Introducción

La cocina mexicana ha destacado en el mundo por su rica variedad; es el maíz un ingrediente que forma parte de numerosos platillos, tanto en los tradicionales como en las nuevas propuestas culinarias (^{Gamboa, García y Tablante, 2012}). En Latinoamérica, los productos tradicionales elaborados con maíz incluyen tortillas y tamales, comercializados en México y Centroamérica, arepas en Venezuela y Colombia, couscous en Brasil y polenta en Sudamérica (^{Rooney y Serna-Saldaivar, 2003}). En México, el maíz es el eje de los platillos consumidos de forma cotidiana, el cual puede ser preparado de distintas maneras, hervido como mazorca tierna y madura, en productos derivados de la nixtamalización (tortillas y tamales), en bebidas tradicionales como el atole y el pozol, en botanas y en otro tipo de productos como el pinole (^{Mora-Escobedo, Osorio-Díaz, García-Rosas, Bello-Pérez y Hernández-Unzón, 2004}; ^{Paredes-López, Guevara y Bello-Pérez, 2009}).

Entre los productos mencionados, se encuentran aquellos que se producen de manera muy focalizada en ciertas regiones de la república mexicana, mientras que otros se hallan distribuidos a nivel nacional, tal es el caso de la tortilla, la cual también representa el producto de mayor consumo. Otro producto distribuido a lo largo del territorio mexicano son los tamales, los cuales se están, íntimamente, ligados a la vida cotidiana, ya sea que se preparen para conmemorar una festividad cívico-religiosa o, simplemente, como un platillo que se consume a manera de comida rápida (^{Miranda-Osornio, 2011}).

^{Figueroa-Cárdenas et al. (2016)} definen al tamal como “una masa cocida y envuelta”, siendo el producto elaborado con masa o harina de maíz obtenida después de la nixtamalización del grano en una solución de Ca(OH)₂ (^{Hoyer, 2008}). Otra característica interesante de la elaboración de los tamales es el uso de guisos y salsas, con estos se rellena la masa del tamal antes de su cocimiento, lo que hace de estos un platillo principal en algunas comidas. En cuanto a sus formas y tamaños, los tamales varían dependiendo de la localidad donde se producen. Pueden ser cilíndricos, triangulares, rectangulares o en bola. Sus medidas también varían, algunos van de tres a cinco centímetros de largo o se tienen aquellos que miden de 30-35 centímetros de largo. En lo que respecta a sus envolturas, los materiales más utilizados son las brácteas de maíz (Zea mais), hojas de plátano (Musa paradisiaca) y hoja santa (Piper auritum) (^{Gironella y De’Angeli, 2011}; ^{Staller, Tykot y Benz, 2010}).

La demanda del tamal podría considerarse constante durante el año, aunque registra aumentos en ciertas épocas relacionadas con algunas festividades tradicionales como es el caso del día de la Candelaria y Día de Muertos, entre otros. Si bien el proceso es considerado tradicional y la producción artesanal, existen algunas empresas medianas y pequeñas que comercializan tamales en establecimientos con producción más controlada y constante. Incluso, grandes empresas han comenzado a comercializar tamales en empaques laminados incrementando la vida de anaquel de estos con la intención de llegar a más consumidores a través de cadenas de supermercados. A medida que el número de piezas producidas se incrementa es necesario hacer uso de la tecnología y de la optimización del proceso de producción. Este es un tema que no ha sido explorado, particularmente en el caso de los tamales, dado que es un platillo el cual, prácticamente, se consume recién elaborado y algunas veces se recalienta.

Si bien el ingrediente principal y tradicional para la preparación de tamales es el grano de maíz nixtamalizado, la variedad de granos cultivados y la inventiva popular ha ido modificando la receta de los tamales mezclando el maíz con otros granos con el fin de enriquecer el producto obtenido. Es por lo que Fray Bernardino de Sahagún ya reportaba el uso de otros granos en la elaboración de tamales como es el caso del amaranto. La mezcla de maíz con amaranto se moldeaba para obtener figuras que representaban deidades, por lo que los tamales obtenidos con esta mezcla se conocen como tamales sagrados (^{Villela, 2016}). Otro grano utilizado para enriquecer y modificar la textura de los tamales es el arroz, aunque, no existen reportes relacionados con el origen de este hecho, seguramente es una aportación mucho más reciente que el uso del amaranto. El uso de otros granos que modifiquen la textura, sabor e inclusive el aporte nutricional de este platillo es deseable y hace posible la adaptación e incorporación de alimentos tradicionales a la dieta actual.

