Caracterización fisicoquímica, funcional y química de harinas nixtamalizadas de maíz obtenidas por calentamiento óhmico y proceso tradicional

Abstract

Se caracterizaron harinas de maíz nixtamalizadas (HMN) obtenidas por calentamiento óhmico (HCO), proceso tradicional (HPT) y harina comercial (HC) en su composición química, capacidad e índice de absorción de agua (CAA, IAA), índice de solubilidad (ISA), viscosidad, rendimiento, humedad y textura de las masas y tortillas. Las HCO presentaron diferentes grados de gelatinización de acuerdo a los resultados de IAA, CAA, ISA y viscosidad. Las masas y tortillas obtenidas de las HCO, presentaron mayor humedad (58,25 a 53,62 g/100 g) que la HPT (52,67 g/100 g), resultando en un mayor rendimiento de tortilla, con buena textura. El contenido de proteína de las HCO fue de 8,51 a 8,23%, superior a la HPT (7,95%). El contenido de fibra fue mayor en las HCO comparado con las HPT y HC (P < 0,05). El calentamiento óhmico es una alternativa en la elaboración deHMN.

Chemical composition, water absorption capacity (WAC), water absorption index (WAI), water solubility index (WSI), viscosity, yield, moisture, and texture in flour and tortilla were determined in nixtamalized corn flour (NCF) obtained by ohmic heating (FOH), traditional process (FTP) and commercial (FC). The viscosity, CAA, WAI, and WSI showed that FOH had different degrees of gelatinization. Masa and tortilla from FOH showed higher moisture content (58.25 to 53.62 g/100 g) than FTP (52.67 g/100 g), presenting appropriated texture and higher tortilla yielding. The protein content of FOH was higher (8.51 to 8.23%) than FTP (7.95%). Dietary fiber content was higher in FOH compared to FTP and FC tortillas (P < 0.05). Ohmic heating is a new alternative to obtain NCF.

Palabras clave:

• Harinas de maíz nixtamalizadas
• calentamiento óhmico
• nixtamalización

Keywords:

• nixtamalized corn flour
• ohmic heating
• nixtamalization

Introducción

Las tortillas de maíz nixtamalizado han sido parte fundamental de la alimentación de diferentes culturas en América. En México forman parte básica de la dieta diaria, ya que proveen un 38,8% de proteínas, 45,2% de calorías y 49,15% del calcio que se consume diariamente en la dieta de los mexicanos (Bello-Pérez, Osorio-Díaz, Agama-Acevedo, Núñez-Santiago, & Paredes-López, 2002; Figueroa et al., 2001; Maya-Cortés et al., 2010; Trejo-González, Feria-Morales, & Wild-Altamirano, 1982; Waliszewski, Estrada, & Pardio, 2003).

La producción de tortillas se realiza a partir de maíz tratado mediante un proceso conocido como nixtamalización. La nixtamalización o proceso térmico-alcalino que consiste en la cocción alcalina del grano en un exceso de agua que contiene cal (1 a 2 g/100 g de maíz), se deja en reposo y posteriormente el maíz cocido, ahora llamado nixtamal, se lava. A continuación, el nixtamal se muele para producir masa fresca, a partir de la cual se pueden elaborar tortillas, obien, si la masa se somete a un proceso de secado y molienda, se obtiene harina de maíz nixtamalizado (HMN) (Bryant & Hammaker, 1997; Figueroa et al., 2001; Martínez-Flores, Martínez, Figueroa & González, 1998 y 2002).

Los industriales de las HMN basan su proceso en el método tradicional de nixtamalización, con ligeras modificaciones; han encontrado la manera de realizar el procedimiento de forma más rápida, variando presiones, temperaturas, y otros factores. Sin embargo, aún con estas modificaciones existen desventajas en el proceso, las cuales incluyen: el gran volumen de nejayote, “caldo de cal”, que es un residuo orgánico que contiene una alta concentración de sólidos solubles (2 al 11%) y un pH muy alcalino (Pfugfelder, Rooney, & Waniska, 1988a; Rosentrater, 2006), por lo que se ocasiona pérdida de nutrientes (Bressani, Paz, & Scrimshaw, 1958; Martínez-Bustos et al., 1996). Estas pérdidas en la producción pueden ser económicamente significativas a un fabricante por las bajas en el rendimiento, tratamiento de residuos y los costos de eliminación, además de la contaminación ambiental (Khan, Des Rosiers, Rooney, Morgan, & Sweat, 1982; Rooney & Serna-Saldívar, 1987; Serna-Saldívar, Gómez, & Rooney, 1990). Por todo lo anterior, los esfuerzos de las investigaciones deben estar ahora encaminados a encontrar alternativas de elaboración de HMN, con un sustento energético y ecológico, orientados a disminuir la generación de contaminantes, tener un mayor control tanto del proceso como del producto, así como una disminución del gasto energético y los tiempos de proceso.

Dentro de este contexto, el cocimiento óhmico (CO) es una tecnología emergente muy prometedora en la industria de los alimentos que podría reemplazar los procesos de cocimiento convencionales. El CO se produce cuando una corriente eléctrica alterna pasa a través de un alimento, provocando un aumento de la temperatura en su interior como resultado de la resistencia que ofrece el alimento al paso de la corriente eléctrica (efecto Joule). La cantidad de calor generado está directamente relacionada con la corriente y el voltaje eléctrico aplicado (Sastry & Fa-Li, 1996), por lo que para poder usar el CO en el procesamiento de algún alimento debe considerarse: la cantidad de agua y iones, la forma y tamaño de partícula, la viscosidad del alimento, entre otros (Camargo, Alves, Martins, & Vessoni, 2010). Existen un gran número de aplicaciones del CO en la industria de los alimentos, entre las cuales están escaldado, pasterización, esterilización, descongelación, evaporación, deshidratación, fermentación y extracción (Camargo et al., 2010; Halden, De Alwis, & Fryer, 1990; Simpson, Jiménez, Carevic, & Grancelli, 2007; Wang & Sastry, 1993). En el año 2003 había 19 industrias que usaban CO para sus procesos, siendo Japón, Italia, Grecia, Gran Bretaña, EEUU y México países pioneros en el desarrollo de éstas (Zell, Lyng, Cronin, & Morgan, 2009). Entre las distintas industrias que aplican este tratamiento, son especialmente destacables las que han sido desarrolladas para la esterilización en flujo continuo de frutas, zumos de frutas, sopas, salsas o huevo líquido, sin embargo no existen reportes de su uso en el procesamiento de HMN. Se han reportado ventajas del uso del CO en el procesamiento de alimentos respecto al calentamiento convencional, entre las cuales se encuentran: disminución de los tiempo de procesamiento, (lo cual permite que el alimento conserve su calidad nutrimental), la uniformidad del flujo de calor en el alimento (por lo que no existe sobrecalentamiento del producto), una eficiencia energética del 90%, y además es una tecnología amigable con el ambiente, ya que no se genera remanentes durante el proceso (De Hallux, Piette, Buteau, & Dostie, 2005; Kim et al., 1996; Skudder, 1988).

Sin embargo, al utilizar un nuevo proceso se hace necesario conocer su efecto en la calidad del alimento; lo indicado es encontrar las características particulares, que son identificadas como parámetros de calidad para la industria y el consumidor. Bello-Pérez et al. (2002) reportaron que la distribución de tamaño de partícula, pH, la capacidad de absorción de agua y la textura de la masa son las principales propiedades fisicoquímicas asociadas con la funcionalidad de las HMN; Quintanar-Guzmán, Jaramillo-Flores, Mora-Escobedo, Chel-Guerrero and Solorza-Feria (2009) mencionan además el perfil de viscosidad. Con base en lo anterior, el objetivo de la presente investigación fue caracterizar ycomparar las principales propiedades fisicoquímicas, químicas y funcionales de harinas de maíz obtenidas por CO, una HMN procesada de forma tradicional y una harina comercial y determinar si es posible el uso del CO en el procesamiento de HMN.

