Calidad nixtamalera y tortillera en maíces del trópico húmedo y sub-húmedo de México*

Alkaline cooking and tortilla quality in maize grain from the humid and sub-humid tropical lands of Mexico

Yolanda Salinas Moreno^1§, Noel Orlando Gómez Montiel², José Ernesto Cervantes Martínez³, Mauro Sierra Macías⁴, Artemio Palafox Caballero⁴, Esteban Betanzos Mendoza⁵ y Bulmaro Coutiño Estrada⁵

¹Campo Experimental Valle de México. INIFAP. Carretera México-Texcoco, km 38.5. Chapingo, Estado de México. C. P. 56230. Tel. 01 595 95 21500. Ext. 5372. ^§Autora para correspondencia: yolysamx@yahoo.com.

³Campo Experimental Cotaxtla. INIFAP. Ocampo Núm. 234. Desp. 22. Veracruz, Veracruz. C. P. 91700.

⁴Unidad Académica Multidisciplinaria Mante-Agronomía. Universidad Autónoma de Tamaulipas. Blvd. Enrique Cárdenas G. 1201. Mante, Tamaulipas. C. P. 87000.

⁵Campo Experimental Centro de Chiapas. Carretera Internacional Ocozocoautla de Espinoza, km 3. Ocozocoautla de Espinoza, Chiapas. C. P. 29140.

* Recibido: mayo de 2010
Aceptado: octubre de 2010

Resumen

El maíz producido para la industria de la masa y la tortilla o de la industria de harinas nixtamalizadas (IHN), debe satisfacer los requerimientos de eficiencia en el procesamiento y la calidad del producto final. El objetivo del presente trabajo fue determinar la calidad de maíces comerciales y precomerciales, para la elaboración de harinas nixtamalizadas, masa y tortilla, producidos en entidades ubicadas en el trópico húmedo y sub-húmedo de México en 2006. Se trabajó con 14 muestras de maíz cultivadas en el ciclo primavera-verano 2006 en el estado de Chiapas, Guerrero, Tamaulipas y Veracruz. La calidad se evalúo en términos de características físicas de grano y variables de nixtamalización; en tortilla se determinó textura y color. Todas las muestras fueron de grano blanco, característica común en los maíces tropicales, y por tanto adecuadas para la industria de harinas nixtamalizadas. Los maíces de Veracruz presentaron una calidad sobresalientes para este tipo de industria, por sus elevados rendimientos en masa y tortilla y excelente calidad. De todas las muestras analizadas, únicamente los maíces V-454-C10 (Tamaulipas) y H-561 (Chiapas) fueron adecuados para la industria de harinas nixtamalizdas. Las industrias relacionadas con el procesamiento alcalino del grano de maíz requieren contar con una materia prima especializada que permita mejorar su competitividad y ofrecer al consumidor el mejor producto posible, por tanto quienes hacen el mejoramiento genético de este cereal, deben tener en cuenta los parámetros agronómicos y de calidad.

Abstract

The corn produced for the masa or dough and tortilla industry or for nixtamalized flours industry (IHN), it should satisfy the requirements of efficiency in process and quality of final product. The aim of this work was to determine the quality of commercial and pre-commercial corns, for elaboration of nixtamalized flours, dough and tortilla, produced in states located in the humid and sub-humid tropic of Mexico in 2006. This study used 14 corn samples cultivated in spring-summer 2006 cycle in States of Chiapas, Guerrero, Tamaulipas and Veracruz. The quality was evaluated in terms of physical characteristics of grain and nixtamalization variables; in tortilla it was determined texture and color. All samples were of white grain, common characteristic in tropical maizes, and therefore appropriate for nixtamalized flours industry. The maizes of Veracruz showed outstanding quality for this industry type, by their high dough and tortilla yields and excellent quality. From all analyzed samples, only maizes V-454-C10 (Tamaulipas) and H-561 (Chiapas) were proper for nixtamalized flours industry. The industries related with the alkaline processing of grain of maize require to have a specialized raw material that allows to improve their competitiveness and to offer to consumer the best possible product, therefore who make the genetic improvement of this cereal they should keep in mind the agronomic and quality parameters.

Key words: Zea mays L., quality, nixtamalization, tortillas, texture.