Respecto del comportamiento de los componentes de la masa elaborada con maíz nixtamalizado, ^{Figueroa-Cárdenas et al. (2016)} evaluaron la formación de almidón resistente y complejos almidón-lípidos durante el procesamiento de estos productos, mientras que ^{Mariscal-Moreno et al. (2017)} evaluaron las características fisicoquímicas, las propiedades del almidón y el índice glicémico de tamales elaborados con maíz sometido a diferente tipo de nixtamalización. ^{Pérez-Soto, Soto-Simental, Güemes-Vera, González-Montiel (2016)} determinaron la aceptabilidad de tamales en función de la sustitución de manteca de cerdo por aceites vegetales y ^{Rodríguez-Huezo et al. (2017)} y reportaron las propiedades fisicoquímicas y la digestibilidad de proteínas sobre el efecto de la sustitución de grasa animal o vegetal.

En el presente documento se propuso el uso de triticale debido a que es un cultivo con gran tolerancia a condiciones ambientales desfavorables, además de ser rico en compuestos fenólicos, β-glucanos y arabinoxilanos (^{Amaya y Peña, 1991}; ^{Peña y Amaya, 1992}), el cual no es apto para la elaboración de productos de panadería dado su bajo contenido de gluten, por lo que es una buena propuesta para enriquecer alimentos tradicionales, al mismo tiempo que se incentiva su cultivo y transformación agroindustrial. Por otro lado, se sugirió la incorporación de arroz debido a que se utiliza actualmente en la elaboración de tamales, de manera particular en los llamados canarios y algunos productores lo utilizan para modificar la textura de los tamales tradicionales.

Dado lo anterior, el objetivo de este trabajo fue evaluar el efecto de la sustitución de masa de maíz nixtamalizada con harina de triticale y/o arroz, el contenido de amilosa y el tamaño de partícula sobre las características de textura del tamal. Se utilizó un diseño de mezclas para determinar las formulaciones evaluadas (^{Cornell, 1990}) a las que se les realizó un análisis de perfil de textura (TPA) reportando dureza, elasticidad, cohesividad y gomosidad. Por otro lado, se evaluó el efecto del tamaño de partícula y del contenido de amilosa con relación a estos mismos parámetros de textura.

Materiales y métodos

Resultados y discusión

El modelo utilizado para explicar el efecto de la mezcla de los tres tipos de cereal en la textura de los tamales genera una ecuación con la cual es posible predecir el comportamiento de las variables evaluadas independientemente de la composición final de la mezcla. Este comportamiento teórico se compara con los valores reales observados. La pertinencia del modelo se evalúa evidenciando la significancia de los efectos. Estos resultados pueden observarse en la Tabla 2, donde se muestra el análisis de varianza del modelo de mezclas.

Los datos reportados en la Tabla 2 muestran que el efecto de bloques no fue significativo, lo que implica que la posición que ocupaban las unidades experimentales en la vaporera no tuvo influencia en su cocimiento y, en consecuencia, en sus propiedades evaluadas. Por otra parte, el efecto lineal y cuadrático de las mezclas sobre la textura de los tamales fue significativo, pero no el efecto cúbico, salvo en el caso de la gomosidad. La dureza de los tamales se debió, principalmente, a la contribución aditiva de los componentes unitarios de las mezclas, ya que el efecto lineal concentró 93.9 % de la SC total de esta variable. Los efectos sinérgicos o antagónicos debidos a las mezclas resultaron pequeños, aunque significativos, ya que el efecto cuadrático representa 3.6 % de esta SC.

La variabilidad observada en la cohesividad y en la adhesividad de los tamales se explica, principalmente, a través del efecto lineal y cuadrático. En este caso, los efectos sinérgicos o antagónicos debidos a las mezclas de los tres tipos de harina resultaron más elevados, ya que concentraron 46.1 % de la SC total y 24.4 % en el caso de la adhesividad. Finalmente, la gomosidad mostró un comportamiento similar a las dos variables anteriores, aunque con un pequeño, pero significativo, efecto cúbico que agrupa 1.3 % de la SC total. En general y para fines prácticos, la dureza de los tamales deriva del efecto aditivo (lineal) de las mezclas unitarias, mientras que la cohesividad, la adhesividad y la gomosidad de los tamales se explican por el efecto sinérgico o antagónico que imparten las mezclas binarias de cada uno de los tres tipos de harina.

