de las harinas por partes iguales de semillas molidas de lino y chía. Finalmente se analizaron en ambas muestras las variables textura y actividad de agua de forma longitudinal y las variables pérdida de agua durante la cocción, levantamiento de la masa, volumen, densidad del pan, composición química y características sensoriales de forma transversal.
Resultados: Las determinaciones de actividad de agua y las pruebas de textura demostraron que el agregado de las semillas de lino y chía permitió que el pan se mantuviera fresco por más tiempo. La masa del pan modificado logró mayor volumen, levantamiento y elasticidad. La composición química mejoró su perfil por el agregado de fibra y la relación entre los lípidos. Todos los atributos sensoriales evaluados, tuvieron mayor aceptación en el pan con semillas.
Conclusión: La modificación de la versión original de un pan sin gluten, con el reemplazo parcial de harinas por semillas molidas de lino y chía, resulta ser una opción factible y eficiente permitiendo lograr panes más apetecibles, duraderos y saludables.

Palabaras clave: Panificados sin gluten; Celiaquía; Mucílagos; Lino; Chía.

Abstract

Introduction: the objective of this research was to develop and evaluate gluten free breads with partial addition of ground flax and chia seeds, whose mucilage provided beneficial effects, surpassing the rheological characteristics, life and nutritional profile of traditional breads for celiac.
Materials and methods: an experimental study was carried out, mixed regarding time sequence. A standard formula was developed which was used as a control sample together with an experimental sample replacing 6% of the flour in equal parts of ground flax and chia seeds. Finally, the following was analyzed in both samples: the variables texture and water activity in a longitudinal way and the variables water loss during cooking, dough lifting, volume, bread density, chemical composition and transverse sensory characteristics.
Results: measurements of water activity and texture tests showed that adding flax and chia seeds allowed the bread to remain fresh for more time. The dough of the modified bread achieved greater volume, lifting and elasticity. The chemical composition improved its profile due to the fiber aggregate and the relationship between lipids. All the sensory attributes evaluated had a higher acceptance with the bread with seeds.
Conclusion: the modification of the original version of glutenfree bread, with the partial replacement of flours by ground flax and chia seeds, proves to be a feasible and efficient option, obtaining more delicious, long-lasting and healthy breads.

