Maribel Ovando-Martínez, Edith Agama-Acevedo y Luis Arturo Bello-Pérez

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1 Digestibilidad in vitro del almidón en espagueti adicionado con almidón de plátano Maribel Ovando-Martínez, Edith Agama-Acevedo y Luis Arturo Bello-Pérez Centro de Desarrollo de Productos Bióticos del IPN. Carretera Yautepec-Jojutla Km Col. San Isidro. C. P Yautepec, Morelos. Correo electrónico: labellop@ipn.mx. Resumen En este trabajo se analizó la digestibilidad in vitro del almidón en espagueti adicionado con almidón de plátano, A las muestras adicionadas con almidón de plátano al 5, 10, 15 y 20% y una muestra control se les determinó el contenido de almidón total (AT), almidón disponible (AD), almidón resistente (AR) y velocidad de hidrólisis (VH). Los resultados para AT de los espaguetis no incrementaron con la adición de almidón de plátano. El AD de la muestra control fue más alto que las muestras adicionadas con almidón de plátano. El contenido de AR de la muestra adicionada con 20% de almidón de plátano mostró el valor más alto, mientras que la muestra control presentó una cantidad más baja. Los resultados de la VH en los primeros 15 minutos no mostraron variación en el porcentaje de hidrólisis entre las muestras adicionadas con almidón de plátano; sin embargo, la muestra control mostró un porcentaje de 59%. Abstract In this work was analyzed the in vitro starch digestibility of spaghetti added with banana starch. The samples added with banana starch of 5, 10, 15 y 20% and a control sample (semoline) were tested for total starch (TS), available starch (AS), resistant starch (RS) and hydrolysis rate (HR). TS content of spaghettis did not increase with the banana starch addition. AS value of control sample was higher than samples added with banana starch. The RS content of the sample added with 20% of banana starch showed the highest value, whereas the control sample presented the lowest amount. The results of HR in the first 15 minutes did not show variation in the percentage of hydrolysis between the samples added with banana starch; however, the control sample showed a percentage of 59%. Introducción La pasta es un alimento tradicional favorecido por ser fácil de transportar, manejar, cocer y por sus propiedades de almacenamiento. En años recientes ésta se ha hecho más popular 71

2 debido a sus propiedades nutricionales, ya que es considerada como un alimento de bajo índice glucémico (Tudorica y col., 2002). El cereal mas adecuado para la elaboración de la pasta es el trigo, ya que sus proteínas tienen la capacidad de interactuar entre ellas y con otros componentes como los lípidos para formar complejos de lipoproteínas viscoelásticas (gluten), que contribuyen al desarrollo de la masa y previenen la disgregación de la pasta durante la cocción en agua caliente. La semolina durum, producto granular color amarillo oscuro, de estructura vítrea resultante de la molienda del endospermo del grano de trigo durum, es la materia prima ideal para fabricar pasta de buena calidad (Granito y col., 2003). En México, la producción de cereales no es suficiente para consumo humano, alimentación animal y uso industrial, por lo que se importan millones de toneladas de estos granos. Por tal situación, se están buscando otros recursos no tradicionales ricos en almidón que sustituyan el almidón de los cereales. La yuca, el camote y el plátano representan fuentes alternativas y dada su composición química se pueden considerar como recursos potenciales para obtener almidón (Aparicio-Trápala, 2003). Entre los ingredientes que se podrían utilizar para la elaboración de pastas con mejores o diferentes propiedades funcionales y nutricionales está el almidón de plátano, el cual ha sido adicionado en galletas, disminuyendo la digestibilidad del almidón (Bello- Pérez y col., 2000; Juárez-García y col., 2006). En la actualidad se le ha prestado mucha atención a los almidones de las musáceas especialmente del plátano verde (Pacheco-Delaye, 2002), pues muestran una alta resistencia a la digestión tanto in vitro como in vivo (Pacheco-Delahaye, 2001). Debido a esto el objetivo del trabajo de investigación fue estudiar la digestiblidad in vitro del almidón en espagueti adicionado con almidón de plátano utilizando las técnicas de almidón total, disponible y resistente así como la técnica de hidrólisis in vitro. Materiales y Métodos. Se utilizaron muestras de espagueti adicionadas con almidón de plátano al 5%,10%,15% y 20% y un control, elaborado con trigo durum. Los espaguetis se cocieron en 175 ml de agua a temperatura de ebullición por 12 min; posteriormente las muestras fueron liofilizadas, molidas y tamizadas (malla 50) para llevar acabo los estudios de digestibilidad. 72