Estos efectos se determinan cuantitativamente con los coeficientes β reportados en la Tabla 3 para cada una de las mezclas. Tomando en cuenta el valor numérico de los coeficientes unitarios, la dureza de los tamales aumenta y su cohesividad disminuye con el incremento de la harina de arroz en las mezclas, dado que los coeficientes β₂ son el mayor y el menor, respectivamente. De la misma manera, la adhesividad aumenta con el incremento de harina de triticale y la gomosidad aumenta con el incremento de harina de maíz en las mezclas.

La Figura 1 es un ejemplo ilustrativo del efecto cuadrático de las mezclas de maíz y arroz sobre la cohesividad de los tamales. Se eligió esta mezcla porque es la que presentó una mayor concentración de la SC de los datos observados.

Fuente: elaboración propia con datos observados y estimados para comportamiento de cohesividad en masas de tamal.

Figura 1 Mezcla no lineal de componentes 1 y 2 (maíz y arroz). En el modelo cuadrático β₁₂ = 4*C (Los puntos azules representan los valores observados). 

De la figura anterior, se puede decir que una mezcla binaria aditiva compuesta de 50 partes de maíz y 50 partes de arroz debería producir en los tamales una cohesividad de alrededor de 21.28 unidades. Sin embargo, de acuerdo con los resultados obtenidos, la cohesividad observada en los tamales elaborados con esta mezcla fue significativamente mayor, muy cercana al valor aditivo más el efecto del contraste C, es decir 37.72 (21.28 + 16.44).

Las características observadas en función de la mezcla de los diferentes tipos de almidón reflejan un efecto diferente a la suma de los efectos individuales. Esto coincide con el trabajo reportado por ^{Huang y Lai (2010)} quienes, si bien realizaron estudios sobre fideos chinos, evaluaron mezclas de almidón de trigo, maíz y arroz, observando sus efectos en la textura. La combinación de diferentes especies genera un efecto combinado que no puede ser definido únicamente por la suma de los efectos individuales. En este sentido, la capacidad de retención de agua, gelatinización, retrogradación y sinéresis de cada uno de los componentes de las mezclas evaluadas se comportan de manera diferente al modelo propuesto.

Los valores promedio (observados) de las propiedades de textura de los tamales elaborados con las diferentes mezclas de harina de maíz, arroz y triticale se muestran en la Tabla 4. Los tamales elaborados únicamente con harina de arroz fueron los más duros, pero los menos cohesivos, adhesivos y gomosos. Por el contrario, los tamales obtenidos sólo a partir de harina de triticale presentaron la menor dureza, pero la mayor adhesividad. La mezcla unitaria de maíz produjo tamales con dureza y adhesividad intermedias, pero con alta gomosidad.

En el mismo sentido, las propiedades de textura de los tamales elaborados con mezclas ternarias se representan en un espacio cartesiano con las representaciones gráficas mostradas en la Figura 2.

Fuente: elaboración propia según los resultados obtenidos del modelo polinomial cuadrático.

Figura 2 Gráficas del modelo polinomial cuadrático de los valores predictivos para Dureza (A), Cohesividad (B), Adhesividad (C) y Gomosidad (D) para mezclas de harina de Maíz, Arroz y Triticale. 

Las funciones gráficas de la Figura 2 son las representaciones gráficas de los modelos cuyos coeficientes (estimadores de los parámetros) fueron reportados en la Tabla 4 y su interpretación es relativamente simple. Por ejemplo, siguiendo la línea que representa al triticale (verde) en la Figura 2 (A), una mezcla que contiene una proporción de 0.5 de harina de triticale contendrá 0.25 de harina de maíz y 0.25 de harina de arroz y producirá tamales con aproximadamente 17.7 N de dureza. De la misma manera, siguiendo la línea roja, cuando la proporción de harina de arroz es de 0.8, la de maíz y de triticale serán de 0.1. La dureza de los tamales producidos con esta mezcla será de aproximadamente 29.2 N. Una estimación de la dureza o de las otras variables de textura de los tamales con cualquier otra combinación de harinas de estos cereales se puede obtener con los modelos cuadráticos cuyos estimadores de los parámetros se reportaron en la Tabla 3.

Partiendo de una mezcla de referencia compuesta por un tercio de cada una de las harinas de los tres cereales, a medida que se incrementa la proporción de cualquiera de ellas, las propiedades de los tamales se modifican significativamente. Así, el incremento de harina de arroz aumenta proporcionalmente la dureza de los tamales, disminuye su cohesividad y gomosidad; mientras que su adhesividad se mantiene aproximadamente constante.