INTRODUCCIÓN

El consumo anual de maíz en México en forma de tortilla asciende a 11.5 millones de toneladas de grano, lo cual representa un consumo per cápita de 70 kg (Yeverino et al., 2007). Generalmente el maíz blanco es empleado para preparar tortillas de consumo básico en las ciudades; sin embargo, la tortilla consumida en las áreas rurales se elabora con el maíz que se produce localmente, que puede ser además del blanco, amarillo o de colores con pigmentos de antocianinas (azules o negros).

Las principales entidades o regiones de abastecimiento de maíz blanco destinado al procesamiento alcalino, para la industria de la masa y la tortilla (IMT) o de la industria de harinas nixtamalizadas (IHN) son principalmente: a) Sinaloa con producciones del ciclo otoño-invierno; b) El Bajío produce durante primavera-verano, comprende parte de Jalisco y Guanajuato e Hidalgo ubicado en la región denominada de transición; y c) los estados de Chiapas, Guerrero, Veracruz y Tamaulipas, cuyas zonas de producción comercial se ubican en las regiones agroecológicas denominadas "trópico húmedo" en el Golfo y "trópico sub-húmedo" por el Pacífico, que se caracterizan por presentar abundantes precipitaciones (1 700 mm y 1 000 mm, respectivamente), con temperaturas promedio anuales de 24 a 26.5 ºC y máximas de 45 ºC.

La calidad del grano de maíz para el procesamiento alcalino está determinada por sus características físicas y composición química. Esta calidad es importante para los procesadores de grano a nivel industrial, aunque no para las amas de casa de áreas rurales, quienes seleccionan el maíz de acuerdo a sus preferencias particulares y utilizan cantidades de cal para el proceso de nixtamalización conforme a su costumbre o gusto (Rangel et al., 2004)

Los maíces producidos en Sinaloa son apreciados tanto por los industriales de la masa y la tortilla como por las harinas nixtamalizadas, por su calidad para el procesamiento alcalino; por el contrario, en Valles Altos y muy altos del centro del país no son aceptados por su baja calidad para dicho proceso.

Sobre la calidad de los maíces del trópico húmedo y sub-húmedo, se conoce por el color blanco de grano y dureza que el industrial demanda, pues los valores promedio para estas propiedades en muestras de Chiapas y Veracruz son similares a los producidos en Sinaloa (Salinas y Pérez, (1997); sin embargo, como los maíces híbridos y de variedades mejoradas sembrados en las áreas productoras, son sustituidos periódicamente por nuevos y diferentes maíces, es importante conocer su calidad y verificar que satisfagan los requerimientos de la industria.

El objetivo del presente trabajo fue determinar la calidad de maíces comerciales y precomerciales para la elaboración de harinas nixtamalizadas, masa y tortilla, producidos en varias entidades del trópico húmedo y sub-húmedo de México.

MATERIALES Y MÉTODOS

Material genético

Se trabajó con 14 muestras de maíz cultivadas en el ciclo primavera-verano 2006 en Chiapas (1), Guerrero (6), Tamaulipas (4) y Veracruz (3). Entre ellas se tienen tanto híbridos (H), variedades de polinización libre (V) y variedades sintéticas (VS), desarrolladas por la empresa Monsanto y el sector oficial Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias (INIFAP) y corresponden a maíces tanto comerciales como precomerciales.

Las muestras se limpiaron manualmente y se dejaron secar a temperatura ambiente, hasta alcanzar una humedad entre 11 y 12%, para posteriormente proceder a su caracterización.

Caracterización física del grano

Nixtamalización y elaboración de tortillas

La nixtamalización se realizó a partir de 100 g de grano, utilizando 1% de óxido de calcio y 200 ml de agua destilada. Se mezclaron los componentes en un vaso de precipitados de 600 ml y se calentaron en una parrilla para nixtamalización hasta ebullición, asignando su tiempo de cocimiento, de acuerdo a la dureza del grano (medida por el índice de flotación).

Después del cocimiento, las muestras se dejaron en reposo por 14-16 h a temperatura ambiente para después enjuagar el nixtamal y molerlo en un molino de piedras para obtener la masa (Salinas y Arellano, 1989). Las tortillas se moldearon en una prensa manual y se cocieron sobre una plancha metálica. Una vez cocidas, se enfriaron a temperatura ambiente durante 30 min tapadas con una servilleta de manta.

