Mezclas de maíz normal con maíz ceroso y su efecto en la calidad de la tortilla*

Blends of waxy with normal maize and their effect on tortilla quality

Yolanda Salinas-Moreno^1§, Erika Belem Castillo-Linares², María Gricelda Vázquez-Carrillo¹ y María Ofelia Buendía-González²

¹ Campo Experimental Valle de México. INIFAP. Carretera Los Reyes-Texcoco, km 13.5. Coatlinchán, Texcoco, Estado de México. C. P. 56250. Tel. 01 595 9521500. Ext. 5372. (yolysamx@yahoo.com), (gricelda-vazquez@yahoo.com). ^§Autora para correspondencia: yolysamx@yahoo.com.

* Recibido: febrero de 2011
Aceptado: octubre de 2011

Resumen

La tortilla de maíz se endurece durante su almacenamiento, debido a la retrogradación del almidón. Una práctica para retardar este fenómeno es adicionar gomas a la harina o bien aprovechar la retrogradación lenta de la amilopectina. Se estudió el efecto de mezclas de maíz normal (H-40) y maíz ceroso (MC), sobre las características de la masa y la calidad de la tortilla. Se determinaron las propiedades de formación de pasta de la masa, y en la tortilla fría se evaluaron: humedad, color, rolabilidad, extensibilidad, y fuerza a la tensión. Las variables en tortilla se midieron durante tres días de almacenamiento a temperatura ambiente (21 ºC). Como testigos se utilizaron tortillas elaboradas con 100% maíz ceroso y 100% maíz normal (H-40). Una proporción mayor 30% de MC en la mezcla condujo a tener masas con muy malas características de manejo (excesivamente adhesivas), y con viscosidades inferiores al testigo normal y el tratamiento con 30% de MC. El contenido de humedad de las tortillas no se afectó por la incorporación de MC en la mezcla, pero sí el color, ya que la luminosidad decreció y el aspecto de las tortillas fue más cristalino en la medida que se incrementó la proporción de MC. Dicho incremento se asoció con una menor fuerza de ruptura a tensión y mayor extensibilidad en las tortillas recién elaboradas (2 h). Pero después de 24 h de almacenamiento, las tortillas más duras y menos extensibles fueron las que contenían mayor proporción de MC (60, 85 y 100%). La rolabilidad presentó un patrón similar al de la textura. Sin embargo, en la tortilla recalentada las mejores características de suavidad y extensibilidad se observaron en las tortillas preparadas con 30% de MC en la mezcla.

Palabras clave: amilopectina, amilosa, maíz ceroso, textura, tortilla.

Abstract

Key words: amylopectin, amylose, texture, tortilla, waxy maize.

INTRODUCCIÓN

El maíz (Zea mays L.) es uno de los cereales de mayor importancia en la alimentación del pueblo Mexicano, ya que cerca de 12 millones de toneladas son transformadas anualmente en tortilla y otros productos como tamales, tostadas y atoles.

La tortilla al igual que los productos con base en almidón, se endurece durante el almacenamiento, que reduce su aceptación por el consumidor. Este endurecimiento se debe a la retrogradación del almidón (Rooney y Suhendro, 1999), que se inicia tan pronto la tortilla comienza a enfriarse (Gómez et al., 1992). La velocidad de retrogradación del almidón, es determinada por factores como la proporción de amilopectina: amilosa (Jane y Chen 1992; Klucinec y Thompson, 2002), el contenido y la interacción de lípidos con la amilosa (Gudmundson y Eliasson, 1990), y la longitud de las cadenas de la amilopectina (Ward et al., 1994), entre otros, determinados en todos los casos por la fuente botánica del almidón (Ottenhof et al., 2005), pero también por las condiciones de almacenamiento de los productos ricos en este polímero (Fernández et al., 1999).

El maíz tipo dentado, es el que comúnmente se destina a la elaboración de tortillas, presenta en su almidón una relación amilopectina:amilosa de 75:25 (Watson, 2003). La cinética de retrogradación de estas fracciones es diferente y ha sido ampliamente estudiada (Jane y Chen, 1992; Klucinec y Thompson, 2002), por su importancia en la industria de alimentos, ya que constituye una de las principales causas del deterioro de los productos con base en almidón. Se sabe que la amilosa retrograda más rápido que la amilopectina, y que la retrogradación de esta última es parcialmente reversible con calor, no así la de la primera (Rooney y Suhendro, 1999).

