Materiales

El presente trabajo se llevó a cabo en las instalaciones del Laboratorio de Bioprocesos y Alimentos Funcionales de la Facultad de Ciencias Químico Biológicas de la Universidad Autónoma de Sinaloa (FCQB-UAS) en los años 2019-2020.

Las muestras de maíz híbrido 30P49 de Pioneer y frijol común var. Azufrado Higuera fueron proporcionados por el Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias (INIFAP)-Campo Experimental Valle Culiacán, Culiacán, Sinaloa, México.

Producción de harinas de maíz y frijol común integrales extrudidas (HMIE, HFCIE)

Las harinas se prepararon de acuerdo con lo propuesto por ^{Milán-Carrillo et al. (2006)}. Lotes de 1 kg de maíz o frijol común integrales se fragmentaron en licuadora doméstica para obtener harinas con partículas que pasaron a través de una malla 40-US (0.425 mm). La harina de maíz se mezcló con cal (0.21 g de cal/100 g). Ambas harinas (maíz y frijol) se mezclaron con 15 ml agua destilada + 5 ml aceite vegetal + 1 g NaCl + 0.5 ml lecitina de soya por cada 100 g de harina. Cada lote se empacó en bolsa de polietileno y almacenó a 4 ºC por 12 h. La extrusión se llevó a cabo en extrusor de tornillo simple Brabender modelo 20 DN (CW Brabender instruments, Inc, NJ, EUA). Las condiciones de operación se seleccionaron de una combinación axial de variables de proceso: temperatura de extrusión para maíz (TEM) de 95 °C a 195 ºC y velocidad de tornillo para maíz (VTM) de 80 rpm a 240 rpm, así como temperatura de extrusión para frijol común (TEFC) y velocidad de tronillo para frijol común (VTFC), en el mismo rango que para maíz (Tabla 1). Los extruidos se enfriaron, se equilibraron a 25 ºC y humedad relativa (HR) de 65%, se molturaron para pasar por una malla 80-US (0.180 mm) y se envasaron en bolsas de plástico. Las harinas de maíz integral extrudido (HMIE) y frijol común integral extrudido (HFCIE) se almacenaron a 4 ºC (24 h) y se utilizaron para preparar 30 mezclas (60% HMIE + 40% HFCIE) (Tabla 1).

Preparación de alimentos funcionales para adultos mayores

A cada mezcla (66 g) se le añadió agua purificada (134 ml); la suspensión se homogeneizó con una varilla de vidrio por 1 min a 25 ºC, se calentó en un horno de microondas por 30 s, se llevó a temperatura ambiente (25 °C) y sensorialmente se evaluó la aceptabilidad (A).

Composición química, fibra dietaria soluble (FDS) e insoluble (FDI)

Los siguientes métodos se utilizaron para evaluar la composición proximal: humedad (925.09B): secado a 130 °C; lípidos (método 920.39C): desgrasado en un equipo Soxhlet con éter de petróleo; proteína (método 960.52): Micro-Kjeldahl (Nx6.25). La FDS y la FDI se evaluaron por el método 985.29 (^{Association of Official Analytical Collaboration [AOAC], 2012}).

Actividad antioxidante (AAox) y compuestos fenólicos totales (CFT)

Para evaluar AAox se utilizó el ensayo de capacidad de absorbancia de radicales de oxígeno (ORAC) utilizando extractos de compuestos fenólicos (libres y ligados) diluidos en solución reguladora de fosfatos 75 mM (pH 7.4). Alícuotas de 25 μL de extractos diluidos se mezclaron con 150 ml de fluoresceína (0.1 mM) y 25 μL del radical peroxilo AAPH (200 mM). Después de 30 min, se midió la fluorescencia (excitación a 485 nm/emisión a 538 nm) (37 °C) a intervalos de 2 min por 60 min, utilizando un lector de microplacas (SynergyTM HT Multi-Detection, BioTek, Inc., Winooski, VT) (^{Mora-Rochín et al., 2010}). Los resultados de AAox se expresaron en μmol equivalentes de Trolox (ET)/100 g con base en masa seca (MS).