3 Almidón total La determinación del contenido de almidón total se realizó utilizando el método propuesto por Goñi y col. (1997). Almidón disponible El contenido de almidón disponible se determinó utilizando la metodología propuesta por Holm y col. (1986). Almidón resistente El almidón resistente se midió con el método propuesto por Goñi y col. (1997), en el cual 100 mg de muestra fueron sometidos a una hidrólisis proteica con pepsina (40 C, 60 min, ph: 1.5) seguida de una hidrólisis del almidón digestible con α-amilasa pancreática (37 C, 16 hrs, ph: 6.9). Se eliminaron los productos resultantes de la hidrólisis por centrifugación, a continuación se realizó una hidrólisis total de la fracción indigestible con amiloglucosidasa (60 C, 45 min, ph: 4.75). Se cuantificó la glucosa libera con el reactivo glucosa oxidasa peroxidasa a 510 nm Tasa de digestión de almidón in vitro Para medir la digestión del almidón se utilizó el método in vitro reportado por Holm y col. (1985). A 500 mg de almidón se le añadieron 50 ml de regulador de fosfatos antes de iniciar su hidrólisis, se incubaron a 37 C con agitación constante. Antes de adicionar la enzima, se tomaron alícuotas de 0.2 ml para marcar como tiempo cero. Posteriormente se adicionó la enzima α-amilasa pancreática y a los 5, 15, 30 y 60 min se tomaron alícuotas de 0.2 ml, los cuales se colocaron en tubos de ensayo que contenian 0.8 ml de agua destilada y 1 ml de ácido 3,5 dinitrosalicílico (DNS). Los tubos fueron calentados en un baño de agua en ebullición por 10 min. Se añadieron 15 ml de agua destilada realizando una buena homogenización de la mezcla. Se leyeron las absorbancias a 530 nm en paralelo con una curva estándar de maltosa. Finalmente se calculo el porcentaje de hidrólisis como el porcentaje de maltosa liberada durante la reacción. Resultados y discusión. Almidón total En el cuadro 1 se observa que el contenido de almidón total de las muestras no presentó diferencias estadísticas significativas α=0.05. Esto indica que al disminuir la cantidad de trigo durum, se redujo el contenido de lípidos y proteínas, los cuales contribuyen en las propiedades viscoelásticas de la pasta mediante la unión de sus componentes, entre ellos el 73