Materiales y métodos

Materia prima

Se usó un maíz comercial tipo dentado (Cargill 633, cosecha 2008). Se limpió con la finalidad de eliminar grano dañado, basura y cualquier tipo de contaminación. El procedimiento se efectuó con ayuda de una criba metálica con una abertura de 5 mm. El grano fue almacenado a 5°C, hasta su utilización.

Obtención de harinas de maíz nixtamalizadas por calentamiento óhmico

En la Tabla 1 se presentan los parámetros de procesamiento usados para la obtención de harinas de maíz nixtamalizadas por calentamiento óhmico. El maíz limpio, se molió en un molino Pulvex con malla 0,8 mm (Pulvex-200, cabezal de martillo, Pulvex, SA de CV, México, DF). El maíz molido semezcló durante 5 min (Kitchen Aid of 2 kg capacity, StJoseph, Michigan, USA), con 3 g de hidróxido de calcio grado alimenticio (Ca (OH)₂, El Topo, Monterrey, N.L, México) por cada 1 kg de maíz (base seca) (Fernández-Muñoz et al., 2002; Rodríguez et al., 1995). La mezcla maíz-hidróxido de calcio se acondicionó con la humedad correspondiente de acuerdo al tratamiento referido por el diseño de experimentos (450, 525 o 600 g de agua/kg de maíz) y se mezcló por 5 min más para homogenizar la muestra. Se utilizó un cocedor óhmico tipo batch con una capacidad total de 200 g, equipada con dos electrodos de acero inoxidable enlos extremos del sistema, con cuerpo y tapas aislantes de nylamid (Morales, 2007). Las muestras fueron calentadas óhmicamente hasta alcanzar la temperatura final planteada en el diseño de experimentos (70, 80, 90°C), aplicando el potencial eléctrico (V) necesario para que todas las muestras iniciaran con una potencia eléctrica de 1 W/g, esto de acuerdo a la Ecuación (1), que considera las propiedades eléctricas del alimento (De Hallux et al., 2005). En la Tabla 1 se presenta la energía total consumida durante el procesamiento de cada tratamiento, la cual varió de acuerdo a los parámetros de proceso aplicados (humedad y temperatura). Es importante señalar que aunque la energía total aplicada presentó ligeras diferencias éstas no fueron estadísticamente significativas. La temperatura se midió con un termopar tipo T aislado en vidrio colocado en el centro del cocedor óhmico, usando un controlador de temperatura (modelo 981, Watlow Electric Manufacturing Co., St Louis, MO). Se diseñó un programa de computadora basado en LabView (National Instruments, 2008) para monitorear el voltaje, la corriente, la potencia eléctrica y la temperatura.

Donde P es la potencia (W), V es el voltaje aplicado a través de los electrodos (V), R es la resistencia eléctrica (Ohm).

Tabla 1. Parámetros de procesamiento usado durante la obtención de harinas nixtamalizadas de maíz por calentamiento óhmico.
Table 1. Processing parameters used for the production of nixtamalized corn flour by ohmic heating.

Muestra	Humedad (g de agua/kg de maíz)	Temperatura (°C)	Energía (W*h)
HCO 450^1/70^2	450	70	7.47 ± 0.15 c
HCO 450/80	450	80	10.67 ± 0.25 b
HCO 450/90	450	90	11.66 ± 0.50 a
HCO 525/70	525	70	7.76 ± 0.15 c
HCO 525/80	525	80	10.60 ± 0.34 b
HCO 525/90	525	90	11.13 ± 0.30 a
HCO 600/70	600	70	7.37 ± 0.14 c
HCO 600/80	600	80	10.36 ± 0.05 b
HCO 600/90	600	90	11.66 ± 0.28 a
Nota: ^1Medias y desviación estándar de tres repeticiones. Medias con diferente letra en la misma columna son significativamente diferentes (P < 0,05). HCO: Harinas procesadas por calentamiento óhmico.
^2Humedad (g de agua/kg de maíz). ^3Temperatura (°C).
Note: ^1Means and standard deviation of three repetitions. Means with differentletter in the same column are significantly different (P < 0.05). HCO: Flours processed by ohmic heating; ^2Moisture (g of water/kg of corn); ^3Temperature (°C).

Una vez procesadas las muestras se secaron en un secador tipo flash (Secador Flash Tecnología de CINVESTAV- Querétaro, con capacidad de 50 kg/h), similar al que se usa en la industria de las harinas nixtamalizadas; a 270 ± 5°C de temperatura de la cámara, con un tiempo de residencia de 10 ± 5 s. Las harinas secas se molieron en un molino Pulvex (Pulvex-200, cabezal de martillo de 0,5 mm, Pulvex, S.A. de C.V., México, D.F.), con la finalidad de obtener el tamaño de partícula apropiado para HMN, según las normas mexicanas para la elaboración de tortillas (NMX-F-046-1980, 1980). Las muestras de harina procesadas por CO se almacenaron en bolsas de plástico en refrigeración para su posterior análisis.

Harinas de maíz obtenidas por el proceso tradicional

El maíz limpio (1 kg) se colocó en agua (3 L) y se le adicionaron 10 g de hidróxido de calcio grado alimenticio (Ca (OH)₂, El Topo, Monterrey, N.L, México), y se llevó a 92°C por 25 ± 5 min, posteriormente se dejó en reposo por 12 h. Pasado este tiempo se separó el agua de cocimiento (nejayote) y el nixtamal se lavó con 2 L de agua, con la finalidad de eliminar el exceso de cal.

El grano nixtamalizado se molió en un molino de piedras (FUMASA, mod. US-25) para obtener masa. La masa se secó y molió con las mismas características de las harinas procesadas por CO. La harina, se almacenó en una bolsa de plástico y refrigeración, para su posterior análisis.

Harina comercial

Se adquirieron en un centro comercial de Querétaro, Qro., tres paquetes de 1 kg de la harina comercial de la marca más usada en México (Lote 128803; Fecha de elaboración: Feb-2010). Las muestras de harinas fueron mezcladas parahomogenizar y posteriormente fueron almacenadas en bolsas de plástico a una temperatura de 4°C, hasta su análisis.

Caracterización fisicoquímica de harinas de maíz nixtamalizadas

Distribución del tamaño de partícula

Para determinar la granulometría de las harinas obtenidas se utilizaron los procedimientos descritos por Bedolla and Rooney (1984). El resultado se presenta como porcentaje en peso retenido en cada malla.

Índices de absorción y solubilidad en agua

Se determinaron de acuerdo al método descrito por Anderson, Conway, Pfeifer, and Griffin (1969).

Capacidad de absorción de agua

Para determinar este parámetro se utilizó la técnica propuesta por Arámbula, Barrón, González, Moreno, and Luna (2001). Se pesaron 0,250 kg de harina y se agregó agua con una bureta, mezclando manualmente, hasta obtener una consistencia adecuada; los resultados se reportan como L de agua/kg de harina.

Perfil de viscosidad

Se realizó de acuerdo a lo reportado por Mauricio et al. (2004) mediante un analizador de viscosidad (RVA Newport Scientific pty, Australia). El contenido de humedad de las muestras fue determinado y ajustado a 14% (base húmeda). Se usaron 4 g de muestra, adicionando agua destilada hasta obtener un peso total de 28 g. Se obtuvieron las curvas aplicando el ciclo de calentamiento y enfriamiento descrito a continuación: se inició a 50°C, permaneció a esta temperatura por un min, enseguida se elevó la temperatura a razón de 7,5°C/min hasta alcanzar 92°C, permaneció a esta temperatura durante 5 min y luego se enfrió (7,5°C/min) hasta 50°C, permaneció a 50°C durante 1 min y terminó la prueba a los 22 min. De la curva se obtuvo, la temperatura de pastificado (°C), la viscosidad máxima y la viscosidad final en Pascal por segundo (Pa · s).

Caracterización de masas y tortillas obtenidas de las harinas de maíz nixtamalizadas

Dureza y fuerza a la adhesión de la masa

La masa se moldeo con ayuda de un cilindro de plástico de 7,5 cm de diámetro y 1,9 cm de altura. La prueba se realizó utilizando una esfera de 1,27 cm de diámetro (TA-18) a una velocidad de 2 mm/s y una distancia penetración de 4 mm con un Texture Analyser TA-XT2 de 25 kg (Texture Technologies Corp., Scardale, N.Y./Stable Micro System, Godalming, Surrey, U.K.). Se registró la fuerza (N) requerida para lograr la penetración donde la parte positiva se registró como la dureza y la parte negativa como la adhesión (fuerza máxima generada cuando el dispositivo se desprende de la masa).