Almidón resistente (AR)

La proteína y el almidón digerible se removieron mediante incubación con pepsina (P-7000, Sigma Chemical Co., St. Louis, MO, EUA) (40 °C, pH 1.5, 1 h) y α-amilasa (A -3176, Sigma Chemical Co.) (37 °C, pH 6.9, 16 h). El residuo se trató con KOH 2 M (30 min) y se incubó con amiloglucosidasa (No. 10 102857 001, Roche Diagnostics GmbH) a 60 ºC y pH 4.75 por 45 min. La glucosa se determinó usando un ensayo de glucosa oxidasa/peroxidasa (GPSL-0507, Elitech Clinical Systems) (^{Goñi et al., 1996}). El AR se calculó como glucosa (mg) × 0.9. Todas las mediciones se realizaron por triplicado.

Aminoácidos esenciales (AAE), digestibilidad proteínica in vitro (DPIV), calificación química (CQ) y relación de eficiencia proteínica calculada (C-PER)

La composición de aminoácidos esenciales (AAE) se determinó usando una escala analítica (4.6 mm x 250 mm) columna de Hypersil ODS C18 (SGE, Dandenong, Australia) mantenida a 38 °C. Se conectó a un sistema de HPLC (GBC, Dandenong, Australia) equipado con detector de fluorescencia > LC 5100 configurado a 270 nm y 316 nm para excitación y emisión (^{López-Cervantes et al., 2006}). El triptófano se detectó a 280 nm con detector UV. La digestibilidad proteínica in vitro (DPIV), calificación química (CQ) y relación de eficiencia proteínica calculada (C-PER) se evaluaron de acuerdo con ^{Salas-López et al. (2018)}. Para la DPIV se utilizó un sistema multienzimático (pepsina, tripsina y pancreatina). La CQ se calculó como: CQ = (AAE más limitante/RAAER más limitante) x 100, donde AAE = aminoácido esencial y RAAER = requerimiento de AAE recomendado para adultos > 18 años (^{Food and Agriculture Organization of the United Nations [FAO], 2013}). La C-PER se calculó con base en DPIV y la composición de AAE. Todas las determinaciones se realizaron por triplicado.

Evaluación sensorial

Los alimentos funcionales para adultos mayores (AFAM) se evaluaron después de 30 min de preparación. El análisis sensorial se realizó mediante tres paneles con 30 jueces. Cada uno de los jueces evaluó todas las muestras (n = 30) (Tabla 1). Los jueces se ubicaron en compartimentos individuales con temperatura (25 ºC) y humedad relativa (50%-60%) controladas y luces fluorescentes diurnas. Las muestras se clasificaron en escala bidireccional de 100 mm LAM (denominada magnitud afectiva) (-100 [valor máximo de disgusto imaginable] a + 100 [valor máximo de me gusta imaginable]; cero [no me gusta ni me disgusta] es el punto central) para un atributo: Aceptabilidad (A). Para el análisis de datos, estos valores de aceptabilidad se transformaron a una escala de cero a 100 (0 = valor máximo de “me disgusta” imaginable, 100 = valor máximo de “me gusta” imaginable, 50 = no “me gusta ni me disgusta”) (^{Cardello & Schutz, 2004}).

Metodología de superficie de respuesta (MSR): diseño experimental, análisis estadístico y optimización

Se aplicó MSR para encontrar la combinación de variables de los procesos de extrusión (para HMIE y HFCIE) para obtener la mejor mezcla (60% HMIE + 40% HFCIE) con AAox alta, apta para elaborar un AFAM con A alta. Se eligió un diseño experimental central compuesto rotable con dos factores (temperatura de extrusión [TE, 95 °C-195 °C] y velocidad del tornillo [VT, 80 rpm-240 rpm]) y cinco niveles de variación. Variables de respuesta: AAox (de las mezclas) y A (de los AFAM) (Tabla 1).

