Introducción

En México el sobrepeso y la obesidad afectan a 71.3% de los adultos y 34% de los infantes y adolescentes (^{Barquera et al, 2013}). Esto entre otros, debido a la pérdida del balance entre la ingesta y gasto de energía. De acuerdo con ^{Denova et al. (2010)} algunos de los factores de riesgo asociados con la obesidad, en la población mexicana, son el consumo excesivo de harinas refinadas, refrescos y tortillas de maíz acompañadas de alimentos ricos en calorías y grasas. Por lo que una de las recomendaciones para prevenir la obesidad y sobrepeso es incrementar el consumo de granos enteros de cereales y otros granos altos en fibra (^{Kristensen et al., 2012}; ^{Barquera et al, 2013}).

A nivel mundial el consumo de grano de avena (Avena sativa L.) se asocia con un efecto nutracéutico (^{Daou y Zhang, 2012}); es decir, que tiene un efecto favorable sobre la salud del consumidor, al reducir las lipoproteínas de baja densidad (colesterol asociado con enfermedades del corazón), debido a la fibra soluble del grano (^{Tiwari y Cummins, 2011}). Además, el grano de avena presenta mayor contenido de proteína (^{Ortiz et al, 2013}), comparado con el maíz y trigo, que son los de mayor consumo en México. Alrededor de 85% de las proteínas de avena son globulinas (^{Colyer y Luthe, 1984}), las cuales tiene mayor concentración del aminoácido esencial lisina, por lo que son de mayor valor nutricional. De tal modo que los alimentos adicionados con grano o harina de avena son una opción para diversificar los productos alimenticios y ofrecer al consumidor alternativas de consumo. A pesar de las características referidas del grano de avena, en nuestro país, 90% de su uso es como forraje, y para consumo humano asciende a 2 kg per cápita, mientras que el consumo de maíz y trigo, como tortillas y pan es de 78.5 y 38.3 kg per cápita, respectivamente (^{CANIMOLT, 2013}).

El proceso de nixtamalización hace que la tortilla de mesa tenga mayor calidad nutricional comparada con el maíz crudo. Dicho proceso implica un tratamiento térmico-alcalino el cual modifica la estructura de las proteínas del maíz para hacerlas más digeribles, de tal modo que la zeína, que es una proteína pobre nutricionalmente reduce su solubilidad; mientras que la glutelina de mayor valor nutricional, incrementa su solubilidad y con ello la disponibilidad de sus aminoácidos esenciales (^{Castillo et al., 2009}). Además, promueve incrementos importantes en el contenido de calcio y almidones resistentes debido a su gelatinización parcial durante los procesos de: cocimiento y remojo del maíz (nixtamalización); molienda del nixtamal y cocimiento o fritura de las tortillas. Con el objetivo de desarrollar nuevos alimentos con mejor balance nutricional, se ha investigado el impacto de la nixtamalización en otros granos diferentes al maíz. Así, ^{Téllez y Arellano (2005)} obtuvieron los parámetros óptimos de nixtamalización para producir harina de frijol, ^{Ríos y Nieves (2009)} de amaranto, ^{García y Sandoval (2011)} de avena y ^{Morales (2015)} de cebada.

Existe la necesidad de promover productos que favorezcan la salud del consumidor mexicano, por lo que el grano de avena nixtamalizado puede ser una fuente de proteína de excelente calidad nutricional, fibra, calcio y almidón resistente. Así, el objetivo de la presente investigación fue elaborar tortillas de mezclas de harina de maíz nixtamalizado (HMN) con harina integral de avena nixtamalizada (HAVN), realizar su análisis bromatológico y evaluar su calidad sensorial para determinar cuál es la mezcla óptima para elaborar tortillas de mesa.

Materiales y métodos

El grano de avena utilizada se obtuvo de la variedad Obsidiana, liberada por programa de avena del Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias (INIFAP), cultivada bajo condiciones de temporal, en Chapingo Estado de México, durante el ciclo agrícola primavera-verano en 2011. La nixtamalización de avena se realizó, con base a lo descrito por ^{García y Sandoval (2011)}, en presencia de 0.49% cal, 10.4 min de cocción a 90 °C, posteriormente se reposó 2.9 h y se secó a 50 °C durante 48 h, posteriormente se realizó la molienda, en un pulverizador marca Lasser100, para obtener la harina integral de avena nixtamalizada (HAVN). La harina de maíz nixtamalizada (HMN) utilizada fue marca MINSA®. Las mezclas de HAVN:HMN, tratamientos con dos repeticiones, fueron 10:90, 20:80, 30:70 y 40:60%, respectivamente.

