Investigación, Desarrollo e Innovación
EVALUACIÓN DE LAS PROPIEDADES FISICOQUÍMICAS, NUTRICIONALES Y SENSORIALES DE UNA MEZCLA DE HARINA DE MAÍZ Y HARINA DE SOYA ENRIQUECIDA CON AFRECHO CERVECERO PARA EL DISEÑO DEL PROCESO DE ELABORACIÓN DE BARRAS ENERGÉTICAS
Ing. María Reneé Ramírez Morales
marrerm08@gmail.com
RESUMEN
El presente trabajo tiene como finalidad, la utilización de los residuos fibrosos secos obtenidos como subproducto del proceso de elaboración de cerveza (afrecho y trub), para obtener un alimento nutricionalmente mejorado, como lo es una barra energética a base de afrecho, harina de maíz y soya en las proporciones adecuadas, que tenga una buena aceptabilidad como una alternativa de consumo en la alimentación diaria y que daría una solución a mediano y largo plazo a la mala alimentación que tienen las personas en la actualidad.
Para el efecto, se realiza una evaluación nutricional, así como de las principales propiedades fisicoquímicas y biológicas del afrecho de malta; luego, se aplicó un diseño de mezclas para identificar las proporciones con la composición adecuada y elaborar el tratamiento experimental correspondiente, tomando en cuenta los cambios de las características organolépticas al introducir en la fórmula distintos porcentajes de fibra y proteínaproveniente del afrecho a la harina de soya y de maíz.
Se ha comprobado, con el desarrollo de la INCAPARINA® y el Vitacereal®, que la mezcla de harina de maíz y soya (70 % maíz y 30 % soya) proporciona un elevado valor calórico, proteico y de micronutrientes, vitaminas y minerales, apto para todas las edades y estados fisiológicos; siendo este la base para enriquecer las barras energéticas al complementarla con la fibra y proteína del afrecho y del trub.
Esta investigación se realizó bajo la asesoría del Dr. Ricardo Bressani y su equipo de trabajo del Instituto de Nutrición de Centroamérica y Panamá (INCAP) y el Centro de Estudio en Ciencia y Tecnología de Alimentos de la Universidad del Valle de Guatemala(CECTA). Además del patrocinio y apoyo de Cervecería Centroamericana S.A.
Descriptores: Alimentos, complementario, proteína, fibra, proximal, biológico, nutricional, fisicoquímico, maíz, soya, afrecho, harina, Incaparina, afrecho, cerveza, trub
DESARROLLO DEL TEMA
En la primera etapa, el afrecho se seca y muele, para obtener un material fibroso fino en forma de harina de color crema con olor dulce. Se determina la composición del afrecho basado en los procedimientos establecidos por la AOAC y MEBAK (EBC). Siendo la composición porcentual promedio del afrecho en conjunto con el trub, según la tabla No.1
En base a esto, en la segunda etapa, se adicionan diferentes cantidades de afrecho (0, 5, 10, 15 y 25 %) a la mezcla de harina de maíz y harina de soya (70 y 30 %, respectivamente) y mediante el análisis proximal, se determina la mezcla óptima que presenta un elevado beneficio nutricional y que cuenta con las características físicas, químicas y organolépticas de mayor aceptación y adecuadas para la elaboración de las barras energéticas.
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Tabla I. Composición nutricional del afrecho cervecero

Fuente: Centro de Estudios en Ciencia y Tecnología de Alimentos, Universidad del Valle de Guatemala (UVG).
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Figura I. Análisis Nutricional de las 5 mezclas de harina de maíz y harina de soya con afrecho

Fuente: Centro de Estudios en Ciencia y Tecnología de Alimentos, Universidad del Valle de Guatemala (UVG).
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Las mezclas presentan un aumento de fibra dietética en el rango de 10.30 - 23.84% al aumentar el contenido de afrecho, al igual que un aumento en el contenido proteico de 16.85 - 19.41%.
Por lo que la incorporación de afrecho a la mezcla de harina de maíz y harina de soya mejora considerablemente el aporte nutricional de la misma y permite su utilización en el desarrollo de alimentos complementarios fortificados, como se muestra en las siguientes gráficas.
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Con el objetivo de estimar la capacidad de la proteína de las distintas mezclas para satisfacer las necesidades nutricionales en cuanto a nitrógeno y aminoácidos esenciales, se realizaron pruebas biológicas con ratas del Bioterio del INCAP para determinar el índice de eficiencia proteica (PER), el cual es mayor para los machos en comparación las hembras y aumentando con el contenido de afrecho. La relación proteínica neta (NPR), representa el promedio de la ingesta de proteína para el grupo de 8 ratas (4 machos y 4 hembras) disminuyendo con el aumento en el contenido de fibra, El PER y la NPR evalúan el valor nutricional de las proteínas, basado en cuánto de la proteína ingerida es convertida en peso corporal.
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Figura II. Evaluación organoléptica con 15% de afrecho.