Rendimiento de masa

Se calculó con el valor obtenido de la capacidad de absorción de agua de la harina, sumándose una unidad; éste se reportó como kg de masa/kg de harina (Mauricio et al., 2004).

Elaboración de tortilla

Con la masa obtenida se troquelaron tortillas en una tortilladora manual de rodillos (Tortilladoras Gónzales, SA de CV. México), con un grosor de 1,2 mm y un diámetro 12,5 cm. Las tortillas se sometieron a cocción utilizando un comal metálico, a una temperatura de 270 ± 10°C con tiempos de cocimiento de 17 s por un lado, 50 s para la formación de la capa gruesa y 17 s para permitir el inflado. Se elaboraron 10 tortillas de cada tratamiento y esto se hizo por triplicado.

Rendimiento de tortilla y pérdida de peso

Se determinaron de acuerdo a lo reportado por Arámbula,Mauricio, Figueroa, González, and Ordorica (1999).

Tensión y corte en tortilla

Se eligieron al azar seis tortillas de cada tratamiento. Para la prueba de tensión se cortó una tira, en forma de probeta (“I”), de la parte central de la tortilla, evitando los bordes. Las dimensiones de la tira fueron 8,7 x 3,7 cm, y 1,5 cm en la parte delgada de la tira. La prueba de tensión se obtuvo utilizando el equipo Texture Analyzer TA-XT2, con el accesorio TA-65. Este accesorio consiste de unas pinzas de retención en las que se colocó la tira de tortilla y se sometió a tensión hasta lograr el rompimiento. De la curva resultante se obtuvo la fuerza máxima requerida (N). Lascondiciones de prueba fueron: velocidad 2 mm/s y una distancia de 15 mm. Para las determinaciones de corte se utilizó el mismo equipo con el accesorio TA-34, el cual es una cuchilla plana de 10 cm de largo por 4 mm de ancho. Para esta prueba se utilizaron las mismas tiras de tortillas utilizadas en las pruebas de tensión, realizando el corte enla parte central de la forma. Las condiciones para estaprueba fueron: velocidad 2 mm/s, distancia de compresión 15 mm. Se registró la fuerza máxima (N) requerida para el corte de la tortilla. Se realizaron seis mediciones por muestra (Arámbula et al., 2001; Mauricio et al., 2004).

Composición química de las harinas de maíz nixtamalizadas

Se analizó la composición química de las harinas instantáneas de maíz obtenidas por CO, nixtamalización, así como la comercial. La humedad, cenizas y el extracto etéreo de las harinas, se determinó de acuerdo a los métodos 934,01, 942,05 y 920,39 respectivamente de la AOAC (1990). El contenido de proteína cruda se midió utilizando el método 32,1, 22 AACC (2000). La fibra dietética total fue determinada usando el método reportado por Prosky, Nils-Georg, Schweizer, DeVries, and Furda (1988). Todas las mediciones se realizaron por triplicado. La determinación de lisina, se realizó de acuerdo a lo reportado por Tsai, Dalby, and Jones (1975) modificado por Galicia, Nurit, Rosales, and Palacios-Rojas (2009). El contenido de lisina se calculó en base con una curva estándar y se reportó de acuerdo al contenido deproteína. El contenido de calcio de las muestras fue determinado por medio de absorción atómica de acuerdo al método 968,08 AOAC (1990).

Diseño de Experimento y Análisis Estadístico

Se usó un arreglo factorial 2³, donde se incluyeron los factores de: Humedad (450, 525 y 600 g de agua/kg maíz) y temperatura final del proceso (70, 80, 90°C); estos rangos se obtuvieron de acuerdo a experimentos preliminares. Los tratamientos fueron hechos de manera aleatoria por triplicado. Se realizó un análisis de varianza (ANOVA), con el procedimiento del modelo lineal, así como comparación de medias mediante pruebas de rango múltiple de Tukey y se realizó un análisis de componentes principales para determinar los tratamientos que presentaron características similares a la harina del proceso tradicional y la comercial. Los datos se analizaron con Statistical Analysis System (SAS, 2008).

Resultados y discusiones

Propiedades fisicoquímicas de las harinas de maíz nixtamalizadas

Las propiedades fisicoquímicas de una harina permiten conocer su funcionalidad y determinar el uso al que se puede destinar. En la Figura 1, se presenta la distribución de tamaño de partícula (DTP) de las harinas obtenidas por calentamiento óhmico (HCO), harinas del proceso tradicional (HPT) y harina comercial (HC). En esta figura, se observa que no hubo diferencias significativas entre ellas (P < 0,05), presentando una finura tal que 75 g de cada 100 g de harina pasaron a través de la malla No. 60 USA (0,250 mm de apertura), por lo cual entran dentro de los rangos especificados por la NMX-F-046-S-1980 (1980). La DTP es uno de los criterios más utilizados para determinar el uso al que se destina una harina, aunado a que partículas finas contribuyen a desarrollar mayor flexibilidad y cohesividad en una masa destinada a la producción de tortillas (Bedolla & Rooney, 1984; Gómez, Waniska, & Rooney, 1991).

Figura 1. Distribución de tamaño de partículas de las harinas de maíz nixtamalizadas.

Figure 1. Particle-sized distribution of the nixtamalized corn flour.

La capacidad de absorción de agua (CAA), índice de absorción de agua (IAA), índice de solubilidad de agua (ISA) y la viscosidad son parámetros que reflejan el grado de cocción que presenta las harinas.

Los valores de CAA para las HCO, HPT y HC se muestran en la Figura 2. La CAA de las HCO presentaron un efecto significativo por la temperatura y la humedad, así como por la interacción entre estos parámetros (P < 0,001). El análisis de varianza muestra que las HCO procesadas a temperatura de 90°C y con humedades de 450, 525 y 600 g de agua/kg maíz, no presentaron diferencias significativas (P < 0,05) en su CAA con las HC (1,55 mL de agua/g de harina). Esto se debe a que la temperatura y la humedad son factores determinantes en los cambios ocasionados en el almidón, constituyente principal del maíz, el cual se ha relacionado con las propiedades fisicoquímicas, funcionales y nutricionales de los productos a base de este cereal (Agama-Acevedo et al., 2005). Martínez-Bustos, López-Soto, Zazueta-Morales, and Morales-Sánchez (2005) reportaron que al usar CO en el procesamiento de almidones pre-gelatinizados no se aplica una fuerza al corte por lo cual solo ocurre una lixiviación parcial de la amilosa. Por esta razón los componentes del almidón se degradan levemente, lo que hace que se presente una alta accesibilidad al agua, aunado a la uniformidad del calentamiento, que se presenta durante el uso del CO (Kim et al., 1996; Skudder, 1988). La HC fue la que presentó el valor más alto de CAA, lo que se debe a que están adicionadas con gomas que incrementan la CAA (Flores, Martínez, Salinas, & Ríos, 2002; Palacios-Fonseca, Vázquez-Ramos, & Rodríguez-García, 2009). Las HCO procesada con temperatura de 70°C no presentaron diferencias significativas respecto a la HPT. Flores et al. (2002) reportaron valores de CAA para HC de México, entre 1,35 y 1,2 mL agua/ g harina; las HCO están dentro de estos rangos, con excepción de la muestra procesada con una humedad de 450 g agua/kg de maíz y temperatura de 70°C.

Figura 2. Propiedades fisicoquímicas de HCO, HPT y HC.

Figure 2. Physicochemical properties of HCO, HPT, and HC.

