RESULTADOS Y DISCUSIÓN

RESULTADOS Y DISCUSIÓN Evaluación de las Harinas: Propiedades Fisicoquímicas Contenido de humedad En la Tabla 5 se muestra el ANDEVA que corresponde al contenido de humedad de los diferentes tratamientos. El tipo de muestra (maíz, harinas o tortillas de los diferentes tratamientos) tuvieron diferencias muy significativas en el contenido de humedad a un nivel de p<0.01. El contenido de humedad del maíz, harinas y tortillas se presenta en la Figura 11, donde se observa que el comportamiento de la humedad varía con los distintos tratamientos, donde muestra diferencias con los reportados por (Galicia, 2005; González, 2006; Platt, 2006), estas diferencias pudieran ser debidas a que se utilizaron diferentes lotes de maíz para elaborar las harinas extrudidas y como consecuencia las tortillas. Presentó el mayor contenido de humedad la harina extrudida con goma. Esto posiblemente se deba a la alta afinidad que tienen las gomas al agua. Contenido de proteína En la Tabla 5 se muestra el ANDEVA que corresponde al contenido de proteína de los diferentes tratamientos. El tipo de muestra (maíz, harinas o tortillas de los diferentes tratamientos) tuvieron diferencias muy significativas en el contenido de proteína a un nivel de p<0.01. El contenido de proteína del maíz, harinas y tortillas se presenta en la Figura 12, donde se observa que todos los tratamientos se encuentran en el rango de 7.2-8.2%, (González-Vera, 2006) reporta valores de 8% en harina comercial coincidiendo con esta investigación y en el rango de las HNE de los diferentes tratamientos, las pequeñas diferencias pudieran ser debidas a que se utilizaron diferentes lotes de maíz para elaborar las harinas extrudidas y como consecuencia las tortillas. Contenido de ceniza En la Tabla 5 se muestra el ANDEVA que corresponde al contenido de ceniza de los diferentes tratamientos. El tipo de muestra (maíz, harinas o tortillas de los diferentes tratamientos) tuvieron diferencias muy significativas en

Tabla 5. Análisis de varianza, valor de F, de los cambios en la humedad, proteína y ceniza, de maíz a harina nixtamalizada a tortilla. 1 Fuente de Grados de Valor de F variación libertad Hum 2 Prot 2 Cen 2 Tratamiento 10 130.01** 3 21.02** 635.32** Error 22 Total 32 1. Se determinaron en base seca. 2. Hum=humedad; Prot= proteína (base seca); Cen= ceniza (base seca). 3 ** = Muy significativa a un nivel de P=0.01 (P<0.01)

Figura 11.Contenido de humedad de los diferentes tratamientos. Tratamientos con la misma letra son estadísticamente iguales a un nivel de P=0.05 (P>0.05).

Figura 12. Contenido de proteínas de los diferentes tratamientos. Tratamientos con la misma letra son estadísticamente iguales a un nivel de P=0.05 (P>0.05).