Keywords: Goat milk; Yogurt; Prebiotic; Inulin; Fat

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Introducción

Hoy en día gracias a los avances en los criterios diagnósticos, la celiaquía se ha convertido en un problema sanitario de primer orden. Dado que su tratamiento es el consumo de productos libres de gluten, el desarrollo en esta área de alimentos cobra indudable importancia.
Los panes elaborados con harinas sustitutas, raramente cuentan con una buena aceptabilidad. Esto se debe a la dificultad que tienen dichas harinas para formar una fase continua y una estructura de masa al ser mezcladas con el agua ⁽¹⁾. Así, los panes libres de gluten resultan tener baja palatabilidad, poca elasticidad y corta vida útil. Para lograr mejores características y aceptabilidad, habitualmente se recurre a adicionar las masas con grasas, huevo, azúcares y aditivos químicos.
Existen estudios que han reportado que la incorporación de gel de lino en la formulación de un pan común con harina de trigo, mejora la viscosidad de la masa, ayuda a la estabilización de la espuma y aumenta la absorción de agua, el volumen del pan, el levantamiento durante la cocción, y el tiempo de conservación y vida útil del mismo ^{(2, 3)}. Tanto la goma de lino o linaza como la de chía, se forman al tomar contacto el agua con las semillas. El mucílago de linaza se encuentra asociado a la cáscara de la semilla y está constituido por polisacáridos ácidos y neutros. Sus propiedades tecnológicas se relacionan con la alta capacidad espesante, espumante, de hinchamiento, de ligazón, emulsifcante y su capacidad de formar geles débiles termo-reversibles de establecimiento en frío a pH entre 6,0 y 9,0. Sus propiedades son similares a las de la goma arábiga.
Comparando los análisis efectuados sobre el lino y la chía, es de resaltar que a pesar de las variaciones encontradas en los diferentes estudios, en gran parte debidas a las diferencias de la composición química de las semillas según las zonas, la chía tiene un contenido de fibra dietética total mayor que el lino, como así también, posee aproximadamente 5 veces más capacidad de retención de agua ⁽⁴⁾.
La adición de los mucílagos de las semillas aportaría sus efectos benéficos. La combinación de las semillas de lino con las de chía optimizaría la fórmula por los efectos complementarios de una sobre la otra. La presencia de chía provee una mayor estabilidad a los ácidos grasos del lino por sus fuertes antioxidantes ^{(5, 6)}, además contiene mayor cantidad de fibra soluble en comparación con el lino y permite lograr un producto final con sabor y aroma más similares al pan común, ya que la semilla de chía aporta menos sabor y aroma que el lino.
Frente al contexto expuesto, se hace evidente la necesidad de obtener panificados con buena aceptabilidad, mayor vida útil y que brinden, al paciente celíaco, un perfil nutricional saludable.
El objetivo general de la investigación fue desarrollar y evaluar la calidad de panificados sin gluten con la adición parcial de semillas molidas de lino y chía, que ofrezcan superiores características reológicas, mayor tiempo de vida útil y mejor perfil nutricional, en comparación con panificados tradicionales libres de gluten.
Para cumplir con dicho objetivo nos hemos planteado comparar la fórmula estándar con la modificada con la adición de semillas en cuanto a:
. La vida útil de ambas fórmulas a partir de sucesivas mediciones de textura y de actividad de agua a lo largo del tiempo.
. Las características físico-químicas mediante el análisis de pérdida de agua durante la cocción, volumen, densidad, levantamiento de la masa, elasticidad y rigidez de los panes cocidos y composición química.
. Evaluar los atributos sensoriales a través de una prueba de preferencia.

Material y métodos

Diseño

Consistió en un estudio experimental, prospectivo y mixto respecto a la secuencia temporal: longitudinal para las mediciones de textura y actividad de agua y transversal para el resto de las variables. Para la evaluación de los parámetros sensoriales (sabor, color, aroma, esponjosidad, humedad y aceptabilidad global) se realizó un diseño observacional, prospectivo y transversal apareado en forma cegada.

Fórmulas de panes sin gluten

Se elaboraron muestras de dos fórmulas de pan sin gluten. Con el objetivo de medir los cambios producidos por el agregado de las semillas se trabajó con una fórmula estándar (FE) como muestra control, utilizando una receta de pan sin gluten básica sin aditivos a base de la mezcla de 3 harinas (arroz, mandioca y maíz). Por otra parte, como muestra experimental, se utilizó una fórmula con agregado de semillas (FS) utilizando la misma receta que la (FE) en la cual se reemplazó un 3% del peso de las harinas por semillas molidas de lino y otro 3% por semillas molidas de chía.

Para la elaboración de los panes se utilizaron los ingredientes detallados en la tabla N°1 siguiendo la secuencia de operaciones que figura en el diagrama N°1. Para la elaboración de la FS se agregaron las semillas de lino y chía previamente molidas junto con las harinas. El resto de los pasos respetó la misma secuencia que para la FE.

Tabla 1. Comparación de ingredientes de ambas fórmulas

Diagrama N°1: Secuencia de operaciones para fórmula FE:

Análisis físico químico

Análisis de textura

La prueba fue llevada a cabo en las instalaciones de la planta industrial productora de ingredientes alimentarios Alimat del grupo Mathiesen, Ciudad Autónoma de Buenos Aires. Se utilizó un texturómetro (TA-XT-plus, Stable Micro Systems, Reino Unido).
Se evaluó el efecto de aplicar una carga de compresión axial conocida. Las muestras que consistieron en rodajas de pan de 1cm de grosor se ubicaron bajo una sonda móvil (Sonda P/25). Se usó una distancia de compresión de 10 mm a una velocidad de 1 mm/segundo. El equipo registró la fuerza de la miga. Se evaluó el comportamiento de la miga después de la compresión. Esta prueba se llevó a cabo en panes de 12hs, 36hs, 84hs y 108hs de la elaboración para poder evaluar el efecto del envejecimiento del pan en la textura de la miga.