El IAA de las HCO, presentó un efecto significativo por efecto de la temperatura y la humedad, y por la interacción entre éstos (P < 0,001). Las HCO mostraron diferencias significativas (P < 0,05) respecto a la HC y la HPT (Figura 2). Las HCO presentaron valores entre 3,5 y 4,6 g gel/g muestra, mostrando diferencias significativas entre la HPT(2,7 g gel/g muestra) y la HC (5,8 g gel/g muestra). Elvalor reportado de IAA para HC de México es entre 3,7 a2,1 g gel/g muestra (Flores et al., 2002) y para HC de Guatemala se reportan valores de 4,02 a 3,4 g gel /g muestra (Bressani, Turcios, Reyes, & Mérida, 2001). Los valores de las HCO se encuentran dentro de los rangos reportados en la literatura. El IAA es un parámetro de calidad de una harina y un indicador de rendimiento, que depende de la disponibilidad de grupos hidrofílicos y la capacidad para formar geles de las macromoléculas (Flores et al., 2002).

El ISA indica la cantidad de sólidos disueltos por el agua cuando una muestra se somete a un exceso de líquido y es un indicativo del grado de cocción de la harina (González, Gordon, Veloci, Torres, & Greef, 1991), lo cual corresponde con los resultados obtenidos, ya que la temperatura y la interacción entre ésta y la humedad presentaron un efecto significativo sobre este parámetro (P < 0,001). El ISA presentó diferencias significativas (P < 0,05) entre las harinas (Figura 2). Los valores de ISA de las HCO procesadas con temperaturas de 90°C y humedades de 525 y 600 g de agua/kg de maíz no presentaron diferencias significativas con la HPT. Durante el proceso tradicional el nixtamal es molido en un molino de piedras, lo que ocasiona fricción, por lo cual se producen cambios estructurales en el almidón (Campus-Baypoli, Rosas-Burgos, Torres-Chávez, Ramírez-Wong, & Serna-Saldívar, 1999; Gómez, Lee, McDonough, Waniska, & Rooney, 1992). En tanto, al usar CO el ISA se vio afectado por el efecto de las propiedades eléctricas de la muestra. Fa-De, Li-Te, Li, and Tatsumi (2004) reportaron una relación lineal entre la conductividad eléctrica y temperatura de una suspensión de almidón antes y después de gelatinización. Ellos concluyen que la disminución en la conductividad eléctrica en el rango de gelatinización es debido a un aumento en el tamaño del gránulo de almidón, por lo que se disminuye el movimiento de las partículas. Esto provoca que aumente laresistencia, lo que ocasiona cambios en la estructura del almidón, lo cual se ve reflejado en la disminución de viscosidad y una mayor solubilidad en agua (De Hallux et al., 2005).

Las HCO procesadas con humedad de 450 y 525 g de agua/kg de maíz y temperaturas de 70 y 80°C no presentaron diferencias significativas (P < 0,05) respecto a la HC. Se ha reportado que las HC están adicionadas con gomas, las cuales hacen que se tenga una mayor CAA e IAA y sean más estables a la solubilización en agua (Flores et al., 2002). Los valores reportados en la literatura son de 7 a 4,77 g/100 g en HC (Bressani et al., 2001), por lo que las HCO están dentro de los rango reportados, con excepción de la muestra procesada con una humedad de 450 g agua/kg de maíz y 90°C de temperatura. Las diferencias encontradas en la HCO procesada con humedad de 450 g agua/kg maíz y 90°C pueden ser debidas a la electroporación de la membrana del almidón, ocasionando una mayor lixiviación de los componentes del gránulo principalmente de amilosa. Esto podría ser deberse a un tiempo prolongado al campo eléctrico con poco agua (An & King, 2007; Camargo et al., 2010; Lima & Sastry, 1999; Palaniappan & Sastry 1991); sin embargo habría que realizar un estudio más profundo al respecto.

Por otro lado, y en relación a las pruebas de viscosidad, elpunto donde la curva de viscosidad cambia bruscamente de pendiente se conoce como temperatura de pastificado (TP); ésta fue afectada de manera significativa por la humedad (P < 0,005) y la temperatura (P < 0,001), así como por la interacción entre ambos parámetros. La TP de las HCO presentó diferencias significativas respecto a las HPT y HC (P < 0,05). Se observa que las HCO presentaron mayores TP. An and King (2006) reportaron un comportamiento similar al procesar arroz integral por CO a una temperatura de 100°C. El aumento fue directamente proporcional al tiempo de procesamiento, lo que concuerda con los resultados obtenidos, ya que las muestras procesadas con temperaturas de 90°C presentaron TP de 73,5–72,52°C en contraste con las muestras procesadas con temperaturas de 70 y 80°C que tuvieron valores de 72 a 71,45°C respectivamente, en tanto que la HPT presentó una TP de 70,7°C y la HC de 70,5°C (Figura 3).

Figura 3. Perfil de Viscosidad de harinas. (a), (b) y (c) Harinas procesadas con calentamiento óhmico, (d) Harina del proceso tradicional y harina comercial.

Figure 3. Viscosity profile of flour. (a), (b), and (c) Ohmic heating flour, (d) traditional process flour and commercial flour.

La viscosidad máxima (VM) es cuando ocurre un equilibrio entre el hinchado y la lixiviación del polímero dealmidón; la VM se ha asociado con la capacidad de atrapamiento de agua de las harinas y con la calidad de producto final que depende de la condiciones de procesamiento (Quintanar-Guzmán et al., 2009). Esto concuerda conlos resultados obtenidos, ya que la VM se vio afectada demanera significativa (P < 0,001) por la temperatura y humedad así como por su interacción. La Figura 3, presenta el perfil de viscosidad de las harinas, mostrando diferencias significativas (P < 0,05) entre las harinas evaluadas. Los resultados son el reflejo de las diferencias entre los mecanismos de calentamiento de los métodos empleados para obtener las harinas. En el CO la mezcla de maíz-agua se calienta de manera simultánea, generando internamente el calor por la potencia eléctrica aplicada (Sastry & Palaniappan, 1992), lo que ocasiona cambios estructurales en el almidón, dando como resultado una disminución de la viscosidad (Chaunier, Della, & Lourdin, 2007; Jiménez, Salazar, & Ramos, 2007). Es importante señalar que a pesar de que las HCO presentaron valores de viscosidad bajos en comparación con la HPT, esta disminución fue directamente proporcional al aumento de temperatura y de humedad, lo que indica que en el CO es posible tener un control del grado de gelatinización del almidón. La HPT fue la que desarrolló la mayor VM, ya que durante la nixtamalización la cocción se realiza con el grano de maíz entero, por lo que se tiene poco daño por el proceso térmico. Sin embargo en la molienda del nixtamal ocurren cambios en la estructura y propiedades del almidón por la fricción (Campus-Baypoli et al., 1999; Gómez et al., 1992). Se ha reportado que el almidón más cercano a la aleurona es el más afectado durante la nixtamalización (Gómez, Lee, McDonough, Waniska & Rooney, 1989; Paredes-López & Saharoplus, 1982). Palacios-Fonseca et al. (2009) reportan valores similares a los obtenidos en la HPT para harina nixtamalizada con tiempo de reposo de 7 h.

Gómez et al. (1991) señalaron que las HC son procesadas con bajas humedades y tiempos de reposo menores; esto concuerda con los resultados obtenidos para la HCO procesada con temperatura de 70°C y humedad de 450 g de agua/kg de maíz, que no presentaron diferencias significativas (P < 0,05) con las HC. Palacios-Fonseca et al. (2009) reportaron valores de VM para harinas comerciales similares a los encontrados en las HCO procesados con temperaturas de 80°C indistintamente de la humedad usada en el procesamiento de las harinas.

La viscosidad final (VF) es el parámetro más comúnmente usado para definir la calidad de una muestra particular, ya que indica la habilidad del material para formar una pasta viscosa o un gel después del cocimiento y enfriamiento, así como su comportamiento durante el almacenamiento. La HPT y la HC presentaron diferencias significativas con respecto a las HCO, con excepción de la HCO procesadas a temperatura de 70°C y humedad de 525 g de agua/kg de maíz, las cuales presentaron los valores más altos de VF (Figura 3). Sin embargo, las HCO presentaron menores valores de VF, lo que lo indica mayor estabilidad a la cocción y enfriamiento, por ende menor tendencia a la retrogradación, lo que proporcionaría tortillas más suaves al ser recalentadas (An& King, 2006), en comparación con las HPT y HC.