el contenido de ceniza a un nivel de p<0.01. El contenido de ceniza del maíz, harinas y tortillas se presenta en la Figura 13, donde se observa que en todos los tratamientos el contenido de cenizas oscila entre 1-1.5%, conteniendo el menor porcentaje la harina comercial y entre los valores más altos se encuentran las harinas nixtamalizadas extrudidas (HNE). Esto posiblemente es debido a la presencia del pericarpio que incrementan la cohesividad y el obscurecimiento, debido a la presencia de pigmentos y cal que se queda atrapada en gomas naturales del pericarpio (Almeida y Rooney, 1996). Distribución del tamaño de partícula (DTP) En la Tabla 6 se muestra el ANDEVA que corresponde a la distribución del tamaño de partícula de los diferentes tratamientos. El tipo de muestra (maíz, harinas o tortillas de los diferentes tratamientos) tuvieron diferencias muy significativas (p<0.01) en las mallas en los tamaños de partícula de 841µm, 420µm, 250µm, 177µm. La distribución del tamaño de partícula del maíz molido, harinas extrudidas y tortillas secas molidas se presentan en las Figuras 14, 15, 16, 17,18 y 19. Se observa que la retención del maíz molido fue mayor en los tamaños de partícula de 420µm (76%) y 250µm (23%), coincidiendo con lo reportado por (Platt, 2011). Esto posiblemente a que el grano de maíz fue pasado solamente una vez por el molino para su acondicionamiento. Las harinas nixtamalizadas extrudidas presentaron una mayor retención en el tamaño de partícula de 420µm ( 95%), más que las tortillas, el maíz molido y la harina comercial, se tienen diferencias con lo reportado por (Platt, 2011), esto posiblemente a la técnica empleada para determinarlo. En conclusión, el maíz molido presento mayor porcentaje de retención en las malla 420µm, en las harinas extrudidas fue en la malla 420µm, y en la tortilla seca molida fue en la malla 250µm. Índice de tamaño de partícula (ITP) En la Tabla 7 se muestra el ANDEVA que corresponde al índice de tamaño de partícula de los diferentes tratamientos. El tipo de muestra (maíz, harinas o tortillas de los diferentes tratamientos) tuvieron diferencias muy significativas en el índice de tamaño de partícula a un nivel de p<0.01. El índice

Figura 13. Contenido de cenizas de los diferentes tratamientos. Tratamientos con la misma letra son estadísticamente iguales a un nivel de P=0.05 (P>0.05).

Tabla 6. Análisis de varianza, valor de F, del tamaño de partícula en cada malla, de maíz a harina nixtamalizada a tortilla. 1 Fuente de Grados de Valor de F variación libertad M20 2 M40 2 M60 2 M80 2 M100 2 F 2 Tratamiento 10 10.15** 3 1388.76** 743.35** 504.52** 1.67 ns4 1.65 ns Error 22 Total 32 1. Se determinaron en base seca. 2. M20 =malla 20; M40= malla 40; M60= malla 60; M80=malla 80; M100=malla 100; F=fondo (malla 200). 3** = Muy significativa a un nivel de P=0.01 (P<0.01). 4 NS = No significativa a un nivel de P=0.05 (P>0.05).

Figura 14. Distribución de tamaño de partícula de los diferentes tratamientos en la malla 20 (841µm). C:Harina extrudida sin enzima GO: Harina extrudida con goma TCO: Tortilla combinada con gomas EN: Harina extrudida con enzima TC: Tortilla sin enzima TGO: Tortilla con goma Tratamientos con la misma letra son estadísticamente iguales a un nivel de P=0.05 (P>0.05).

Figura 15. Distribución de tamaño de partícula de los diferentes tratamientos en la malla 40 (420µm). Tratamientos con la misma letra son estadísticamente iguales a un nivel de P=0.05 (P>0.05).

Figura 19. Distribución de tamaño de partícula de los diferentes tratamientos en el fondo (<149µm). Tratamientos con la misma letra son estadísticamente iguales a un nivel de P=0.05 (P>0.05).