La información sobre las diferencias viscoelásticas y de cinética de retrogradación entre amilosa y amilopectina, se ha aprovechado para prolongar la frescura durante el almacenamiento de pan y tortillas de trigo (Bhattacharya et al., 2002; Waniska et al., 2002), así como de tortillas de maíz (Rooney y Suhendro, 1999; Salinas et al., 2003). En el caso particular de las tortillas de maíz, el incremento de la fracción amilopectina en el almidón de harinas nixtamalizadas por encima de la proporción 75/25 amilopectina/amilosa, permitió que las tortillas se endurecieran lentamente que el testigo (maíz dentado) o las elaboradas con harina que tenía una menor proporción de amilopectina (Salinas et al., 2003).

Estos resultados muestran que se pueden mejorar las características de textura de las tortillas de maíz, modificando la proporción de amilosa/amilopectina en su almidón. Sin embargo, la información publicada al respecto es escasa, por lo que el objetivo del presente estudio fue determinar el efecto de mezclas de maíz ceroso y maíz dentado sobre las propiedades de formación de pasta de la harina nixtamalizada y la textura de la tortilla durante su almacenamiento.

Material de estudio

Se emplearon el maíz híbrido H-40, que es de grano dentado y duro, color cremoso y comúnmente usado en las tortillerías tradicionales para la elaboración de tortillas y un maíz ceroso, donado por la empresa Monsanto, de grano también cremoso.

Caracterización física y química de los maíces

Las determinaciones físicas fueron: humedad de grano y peso hectolitrico (AACC, 1976); índice de flotación (Salinas et al., 1992); peso de mil granos, para esta determinación se contaron manualmente 100 granos, se pesaron en una balanza semianalítica (Sartorius, modelo BL610) y el resultado se multiplicó por 10; color de grano, medido en términos de luminosidad, tono y croma, utilizando el equipo Hunter Lab MiniScan XE Plus (Modelo 45/O-L) en escala CIE L^*a^*b^*, con los valores L^*, a^* y b^* se calculó el ángulo de tono y el índice de saturación de color, conforme a lo descrito por McGuire (1992). Todos los análisis se realizaron por duplicado (humedad de grano, peso hectolítrico) o triplicado (índice de flotación, peso de 100 granos y color).

El análisis químico proximal de las muestras se realizó en harina obtenida de la molienda del grano crudo en un molino tipo ciclónico (UDY, Mod. 1093, Tecator, Sw), con tamiz de 0.5 mm. Las determinaciones y sus referencias fueron: almidón (Herrera y Hubert, 1989), amilosa (Juliano, 1971), proteína por el método 46-11 (AACC, 1976), fibra cruda método 7.054 (AOAC, 1975), y extracto etéreo método Núm. 7.044 (AOAC, 1975). En el caso del contenido de amilosa, el análisis se efectuó en harinas de grano crudo. El contenido de amilopectina se obtuvo al restar a 100 el porcentaje de amilosa en base seca.

Mezclas de maíz normal y ceroso

Considerando la información de que el incremento de la fracción amilopectina en la masa de maíz mejora la textura de la tortilla durante el almacenamiento (Salinas et al., 2003), se realizaron mezclas de grano nixtamalizado de los maíces H-40 y maíz ceroso, que poseen contenidos contrastantes de amilopectina en su almidón.

Los maíces se nixtamalizaron por separado usando 100 g de grano, 1% de óxido de calcio (CaO) y 200 mL de agua destilada (Salinas y Arellano, 1989). El tiempo de cocimiento para el maíz H-40 fue de 38 minutos, tiempo determinado con base en la dureza del grano, en tanto que para el "ceroso" fue de 20 min, que fue el tiempo que permitió obtener la masa menos adhesiva, pues los almidones cerosos se caracterizan por gelatinizar más fácilmente que los normales (Bhattacharya y Hanna, 1987), por lo que aún tiempos cortos de cocimiento, conducen a formación de masa adhesiva. Después del cocimiento, las muestras se dejaron reposar a temperatura ambiente durante 14-16 h.