Propiedades fisicoquímicas de las masas obtenidas de las HCO, HPT y HC

La masa obtenida tras la molienda del nixtamal es una mezcla constituida de los polímeros del almidón (amilosa y amilopectina) intactos y parcialmente gelatinizados, partes del endospermo y lípidos, que forma una red compleja heterogénea dentro de una fase acuosa (Bello-Pérez et al., 2002; Gómez, Rooney, Waniska, & Pfugfelder, 1987; Pfugfelder, Rooney, & Waniska, 1988b). Por esto la calidad de una masa se verá reflejada en la humedad y textura de la masa (cohesión y adhesión), así como la facilidad para formar tortillas.

La Tabla 2, presenta los resultados de humedad de la masa (HM) obtenidos para las harinas de maíz. La mayor HM y por ende el mayor rendimiento lo presentó la HC, en tanto las masas obtenidas a partir de HCO presentaron valores entre 58,25 a 53,62 g/100 g, mayores a la HPT (52,67g/100 g). La HM obtenida de las HCO fue afectada de manera significativa por la temperatura (P < 0,001), presentando una correlación lineal con el aumento de ésta.

Tabla 2. Propiedades fisicoquímicas de masa obtenida a partir de HCO, HPT y HC.¹
Table 2. Physicochemical properties of dough obtained from HCO, HPT, and HC.¹

Tratamiento	Humedad (g/100 g)	RM^4	Dureza (N)	Fuerza a la Adhesión (N)
HCO 450^2/70^3	54,38 ± 1,03ef	2,10 ± 0,13 cd	1,24 ± 0,16a	0,19 ± 0,01b
HCO 450^2/80^3	55,43 ± 0,08de	2,30 ± 0.14abc	1,49 ± 0,15a	0,17 ± 0,02b
HCO 450^2/90^3	58,68 ± 0,18 b	2,40 ± 0.01 ab	1,47 ± 0,40a	0,21 ± 0,01ab
HCO 525^2/70^3	53,62 ± 0,11ef	2,20 ± 0.10bcd	1,36 ± 0,05a	0,22 ± 0,01ab
HCO 525^2/80^3	55,09 ± 0,42de	2,20 ± 0.01bcd	1,42 ± 0,10a	0,24 ± 0,01ab
HCO 525^2/90^3	58,12 ± 0,66bc	2,30 ± 0.01abc	1,61 ± 0,37a	0,21 ± 0,07ab
HCO 600^2/70^3	54,31 ± 0,09ef	2,20 ± 0.01bcd	1,67 ± 0,11a	0,25 ± 0,01ab
HCO 600^2/80^3	56,44 ± 0,06cd	2,25 ± 0.10bcd	1,73 ± 0,33a	0,29 ± 0,09ab
HCO 600^2/90^3	58,25 ± 0,89bc	2,35 ± 0.10abc	2,12 ± 0,30a	0,34 ± 0,01a
HPT	52,67 ± 0,08 f	2,00 ± 0.01 d	1,38 ± 0,05a	0,17 ± 0,03b
HC	62,52 ± 0,06 a	2,54 ± 0.01 a	1,44 ± 0,31a	0,28 ± 0,01ab
Nota: ^1Medias y desviación estándar de tres repeticiones. Medias con diferente letra en la misma columna son significativamente diferentes (P < 0,05). HCO: Harinas procesadas por calentamiento óhmico. ^2Humedad (g de agua/kg de maíz). ^3Temperatura (°C). HPT: Harinas del proceso tradicional. HC: Harina comercial. ^4RM: Rendimiento de masa (kg de harina/kg de masa).
Note: ^1Means and standard deviation of three repetitions. Means with different letter in the same column are significantly different (P < 0.05). HCO: Flours processed by ohmic heating. ^2Moisture (g of water/kg of corn); ^3Temperature (°C). HPT: Traditional process flour. HC: Commercial flour; ^4RM: Masa yielding (kg of flour/kg of masa).

Un aspecto critico en la calidad de la tortilla es la textura de la masa, la cual es modificada por diversos factores tales como la variedad del maíz, el tipo de endospermo, las condiciones de molienda y en gran medida por la homogeneidad, grado de hidratación de los granos y el grado de gelatinización del almidón (Bedolla & Rooney, 1984). La fuerza a la adhesión y la dureza fueron los parámetros de textura evaluados en la masa.

La Tabla 2 muestra los resultados obtenidos de dureza de las masas obtenidas por HCO, HPT y HC, las cuales no presentaron diferencias significativas (P < 0,05). Durante la nixtamalización tradicional, pequeñas cantidades de gránulos de almidón son gelatinizados durante la cocción y la mayor gelatinización se debió a la fricción durante la molienda. Éstadispersa los gránulos hinchados dentro de la matriz, queactúan como un pegamento para mantener unidas las partículas de la masa, haciendo que la masa tenga la textura adecuada para troquelar las tortilla (Bello-Pérez et al., 2002; Gómez et al., 1992). Sin embargo durante el procesamiento de harinas usando CO, la molienda con molino de piedras se omite, lo que sugiere que el CO es el que proporciona las características apropiadas para formar una masa con una textura adecuada. La humedad (P < 0,005) y la temperatura (P < 0,05) presentaron un efecto significativo sobre la dureza de la masa. Las harinas procesadas por CO con humedad de 600 g de agua/kg de maíz presentaron los valores más altos de dureza y fuerza a la adhesión; sin embargo, se logró procesar tortillas sin ningún problema.

La fuerza a la adhesión es la interacción que van a tener los componentes de la masa para poder formar una buena red, un material sin adhesión no presenta la consistencia adecuada para troquelar tortillas, y por el contrario masa demasiado adhesiva (chiclosa) no permite formar tortillas, ya que se pega al momento de troquelar, lo que no permitiría ser transportada al comal para su cocimiento (Arámbula et al., 2001). Este parámetro fue afectado de manera significativa por la humedad (P < 0,001). Las masas obtenidas de la HPT, la HC y las HCO no presentaron diferencias significativas (P < 0,05) en la fuerza a la adhesión, excepto las HCO procesadas a una humedad de 450 g agua/kg de maíz a una temperaturas de 70 y 80°C y la procesada con humedad de 600 g agua/kg de maíz con temperatura de 90°C (Tabla 2).

Propiedades funcionales de las harinas: Calidad de tortillas

Las propiedades funcionales de un alimento son aquellas, excepto las de tipo nutricional, que afectan la utilización de dicho alimento. La funcionalidad está basada en las propiedades fisicoquímicas resultantes de la interacción de los gránulos de almidón con agua bajo el efecto principal del tiempo y temperatura. Tales características pueden ser analizadas a través de la textura que el almidón imparte a los alimentos (Toro-Vázquez & Gómez-Aldapa, 2001). Las harinas nixtamalizadas de maíz, pueden ser destinadas a una gran variedad de usos, de acuerdo a sus propiedades funcionales, siendo el más tradicional la producción de tortilla. Una tortilla debe tener atributos de calidad que le permitirán ser aceptada por el consumidor. Como atributos de calidad de una tortilla puede considerarse: fácil de enrollar, suavidad al tacto, olor, sabor, textura y plasticidad. Tales atributos son el reflejo de un proceso adecuado. En la Tabla 3 se presentan los resultados de humedad, rendimiento, así como la fuerza al corte y a la tensión de las tortillas obtenidas a partir de las harinas; estos parámetros fueron afectados de manera significativa por la temperatura (P < 0,001) usada durante el procesamiento de las harinas por CO.