de tamaño de partícula del maíz, harinas y tortillas se presenta en la Figura 20, donde se observa que todas las harinas nixtamalizadas extrudidas tienen un índice de tamaño de partícula (ITP) similar y aproximado al 40%, indicando una distribución de tamaño de partículas parecidas, coincidiendo con (Platt, 2011) que reportó ITP similar en las HNE con y sin goma, así como en las HNE con y sin enzima. Las tortillas muestran a su vez un mayor índice de tamaño de partícula que las harinas nixtamalizadas extrudidas esto probablemente a que entre más alto es el ITP, más fino es el material. Índice de absorción de agua (IAA) En la Tabla 7 se muestra el ANDEVA que corresponde al índice de absorción de agua de los diferentes tratamientos. El tipo de muestra (maíz, harinas o tortillas de los diferentes tratamientos) tuvieron diferencias muy significativas en el índice de absorción de agua a un nivel de p<0.01. El índice de absorción de agua del maíz molido, harinas extrudidas y tortillas secas molidas se presenta en la Figura 21, donde se observa que el maíz presentó el menor IAA, esto posiblemente a que no está gelatinizado el almidón y está en su forma nativa, las harinas extrudidas muestran el mayor índice de absorción de agua, esto probablemente a la gelatinización del almidón, ya que después del calentamiento durante el proceso de nixtamalizacion y extrusión se presentan pérdidas de la estructura nativa de los gránulos de almidón, resultando una pasta gelatinizada con altos índices de absorción de agua. Así mismo las HNE con goma muestran un IAA poco más grande que las demás HNE y harina comercial, esto puede deberse a la alta afinidad de las gomas con el agua, dado que durante la hidratación las moléculas de agua son orientadas hacia los grupos hidroxilo (o carboxilo) de las unidades de los componentes (azucares) de las gomas, permitiendo un incremento en la capacidad de retención de agua; (Platt, 2011) reportó valores similares al IAA de HNE con mezcla de gomas, con goma xantana, con enzima xilanasa y con la HNE control. Las tortillas presentaron menor IAA que las harinas extrudidas, esto posiblemente al mayor daño de los gránulos de almidón por las altas temperaturas.

Figura 20. Índice de tamaño de partícula de los diferentes tratamientos. Tratamientos con la misma letra son estadísticamente iguales a un nivel de P=0.05 (P>0.05).

Tabla 7. Análisis de varianza, valor de F, de los cambios en el índice de absorción de agua, índice de material soluble e índice de tamaño de partícula, de maíz a harina nixtamalizada a tortilla. 1 Fuente de Grados de Valor de F variación libertad IAA 2 IMS 2 ITP 2 Tratamiento 10 577.41** 3 103.89** 337.95** Error 22 Total 32 1. Se determinaron en base seca. 2. IAA= índice de absorción de agua, IMS= índice de material soluble, ITP= índice de tamaño de partícula. 3** = Muy significativa a un nivel de P=0.01 (P<0.01).

Figura 21. Índice de absorción de agua de los diferentes tratamientos. Tratamientos con la misma letra son estadísticamente iguales a un nivel de P=0.05 (P>0.05).

Índice de material soluble (IMS) En la Tabla 7 se muestra el ANDEVA que corresponde al índice de material soluble de los diferentes tratamientos. El tipo de muestra (maíz, harinas o tortillas de los diferentes tratamientos) tuvieron diferencias muy significativas en el índice de material soluble a un nivel de p<0.01. El índice de material soluble del maíz, harinas y tortillas se presenta en la Figura 22 donde se observa que las HNE tienen mayor IMS que la harina comercial. Esto posiblemente a que tienen una mayor humedad, dado que Arámbula et al., (2001) reporta que el aumento de humedad y temperatura produce un incremento en el IMS en el proceso de extrusión para la elaboración de HNE y por lo tanto masas mas adhesivas. Esto indicaría una tortilla con mayor firmeza, debido principalmente al proceso de retrogradación después de 24h de almacenamiento. En cuanto a las tortillas se observa que tienen también un alto IMS posiblemente debido a que tiene una DTP fina. Entre más finas las harinas presentan mejor IMS que las harinas con una DTP alto. A su vez valores altos de IMS nos relaciona la molienda que se les dio. El IMS es un indicativo de la cantidad de material que es disuelta por el agua cuando una muestra de harina se somete a un exceso de este liquido, a su vez es utilizado como un parámetro de calidad que nos indica el grado de cocimiento que presenta una harina. Propiedades Estructurales Difracción de rayos x Los patrones de difracción del almidón que se obtuvieron en el maíz molido y cada tratamiento de harina y tortilla se determinaron en un difractómetro de rayos x, como se muestra en la Figura 23 y 24, respectivamente. Las harinas extrudidas (Figura 23) tuvieron un comportamiento similar al maíz molido. Campus- Baypoli et al. (1999) discuten que el maíz, nixtamal y masas presentaron una cristalinidad del almidón similar. Se comparó con el maíz molido, dado que los gránulos de almidón conservan su integridad cristalina (González-Vera, 2006). Así mismo la harina extrudida con goma presentó un pico más en el difractograma que el mismo maíz, esto posiblemente debido a la retrogradación del almidón. El mismo