Se aplicó el análisis de regresión a los datos experimentales. Se obtuvieron polinomios de segundo orden para cada variable de respuesta. Se eliminaron los términos no significativos (p > 0.1). Se recalculó un nuevo polinomio para cada variable de respuesta. Se utilizó la función de deseabilidad para encontrar la mejor combinación de variables del proceso de extrusión (TEM = Temperatura de extrusión para maíz/VTM = Velocidad de tornillo para maíz; TEFC = Temperatura de extrusión para frijol común/VTFC = Velocidad de tornillo para frijol común) que da como resultado una mezcla (60% HMIE + 40% HFCIE) con máxima AAox y un AFAM con A alta. Los dos modelos ajustados para cada material pueden evaluarse en cualquier punto (X1, X2) en el intervalo de valores estudiados (X1 [TE] = 95 °C-195 °C, X2 [VT] = 80 rpm-240 rpm). Se estimaron dos valores para cada modelo (Ŷ1 [X] y Ŷ2 [X]). Cada Ŷi (X) se transformó en un valor de deseabilidad individual (di [X]), que cae en el rango (0, 1). Una vez que se calcularon los dos di (X), se obtuvo la deseabilidad global (D) para las dos variables de respuesta, utilizando la función matemática de transformación D = (d1d2)^1/2, donde el valor óptimo ideal es D = 1. Un valor aceptable para D puede estar entre 0.6 y 0.8. Para los análisis de MSR se utilizó el software estadístico Design Expert 7.0.0 (Stat-Ease, Minneapolis, MN, EUA).

Empleando las condiciones óptimas de extrusión, se prepararon HMIE y HFCIE, y se mezclaron en proporción 60% HMIE:40% HFCIE. A esta mezcla de harinas se les evaluó composición química, propiedades nutricionales y actividad antioxidante empleando las técnicas descritas anteriormente. A partir de dicha mezcla optimizada (MO) de harinas, se preparó alimento funcional para adultos mayores (AFAM), al cual se le evaluó composición química y actividad antioxidante.

Modelo de predicción para AAox

Los valores de AAox producidos por las mezclas (60% HMIE + 40% HFCIE) variaron de 5202 µmol ET/100 g MS a 10 673 µmol ET/100 g MS (Tabla 1). El análisis de varianza indicó que AAox dependió de los términos lineales de las temperaturas de extrusión (TEM [p < 0.0001], TEFC [p < 0.0016]), de la velocidad del tornillo para maíz (VTM [p < 0.0038]), del término cuadrático de TEM ([TEM]2 [p < 0.0149]) y de las interacciones TEM-TEFC ([TEM][TEFC] [p < 0.0017]) y TEM-VTFC ([TEM] [TEFC] [p < 0.0001]):

El modelo de regresión explicó el 84.70% de la variabilidad total (p < 0.0001) en la AAox de las mezclas. El parámetro estadístico falta de ajuste del modelo no fue significativo (p = 0.7098).

Modelo de predicción de aceptabilidad (A)

Los valores de A de los AFAM variaron de 56 a 84 (Tabla 1). El análisis de varianza mostró que A dependió de los términos lineal de TEM (p < 0.0001), de los términos cuadráticos de TEM, TEFC y VTFC ([TEM]2 [p < 0.0106]; [TEFC]2 [p < 0.0004]; [VTFC]2 [p < 0.0002]) y de la interacción TEM-TEFC ([TEM][TEFC] [p < 0.0152]):

El modelo de regresión explicó el 82.46% de la variabilidad total (p < 0.0001) en A de los AFAM preparados a partir de las mezclas. El parámetro estadístico falta de ajuste del modelo no fue significativo (p = 0.2813).

Optimización

Los valores máximos comunes para las dos variables de respuesta se obtuvieron a un valor de deseabilidad global (D) de 1.00, como resultado de la mejor combinación de variables del proceso de extrusión para la producción de HMIE (TEM = 97 ºC/VTM = 236 rpm) y HFCIE (TEFC = 152 ºC/VTFC = 240 rpm) para preparar una mezcla (60% HMIE + 40% HFCIE) optimizada (MO) con alta AAox, apta para elaborar un AFAM optimizado con alta A (Figura 1). El valor de D = 1 obtenido fue superior al considerado aceptable (0.6 < D < 0.8).

Fuente: Elaboración propia.

Figura 1 Gráfico de deseabilidad que muestra la mejor combinación de variables del proceso de extrusión para preparar mezcla de harina de maíz integral extruido (60%) / frijol común integral extrudido (40%) con actividad antioxidante alta apta para elaborar un AFAM con aceptabilidad alta. a): harina de maíz integral extrudido y b) harina de frijol común integral extrudido. 