Tabla 3. Propiedades funcionales de las HCO, HC y HPT: tortilla.¹
Table 3. Functional properties of HCO, HC, and HPT: tortilla.¹

Tratamiento	Humedad (g/100 g)	RT^4	PPT^5	Tensión (N)	Corte (N)
HCO 450^2/70^3	42,10 ± 0,74ef	1,67 ± 0,06bc	19,86 ± 2,2a	1,91 ± 0,33a	12,54 ± 1,00a
HCO 450^2/80^3	44,85 ± 0,91cd	1,80 ± 0,01ab	20,45 ± 2,5a	1,60 ± 0,06ab	8,40 ± 0,39bc
HCO 450^2/90^3	47,80 ± 0,63b	1,87 ± 0,07a	21,02 ± 2,5a	1,21 ± 0,09bc	6,64 ± 0,16cd
HCO 525^2/70^3	44,59 ± 0,55cd	1,80 ± 0,03ab	18,52 ± 2,6a	1,40 ± 0,01c	7,34 ± 0,19cd
HCO 525^2/80^3	44,09 ± 1,04de	1,77 ± 0,06abc	19,21 ± 2,5a	1,66 ± 0,16 ab	9,84 ± 0,93bc
HCO 525^2/90^3	46,19 ± 0,95bc	1,83 ± 0,05ab	21,29 ± 3,3a	1,32 ± 0,33abc	5,55 ± 0,19d
HCO 600^2/70^3	44,29 ± 0,01cd	1,77 ± 0,03abc	19,37 ± 3,2a	1,42 ± 0,14abc	8,67 ± 0,54bc
HCO 600^2/80^3	46,05 ± 0,07bcd	1,79 ± 0,05abc	21,47 ± 3,4a	1,22 ± 0,06bc	7,82 ± 0,75bc
HCO 600^2/90^3	47,59 ± 0,11b	1,86 ± 0,03a	20,82 ± 2,4a	1,16 ± 0,04bc	7,25 ± 0,36cd
HPT	40,87 ± 0,15f	1,63 ± 0,01c	19,66 ± 2,4a	1,59 ± 0,13 ab	8,67 ± 0,14bc
HC	50,49 ± 0,38a	1,78 ± 0,01abc	27,07 ± 2,3a	0,82 ± 0,01c	5,35 ± 0,57 d
Nota: ^1Medias y desviación estándar con tres repeticiones. Medias con diferente letra en la misma columna son significativamente diferentes (P < 0,05). HCO: Harinas procesadas por calentamiento óhmico. ^2Humedad (g de agua/kg de maíz). ^3Temperatura (°C). HPT: Harinas del proceso tradicional. HC: Harina comercial. ^4RT: Rendimiento de tortilla (kg de tortilla/kg de harina). ^5PPT: Pérdida de peso de tortilla durante el cocimiento (g/100 g).
Note: ^1Means and standard deviation of three repetitions. Means with different letter in the same column are significantly different (P < 0.05). HCO: Flours processed by ohmic heating; ^2Moisture (g of water/kg of corn); ^3Temperature (°C). HPT: Traditional process flour. HC: Commercial flour; ^4RT: Tortilla yielding (kg of masa/kg of tortilla); ^5PPT: Weight loss during the tortilla cooking (g/100 g).

La humedad de las tortillas presentó una correlación directa con el rendimiento, así como con la textura de la misma, en las tortillas obtenidas con HCO; la humedad de tortilla (HT) incrementó de manera directa con la temperatura en las HCO. Las HCO procesadas con humedad de 600g de agua /kg de maíz y temperatura de 80 y 90°C, así como las muestras con humedades de 450 y 525 g de agua/kg de maíz, procesadas con una temperatura de 90°C no presentaron diferencias significativas con la HC (Tabla 3). El valor de HT de las HC fue de 50,2 g/100 g; esta mayor retención de humedad está relacionada con la adición de gomas y conservadores. En tanto que las HCO procesadas con humedad 450 g de agua/kg maíz y temperatura final de 70°C no presentaron diferencias significativas con la HPT (42,10 y 40,87 g/100 g respectivamente). Las HCO presentaron en general valores superiores a las obtenidas por el HPT; esto se debe a la presencia de gomas solubles, producto de hidrólisis de la hemicelulosa del pericarpio por la cal, que ayudan a una mayor retención de agua y a mejorar las propiedades de textura de la masa y la tortilla (Cabello-Briones, Iribarren, Castro-Rodríguez, Oliva, & Peña, 2000; Martínez, Mendoza, Reguera, Ortiz, & Martínez, 2001; Sefa-Dedeh, Cornelius, Sakyi-Dawson, & Ohene-Afoakwa, 2004; Trejo-González et al., 1982).

Un parámetro importante, desde el punto de vista comercial, es el porcentaje de pérdida de agua durante la cocción de la tortilla, ya que está directamente relacionado con el rendimiento (Arámbula et al., 2001), además de que es un reflejo de las interacciones entre los componentes de la masa que permiten retener el agua, produciendo tortillas más suaves al recalentarse. La Tabla 3 muestra los valores de pérdida de peso en la tortilla (PPT) durante su cocción. No hubo diferencias significativas (P < 0,05) entre los valores obtenidos de PPT, entre las harinas. La PPT elaboradas con HCO estuvo entre 21,47 a 18,52 g/100 g; en tanto que para la HPT fue de 19,66 g/100 g, y la HC presentó un 27,07 g/100 g. El valor de PPT, es un parámetro relacionado con la humedad de la masa, la temperatura y tiempo de cocimiento en el comal, sin embargo, hay que considerar que para poder comparar entre las harinas todas las tortillas fueron cocidas bajo las mismas condiciones, por lo que los resultados son consecuencia de las interacciones entre los componentes de la masa. Arámbula et al. (2001) mencionan que una PPT entre 20 y 16 g/100 g durante la cocción, producen tortillas con unatextura óptima; las tortillas obtenidas de las HCO se encontraron dentro de este rango. El rendimiento de tortilla estuvo directamente relacionado con la PPT y la CAA de la harina.

El análisis de textura, fuerza al corte (FC) y fuerza a la tensión (FT) de la tortilla simula la acción de los molares y el rompimiento con la mano respectivamente, las tortillas deben ser suaves pero a la vez tener la capacidad de resistir la humedad que se adiciona al momento de añadir algún guiso para hacer tacos. La FT (Tabla 3) en las tortillas mostró diferencias significativas entre los tratamientos (P < 0,05). El rango presentado de FT de las tortillas elaboradas con HCO fue de 1,91 a 1,16 N, la HPT de 1, 59 N y la HC de 0,82 N. Las tortillas obtenidas por CO con temperaturas de 70°C y humedad de 450 g de agua/kg de maíz, fue la que mostró la mayor FT (1,91 N), en tanto que las tortillas obtenidas de la HCO procesada con temperatura de 90°C y humedad de 600g agua/kg de maíz presentaron un valor de 1,16 N. Estos datos concuerdan con los resultados obtenidos CAA y HT, que presentaron las harinas. Un aspecto crítico en la textura de la tortilla es en gran medida la homogeneidad y grado de hidratación de los granos de maíz así como del grado de gelatinización del almidón (Bedolla & Rooney, 1984).

En la Tabla 3 se muestran los valores de FC de las tortillas, presentando diferencias significativas entre los tratamientos (P < 0,05). La HCO presentó un rango de FC de 12,54 a 6,64 N, las tortillas de HPT de 8,67 N y la HC de 5,35 N. Figueroa et al. (2001), reportaron valores de 14,2 a 9,19 N de FC para tortillas suaves, fáciles de morder, las tortillas obtenidas de las harinas procesadas por CO están dentro de estos rangos. Las HCO procesadas con 450, 525 y 600 g de agua/kg de maíz y a90°C de temperatura no presentaron diferencias significativas con las HC (P < 0,05), obteniendo tortillas más suaves, lo que pudiera estar relacionado con el tipo de procesamiento que ocasiona un cambio significativo en la estructura del almidón y la presencia de gomas solubles, que aumenta la afinidad por el agua dando como resultado tortillas con mayor contenido de humedad y por ende mejora la textura. De Hallux et al. (2005) reportaron que el CO no afecta la textura de los alimentos cuando se usa la temperatura apropiada y tiempos de procesamiento cortos.

Composición química de HCO, HPT y HC

El porcentaje de humedad en las HCO fueron de 4,9 a 3,1 g/100 g, las cuales presentaron diferencias significativas (P < 0,05) entre la HPT y la HC (8,2 y 10,4 g/100 g respectivamente) (Tabla 4). La norma oficial mexicana (NMX-F-046-S-1980, 1980) establece que las harinas instantáneas de maíz deben tener como máximo 11 g/100 g de producto, por lo que las HCO se encuentran dentro de este valor. Baja humedad en las harinas contribuye a tener una mayor vida de anaquel, debido a que retarda la rancidez de los lípidos y reduce la actividad enzimática; por otro lado, valores de humedad superiores a 12 g/100 g favorecen el desarrollo de microorganismos (Méndez-Alboreset al., 2004). Bressani et al. (2001) reportaron humedades para HC de 12,79 a 8,29 g/100 g.