Análisis de actividad de agua

Se midió la actividad de agua de muestras de panes con 12hs, 36hs y 84hs de la elaboración. Se usó un medidor de actividad de agua (AquaLab Lite - DECAGON, EEUU)

Porcentaje de pérdida de agua en la cocción

Se pesaron en balanza digital con precisión de 1 g los ingredientes a utilizar en cada fórmula. Tras la cocción se obtuvo el peso cocido de los panes y a partir de la diferencia de masa entres los panes crudos y cocidos se obtuvo el porcentaje de pérdida de agua durante la cocción.

Levantamiento de la masa¹

Para medir esta propiedad se utilizaron moldes de igual tamaño para la cocción de ambas fórmulas. Una vez cocidos y enfriados se desmoldaron los panes, se cortaron en rodajas de 1,5 cm de ancho y posteriormente se midió la altura de la rodaja ubicándola sobre una regla graduada en mm.

Volumen del Pan

El volumen del pan se determinó bajo el principio de Arquímedes².Para el estudio, el agua fue sustituida por semillas de mijo puesto que el pan absorbe el agua y no permite la medición normal. Se anotó el valor inicial del mijo que marcaba la probeta graduada y luego de introducir el pan se apuntó el valor final, y por diferencia se calculó el volumen real del pan.

Densidad del pan

Para determinar esta variable se utilizó la formula: d = m/v
Donde: m = peso del pan cocido en g; v = volumen del pan cocido en ml

Composición química

Se obtuvo la composición química de los rotulados de los productos utilizados y de las Tablas de Composición Química de la Universidad de Lujan. ⁽⁸⁾

Evaluación sensorial

Prueba de preferencia pareada

Las muestras consistieron en una mitad de rebanada de pan de 1cm de grosor de ambas fórmulas.

Cada muestra fue envuelta en papel de aluminio para evitar la pérdida de agua durante el transcurso de la cata. Cada muestra fue identificada con un número de serie aleatorio de 3 dígitos para evitar el sesgo producido por el orden de presentación. Participaron de la prueba 100 evaluadores no entrenados con un rango etario de 18 a 85 años. Se utilizó un muestreo de tipo accidental. En el formulario correspondiente, los evaluadores debieron marcar con una cruz (x) según su preferencia. Se evaluaron: sabor, color, aroma, esponjosidad, humedad y aceptabilidad global. Las pruebas fueron realizadas en el marco de un ambiente tranquilo para disminuir la distracción. Luego de evaluar la primera muestra, cada consumidor debía enjuagar su boca con agua de red provista por el equipo de investigación. Las muestras fueron presentadas en forma aleatoria en las dos posibles combinaciones: Muestra A-Muestra B y Muestra B-Muestra A, de tal manera de realizar una prueba balanceada.

Análisis de los datos

Análisis físico químico

Para realizar el análisis estadístico de las mediciones efectuadas se utilizó la prueba T de Student mediante el software estadístico SigmaXL 6.1

Prueba de Preferencia Pareada

Se utilizó el método de distribución binomial. Para conocer si los consumidores prefrieron la muestra FS en lugar de la muestra FE se verificó en la Tabla "Mínimo número de respuestas correctas para establecer significancia a diferentes niveles de probabilidad" si el número respuestas coincidentes fue mayor al número respuestas mínimas para que haya diferencia significativa de acuerdo al número de consumidores. ⁽⁹⁾