Calidad de nixtamal y tortillas

Para la evaluación de la calidad del nixtamal se consideraron las variables de humedad del nixtamal, pérdida de sólidos y pericarpio retenido, en tanto que la calidad de la tortilla se determinó a través de: humedad, rendimiento en tortilla fría, color en el equipo Agtron por el método 14-30 (AACC, 2000), expresado como porcentaje de reflectancia y en Hunter Lab miniScan, se obtuvieron los parámetros colorimétricos de a* (rojo a verde) y b* (amarillo a azul), así como la textura, se midió mediante el texturómetro TAXT2, utilizando la metodología descrita por Arámbula-Villa et al. (2004). Esta característica se expresó en función de la fuerza máxima de compresión (dureza) y elongación de la tortilla.

Análisis estadístico

Se utilizó un diseño experimental completamente al azar, y se realizó la prueba de Tukey para la comparación de medias. Los resultados se analizaron usando el paquete estadístico SAS versión 9.0 (SAS, 2002).

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Las variables de peso hectolitrito e índice de flotación están relacionadas con la dureza del grano. Ambas se correlacionan de manera inversa, mientras mayor peso hectolitrito tenga un maíz, más duro será y su índice de flotación será menor (Salinas et al., 1992). Se detectaron diferencias significativas (p≤ 0.05) entre los maíces para estas dos variables.

La muestra con el mayor peso hectolitrito fue la de Chiapas (H-561), que a su vez tuvo el menor índice de flotación (Cuadro 1). Por su parte, el H-518 de Veracruz presentó el peso hectolitrito más bajo e índice de flotación elevado, aunque el valor más alto en esta variable correspondió a la muestra V-559 de Guerrero (67%), porque este maíz posee el grano más suave del grupo de materiales evaluados. La dureza del grano está relacionada con el tiempo de nixtamalización que requiere el grano de maíz, mientras más duro más tiempo de cocimiento para lograr un nixtamal con características adecuadas para tener masa de calidad.

El tamaño del grano es otra variable de interés en el procesamiento alcalino, por su impacto en el grado de cocimiento y absorción de agua durante la nixtamalización. Granos de una misma dureza aunque de tamaño grande, alcanzan un menor cocimiento que granos pequeños en el mismo tiempo. De acuerdo con Salinas y Vázquez (2006), los granos grandes tienen un peso de 100 semillas mayor a 38 g, los medianos entre 33 y 38, en tanto que los pequeños presentan valores menores a 33 g. La IHN requiere maíces de grano intermedio, en tanto que IMT se favorece también con granos de este tamaño o menores, que se hidratan más fácilmente que los grandes y que favorece el rendimiento de los productos que comercializan que son de humedad elevada.

De las muestras de maíz analizadas, los granos de menor tamaño fueron procedentes de Veracruz y grano grande de la muestra A-7573-C5 de Tamaulipas, seguida por la muestra V-454-C10 y el H-561 de Chiapas. En las muestras de Guerrero, los híbridos fueron de grano pequeño y las variedades de grano intermedio.

Los híbridos y variedades cultivadas en Guerrero, presentaron granos más blancos, con un rango de variación en el porcentaje de reflectancia (R) de 61 a 68%, mientras que los menos blancos fueron los maíces de Tamaulipas, en tanto que en el resto de maíces el color osciló entre 57 y 60% de reflectancia; por lo tanto, todos los maíces analizados satisfacen el estándar de color de grano requerido por la industria de harinas nixtamalizadas que es 57% mínimo de reflectancia.

Los valores de pico, pericarpio y germen en las muestras analizadas estuvieron dentro de lo informado para maíz tipo dentado (Watson, 2003). Todas las muestras satisfacen el requerimiento de (≤ 2%) de pico, con excepción del híbrido H-561 de Chiapas, que presentó un valor ligeramente superior; el porcentaje de pericarpio de las muestras es adecuado para las dos industrias, en tanto que el de germen es satisfactorio en la mayoría de las muestras para la industria de la masa y tortilla, caso contrario para la industria de harinas nixtamalizadas, la cual requiere menores valores para evitar problemas de rancidez de la harina durante el almacenamiento (Bedolla y Rooney, 1984). Para la IHN, únicamente las muestras de V-454 C10, A-7573, H-562 y H-561 presentaron un porcentaje de germen adecuado (10-12%).