Posteriormente, el nixtamal se enjuagó con agua corriente para eliminar el exceso de álcali y parte del pericarpio solubilizado. Se realizaron mezclas de grano nixtamalizado en proporciones 85%, 60%, y 30% de maíz ceroso. Como controles se tuvieron los tratamientos 100% maíz ceroso y 100% maíz dentado. Los factores que se consideraron para definir las proporciones de ambos maíces en la mezcla, fueron el contenido de amilopectina en cada maíz y la humedad del grano nixtamalizado.

La mezcla de nixtamal se molió en un molino de piedras para obtener la masa, misma que se acondicionó con agua destilada. Las tortillas se prepararon a partir de 20 g de masa empleando una prensa manual metálica, presionando hasta alcanzar un diámetro aproximado de 12.5 +1 cm, y grosor de 1.19 +1 mm. El cocimiento se llevó a cabo en un comal metálico a una temperatura aproximada de 150 +10 ºC. Las tortillas frías se empacaron en bolsas de polietileno en grupos de ocho, con papel encerado entre cada una, para evitar que se pegaran y envueltas en una servilleta de tela para reducir las pérdidas de humedad. Las bolsas con las tortillas se almacenaron a temperatura ambiente (21 +2 ºC), para evitar el efecto de las bajas temperaturas sobre la textura (Fernández et al. 1999). La humedad, color y textura se midieron a las 2, 24, 48 y 72 h de haber sido elaboradas.

Propiedades de formación de pasta en la masa

Se determinó en la masa obtenida de los diferentes tratamientos, la cual se congeló en nitrógeno líquido y lioflizó. Posteriormente se molió en un molino tipo ciclónico (UDY, Sample Mill, Mod. 1093. Tecator, Sw.), con malla 0.5 mm. Una muestra de 3.5 g, ajustada a 14% de humedad, se colocó en un recipiente de aluminio y se adicionó agua destilada hasta lograr un peso de 28 g. La prueba se realizó en un Rapid Visco Analyser (Newport Scientific Pty. Warriewood, Australia). De la curva resultante de la prueba se obtuvo: temperatura de inicio de formación de pasta (TIFP) en ºC, viscosidad máxima (VM), en centipoises (cP), y viscosidad final (VF), también en cP.

Evaluaciones en tortilla

Humedad. La humedad se evaluó de acuerdo al método 14.004 del AOAC (1984), a 2 h después de elaboradas y posteriormente cada 24 h por 3 días.

Color. El color se midió con el equipo Hunter Lab MiniScan XE Plus (Modelo 45/O-L). Se utilizó una tortilla entera en la cual se realizaron cuatro lecturas en diferentes puntos.

Textura. La textura se midió en función de la fuerza a la tensión y extensibilidad, de acuerdo a la metodología descrita por Martínez -Bustos et al. (2001), empleando un texturómetro (Texture Analyser TA-XT2, Stable Micro Systems, England) con el accesorio AT/G, que corresponde a unas pinzas de retención, en las cuales se colocó la muestra y se sometió a tensión. El texturómetro se calibró a una velocidad de 1 mm s^-1 y una distancia de 20 mm, utilizando la celda de carga de 5 kg. Para cada tratamiento se tuvieron 4 repeticiones. De la curva resultante se obtuvo la fuerza máxima requerida para romper la tortilla (gf), y la distancia recorrida hasta el corte de la pieza (mm), que se tomó como extensibilidad.

Para la prueba de rolabilidad se cortaron cinco tiras de 2 cm de ancho de cada tortilla a evaluar, eliminando las tiras de las orillas; cada tira fue enrollada en un cilindro de madera de 2 cm de diámetro y de manera subjetiva se calificó el grado de ruptura mediante una escala de 1 a 5; donde 1 corresponde a una tira que no se rompe, 2 a una que se rompe de manera parcial (25%), 3 a una que se rompe 50%, 4 a una que se rompe 75%, y 5 a una que se rompe completamente (Suhendro et al., 1999). Las evaluaciones se hicieron en tortilla fría por cuadruplicado.