Composición química y propiedades nutricionales de la mezcla optimizada (MO)

La mezcla optimizada (MO) contiene, con base en MS, 15.2% proteínas, 5.5% lípidos, 4.5% minerales y 22.0% fibra dietaria total (FDT) (Tabla 2). La mezcla sin procesar (60% de maíz integral + 40% de frijol común integral con base en MS) contiene 17.6% de FDT (datos no mostrados). El contenido de almidón resistente (AR) en la MO fue del 6.8% MS (Tabla 2). No se detectó AR en granos integrales crudos (datos no mostrados).

En la Tabla 2 se muestra el perfil de aminoácidos esenciales, la calificación química (CQ), la digestibilidad proteica in vitro (DPIV) y la relación de eficiencia proteica calculada (C-PER, por sus siglas en inglés). La mezcla optimizada (MO) presentó como aminoácido esencial limitante la lisina (Lys). En la presente investigación el valor de lisina disponible fue evaluado en la MO de acuerdo con la metodología reportada por ^{Pineda-Hidalgo et al. (2011)}, obteniendo un valor de 0.66 g/100 g de proteína. Este valor es significativamente más bajo respecto a la muestra de la mezcla de harinas de maíz y frijol común integrales sin procesar, la cual tuvo un valor de 2.3 g/100 de proteína. Este resultado concuerda con lo mencionado por ^{Félix-Medina et al. (2021)} respecto al efecto significativo que tiene el proceso de extrusión sobre la lisina disponible de las muestras.

Actividad antioxidante (AAox) de la mezcla optimizada (MO)

Los fenólicos libres, ligados y totales de la mezcla sin procesar (60% de harina de maíz integral crudo + 40% de harina de frijol común integral crudo) tuvieron actividad antioxidante (AAox) de 1732 µmol, 8373 µmol y 10 105 µmol de equivalentes de Trolox (ET)/100 g MS, respectivamente (datos no mostrados en la Tabla 2). La extrusión de los granos integrales incrementó (p < 0.05) la AAox total de la MO (12 298 µmol ET/100 g [BS]) en comparación con la mezcla sin procesar. La AAox de fenólicos libres aumentó (p < 0.05) y la de fenólicos ligados disminuyó (p < 0.05) en la MO (datos crudos no reportados).

Composición nutrimental, contenido energético, AAox y evaluación sensorial de alimento funcional para adultos mayores optimizado (AFAMO)

Una porción (150 g) de alimento funcional para adultos mayores optimizado (AFAMO), elaborada con 50 g de MO, contiene 6.85 g proteínas, 9.91 g FDT, 3.06 g AR y un contenido energético de 146 kcal; cubre 100% de la ingesta diaria recomendada de antioxidantes y se evaluó con aceptabilidad = 85.

Una porción de 150 g de AFAMO contiene un valor de AAox = 6149 µmol ET. El Departamento de Agricultura de los Estados Unidos de América recomienda una ingesta de 3000 µmol ET/día a 5000 µmol ET/día para mantener un nivel adecuado de antioxidantes en el cuerpo (^{Espinoza-Moreno et al. 2016}). Los panelistas asignaron un valor promedio de 85 en aceptabilidad al AFAMO (nivel de satisfacción entre "Me gusta" y "Me gusta mucho") (^{Cardello & Schutz, 2004}).

Composición química y propiedades nutricionales de la mezcla optimizada (MO)

García-Grajales et al. (2012) reportaron, en tortilla de maíz de calidad proteica (QPM, por sus siglas en inglés) adicionada con frijol negro (relación 70:30), un contenido de 12.04% g/100 g, 3.89% g/100 g, 2.58% g/100 g y 14.72% g/100 g de proteínas, lípidos, minerales y FDT, respectivamente; valores inferiores a los reportados en el MO. La diferencia en los valores reportados por estos autores con los obtenidos en el presente trabajo se debe a una mayor proporción de harina de frijol en la MO, lo cual se ve reflejado en un mayor contenido de proteína, lípidos y minerales totales (García-Grajales et al., 2012). La utilización de granos integrales, como los de maíz y frijol usados en esta investigación, así como, el proceso de extrusión, pudieron haber influido de manera importante en el alto contenido de fibra dietaria de la MO. En el caso del proceso de extrusión su efecto positivo sobre el contenido de fibra dietaria puede ocurrir principalmente por dos vías: en la primera, no hay pérdida de pericarpio (cascarilla) durante la extrusión de maíz y frijol, como ocurre en procesos como la nixtamalización de maíz (^{Mora-Rochín et al., 2010}); y en la segunda, el almidón resistente y complejos de proteína-polisacáridos, originados por los ciclos de calentamiento-enfriamiento y la reacción de Maillard durante el procesamiento por extrusión pueden ser cuantificados como fibra dietaria (^{Espinoza-Moreno et al., 2016}). ^{Cunha et al. (2019)} fortificaron pan de maíz tradicional portugués (“broa”) con harina de leguminosas para incrementar contenido de proteína y optimizaron la incorporación de leguminosas, considerando la influencia de diferentes harinas de maíz, sobre el gusto del consumidor y el perfil sensorial de broa. El contenido de proteína aumentó, en promedio, 21%.