Resultados

Análisis de textura

Como se puede observar en el gráfico 1, para ambos panes el aumento de la tangente de las curvas en las sucesivas mediciones demuestra la paulatina pérdida de elasticidad con picos más altos que evidencian el aumento de la fuerza de la miga. En el caso del pan estándar a partir del día 5 la fuerza de la miga superó la capacidad del equipo. La fórmula con semillas fue aumentando su fuerza con el correr de los días pero aún así en el día 6 la fuerza fue aproximadamente la mitad que la de la fórmula estándar el día 1. Esto se corresponde con el comportamiento de la miga tras la compresión. La miga estándar solo recuperó su forma el día 1, en las siguientes pruebas quedó contraída. La miga del pan modificado recuperó su forma hasta el día 5. Lo que significa que mantuvo la elasticidad por más tiempo. La rigidez de los panes se evidencia en el corte que produjo la sonda del texturómetro al presionar los panes, el pan FE muestra corte completo desde el día 1, lo cual evidencia mucha rigidez. En cambio en el pan FS al día 1 se produce un leve corte lo que significa que el producto es más esponjoso y elástico. En este pan, recién a partir del día 5 se produce un corte completo.

Grafico 1: Comparación de las curvas de la fuerza de la miga de las sucesivas mediciones en ambas fórmulas.

Actividad de agua

La actividad de agua (aw) del pan FE al día 1 (0,896) fue mayor que la del FS (0,887), esto indica que en el primero el agua esta menos retenida, lo que favorecería la retrogradación del almidón. En el día 2 ambos panes aumentan su actividad de agua con respecto al día anterior (FE: 0,901; FS: 0,9). La actividad de agua del pan FS sigue aumentando (0,918 al día 5), lo cual indica que el agua está siendo liberada por los mucílagos. El pan FE en este momento empieza a disminuir su actividad de agua (0,899) lo que indica que ésta se está perdiendo por la retrogradación del almidón y su consecuente evaporación.

Porcentaje de pérdida de agua en la cocción

La media de pérdida de agua en los panes elaborados con la FE fue de 17.75% mientras que en los panes elaborados con la FS fue de 15.23%.

Volumen

En cuanto al volumen, el pan elaborado con la FE obtuvo un volumen promedio de 641 ml. Por otro lado el pan elaborado con la FS obtuvo un volumen promedio de 725 ml, lo que resulta ser casi un 13% mayor que la FE.

Densidad

El pan elaborado con la FS resultó tener una densidad un 9.52% menor que el elaborado con la FE.

Levantamiento de la masa

La rodaja del pan elaborado con la FE obtuvo una altura promedio de 37 mm. El pan elaborado con la FS obtuvo una altura promedio de 50 mm, es decir un 35.13% mayor que el estándar. Ver imagen 1.

 

Imagen 1. Altura de la rodaja de los panes de ambas fórmulas.

Composición química

La información nutricional de ambas fórmulas, indica a favor del pan con semillas un incremento de 36% de proteínas, 63% de lípidos poliinsaturados, 40% de monoinsaturados y 185% en el contenido de fibra alimentaria.

La tabla 2 resume las mediciones de la variables recién mencionadas.

Tabla 2. Resumen de las mediciones de actividad de agua, textura y características físicas de ambas fórmulas.

Prueba de evaluación sensorial Los resultados obtenidos en las encuestas de preferencia se resumen en el gráfico N°2 según la distribución porcentual de la preferencia por cada atributo para cada fórmula.

Grafico 2: Comparación de preferencia de los atributos de ambos panes.

Puede observarse que la fórmula con semillas fue preferida en todas la características evaluadas, siendo la aceptabilidad global el atributo calificado más positivamente. Sabor y humedad demuestran similar preferencia, al igual que los atributos de aroma y esponjosidad. Si bien el color fue el atributo con menores diferencias obtenidas, aún así sigue marcando diferencia con respecto de la fórmula estándar. Según el análisis estadístico las diferencias obtenidas en la preferencia de todos y cada uno de los atributos evaluados son significativas a un nivel de confianza del 95 e incluso del 99%.