Figura 22. Índice de material soluble de los diferentes tratamientos. Tratamientos con la misma letra son estadísticamente iguales a un nivel de P=0.05 (P>0.05).

Figura 23. Difractograma del maíz con las harinas de los diferentes tratamientos.

Figura 24. Difractograma del maíz con las tortillas de los diferentes tratamientos.

comportamiento anterior lo tuvo la tortilla con goma. En las demás tortillas se vio afectada la cristalinidad del almidón debido posiblemente a la cocción alcalina y molienda, Campus- Baypoli et al, (1999) mencionan que la temperatura es un factor que causa pérdidas en la cristalinidad en el almidón. González-Vera, (2006) menciona que gran parte de la pérdida de cristalinidad del almidón se debe al tratamiento térmico durante el horneado de las tortillas (320-420 C). En la Tabla 8 se observan los valores de cada pico que se formaron en los diferentes tratamientos. La harina extrudida con goma y la harina comercial son similares a la cristalinidad del maíz molido, pero con un pico más en el difractograma que el mismo maíz, esto posiblemente debido a la retrogradación del almidón. El mismo comportamiento de la posible retrogradación lo tuvo la tortilla con goma. En las demás tortillas se vio afectada la cristalinidad del almidón debido posiblemente a la cocción alcalina y molienda, Campus- Baypoli et al, (1999) mencionan que la temperatura es un factor que causa pérdidas en la cristalinidad en el almidón. González-Vera, (2006) menciona que gran parte de la pérdida de cristalinidad del almidón se debe al tratamiento térmico durante el horneado de las tortillas (320-420 C). Evaluación de las Masas Contenido de humedad En la Tabla 9 se muestra el ANDEVA que corresponde al contenido de humedad de los diferentes tratamientos. El tipo de muestra (maíz, harinas o tortillas de los diferentes tratamientos) tuvieron diferencias muy significativas en el contenido de humedad de las masas a un nivel de p<0.01. Para esta evaluación, todas las muestras de los diferentes tratamientos se acondicionaron al 50% de humedad con fines comparativos. El contenido de humedad de las masas del maíz, harinas y tortillas se presenta en la Figura 25 donde se observa que todas las humedades son muy similares oscilando entre los 49.4 y 51.3 %, dando un promedio global de 50.2%. Gómez et al, (1991) reportan un contenido de humedad en masa para

Tabla 8. Valores de los picos de los diferentes tratamientos.

Tabla 9. Análisis de varianza, valor de F, de los cambios en la humedad y las características viscoelásticas de las masas como son: módulo de almacenamiento (G ), módulo de pérdida (G ) y Tan δ, de maíz a harina nixtamalizada a tortilla. 1 Fuente de Grados de Valor de F variación libertad HMA 2 G 2 G 2 TAN δ 2 Tratamiento 10 16.56** 3 5.00** 2.10 NS4 1.23 NS Error 22 Total 32 1. Se determinaron en base seca. 2. HMA=humedad de las masas; G = módulo de almacenamiento; G = módulo de perdida; TANδ=correlación entre G y G. 3 ** = Muy significativa a un nivel de P=0.01 (P<0.01). 4 NS = No significativa a un nivel de P=0.05 (P>0.05).