^{Alves et al. (2018)} reportaron contenidos de FDT de 21% a 24% MS en siete variedades mejoradas de frijol común. La presencia de frijol común integral extruido en la MO aumentó el contenido de FDT en un 25.1%.

^{Grajales-García et al. (2012)} reportaron que tortillas de masa de QPM nixtamalizado adicionadas con frijol (proporción 70:30, respectivamente) tenían mayor contenido de almidón resistente (6.3% vs. 5.4%, respectivamente) y menos almidón digestible que la tortilla control (elaborada solo con masa de maíz QPM nixtamalizado). Grajales-García y colaboradores también reportaron que después de la digestión simulada in vitro la tasa de hidrólisis (60% a 50%) y el índice glucémico previsto (88 a 80) de la tortilla disminuyeron con la adición de frijol en la mezcla. Estos investigadores atribuyeron estos resultados al mayor contenido de almidón resistente al ataque enzimático presente en la harina de frijol negro cocido que en la masa de QPM nixtamalizado. El resultado de almidón resistente presente en esta tortilla a base de QPM nixtamalizado y frijol cocido es similar al almidón resistente (6.8%) presente en la mezcla optimizada a base de harinas de maíz transgénico de alta calidad de proteína y frijol negro (relación 60:40, respectivamente), producidas por extrusión en la presente investigación. El almidón puede ser dividido en tres categorías con base en la velocidad y grado de digestión: 1) almidón de rápida digestión (absorbido en alrededor de 20 min de digestión); 2) almidón de lenta digestión (absorbido entre 20 min-120 min de digestión); y 3) almidón resistente (AR), el cual se caracteriza por no ser digerido en el intestino delgado y pasa al intestino grueso, sirviendo de sustrato para la fermentación por acción de la microbiota colónica (^{Jiang et al., 2020}). En la literatura se han reportado cinco tipos de AR (AR1-5), basados a la naturaleza del almidón y su localización en los alimentos. De todos ellos, el AR3 y AR5 presentan particular interés en alimentos procesados térmicamente, como es el caso de las harinas de maíz transgénico y frijol negro integrales procesadas por extrusión en el presente trabajo de investigación. Este tipo de almidón es resultado de un reacomodo de la estructura intramolecular de los gránulos de almidón después del procesamiento (tratamientos físicos y térmicos), donde las condiciones de procesamiento tienen un papel principal en su formación (^{Ma et al., 2020}). El proceso de extrusión combina tratamientos de calor-humedad y gelatinización en una misma operación, promoviendo de esta manera la formación de AR3. Sin embargo, también el proceso de extrusión promueve la generación de AR5 con la incorporación de materiales como leguminosas que presentan un contenido alto de componentes importantes como proteínas, lípidos y compuestos fenólicos, los cuales pueden interactuar con el almidón, generando complejos y redes estructurales haciendo mayor la resistencia a la digestión de estos por las enzimas (^{Jiang et al., 2020}; ^{Ma et al., 2020}).

^{Gutiérrez-Dorado et al. (2008)} reportaron un aumento de AR durante la extrusión de maíz de calidad proteica (QPM). Estos autores dijeron que el tratamiento térmico de los granos durante la extrusión promueve la interacción del almidón con otros componentes (proteínas, lípidos o él mismo), haciéndolo menos accesible a hidrólisis enzimática. La ingesta de AR tiene efectos benéficos sobre varios biomarcadores sanguíneos; la suplementación con AR puede tener funciones reguladoras en la homeóstasis de la glucosa en sangre, la sensibilidad a la insulina y la concentración de hormonas intestinales (^{Meenu & Baojun, 2019}). Cuando el AR llega al colon, la microbiota intestinal lo fermenta y se producen ácidos grasos de cadena corta, que son capaces de desencadenar la secreción de glucagón, mejorar la saciedad y regular la salud intestinal (^{Wang et al., 2019}).