El porcentaje pico en el grano de maíz es relevante en la industria de la masa y la tortilla, ya que esta estructura está compuesta de lignina, y no se hidroliza con el álcali de la nixtamalización, aunque adquiere una tonalidad oscura que afecta la apariencia de la tortilla, pues a mayor porcentaje, habrá mayor abundancia de puntos negros en la superficie (Salinas y Pérez, 1997). La IHN elimina esta estructura de la harina durante el proceso de cribado. El pericarpio, es una estructura formada de hemicelulosa (> 50%), celulosa (22%), ácidos fenólicos (5%) y lignina (1%) (Saulnier y Thibault, 1999). El componente principal (hemicelulosa) es hidrolizado por el álcali durante el proceso de nixtamalización y transformado en heteroxilanas asociadas con residuos de ácido ferúlico que poseen propiedades que favorecen la textura de la masa y la tortilla (Martínez-Bustos et al., 2001).

La homogeneidad del tamaño de grano se estima de manera indirecta mediante el porcentaje de grano retenido en las mallas número 3 y 4. La primera tiene una abertura de 6 860 micrones, en tanto que en la segunda es de 4 760 micrones.

Ambas industrias se benefician al procesar maíces de tamaño y forma homogénea. El valor mínimo establecido es 80% de grano retenido en la malla número 3. Con excepción de las muestras de Veracruz y del H-562 de Guerrero, todos los maíces satisfacen este requerimiento (Figura 1).

El tamaño de partícula de la harina es un factor que debe tomarse en cuenta, ya que tiene una fuerte influencia sobre el porcentaje de reflectancia de la harina, medido en el colorímetro Agtron, significa que a menor tamaño de partícula mayor valor de reflectancia. De las muestras analizadas, sólo la proveniente de Chiapas no satisface este criterio. Esta muestra fue de mayor dureza de grano y es posible que la granulometría de su harina fuera también más alta, por que el valor de reflectancia fue menor que en el resto de los maíces; no obstante, se trata de un grano blanco (Figura 2).

La determinación de la proporción de endospermo vítreo-harinoso sólo se realizó en los materiales que pasaron los criterios de color de grano (≥ 57% R), dureza (≤ 20%), grano retenido en la malla numero 3 (≥ 80%) y color en harina cruda (≥ 77% R). De todas las muestras que pasaron estos estándares de calidad, únicamente la V-454-C10 cumplió con 48% solicitado por la industria de harinas nixtamalizadas.

Calidad de nixtamal y tortillas

En general, las muestras presentaron una alta absorción de agua durante el reposo del grano, que se refleja en una humedad del nixtamal elevada, con una variación 43.2% a 49.9% (Cuadro 2). Sin embargo, una alta humedad en el nixtamal no garantiza una alta humedad en la tortilla, ya que influyen además de las características de los principales componentes de la masa (almidón, proteína, grasa), el espesor de la tortilla, el tiempo y temperatura de cocimiento. En tortillas el rango de humedad observado fue de 37.7 a 46%. Estos valores son similares a los informados por otros autores (Antuna et al., 2008). En promedio, la tortilla con mayor humedad provino de los maíces de Veracruz, atribuido este resultado a su tamaño de grano pequeño, que permite mejor hidratación del endospermo.

El resto de los maíces presentaron humedad de tortilla baja. Aguilar (2005) afirma que se requiere un valor 45% para obtener 1.5 kg de tortilla por kilogramo de maíz. En este sentido, la tortilla con mayor humedad (46%) fue el maíz H-518 de Veracruz, que proporcionó mayor rendimiento en maíz-masa (2) y maíz-tortilla (1.6), mientras que la tortilla con menor humedad (37.7%) fue el maíz H-561 de Chiapas, generando un rendimiento en maíz-masa de 1.8 y maíz-tortilla de 1.5.

Cabe resaltar que algunos de los maíces analizados (A-7573-C5 y VS-535) a pesar de tener alta humedad en el nixtamal, no proporcionaron tortillas con alta humedad, esto condujo a rendimientos inferiores al valor de referencia de los industriales de la masa y la tortilla (1.5 kg de tortilla por 1 kg de maíz procesado con 12% de humedad promedio del grano).

La tendencia en la textura de las tortillas no fue clara respecto a la humedad de éstas, ya que se esperaría que aquéllas con mayor humedad fueran de textura más suave; sin embargo, el caso particular de las tortillas elaboradas con el maíz de Chiapas no manifestó este comportamiento; no obstante, que fue la tortilla menos húmeda (37.7%) y fue la más suave durante las primeras horas, en comparación con el resto. Al transcurso de las 24 h, la textura de las tortillas se volvió más dura y rígida, aunque el maíz V-559 de Guerrero mostró un cambio poco severo en su dureza a través del tiempo, en cambio su elongación, que fuera la mayor de todas en las tortillas recién elaboradas, se vio afectada a las 24 h (Figuras 3 y 4).