Las variables evaluadas en la masa fueron, la absorción de agua (%) que indicó la cantidad de agua que se requirió por cada 100 g y posteriormente se midió su peso (g). El porcentaje de humedad se efectuó en 3 g de muestra en un horno, marca Lumistell HTP-42, a 103 °C hasta alcanzar peso constante y el rendimiento de masa se calculó con base a lo descrito por ^{Salinas y Vázquez (2006)}, así mismo se determinaron la luminosidad (L), ángulo de tono (Hue) y croma utilizando un Hunter Lab mini Scan EX plus.

Para la elaboración de la tortilla, las harinas se hidrataron y se determinó mediante el tacto la consistencia óptima de la masa, se dividió en porciones de 20 g, se prensaron y cocieron las tortillas en un comal metálico a 230 °C durante 90 s. Para evaluar la calidad tortillera, se midió el diámetro (cm) y espesor (mm) mediante un vernier digital marca AutoTec; el peso de tortilla caliente (g) se determinó después de terminada su cocción y el peso de tortilla fría (g) se midió media hora posterior a ella; el porcentaje de humedad en la tortilla se determinó de manera similar que en la masa; la rolabilidad, se determinó una vez terminada su cocción y después de haber sido pesadas en caliente; se enrolló una tortilla en un lápiz cilíndrico y con base en el grado de ruptura se le clasificó en una escala hedónica, 1= se rompe toda la tortilla, 2= se rompe 3/4 partes, 3= se rompe 1/2, 4= se rompe 1/4 y 5=no se rompe nada. El rendimiento de la tortilla caliente y fría se calculó con base a lo mencionado por ^{Cortés (2015)}. Adicionalmente se evaluaron las variables colorimétricas, luminosidad, ángulo de tono y croma.

Las variables bromatológicas medidas en la tortilla fueron: porcentaje de proteína, el cual se evaluó utilizando el método Kjeldhal 46-12 de la ^{AACC (1998)}, la fibra cruda se determinó en una muestra previamente desgrasada, utilizando el método 49-10 de la ^{AACC (2009)}, el cual consistió en hervir la muestra en ácido sulfúrico al 1.25% y posteriormente en hidróxido de sodio al 1.25%, el residuo resultante se llevó a peso constante, 130 °C durante 2 h y posteriormente se calcinó a 600 °C durante 30 min. El porcentaje de cenizas se realizó de acuerdo al método 08-01 de la ^{AACC (1995)} mediante incineración en la mufla a 550 °C durante 3 h. La cuantificación de calcio se efectuó mediante el método 965.09 de la ^{AACC (2008)} en 1 g de muestra que se secó durante 24 h a100 °C y posteriormente se calcinó durante 4 h a500 °C y se utilizó un espectrofotómetro de absorción atómica ajustado con una lámpara catódica a una longitud de onda de 422.7 nm. Por otro lado el contenido de almidón resistente en tortilla se obtuvo con base al método de ^{Goñi et al. (1996)}, mediante una hidrólisis, con pepsina a pH 1.5, seguida por el rompimiento del almidón digestible con a-amilasa, posterior a la eliminación de los productos de las hidrolisis por centrifugación, la fracción indigestible, en el residuo fue dispersada en medio alcalino e hidrolizada en su totalidad con la enzima amiloglucosidasa, determinando la glucosa liberada.

Para llevar a cabo la evaluación sensorial se realizó una prueba de aceptabilidad global y una de aceptabilidad por atributos para las tortillas de cada mezcla. Se realizaron pruebas afectivas cuantitativas, enfocando en pruebas de aceptación usando escalas hedónicas.

Para la asignación de tratamientos a las unidades experimentales se alojó en un diseño de bloques completamente al azar con una repetición de cada tratamiento; como unidad experimental se consideraron las tortillas, se empleó el paquete estadístico SAS (SAS Institute, 2002) y se realizaron comparación de medias de Tukey ≤ 0.05 para indicar las diferencias entre las mezclas analizadas, adicionalmente se realizaron correlaciones de Pearson entre los atributos sensoriales y un análisis de componentes principales con las propiedades medidos en la evaluación sensorial.