^{Félix-Medina et al. (2021)} desarrollaron una botana directamente expandida usando una mezcla de maíz-frijol común en una relación de 70%:30%, respectivamente, y condiciones de proceso de temperatura de extrusión de 164 °C, además de una velocidad de tornillo de 187 rpm. Ellos evaluaron el perfil de aminoácidos esenciales y reportaron una calificación química de 74.09% para la botana obtenida, siendo la lisina el aminoácido limitante en este alimento al igual que en el presente trabajo. Ellos mencionan que durante el proceso de extrusión hay una disminución en el contenido de lisina debido a que este aminoácido es muy susceptible a reaccionar con azucares reductores mediante su grupo amino en la posición épsilon durante la reacción de Maillard en el proceso de extrusión por las altas temperaturas. Sin embargo, mencionan que la pérdida o disminución de aminoácidos es directamente proporcional a la intensidad del proceso, jugando un papel fundamental la temperatura, la humedad y el tiempo de residencia del material con las que se procese (^{Félix-Medina et al., 2021}).

Algunos autores (^{Espinoza-Moreno et al., 2016}; ^{Maseta et al., 2017}; ^{Reyes-Moreno et al., 2012}) han reportado que la combinación de maíz/frijol resulta en una mejora del balance de aminoácidos proteínicos, encontrando relaciones (respectivamente) de 78:22 de maíz QPM y frijol común (^{Mora-Avilés et al., 2007}); de 75:25 a 95:5 de maíz y frijol común blanco (^{Cuevas-Martínez et al., 2010}); 60:40 de maíz QPM y frijol común (^{Reyes-Moreno et al., 2012}); 70:30 de maíz transgénico de alta calidad proteínica (modificado genéticamente utilizando copias de ADN [ADNc] de la globulina 11S de amaranto, que codifica una de las proteínas de almacenamiento más importantes [amarantina] de la semilla, con un alto contenido de aminoácidos esenciales y proteína) y frijol común negro (^{Espinoza-Moreno et al., 2016}); y de 86:14 a 30:70 de maíz y frijol común (^{Félix-Medina et al., 2020}). Los autores reportaron que estas relaciones de harinas cubrieron el 100% del patrón de aminoácidos esenciales de la ^{FAO (2013)} para niños de 3 años y mayores, jóvenes y adultos, a excepción de las mezclas reportadas por ^{Cueva-Martínez et al. (2010)}.

^{Pérez-Navarrete et al. (2006)} reportaron una digestibilidad proteica in vitro de 82% en una mezcla de harinas de maíz y frijol lima extrudidos en una relación 50:50. Por su parte, ^{Ruiz-Ruiz et al. (2008)} reportaron una digestibilidad proteica in vitro de 80% en una mezcla de harinas de maíz QPM y frijol común extrudidos en una relación 60:40. Estos dos valores reportados son similares a los obtenidos en este trabajo para la digestibilidad proteica in vitro. ^{Félix-Medina et al. (2021)} reportaron que la digestibilidad está limitada tanto por la presencia de factores antinutricionales como los inhibidores de proteasas, fenólicos, fitatos, etc., así como por la estructura globular de las proteínas de las leguminosas. Además, mencionan que el mejoramiento de la digestibilidad proteínica se puede deber a la desnaturalización de las proteínas, lo cual incrementa la exposición de los sitios susceptibles a la actividad enzimática, y a la inactivación de inhibidores de tripsina y quimotripsina, promoviendo una mejora en la digestibilidad; estos dos fenómenos son producidos por efecto de la temperatura y fuerza de corte durante el proceso de extrusión.