4 almidón. Este resultado muestra que el almidón de plátano sustituyó el almidón de trigo durum y que por otra parte el almidón de plátano no se pudo incorporar totalmente al espagueti, ocasionado su disgregación de la pasta al momento del cocimiento. Esto coincide con las pérdidas por cocción de estos espaguetis reportado por Hernández-Nava (2006), ya que encontró que éstas incrementaron cuando se aumentó la cantidad de almidón de plátano en el espagueti. Cuadro 1. Contenido de almidón total (AT) en muestras de espagueti cocido con diferentes porcentajes de almidón de plátano*. MUESTRA AT (%) Control 71.21±1.17 a 5% 69.73±0.55 a 10% 69.70±0.70 a 15% 69.65±1.10 a 20% 69.48±1.20 a * Media de dos repeticiones ± error estándar Letras diferentes indican diferencia estadística significativa (p< 0.05) Almidón disponible En el cuadro 2 se observa que la muestra control tuvo un mayor contenido de almidón disponible comparada con las muestras adicionadas con almidón de plátano. Se ha documentado que la digestibilidad de los almidones es afectada por varios factores como: la fuente, tamaño de gránulo, relación amilosa:amilopectina, asociaciones moleculares entre los componentes del almidón, el grado de cristalinidad, la longitud de cadena y la presencia del complejo amilosa-lípido (Cummings y Englyst, 1995). Los almidones de cereales son más digestibles que el de plátano, esto debido al arreglo cristalino de las cadenas lineales de la amilopectina (Zobel 1988; Faisant y col., 1995; Bjorck, 1996). Tal vez por esto la muestra control mostró un mayor contenido de almidón disponible. Cuadro 2. Contenido de almidón disponible (AD) en muestras de espagueti cocido con diferentes porcentajes de almidón de plátano *. MUESTRA AD (%) Control 72.97±1.41 a 5% 65.18±0.55 b 10% 65.96±0.73 b 15% 65.11±0.54 b 20% 65.27±0.60 b *Media de dos repeticiones ± error estándar Letras diferentes indican diferencia estadística significativa (p< 0.05). 74

5 Almidón resistente En general, el análisis estadístico indicó que existieron diferencias estadísticas significativas (α=0.05) en el contenido de almidón resistente del espagueti control y el de los espaguetis a los que se les adicionó almidón de plátano (Cuadro 3). Sin embargo, los espaguetis adicionados con 5 y 10 %, así como los de 15 y 20 % no mostraron diferencias estadísticas, entre ellos. El valor más alto de almidón resistente se encontró en la muestra con 20 % de almidón de plátano, mientras que el valor más bajo fue determinado en la muestra control. Los espaguetis cocidos en este estudio fueron analizados inmediatamente después del cocimiento para evitar la formación de almidón resistente retrogradado. Sin embargo, el contenido de almidón resistente en las muestras pudiera deberse a la presencia de una fracción de almidón conocida como almidón resistente asociado a fibra más el almidón resistente tipo II, el cual fue cuantificado como disponible con la técnica usada para este fin. Cuadro 3. Contenido de almidón resistente (AR) en muestras de espagueti cocido con diferentes porcentajes de almidón de plátano*. MUESTRA AR (%) Control 2.66±0.30ª 5% 3.38±0.39 b 10% 3.61±0.28 b 15% 4.29±0.22 c 20% 4.60±0.24 c *Media de dos repeticiones ± error estándar Letras diferentes indican diferencia estadística significativa (p< 0.05) Tasa de digestión de almidón in vitro En la figura 1 se puede observar que la muestra control a los 15 minutos mostró un porcentaje de hidrólisis del 59% mientras que las muestras adicionadas con un 5, 10, 15 y 20% de almidón de plátano presentaron un porcentaje de hidrólisis del 61-62%. Tanto la muestra control como la muestra adicionada con el 5% del almidón de plátano tuvieron porcentajes de hidrólisis semejantes a partir de los 30 minutos, esto se debe a que probablemente la cantidad de semolina de trigo durum sustituida en el espagueti por almidón de plátano se compense ocasionando que ambas tengan un comportamiento parecido. En cuanto a las muestras de espagueti adicionadas con 10% y 15% de almidón de plátano se puede observar que ambas tienen un porcentaje de hidrólisis semejante y que conforme avanza el tiempo este va aumentando, esto fue debido a que el porcentaje de sustitución de almidón fue mayor, lo cual permitió que el ataque enzimático con α-amilasa rompiera fácilmente las cadenas del almidón de plátano, tal vez porque este no se encuentra tan 75