Discusión

Los hallazgos del presente trabajo indican que fue factible la elaboración de un pan exento de gluten con sustitución parcial de harina de arroz, almidón de maíz y fécula de mandioca por semillas de chía y lino molidas, resultando un pan con mayor aceptabilidad.
La preferencia por la humedad de los panes con lino y chía indica que el gel mucílago actuó en la masa proveyéndole mayor capacidad de retención de agua y menor pérdida de la misma durante la cocción. Esta propiedad aportada por los mucílagos también se evidencia en la actividad de agua. Esta última es de particular importancia en la determinación de la calidad y la seguridad del producto. Influye en el color, olor, sabor, textura y vida útil. Predice la seguridad y la estabilidad con respecto al crecimiento microbiano, la velocidad de las reacciones químicas y las propiedades físicas del alimento ⁽¹⁰⁾. La interpretación de las mediciones demuestra que la incorporación de semillas enlentece el proceso de envejecimiento del pan.
Quedó demostrado que el gel mucílago también favoreció el logro de panes con mayor volumen y levantamiento de masa, resultando éstos de menor densidad. Estos parámetros tienen relación con la cantidad de aire que queda retenido en la masa y el tamaño de los alvéolos, lo que es coincidente con la preferencia por el pan con semillas en cuanto al atributo esponjosidad. La miga del pan FE resulta más compacta y apelmazada con alvéolos más pequeños. Esto se refeja en los resultados de las mediciones de la fuerza de la miga, la cual fue considerablemente mayor para el pan FE. La rigidez de los panes se evidencia con el corte de la sonda. El pan FE muestra un corte completo, lo que se interpreta como alta rigidez, en cambio en los panes FS la sonda ocasionó un corte incompleto y leve lo que significa que este pan presenta mayor elasticidad y esponjosidad.
Puede concluirse que la modificación de la fórmula original de un pan sin gluten, a la que se le reemplazó una mínima cantidad de harinas por semillas molidas de lino y chía, resulta ser una opción factible, sencilla y eficiente. Los mucílagos de las semillas aportan sus efectos benéficos y la combinación de ambas optimiza la fórmula por los efectos complementarios de una sobre la otra, no sólo en sus características físico-químicas y sensoriales, sino también en su perfil nutricional. Esta simple y única intervención permite lograr panes más apetecibles, duraderos y saludables posicionándola como una opción novedosa y práctica, destacándose su importancia en la alimentación de personas celíacas.

Agradecimientos

A la ingeniera Jesica Ostapchuk, de la productora de ingredientes alimentarios Alimat del grupo Mathiesen quien colaboró realizando pruebas analíticas a las muestras de los panes; a la empresa Granix y al Club Glorias Argentinas que nos facilitaron sus instalaciones para la realización de la evaluación sensorial; a la Dra. Marisa Vázquez y a la Dra. Laura Moratal Ibáñez quienes con su experiencia profesional nos guiaron para realizar el análisis estadístico de los resultados obtenidos.

Notas

* trabajo presentado en el Xv Congreso latinoamericano y del Caribe de nutricionistas dietistas. Xi Congreso argentino de Graduados en nutrición

¹ En panadería la levadura es el componente microbiano aportado a la masa que produce enzimas, importantes por su capacidad para realizar la descomposición mediante fermentación de diversos cuerpos orgánicos, principalmente los azúcares, produciendo etanol y CO2. Este CO2 queda atrapado en la masa la cual se esponja y aumenta de volumen. A este fenómeno se le denomina levantamiento de la masa. ⁽⁷⁾

² Medición del volumen de agua desplazado por el cuerpo en una probeta graduada en ml.

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