Actividad antioxidante (AAox) de la mezcla optimizada (MO)

La mejora en la actividad antioxidante en la MO puede atribuirse al uso de la tecnología de extrusión-cocción, la cual es una estrategia útil que podría utilizarse para el desarrollo de alimentos funcionales, debido a la retención o incremento de compuestos fenólicos relacionados con la actividad antioxidante. Este comportamiento podría atribuirse a (1) la ruptura de fitoquímicos conjugados y la liberación de fitoquímicos libres, (2) la prevención de la oxidación de compuestos fenólicos en los alimentos extrudidos por la inactivación enzimática durante el procesamiento y (3) la generación de colores más oscuros de la mezcla optimizada extruida que indican la formación de productos de reacción de Maillard con propiedades antioxidantes (^{Espinoza-Moreno et al., 2016}).

En los granos integrales de maíz y frijol, los compuestos fenólicos existen en formas libres, ligadas y solubles conjugadas. ^{Félix-Medina et al. (2021)} reportaron algunos de estos compuestos fenólicos (ácidos fenólicos: ferúlico, p-cumárico, siríngico, sinápico, y flavonoides: quercetina, kaemferol, daidzeina, naringenina) en las fracciones libres y ligadas de una botana de segunda generación (directamente expandida) producida por extrusión a partir de una mezcla 70:30 de maíz y frijol común. En la literatura, la mayoría de los reportes científicos acerca de compuestos fenólicos y su actividad antioxidante solamente incluyen la fracción de compuestos solubles en soluciones de metanol, etanol y acetona, los cuales corresponden a fenólicos libres y solubles conjugados; sin embargo, ^{Liu (2007)} reportó la importancia de la determinación de compuestos fenólicos libres y ligados. Los fenólicos ligados se localizan principalmente en los materiales de la pared celular, son difíciles de digerir en el tracto gastrointestinal superior y pueden digerirse en el colon para reducir el riesgo de incidencia de cáncer de colon y proporcionar beneficios a la salud (^{Liu, 2007}). El proceso de extrusión induce la liberación de fitoquímicos presentes en las paredes celulares, favoreciendo más disponibles para cuantificarlos (^{Gómez-Favela et al., 2021}).

^{Espinoza-Moreno et al. (2016)} optimizaron las variables del proceso de extrusión para producir una botana expandida optimizada a base de maíz mejorado y frijol común negro. La mejor combinación de condiciones de extrusión fue: contenido de humedad de alimentación (CHA) = 15%/temperatura de extrusión (TE) = 157 °C/velocidad de tornillo (VT) = 238 rpm; estas condiciones incrementaron la AAox (ORAC: 18%; ABTS: 20%) con respecto a la mezcla de granos integrales sin procesar.

^{Félix-Medina et al. (2021)} caracterizaron el perfil fenólico y el potencial antioxidante de una botana expandida elaborado a base de maíz y mezcla de frijol común (70%/30%) por extrusión. Reportaron un total de 14 compuestos fenólicos (siete ácidos fenólicos y siete flavonoides); además, observaron que el proceso de extrusión solo afectó significativamente (p < 0.05) la fracción de fenólicos libres, y que las condiciones del proceso de extrusión (humedad, temperatura, velocidad del tornillo) tienen un impacto crucial en los niveles de compuestos bioactivos (ácidos fenólicos, flavonoides) liberándolos y/o degradándolos.

Composición nutrimental, contenido energético, AAox y evaluación sensorial del alimento funcional para adultos mayores optimizado (AFAMO)

En adultos mayores el consumo de 1.0 g/kg a 1.3 g/kg por día de proteína en la dieta, combinado con ejercicio de resistencia progresivo dos veces por semana, reduce la pérdida de masa muscular relacionada con la edad (^{Nowson & O´Connell, 2015}). La FD y el AR en los alimentos son importantes para la salud porque son ingredientes funcionales asociados a la reducción de la incidencia de cáncer de colon (^{Amini et al., 2016}). Las FD parecen tener un impacto beneficioso en las principales vías fisiopatológicas implicadas en el riesgo cardiovascular (es decir, resistencia a la insulina, renina-angiotensina y sistema nervioso simpático). La fibra sería una opción adecuada para contrarrestar las enfermedades cardio-metabólicas relacionadas con la obesidad (^{Bozzetto et al., 2018}; ^{Meenu & Baojun, 2019}).