En el caso de la harina de triticale resulta, aproximadamente, lo contrario, su incremento en la mezcla produce tamales con una significativa disminución en la dureza y gomosidad, pero con un incremento significativo en su adhesividad y un ligero aumento en la cohesividad. El aumento de harina de maíz en las mezclas produce tamales con una dureza intermedia entre el arroz y el triticale, con un ligero incremento en la cohesividad y un leve decremento en la adhesividad, pero con un aumento significativo de la gomosidad.

En este estudio se evaluó el tamaño promedio de partícula de las harinas, su dispersión y su contenido de amilosa para explicar los resultados obtenidos. La Tabla 5 muestra los valores promedio de estas variables en las mezclas unitarias una estimación en las mezclas binarias y ternarias.

La textura de los tamales deriva de las propiedades de las harinas empleadas en su elaboración. De acuerdo con reportes recientes (^{Huang y Lai, 2010}), el tamaño de los gránulos de almidón, la relación amilosa/amilopectina e inclusive el largo de la cadena de amilopectina, son determinantes en variables como el poder de hinchamiento de los gránulos y la fuerza a la compresión. Por otro lado, estos mismos autores indican que la amilosa forma complejos con los lípidos presentes, y en el caso de los tamales la concentración de lípidos es considerable. Dado lo anterior, este efecto puede modificar sustancialmente la textura de los tamales, específicamente la dureza, la cual aumenta con el aumento en la cantidad de amilosa, lo cual está relacionado con una disminución en la capacidad de retención de agua.

La adhesividad presenta el efecto contrario dado que esta propiedad disminuye cuando la concentración de amilosa aumenta. Este es el efecto que provoca el aumento en la proporción de arroz en las mezclas evaluadas durante el presente estudio. Aunado a lo anterior, algunos polímeros que forman parte de la fibra dietética y el tamaño de partícula de las harinas influyen de manera determinante en el perfil de textura de estos productos dado que se sabe que mientras menor es el tamaño de partícula del almidón la capacidad de retención de agua disminuye, o lo que es lo mismo, aumenta la difusión de agua del gránulo hacia su superficie, incrementando la dureza del producto.

Partiendo de un análisis de regresión lineal entre las características de las harinas y la textura de los tamales, se encontraron las correlaciones significativas mostradas en la Figura 3 (R² ≥ 0.397).

Fuente: elaboración propia con los datos obtenidos del análisis de correlaciones entre variables medidas.

Figura 3 Correlación entre las propiedades de textura, tamaño de partícula y contenido de amilosa en tamales. 

Estas correlaciones sugieren que la dureza de los tamales aumenta significativamente con el incremento en el contenido de amilosa y disminuye con el incremento en el tamaño promedio de las partículas de la harina y con el aumento en la dispersión de este tamaño. De la misma manera, la adhesividad disminuye a medida que incrementa la amilosa, pero aumenta con la disminución de la dispersión del tamaño de las partículas de las harinas.

Estos resultados sugieren que harinas granulométricamente más homogéneas y compuestas por gránulos más pequeños producen tamales más duros, pero menos adhesivos y el alto valor del coeficiente de determinación (R² = 0.9474) de la relación amilosa-dureza es un indicador de la fuerte influencia de este componente del almidón de la harina sobre la dureza de los tamales. Lo anterior coincide con lo expresado por ^{Epstein, Morris y Huber (2002)} quienes indican que el contenido de amilosa en el almidón contribuye de manera sustancial a la textura, en ese caso, los autores se refieren a fideos chinos, pero el efecto de la relación amilosa-dureza es comparable con lo reportado en el presente estudio.

Conclusiones

El presente estudio demostró la factibilidad de utilizar el modelo de mezclas para predecir las características de textura de tamales elaborados con diferentes proporciones de harina de maíz y triticale nixtamalizados y arroz.

Con el fin de incorporar triticale a las mezclas para la elaboración de tamales, es necesario que el grano se someta a un proceso de nixtamalización semejante al proceso realizado en los granos de maíz.

Por otro lado, el tamaño de partícula y la proporción de amilosa de las harinas son fundamentales para obtener los parámetros de textura deseados.

La mezcla de cereales provoca efectos que se explican por una relación sinérgica entre los componentes de la mezcla, es decir, no se obtienen resultados que son solamente la suma de las contribuciones de los cereales de forma unitaria.