Fuente: Centro de Estudios en Ciencia y Tecnología de Alimentos, Universidad del Valle de Guatemala (UVG).
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Figura III. Evaluación biológica en ratas de las mezclas
Fuente: Centro de Estudios en Ciencia y Tecnología de Alimentos, Universidad del Valle de Guatemala (UVG).
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También se evaluó la digestibilidad verdadera de las mezclas enriquecidas, en función de cuánto de lo ingerido se queda en el organismo de la rata, teniéndose una mayor ingesta de nitrógeno con la dieta no. 3, tanto para la segunda como para la cuarta semana.
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Posteriormente, mediante pruebas experimentales a nivel de laboratorio, se determina las formulaciones y parámetros de proceso para obtener las barras energéticas, a partir de diferentes mezclas de harina de maíz, harina de soya, afrecho, azúcar, miel, mantequilla, jalea y frutos secos y se diseña el diagrama del proceso de una línea de producción a escala industrial y se determina el equipo necesario para la obtención de dichas barras de cereal.
Se eligió la barra energética con 15% de sustitución como la mejor, por contener mayor fibra dietética y proteína, además de ser la de mayor aceptabilidad. La barra energética tiene una composición fisicoquímica de 7,69 % de humedad, 2,79 % de cenizas, 18,54 % de proteína, 4,32 % de grasa, 66,67 % de carbohidratos de los cuales corresponde 2,25 % a la fibra cruda y 14,86 % de fibra dietética.
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Tabla II. Composición química y nutricional de la mezcla enriquecida con 15 % de afrecho

Fuente: Centro de Estudios en Ciencia y Tecnología de Alimentos, Universidad del Valle de Guatemala (UVG).
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CONCLUSIONES
- El contenido nutricional de la harina de afrecho no es afectada por el proceso de elaboración de cerveza; siendo la composición promedio, para 3 muestras de afrecho en duplicado, la siguiente: humedad 2,46, proteína 26,83, cenizas 2,72, grasas 8,95%, fibra cruda 10,29, un alto contenido en fibra dietética 45, FND 47,49, FAD 22,91 y carbohidratos 59,04por ciento.
- El contenido de fibra dietética y proteína en la mezcla de harina de maíz y harina de soya, aumenta con el incrementoen el porcentaje de harina de afrecho en 0, 5, 10, 15 y 25%.
- Las mezclas presentan un aumento de fibra dietética en el rango de 10,30 a 23,84% al aumentar el contenido de afrecho, al igual que un aumento en el contenido proteico de 16,85 a 19,41%.
- Fisicoquímicamente, en promedio las harinas enriquecidas tienen una capacidad de retención de agua de 1,28 mililitros de agua/g muestra, una capacidad de hinchamiento de 7,50 mililitros/gramos y el potencial de hidrógeno es de 6,45.
- Las harinas enriquecidas tienen una elevada digestibilidad con valores mayores al 90% y aumentando con la sustitución de afrecho; además se obtuvo una elevada conversión de la proteína ingerida en peso corporal al evaluar el PER y la NPR.
- El valor promedio de la aceptabilidad es de 7,30 que equivale en la escala hedónica de 9 puntos a la categoría me gusta moderadamente correspondiente a la harina enriquecida con 15% de afrecho.
- El proceso de producción de barras energéticas incluye: recepción de materia prima, secado, molienda, tamizado, pesado, dosificación, batido, mezclado, amasado, compresión, secado, refrigeración, corte y empaque y distribución.
RECOMENDACIONES
- Realizar un análisis químico nutricional a las barras energéticas obtenidas luego del proceso de elaboración de las barras energéticas.
- Evaluar la posibilidad de realizar una mayor sustitución de afrecho en la mezcla de harina de maíz y de soya.
- Realizar una evaluación nutricional más detallada a la mezcla de harinas enriquecida, tomando en cuenta los minerales, aminoácidos, azucares y vitaminas, presentes.
- Variar el tipo de producto final obtenido a partir de la mezcla de harina de maíz y soya enriquecida con afrecho, por ejemplo en galletas o atoles.
- Emplear la harina de afrecho para la elaboración de alimentos nutricionalmente mejorados, debido a su alto contenido de macro y micronutrientes y evaluar diferentes niveles de suplementación alimenticia.
- Diseñar el proceso productivo utilizando un extrusor que permita obtener las barras de cereal.
REFERENCIAS BIBLIOGRáFICAS
- AOAC. Oficial methods of análisis of the Associations of oficial analyticalchemists. 15 ediciones. Editorial AOAC, Cereal Food, 2013.
- BRESSANI Ricardo, A, Joachin Godínez Y M. A, Specher, “Desarrollo de productos utilizando maíz de alta calidad proteínica. Revista de la Universidad del Valle de Guatemala no. 15: Noviembre 2006. p. 38 – 49.
- MEBAK, Alaface. Métodos de análisis cerveceros. Tomo II, 2da edición, Venezuela: 2 000. p. 6 – 10.
- SESAN (Secretaría de Seguridad Alimentaria y Nutricional) Programa para la Reducción de la desnutrición crónica (PRDC).
AGRADECIMIENTOS
A Dios, a mis padres, familia, amigos y a todos los que contribuyerona realizar este trabajo.
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