Análisis estadístico

Los datos de rolabilidad se analizaron mediante la prueba aproximada de Friedman de estadística no paramétrica, que consistió en cambiar las observaciones originales por rangos, los cuales se asignaron a los tratamientos en forma separada para cada bloque (Martínez, 1994). Para llevar a cabo este análisis, se ordenaron los datos en una tabla para encontrar los rangos R (Y_ij) dentro de cada bloque y posteriormente se sumaron los rangos de cada tratamiento (columna) para obtener R_j. El análisis se realizó usando el programa de cómputo SAS, versión 6.1 (SAS, 1989).

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Caracterización física y química de los maíces

Las características físicas de los maíces usados en las mezclas fueron estadísticamente distintas, con excepción del peso hectolítrico (Cuadro 1). El grano del maíz ceroso fue más pequeño y blanco que H-40. De acuerdo al valor de índice de flotación, el maíz ceroso fue de endospermo muy duro, en tanto que H-40 se consideró de endospermo intermedio.

Considerando las variables de composición química, se presentó diferencia estadística entre los dos maíces en las variables de almidón, amilosa, amilopectina y proteína, en tanto que fueron iguales en los contenidos de aceite, fibra cruda y cenizas (Cuadro 2). Los valores de variables químicas en el maíz H-40 fueron consistentes con lo reportado para maíces tipo dentado (Watson, 2003); para el caso del maíz ceroso estuvieron dentro de lo informado por Eggum et al. (1983) para este tipo de maíz.

El maíz ceroso presentó el menor contenido de amilosa (7.3%) y subsecuentemente el mayor contenido de amilopectina, por lo que una mayor proporción de este maíz en la mezcla significa mayor contenido de amilopectina en la masa, harina nixtamalizada o tortilla. El valor de amilosa observado en el maíz H-40 corresponde con lo reportado por otros autores (Watson, 2003) para maíces dentados.

La caracterización física de los maíces se realizó para contar con información que permitiera definir las condiciones de nixtamalización para ambos genotipos. Por el tamaño diferente de sus granos y la dureza no es conveniente nixtamalizarlos juntos. Se intentó, pero la masa obtenida era muy "chiclosa" y difícil de moldear para elaborar las tortillas, atribuido a la característica adhesiva de la amilopectina, que conforma casi la totalidad del almidón de este maíz. Las características de la masa mejoraron cuando la mezcla se hizo con el grano nixtamalizado.

En los tratamientos con alta proporción de maíz ceroso (85% y 100%), persistió la excesiva adhesividad de la masa. Dicha adhesividad no estuvo asociada con su contenido de humedad, pues los valores fueron inclusive menores que el del maíz normal. En masa de maíz normal este fenómeno se ha relacionado con la presencia de una fracción soluble de amilopectina, proveniente de la fragmentación de este polímero durante el cocimiento y molienda del grano, la cual al parecer es fácilmente liberada por el almidón ceroso (Miklus y Hamaker, 2003).

Propiedades de formación de pasta

La incorporación de maíz ceroso en la harina, afectó las variables de las propiedades de formación de pasta. La temperatura de inicio de formación de pasta (TIFP), decreció a medida que aumentó la proporción de maíz ceroso en la harina. Los tratamientos con mayor proporción de maíz ceroso (85 y 60%), así como el de maíz ceroso 100% presentaron una TIFP similar, pero menor numéricamente que la observada en los tratamientos de 30% y 100% maíz dentado (Figura 1).

La viscosidad máxima al final del ciclo de calentamiento fue parecida entre los diferentes tratamientos de mezclas de maíz normal y ceroso. Dicha viscosidad presentó una caída importante durante el periodo de temperatura constante, atribuido a que algunos gránulos hinchados no fueron capaces de mantener su estructura y se solubilizara durante la agitación, disminuyendo la viscosidad del gel. En harinas de mezclas de trigo normal con trigo ceroso se ha reportado el mismo comportamiento (Guo et al., 2003), el cual se atribuye a la actividad de la amilasa (Hayakawa et al., 2004). Sin embargo, en harinas de maíz nixtamalizado es posible que se deba al rompimiento de gránulos hinchados, ya que por el pH elevado durante la nixtamalizacion (entre 11 y 13), la actividad de la enzima puede verse seriamente limitada.