Tabla 4. Composición química (%) de HCO, HPT y HC.¹
Table 4. Chemical composition (%) of HCO, HC, and HPT.¹

Tratamiento	Humedad	Proteína (N*6.25)	Extracto etéreo	Cenizas	FI^4	FS^5	FDT^6	CHO^7
HCO 450^2/70^3	4,1 ± 0,14 d	8,23 ± 0,01abc	3,94 ± 0,06bcd	1,33 ± 0,02ab	10,05 ± 0,16e	2,30 ± 0,04ef	12,35 ± 0,21e	70,05 ± 0,62abc
HCO 450^2/80^3	3,9 ± 0,14 de	8,36 ± 0,01abc	4,37 ± 0,06ab	1,33 ± 0,02ab	10,13 ± 0,01e	2,38 ± 0,04def	12,50 ± 0,03e	69,54 ± 0,37abcde
HCO 450^2/90^3	4,0 ± 0,07de	8,51 ± 0,05a	4,44 ± 0,10ab	1,21 ± 0,01c	11,40 ± 0,08abc	2,63 ± 0,11cde	14,02 ± 0,03cd	67,82 ± 0,28bcde
HCO 525^2/70^3	3,1 ± 0,01f	8,51 ± 0,03a	4,00 ± 0,07bcd	1,37 ± 0,01ab	11,29 ± 0,04bc	2,18 ± 0,05f	13,44 ± 0,09d	69,58 ± 0,28abcde
HCO 525^2/80^3	4,9 ± 0,07c	8.28 ± 0,16abc	4,09 ± 0,03bcd	1,33 ± 0,03ab	11,77 ± 0,22ab	2,78 ± 0,09bcd	14,55 ± 0,13bc	66,85 ± 0, 50c
HCO 525^2/90^3	3,6 ± 0,35def	8,47 ± 0,07ab	4,21 ± 0,40abc	1,18 ± 0,01c	11,85 ± 0,23ab	3,15 ± 0,18ab	14,99 ± 0,41ab	67,55 ± 1,75abc
HCO 600^2/70^3	3,1 ± 0,01f	8,22 ± 0,14abc	3,79 ± 0,04cd	1,38 ± 0,01a	10,59 ± 0,24de	2,40 ± 0,07def	13,53 ± 0,04d	69,98 ± 0,33 a
HCO 600^2/80^3	3,4 ± 0,21ef	8,27 ± 0,13abc	4,09 ± 0,03bc	1,37 ± 0,01ab	10,97 ± 0,33cd	2,94 ± 0,20bc	13,36 ± 0,25d	69,51 ± 0,89ab
HCO 600^2/90^3	3,1 ± 0,21f	8,27 ± 0,04abc	4,63 ± 0,07a	1,39 ± 0,01a	12,00 ± 0,01a	3,59 ± 0,19a	15,59 ± 0,19a	67,02 ± 0,74ab
HPT	8,2 ± 0,28b	7,95 ± 0,04c	3,42 ± 0,04d	1,30 ± 0,02b	6,43 ± 0,02f	2,17 ± 0,04f	8,60 ± 0,06f	70.53 ± 0,62d
HC	10,3 ± 0,21 a	8,04 ± 0,09bc	3,94 ± 0,06bcd	1,19 ± 0,02c	3,83 ± 0,10g	1,47 ± 0,01g	5,30 ± 0,04f	71,23 ± 0,59e
Maíz	10,2 ± 0,32	8,62 ± 0.21	4,56 ± 0,12	1.08 ± 0.08	10,35 ± 0,10	1,15 ± 0,04	11,50 ± 0,14	75,44 ± 0,19
Nota: ^1Medias y desviación estándar tres repeticiones. Medias con diferente letra en la misma columna son significativamente diferentes (P < 0,05).Todos los datos están calculados en peso seco de harina excepto el contenido de humedad. HCO: Harinas procesadas por calentamiento óhmico.
^2Humedad (g de agua/kg de maíz). ^3Temperatura (°C). HPT: Harinas del proceso tradicional. HC: Harina comercial. ^4FI: Fibra insoluble. ^5FS: Fibra soluble. ^6FDT: Fibra dietética total. ^7CHO: Carbohidratos calculado por diferencia.
Note: ^1Means and standard deviation of three repetitions. Means with different letter in the same column are significantly different (P < 0.05). All units are calculated based on the dry weight of flour except for moisture content. HCO: Flours processed by ohmic heating. ^2Moisture (g of water/kg of corn); ^3Temperature (°C) HPT: Traditional process flour. HC: Commercial flour; ^4FI: Insoluble fiber; ^5FS: Soluble fiber; ^6FDT: Total dietary fiber; ^7CHO: Carbohydrates calculated by difference.

El valor nutritivo de un alimento depende tanto del contenido de nutrientes como de la biodisponibilidad de éstos al organismo; el maíz, como todos los cereales, es deficiente en proteínas; sin embargo, se ha demostrado que a pesar de que durante el proceso térmico alcalino se tiene perdida de algunos nutrientes, también se producen cambios químicos que hacen que el valor nutricional de las proteínas aumente, al incrementarse la disponibilidad de la lisina y triptófano considerados como aminoácidos esenciales; de este modo las tortillas tienen mayor calidad nutricional comparadas con el maíz crudo (Bressani et al., 1958; Gómez-Aldapa, Martínez, Figueroa, Ordorica, & González, 1996; Martínez-Bustos et al., 1996; Pflugfelder et al., 1988a). La Tabla 4 muestra el contenido de proteínas de las HCO, HPT y HC. El contenido de proteínas en las HCO presentó diferencias significativas (P < 0,05) comparado con las HPT (8,80%), las cuales fueron obtenidas con el mismo maíz. Figueroa et al. (2001) y Muñoz-Hernández et al. (1999) reportaron que durante la nixtamalización se pierden proteínas solubles en el agua de lavado o nejayote, principalmente del pericarpio, germen y de la capa de células aleuronas que es parcialmente destruida. Ellos obtuvieron resultados similares en tortillas elaboradas con HPT y una harina integral. Bressani et al. (2001) reportaron valores de 8,11 a 6,68% en HC. Flores et al. (2002) reportaron valores de 10,49 a 9,2% para HC de México. Las variaciones encontradas entre la HPT y las HCO respecto a la HC se deben principalmente al genotipo de maíz usado para obtener las harinas.

Las HCO presentan valores de extracto etéreo de 4,63 a 3,94%, la HC de 3,78% mientras que la HPT presentó un 3,42%. Martínez-Flores, Garnica-Romo, Romero, and Yahuaca (2006) reportaron una disminución lineal en el contenido de extracto etéreo respectó al contenido de hidróxido de calcio usado durante el proceso de nixtamalización. Ellos asocian esta disminución en el contenido de lípidos a la pérdida de los mismos durante la cocción y el reposo del maíz o bien a que los lípidos pueden reaccionar con los iones de calcio para formar materiales in-saponificables que no se pueden extraer de manera eficiente con el disolvente utilizado. Gutiérrez-Dorado et al. (2008) reportaron valores de 4,8% para HPT y para una HC de 5,1%. Los resultados encontrados en las HCO respecto al extracto etéreo concuerdan con lo reportado en la literatura en procesos en donde se usa el grano de maíz integral (Figueroa et al., 2001; Gutiérrez-Dorado et al., 2008).