Resultados y discusión

Se encontraron diferencias significativas, entre las masas de mezclas de HMN y HAVN, para absorción de agua, peso, rendimiento, luminosidad, ángulo de tono y croma; excepto para humedad de las masas, Cuadro 1. La absorción de agua en HMN fue de 135.8% lo cual concuerda con lo reportado por ^{Flores et al. (2002)}, quienes reportaron valores de 120 a135% en diferentes harinas comerciales. Se observó un incremento en la absorción y consecuentemente en su peso y rendimiento, de los tratamientos con 10 y 20% de HAVN; sin embargo, con los de 20 y 30%, estas variables disminuyeron, lo cual puede deberse a la mayor concentración de polisacáridos hidrosolubles capaces de formar gomas con poca cantidad de agua. Los porcentajes de humedad variaron de 56.5 a 59.2% lo que concuerda con lo reportado por ^{Gasca y Casas (2007)}. Por otro lado, se observó una disminución en la luminosidad de las masas a medida que se incrementó la concentración de HAVN, repercutiendo de la misma manera en el ángulo de tono el cual se reportó de color amarillo en HMN y café en la mezcla con 40% de HAVN lo que concuerda con lo reportado por ^{Flores, (2004)}. Los valores de luminosidad para HMN concuerdan con ^{González y Hernández (2012)} quienes reportaron valores de 74 en masa de maíz nixtamalizado.

Cuadro 1 Comparación de medias de características físicas y químicas de la masas de mezclas de harina de maíz (HMN) y harina integral de avena nixtamalizada (HAVN). 

†Valores con la misma letra dentro de filas no son estadísticamente iguales.

Para variables de calidad de la tortilla se observaron diferencias significativas para peso de la tortilla caliente y fría, rendimiento de tortilla fría, luminosidad y ángulo de tono; mientras que las mezclas de HMN y HAVN no afectaron diferencialmente al diámetro, espesor, humedad, rolabilidad, rendimiento de tortilla caliente y croma. Con base en lo anterior la adición de HAVN no modificó las dimensiones de diámetro y espesor de la tortilla, dichos valores concuerdan por lo reportado por ^{González y Hernández (2012)}. Los valores más altos para peso de tortilla caliente y fría se observaron con la combinación de 30 y 40% de HAVN. A nivel comercial esta propiedad representa una ventaja porque se vende mayor cantidad de tortilla con un menor porcentaje de materia prima.

Por lo que se considera que 30% de HAVN es el porcentaje de sustitución adecuada para obtener mejor peso de tortilla fría, lo anterior es una ventaja si la tortilla se comercializa empaquetada y fría. La humedad varió de 39.1 a 41.8% lo cual depende del uso de materias primas adicionadas a la HMN, los cuales coinciden con los reportados por ^{Gamero y Martínez (2010)}, quienes encontraron valores similares con mezclas de HMN y harina de frijol nixtamalizada. Con base en valores mayores a 4.8 de rolabilidad, todas las mezclas de HMN/HAVN se clasificaron con buen factor para esta característica, valores similares encontraron ^{González y Hernández, (2012)}.

Los rendimientos de tortilla caliente de las mezclas son similares a los encontrados por ^{Téllez y Arellano, (2005)}) con mezclas de harina de frijol nixtamalizado y HMN, para el caso del rendimiento de tortilla fría ^{Galicia (2009)} reportó valores de 1.4 kg, similares a los tratamientos evaluados en la presente investigación. La incorporación de HAVN afectó la luminosidad de las tortillas, ya que se ve reflejado en un descenso de 1.5, 3.4 y 7.1 unidades para las mezclas de 20, 30 y 40%, respectivamente. En cuanto al, ángulo de tono, las tortillas HMN se clasificaron como amarillas, sin embargo, se observa una disminución gradual con tendencia a ser ligeramente café con la adición con de HAVN, Cuadro 2.

Cuadro 2 Comparación de medias de características físicas y químicas de las tortillas de mezclas de harina de maíz nixtamalizado (HMN) y harina integral de avena nixtamalizada (HAVN). 