La viscosidad final (VF) durante el ciclo de enfriamiento, se incrementó con relación al valor que presentó al final de la etapa de calentamiento. El incremento estuvo relacionado con una menor proporción de maíz ceroso en la harina, de manera que el tratamiento 100% maíz dentado presentó el mayor valor (2 592 cP), y 85% y 100% maíz ceroso fueron de menor viscosidad (1 420 y 1 334 cP, en ese orden).

Lo que se evalúa en la etapa de enfriamiento de la prueba, es la capacidad de la muestra de formar un gel. Esta propiedad se atribuye a la amilosa (Hayakawa et al., 2004), que en el tratamiento 100% maíz dentado se encontraba en mayor proporción que en el resto de los tratamientos, en los cuales se incorporó maíz ceroso, que por tener en su almidón una elevada cantidad de amilopectina, contribuyó a diluir la amilosa.

Color en la tortilla

La proporción de maíz ceroso/maíz dentado en la masa de maíz, afectó el color de la tortilla en términos de su luminosidad (L), la cual decreció al aumentar la proporción de maíz ceroso y las tortillas presentaron un aspecto translúcido, que se intensificó al enfriarse (Figura 2). Con base en esta variable se aprecian dos grupos, el de valores elevados de L que correspondieron a los tratamientos con menor presencia de maíz ceroso en la mezcla (30% y 0%) y el grupo de los tratamientos con elevada proporción (60%, 85% y 100%). Esta variable permaneció sin mayores cambios durante los primeros dos días de almacenamiento, particularmente en los tratamientos con 60 y 85% de maíz ceroso, pero en el día tres se observó un descenso en sus valores.

El grupo de tratamientos con baja proporción de maíz ceroso, la luminosidad decreció claramente a partir del segundo día de almacenamiento. Resultados similares en cuanto a cambios en luminosidad al incrementar la amilopectina en la masa, fueron observados en tortillas preparadas con harinas nixtamalizadas, a las que se incrementó la proporción de amilopectina en su almidón (Salinas et al., 2003) y en tortillas de trigo elaboradas con mezclas de trigo ceroso y normal (Waniska et al., 2002; Guo et al., 2003), y se atribuyen a la baja retención de burbujas de aire en la red estructural de almidón y proteína, producto de una mayor presencia de amilopectina en el sistema (Waniska et al., 2002). Sin embargo, los cambios observados durante el almacenamiento es posible que se deban a la retrogradación del almidón, particularmente de la amilopectina, la cual al retrogradarse recupera su cristalinidad.

El tono (h^o) del color de las tortillas evaluadas en el presente estudio, se ubicó en el primer cuadrante de la escala CIE L^*a^*b^*, con valores entre 85 y 88.6^o, que corresponden a un color amarillo claro, el cual no se modificó de manera importante, tampoco por la incorporación de maíz ceroso en la mezcla durante el período de evaluación. El índice de saturación de color (croma) estuvo entre 16.7 y 21, lo cual significa que el color fue de una intensidad intermedia.

Humedad en la tortilla

El contenido de humedad en los productos a base de almidón se relaciona con la suavidad de estos, en tanto que su pérdida se asocia con resequedad y endurecimiento. En las tortillas obtenidas de los diferentes tratamientos los valores para esta variable fueron entre 32.9 y 37.8%, y el análisis de varianza mostró que no existe efecto significativo (p< 0.05) de la proporción de maíz ceroso en la mezcla, tampoco del tiempo de almacenamiento (Figura 3).

Otros autores han informado resultados similares tanto en tortillas de maíz (Salinas et al., 2003), como en pan obtenido de mezclas de trigo regular y trigo ceroso (Lee et al., 2001).

Fuerza a la tensión y extensibilidad de la tortilla

A 24 h de almacenamiento las tortillas de todos los tratamientos de mezclas incrementaron su dureza y redujeron su extensibilidad. Con el tiempo de almacenamiento todas las tortillas continuaron endureciéndose, pero a una tasa menor que la observada entre 2 y 24 h. Sin embargo, la comparación de medias indicó que a partir del segundo día de almacenamiento, la extensibilidad de la tortilla fue igual para todos los tratamientos y la fuerza de tensión considerablemente mayor en aquellos donde se adicionó maíz ceroso (Cuadro 3).