Una porción de 150 g del AFAMO contiene valores más altos de proteínas, fibra dietaria total y almidón resistente que la mezcla sin procesar; además, cubre 100% de la ingesta diaria recomendada de antioxidantes. La aceptabilidad global del AFAMO se basó en atributos sensoriales como sabor, olor y consistencia, indicando que estas características fueron decisivas para que el nivel de aceptación del alimento se encontrara entre “Me gusta” y “Me gusta mucho”. Para poder obtener los beneficios de un nuevo alimento desarrollado con alto valor nutricional y potencial nutracéutico para el mantenimiento de la salud física y la prevención de ECD en adultos mayores, es de primordial importancia que estos productos tengan una adecuada aceptación sensorial, como es el caso del alimento obtenido en la presente investigación.

^{Espinoza-Moreno et al. (2016)} realizaron una comparación entre una botana obtenida de una mezcla de maíz transgénico de alto valor nutricional y frijol negro común integrales mediante el proceso de extrusión, y una botana comercial expandida (Cheetos^MR). Evaluaron características nutrimentales y actividad antioxidante. Estos investigadores reportaron que la botana obtenida de la mezcla de harinas de granos integrales presentaba valores más altos de proteína, fibra dietética y actividad antioxidante que la botana comercial. Además, indicaron que esta diferencia se debe a que la botana comercial se elabora principalmente con almidón de maíz, mientras que en la botana elaborada con granos integrales se mantienen todos los componentes de los granos, enriqueciendo el producto. Asimismo, la botana de granos integrales mostró excelentes parámetros físicos (diámetro expandido y dureza) así como una buena aceptabilidad sensorial, similar a la botana comercial (Cheetos^MR). Estos autores mencionaron que esta botana a base de granos integrales tiene el potencial para competir en el mercado de snacks ofreciendo un producto saludable.

^{León-Murillo et al. (2021)} desarrollaron una tortilla para adultos mayores elaborada a partir de harina de maíz azul extruida y harina de chía desgrasada extruida con propiedades nutricionales y nutracéuticas mejoradas. La tortilla para adultos mayores fue comparada contra tortilla maíz azul nixtamalizado y tortilla maíz azul comercial (MASECA^TM azul) como control y referencia, respectivamente. Las tortillas fueron evaluadas en propiedades nutricionales, antioxidantes, antihipertensivas e hipoglucémicas in vitro, así como en sus características tecno-funcionales y sensoriales. León-Murillo y colaboradores encontraron que la tortilla para adultos mayores contenía valores más altos de proteínas, fibra dietética, perfil de aminoácidos esenciales, digestibilidad de proteínas in vitro e índice de eficiencia proteica calculado que las tortillas de control y de referencia. También presentaban mejor actividad antioxidante y mejores potenciales antihipertensivos (inhibición in vitro de ECA) e hipoglucemiante (inhibición in vitro de la α-amilasa y α-glucosidasa) que las tortillas control y referencia. Igualmente, las tortillas para adultos mayores elaboradas a partir de la mezcla de harina de maíz azul extruido y harina de chía desgrasada extruida presentaron propiedades tecno-funcionales y sensoriales similares a las tortillas elaboradas a partir de las harinas control y de referencia. Ellos proponen que este tipo de alimentos podrían ser promovidos a través de políticas públicas para ser utilizados contra la desnutrición y la reducción de la incidencia de enfermedades en México.

Finalmente, ^{Gómez-Favela et al. (2021)} optimizaron el proceso de extrusión-cocción para elaborar una botana saludable libre de gluten a partir de una mezcla de maíz de calidad proteínica/frijol tépari (70:30). La mejor condición para producir botana saludable libre de gluten fue humedad = 16.4%/temperatura extrusión = 137 °C/velocidad de tornillo = 237 rpm. Además, se comparó la botana saludable libre de gluten (50 g) contra dos botanas comerciales (Cheetos^MR, Totis^MR), encontrando que la botana saludable libre de gluten presentó un mejor contenido proteínico (6.24 g vs. 2.30 g y 2.58 g), fibra dietaria total (10.29% g vs. 1.97% g y 2.18% g) y AAox (5136 µmol ET vs. 755 µmol ET y 745 µmol ET), así como alta aceptabilidad sensorial (7.34 vs. 7.51 y 5.66, valores obtenidos usando una escala hedónica de 9 puntos) y menor contenido energético (158 kcal vs. 260 kcal y 223 kcal) en comparación con las botanas comerciales.