†Valores con la misma letra dentro de filas no son estadísticamente iguales. PTC= peso de tortilla caliente; PTF= peso de tortilla fría; RTC= rendimiento de tortilla caliente; RTF= rendimiento de tortilla fría.

Se encontraron diferencias significativas para porcentaje de proteína, fibra cruda, cenizas, calcio y almidón resistente, Cuadro 3, los valores más altos para proteína fueron para las HMN adicionadas con 30 y 40% de HAVN; para fibra cruda el valor más alto fue para la combinación 60% HNM y 40% HAVN, dichos incrementos se debe a que individualmente la HAVN se caracteriza por presentar porcentajes elevados, mayores al 15% (dato no presentado) lo que concuerda con lo reportado por ^{Martínez et al. (2013)} y ^{Martínez et al. (2014)}, mientras que la HMN utilizada presentó valores menores a 9%. Los porcentajes de almidón resistente fueron mayores para la HMN, los cuales son comparables a los reportados por ^{Méndez et al. (2005)}; mientras que mediante la adición de la HAVN su concentración disminuyó debido posiblemente a los bajos tiempos de nixtamalización y remojo a la que se sometió el grano de avena. Los porcentajes de almidón resistente para la HMN fue mayor a la HAVN con valores de 0.7 y 0.2%, respectivamente, este último valor concuerda con lo mencionado por ^{Zamudio et al. (2015)}.

Cuadro 3 Comparación de medias de variables bromatológicas de las tortillas de mezclas de harina de maíz (HMN) y harina integral de avena nixtamalizada (HAVN). 

Se observaron diferencias significativas para aroma, aroma a avena, sabor global, textura, rolabilidad, grosor, masticabilidad, y aceptabilidad global; mientras que no las hubo para sabor a avena y color, Cuadro 4. Lo anterior indica que la incorporación de HAVN no fue detectada por los panelistas. La aceptabilidad global se correlacionó con textura, sabor, grosor, masticabilidad, lo cual, indica que dichas características son determinantes en la calidad de la tortilla así mismo la textura se asoció con la rolabilidad y grosor de la tortilla, mismo comportamiento mostró el sabor con el sabor a avena, y el aroma a avena se relacionó con el aroma global, Cuadro 5. Las variables de mayor contribución al componente principal 1 fueron: aceptabilidad global, sabor y textura; mientras que aroma global, aroma avena y color afectaron mayormente el componente principal 2, Figura 1. Los tratamientos de 100% de HMN así como las mezclas adicionadas con 10 y 20% de HAVN presentaron mejores características de aceptabilidad global, sabor y textura de tortilla; comportamiento inverso al presentado por las elaboradas con 30 y 40% las cuales también se asociaron a aroma a avena (Figura 1).

Cuadro 4 Comparación de medias de atributos sensoriales de las tortillas de mezclas de harina de maíz (HMN) y harina integral de avena nixtamalizada (HAVN). 

Cuadro 5 Correlaciones de Pearson entre atributos sensoriales de las tortillas de mezclas de harina de maíz (HMN) y harina integral de avena nixtamalizada (HAVN). 

ACG= aceptabilidad global.

Figura 1 Distribución bidimensional de las tortillas de mezclas de harina de maíz (HMN) y harina integral de avena nixtamalizada (HAVN). 0HAVN= 100%HMN; 10HAVN= 90%HMN/10%HAVN; 20HAVN= 80%HMN/20%HAVN; 30HAVN= 70%HMN/30%HAVN; 40HAVN = 60%HMN/40%HAVN; ACG= aceptabilidad global; S= sabor; TX= textura; AA= aroma a avena; AG= aroma global; C= color. 

Conclusiones

Las tortillas elaboradas con 20% de HAVN y 80% de HMN presentaron calidad de la tortilla y aceptabilidad global similar a 100% de harina de maíz MINSA^®, dicho tratamiento disminuyó su luminosidad pero incrementó su porcentaje de proteína. La adición de 40% de harina de avena nixtamalizada aumentó el contenido de proteína y fibra en las tortillas no obstante mostró menor aceptabilidad global.

Con base en lo anterior el uso del grano entero de avena, en la elaboración de tortillas, favoreció el contenido de proteína y fibra por lo que se puede recomendar como un alimento alternativo nutricional para la población.