Figura 25. Humedad de los diferentes tratamientos. MS: harina comercial maseca TEN: Tortilla con enzima Tratamientos con la misma letra son estadísticamente iguales a un nivel de P=0.05 (P>0.05).

la producción de tortillas de maíz en un rango de 52-55%. A su vez la presencia del pericarpio en la harina nixtamalizada por el proceso de la extrusión incrementa sus propiedades funcionales de la masa así como la absorción de agua, esto es debido a que al nixtamalizarce el pericarpio libera gomas compuestas que son los principales componentes de las propiedades texturales de masas y tortillas (Martínez-Bustos et al., 1999). Propiedades Viscoelásticas Características En la Tabla 9 se muestra el ANDEVA que corresponde a las características viscoelásticas de los diferentes tratamientos, se observa que el tipo de tratamiento (maíz, harinas y tortillas) afecto muy significativamente a un nivel de P<0.01 al módulo de almacenamiento (G ). En las Figuras 26, 27 y 28 se muestran las características viscoelásticas de las masas como son: módulo de almacenamiento (G ), módulo de pérdida (G ) y Tangente del ángulo (Tan δ), en un barrido de frecuencia de 1-10 rad/s. Se observa una dependencia con la frecuencia de los parámetros viscoelásticos, debido que al aumentar la frecuencia aumentaba a su vez G y G (Figura 27 y 28), coincidiendo con lo reportado en la investigación de (Platt, 2011). Los tratamientos con gomas incrementaron el módulo viscoelástico comparado con los demás tratamientos sin gomas, esto posiblemente a que las gomas tienden hacer la masa mas viscosa. Se observa que G >G para todos los tratamientos, datos similares fueron obtenido en la investigación de (Platt, 2011). La magnitud de Tan δ aumentó también en los tratamientos con gomas comparado con los demás tratamientos. Esto podría indicar que las masas tienden a ser más viscosas, como consecuencia de la presencia de gomas. Las masas con mezcla de gomas muestran características viscoelásticas (G, G, Tan δ) (Figura 26, 27 y 28) similares a los tratamientos con goma, un comportamiento similar fue observado por (Platt, 2011; Brouillet-Fourmam et al., 2003). En general todos los tratamientos presentaron un valor de Tan δ <0.05, indicando que el comportamiento elástico fue mayor que el viscoso, este comportamiento fue observado por (Platt, 2011).

Figura 26. Módulo de almacenamiento en función de la frecuencia de las masas de los diferentes tratamientos.

Figura 27. Módulo de pérdida en función de la frecuencia de las masas de los diferentes tratamientos.

Figura 28. Tangente del ángulo de fase en función de la frecuencia de las masas de los diferentes tratamientos.

Correlaciones entre las Características Fisicoquímicas, Reológicas y Estructurales. Con la finalidad de determinar si existe alguna relación entre los parámetros fisicoquímicos, reológicos y estructurales de la transformación de maíz a harina, se llevaron a cabo correlaciones simples (r). Los datos de las características viscoelásticas que se utilizaron para el análisis fueron correspondientes a la frecuencia de 5 rad/s. se consideró una correlación débil si r < 0.5, moderadas si 0.5 r 0.75 y fuerte si r > 0.75 (Ramirez- Wong et al, 1994). En la Tabla 10 se muestran los resultados, y se puede observar que se encontraron once correlaciones, de las cuales siete muy significativas (p<0.01). Se tuvieron correlaciones simples relacionadas con los parámetros fisicoquímicos y viscoelásticos. El ITP (índice de tamaño de partícula) presentó correlación positiva fuerte con el material retenido en las mallas 80 y con el material retenido en las mallas 60 (r=0.86 y r=0.85, respectivamente), así mismo el ITP presentó correlaciones positivas moderadas con G (módulo de almacenamiento) y con la retención en la malla 100 (r=0.60 y r=0.72, respectivamente) y finalmente G presento correlación positiva moderada con la retención en la malla 80 (r=0.73).