6 compacto en el espagueti a diferencia de la semolina de trigo durum, que según Tudorica y col. ( 2002) atribuyen a la pasta una estructura compacta resultante del proceso de extrusión, debido a la formación de una matriz proteica muy cerrada que atrapa al granulo de almidón y retarda tanto las interacciones con otros componentes (fibra dietaria) como también el ataque de la α-amilasa que impide que la enzima pueda hidrolizar el almidón presente. Sin embargo, la muestra adicionada con un 20% de almidón de plátano presentó porcentajes de hidrólisis menores a las muestras de 10 y 15% esto podría ser el resultado de un aumento en la viscosidad del sistema provocado por la cantidad de almidón adicionado. Hernández- Nava (2006) reportó valores de viscosidad para estos espaguetis de 2234, 2239, 2383 y 2522 cp para la muestra control, 5, 10, 15 y 20% de almidón de plátano, respectivamente, observándose que la muestra del 20% incrementó considerablemente su viscosidad en comparación con las otras. La alta viscosidad de esta muestra (20%) posiblemente dificultó el ataque enzimático, lo cual se vio reflejado en la disminución de su porcentaje de hidrólisis Hidrolisis (%) Tiempo (min) CONTROL 5% 10% 15% 20% Figura 3. Curva de hidrólisis promedio de muestras de espagueti cocido con diferentes porcentajes de almidón de plátano. 76

7 Bibliografía Aparicio-Trapala, M. A Caracterización fisicoquímica de los almidones nativos y modificados de yuca (Manihot esculenta crantz), camote (Ipomeae batata (L) Lam), y plátano valery (Musa cavendish). Tesis doctoral. Instituto Tecnológico de Veracruz. Bello-Pérez, L. A., Sáyago-Ayerdi, S. G., Villagómez- Méndez, J. y Montiel- Salas, L. I Almidón de plátano y calidad sensorial de dos tipos de galletas. Agrociencia, 34, Bjorck, I Starch: Nutricional Aspects In: Carbohydrates in food. Eliasson, A.C. and Dekker, M. (Eds.) New York, Pp Cummings, J.H. and Englyst, H.N Measurement of starch fermentation on the human large intestine. Canasian Journal of Physiological Pharmacology, 69, Faisant, N., Gallart, D.J., Bouchet B. and Champ, M Banana starch breakdown in the human small intestine studied by electron microscopy. European Journal of Clinical Nutrition, 49: Goñi, I. and Valentin-Gamazo, C Chickpea flour ingredient slows glycemic response to pasta in healthy volunteers. Food Chemistry, 81, González-Soto, R.A Obtención y caracterización de almidón resistente de plátano macho (Musa paradisiaca L.). Tesis doctoral Escuela Nacional de Ciencias Biológicas. Granito M., Torres A. y Guerra M Desarrollo y evaluación de una pasta a base de trigo, maíz, yuca y fríjol. INCI. [En línea]. Disponible:< ISSN [2006, Febrero 28]. Hernández-Nava, R Elaboración de espagueti adicionado con almidón de plátano: caracterización física, química, nutricional y de calidad. Tesis de maestría. CEPROBI- IPN, México. Juárez-Garcia, E., Agama-Acevedo, E., Sáyago-Ayerdi, S. G., Rodríguez-Ambriz, S. L. and Bello-Pérez. L. A Composition, digestibility and application in breadmaking of banana flour. Plant Foods for Human Nutrition, DOI: /s x. Pacheco-Delahaye, E Evaluación nutricional de sopas deshidratadas a base de harina de platano verde. Digestibilidad in vitro del almidón. Acta Científica Venezolana, 52, Pacheco Delahaye, E Evaluación nutricional de hojuelas fritas y estudio de la digestibilidad del almidón de plátano verde (Musa ssp.). Revista de la Facultad de Agronomía, 28, Tovar, J., Inger M., Bjorck, M. And Asp N.G Analytical and nutritional implications of limited enzymatic availability of starch in cooked red kidney beans. Journal Of Agricultural and Food Chemistry, 39, Tudorica, C.M., Kuri V. and Brennan, C.S Nutritional and physicochemical characteristics of dietary fiber enriched pasta. Journal Of Agricultural and Food Chemistry, 50, Zobel, H.F Starch crystal transformations and their importance. Starch/Starke, 40,1. 77