El rápido endurecimiento que experimentan los productos a base de cereales en que el almidón es el principal componente, ha sido reportado para pan, tortillas de trigo (Seetharaman et al., 2002) y tortillas de maíz (Suhendro et al., 1999; Salinas et al., 2003). Se debe principalmente a la retrogradación del almidón, que de manera simple significa un reordenamiento de las cadenas de amilosa y amilopectina (Ottenhof et al., 2005).

Se sabe que la amilosa retrograda más rápido que la amilopectina y que la retrogradación de ésta última es parcialmente reversible con calor, no así en el caso de la primera (Rooney y Suhendro, 1999). La reversibilidad de la retrogradación de la amilopectina pudo comprobarse en este trabajo, ya que las tortillas que contenían maíz ceroso, al ser recalentadas fueron mucho más suaves que las que no tenían. Sin embargo, una elevada proporción de este maíz en la mezcla (60 y 85%), provoca que la tortilla se perciba como "chiclosa" al ser masticada, lo que se considera una característica indeseable.

Las tortillas del tratamiento con 30% de maíz ceroso en la mezcla no se percibieron como "chiclosas", y se suavizaron considerablemente con el recalentado; esta última característica no se observó en las tortillas del maíz dentado (H-40). Aunque no se cuantificó el contenido de amilopectina en la masa, es indiscutible que la incorporación de 30% maíz ceroso indujo un incremento de la amilopectina en la mezcla.

Este resultado muestra que es posible mejorar la textura de la tortilla almacenada, sin tener que adicionar aditivos como gomas, si se selecciona adecuadamente el tipo de maíz, aprovechando la variabilidad que existe para contenido de amilopectina en el almidón de este cereal (Seetharaman et al., 2001). Es interesante observar que la pérdida de humedad en la tortilla entre las 2 h y 24 h fue de sólo 2%, por lo que el endurecimiento no estuvo asociado con la deshidratación.

Rolabilidad

La rolabilidad es un parámetro asociado con la flexibilidad de las tortillas, y está estrechamente relacionado con la capacidad que tienen para hacerse taco sin romperse. Las tortillas frescas (recién elaboradas) son suaves y se enrollan fácilmente, en tanto que las tortillas almacenadas son rígidas, quebradizas y se rompen cuando se enrollan (Suhendro et al., 1999). Los valores de esta variable cambiaron durante el almacenamiento y por efecto de la proporción de maíz ceroso en la mezcla.

Para el día dos se mantuvieron esos mismos dos grupos, aunque se pudo observar que la rolabilidad se incrementó ligeramente en algunos tratamientos, debido probablemente al reblandecimiento de la tortilla, ocasionado por la condensación de agua sobre la superficie del papel ceroso que se colocó entre cada tortilla para evitar que se pegaran. Finalmente las diferencias desaparecieron en el día tres en el que las tortillas de todos los tratamientos presentaron la menor rolabilidad.

Al final del periodo de evaluación (72 h), la prueba de rolabilidad en las tortillas, se realizó tanto en tortilla fría como recalentada, encontrando que las de alta amilopectina fueron más rolables con respecto al resto de los tratamientos.

CONCLUSIONES

El incremento de maíz ceroso en la mezcla se asoció con tortillas más extensibles y suaves, pero "chiclosas" al masticarse. Después de 24 h de almacenamiento a temperatura ambiente, las tortillas de todos los tratamientos incrementaron su dureza y redujeron su extensibilidad, aunque la "chiclosidad se mantuvo en los tratamientos con alta proporción de maíz ceroso (85 y 100%). Al recalentar las tortillas, aquellas con mayor proporción de maíz ceroso, fueron considerablemente más suaves que del maíz normal. Las mezclas de maíz normal con cantidades pequeñas de maíz ceroso (30%), favorecen las propiedades de textura de la tortilla, volviéndola más suave y extensible en el recalentado, por lo que puede ser una opción para evitar el uso de gomas en este tipo de alimento.

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