Son diversos los trabajos publicados que abordan los aspectos de textura en tortillas de maíz (Martínez-Bustos et al., 2001; Sánchez-Feria et al., 2007), aunque en la mayoría de ellos se utiliza el mismo equipo (texture analizer, TXXT2) y los parámetros de fuerza máxima de rompimiento y deformación, elasticidad o elongación, para definir la textura (Suhendro et al., 1998; Arámbula-Villa et al., 2004), en ninguno de estos se han establecido hasta ahora, los valores que debe presentar una tortilla para ser considerada como de buena calidad.

Se menciona que la tortilla no debe ser dura ni rígida o "tiesa", pero la tortilla para tacos debe tener cierta resistencia que permita mantener su forma cuando se forme el taco con algún ingrediente alimenticio; por ejemplo, cuando se agrega carne y salsa debe estar suave al morderse. La tortilla para elaborar enchiladas y chilaquiles debe tener la textura diferente que para hacer tacos; por lo tanto, no se han establecido los valores de las variables que se utilizan comúnmente para medir esta importante propiedad de la tortilla que se asocian con estos parámetros.

A las 24 h se observó una mayor disminución en la reflectancia de las tortillas de Guerrero y Chiapas con relación a las de Tamaulipas, debido que en estas últimas dominó la tonalidad amarilla, que enmascara los cambios que puedan ocurrir en la determinación de reflectancia (Figura 5).

En la Figura 6 se muestran los parámetro colorimétrico de a* y b*, donde se aprecia que la mayoría de las tortillas elaboradas con maíces de Tamaulipas, presentaron una tonalidad amarilla, dada por sus valores en b* (amarillo a azul) que fueron mayores con relación al resto de las tortillas (> 21); esta coloración es atribuida a la mayor retención de pericarpio, que se observó en el nixtamal de estos maíces después de su enjuague, con referencia a los maíces de Guerrero y Veracruz.

El pericarpio es la primer barrera para la entrada de iones Ca⁺², H⁺¹, y OH^-1 presentes en el agua de cocimiento al endospermo, durante la nixtamalización (Fernández-Muñoz et al., 2004). En esta estructura estan los fenoles insolubles del grano de maíz, como ácido ferúlico, que se encuentra en forma esterificada a los polisacáridos de la pared celular (Del Pozo-Insfran et al., 2006). El ión OH^-1 rompe el enlace éster que existe entre los monómeros y dímeros de acido ferúlico y las heteroxilanas de la hemicelulosa y se obtienen fracciones de heteroxilanas con residuos de acido ferúlico de coloración amarilla intensa.

Nótese que las tortillas del maíz A-7573 se separan de las demás por presentar mayores valores de b*, porque hace las tortillas más amarillas de todas las muestras analizadas y por tanto menos blancas (Figura 6). Las muestras de maíz de Tamaulipas fue el que mayor porcentaje de pericarpio retuvo (55%) después del enjuague con agua, durante el proceso de nixtamalización. Sin embargo, la muestra VS-535 de Guerrero, con un valor parecido (53.2%), mostró un tinte amarillo en sus tortillas muy por debajo del que se observó en A-7573. Estos resultados muestran la posible participación de los compuestos fenólicos del pericarpio en el tinte amarillo de las tortillas elaboradas a partir de maíces de grano blanco.

CONCLUSIONES

La mayoría de los maíces analizados posee características de calidad adecuadas para la industria de la masa y la tortilla. Particularmente, los maíces de Veracruz destacan por su buen rendimiento en los productos que comercializa esta industria.

El maíz V-454-C10 del estado de Tamaulipas, satisface todos los requerimientos de calidad de la industria de harinas nixtamalizadas; el maíz H-561 de Chiapas, aunque no cumple con el porcentaje de endospermo vítreo, se aproxima mucho al valor requerido por lo que también puede ser considerado como adecuado para este fin. Estos resultados deben ser considerados teniendo en cuenta el efecto que el ambiente de producción tiene sobre la textura del endospermo y color del grano.

Los maíces blancos comerciales y en proceso de mejoramiento para liberación en áreas del trópico húmedo, son adecuados para la industria de la masa y la tortilla.

AGRADECIMIENTOS

Las autoras(es) agradecen el apoyo del CONACYT a través del proyecto S0007-2005-1-12126 para la realización del presente trabajo.

LITERATURA CITADA

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