El contenido de cenizas mostró diferencias significativas (P < 0,05) entre los tratamientos (Tabla 4). Los valores para las HCO variaron de 1,39 a 1,18%; en tanto que para la HPT y la HC se obtuvieron valores 1,30 y 1,19% respectivamente, valores similares fueron reportados por Bressani et al. (2001). El contenido de cenizas está asociado con el contenido de minerales, en especial el calcio. Las HCO fueron adicionadas con un 3 g de hidróxido de calcio/kg de maíz; Gómez-Aldapa, Martínez-Bustos, Figueroa, and Ordorica (1999) reportan valores de 1,43% para tortillas obtenidas por el proceso tradicional y 1,5% para tortillas elaboradas con harinas extrudidas adicionadas de 2.5 g de cal/kg de maíz. Gutiérrez-Dorado et al. (2008) reportan valores cenizas de 1,8% para harinas obtenidas por el proceso tradicional, 1,9% para harinas obtenidas por extrusión adicionadas de 2.1 g cal/kg demaíz y de 1,7% en una harina comercial. Los valores del contenido de cenizas reportados, corresponden con los resultados encontrados en harinas procesadas por CO.

Los contenidos de fibra dietaría total (FDT), soluble (FS) e insoluble (FI) de las harinas se muestran en la Tabla 4. El contenido de FDT de las HCO mostraron valores superiores (15,59 a 12,35 g/100 g) (P < 0,05) en relación con la HPT (8,60 mg/100 g) y la HC (5,30 mg/100 g). Esta diferencia se debe a que en las HCO el maíz se usa de manera integral, en tanto que durante el proceso tradicional de nixtamalización se pierde de 12 a 2 g/100 g de sólidos, en donde la mayor parte corresponde al pericarpio (Fernández-Muñoz et al., 2002; Pflugfelder et al., 1998a). Los valores de FDT concuerdan con lo reportado para harinas obtenidas por extrusión, en donde el grano se usa de manera integral (Gutiérrez-Dorado et al., 2008). Sánchez-Castillo, Dewey, Solano, Tucker, and James (1994) reportaron valores para FDT, FI y FS para harina nixtamalizada de uso urbano de 6,5, 5,3 y 1,1 g/100 g respectivamente; en tanto que Palacios-Fonseca et al. (2009) reportan valores de 9,03 a 7,74 g/100 g de FDT; 7,79 a 6,04 de FI y de 1,7 a 1,24 g/100 g de FS para HC y una disminución de la FDT respecto al tiempo de reposo en HPT.

Paredes-López, Guevara, and Bello (2006) reportan que el proceso térmico-alcalino aumenta el almidón resistente, el cual es considerado como fibra, lo cual corresponde con los resultados obtenidos para las HCO, en donde el contenido de fibra aumenta con la temperatura. El incremento de FI en las HCO es un beneficio, ya que FI no es digerible en el intestino delgado, y un mayor contenido contribuye a retener más agua y a incrementar la motilidad intestinal (Martínez-Flores & Figueroa, 2008). Paredes-López et al. (2006) mencionan que parte de la FS, es fermentada en el colon por la microflora intestinal produciendo ácidos grasos de cadena corta.

Además de los beneficios a la salud que aporta la fibra en las HCO, ésta tiene efecto en las características reológicas y mecánicas de la masa y la tortilla (Martínez-Bustos, García, Chang, Sánchez-Sinencio, & Figueroa, 2000) lo que concuerda con los resultados obtenidos.

En la Tabla 4, se observa el contenido de carbohidratos. Las HCO presentaron menor contenido de carbohidratos respecto a la HPT y la HC, estas diferencias se deben a que las HCO, presentaron mayor contenido de FDT, ya que el maíz fue procesado con pericarpio, en tanto que en las HPT y HC éste se pierde durante el procesamiento. Esto indica que una tortilla obtenida de las harinas procesadas por CO tendrá un menor aporte calórico respecto a las tortillas obtenidas de las HPT y HC.

En la Tabla 5 se presentan los resultados de contenido de calcio para las harinas. Las HCO presentaron valores entre 209,46 a 198,43 mg/100 g, mientras que la HPT 235,51 mg/100 g y la HC 95,13 mg/100 g. Se ha reportado que la nixtamalización del maíz incrementa significativamente el calcio respecto al contenido del maíz sin tratar (Paredes-López & Saharopolus, 1983; Trejo-González et al., 1982). El contenido de calcio en las harinas depende de varios factores tales como la cantidad de Ca(OH)₂ agregado, la temperatura de ebullición y la intensidad del proceso de lavado para eliminar el exceso de cal del nixtamal (maíz cocido) (Gómez-Aldapa et al., 1996; Pflugfelder et al., 1988b). Sin embargo en el presente estudio las diferencias encontradas se deben a la cantidad de Ca(OH)₂ incorporado en cada proceso. En la HPT se adicionó 10 g de cal/kg de maíz, reteniendo sólo unacuarta parte (235,51 mg/100 g), en tanto que las HCO fueron adicionadas con un 3 g de cal/kg de maíz reteniendo eltotal del Ca(OH)₂ incorporado en el proceso (209,46 a 198,43 mg/100 g). Este es un beneficio importante al usar CO, ya que se usa sólo la cantidad de Ca(OH)₂ necesaria para nixtamalizar el maíz, lo que sugiere que la adición de calcio puede ser controlada de una manera adecuada. El contenido de calcio en las HCO se encuentra dentro de los rangos reportados por la literatura (Fernández-Muñoz et al., 2002; Flores et al., 2002; Gómez-Aldapa et al., 1999), con la ventaja de que no se generaron efluentes contaminantes y se aprovechó el grano en su totalidad. En cuanto a la HC, no se sabe con certeza la cantidad de Ca(OH)₂ usada durante su procesamiento sin embargo, por los resultados obtenido en el contenido de calcio (95,13 mg/100 g), es posible inferir que son adicionadas con un contenido menor del 1% de Ca(OH)₂ o bien debido a un lavado excesivo del grano después del grano nixtamalizado con la finalidad de obtener harinas más blancas (Figueroa et al., 2001).

Tabla 5. Contenido de calcio y lisina en HCO, HPT y HC.
Table 5. Calcium and lysine content of HCO, HPT, and HC.

Tratamiento	Calcio (mg/100 g)	Lisina^4 (%)
HCO 450^2/70^3	198,43 ± 0,10g	0,258 ± 0,01ab
HCO 450^2/80^3	199,87 ± 0,15fg	0,278 ± 0,0 ab
HCO 450^2/90^3	203,70 ± 0,11cde	0,245 ± 0,01ab
HCO 525^2/70^3	202,06 ± 0,13ef	0,259 ± 0,02ab
HCO 525^2/80^3	209,46 ± 0,16b	0,254 ± 0,01ab
HCO 525^2/90^3	205,53 ± 0,10cd	0,254 ± 0,02ab
HCO 600^2/70^3	202,85 ± 0,19def	0,270 ± 0,01ab
HCO 600^2/80^3	204,37 ± 0,15cde	0,260 ± 0,01ab
HCO 600^2/90^3	206,72 ± 0,15bc	0,254 ± 0,01b
HPT	235,51 ± 0,14a	0,268 ± 0,01ab
HC	95,13 ± 0,12h	0,284 ± 0,01a
Maíz	43,00 ± 0,10	0.256 ± 0,01
Nota: ^1Medias y desviación estándar de tres repeticiones. Medias con diferente letra en la misma columna son significativamente diferentes (P < 0,05). HCO: Harinas procesadas por calentamiento óhmico. ^2Humedad (g de agua/kg de maíz). ^3Temperatura (°C). HPT: Harinas del proceso tradicional. HC: Harina comercial. ^4Porcentaje respecto al contenido de proteínas, en las harinas libres de grasa.
Note: ^1Means and standard deviation of three repetitions. Means with different letter in the same column are significantly different (P < 0.05). HCO: Flours processed by ohmic heating; ^2Moisture (g of water/kg of corn); ^3Temperature (°C). HPT: Traditional process flour. HC: Commercial flour; ^4Percentage of protein content in fat-free flour.

Gómez-Aldapa et al. (1996) reportaron valores de calcio de 283 mg/100 g para tortillas obtenidas por el proceso tradicional y 222,75 mg/100 g para tortillas obtenidas por harinas nixtamalizadas por extrusión adicionadas de 0,25 g de cal/100 g. Maya-Cortés et al. (2010) reportaron valores de 105 mg/100 g en tortillas procesadas con 1,8 g de sulfato de calcio/100 g maíz, en tanto que al usar 1 g de cal/100 g de maíz obtuvieron valores de 162,98 mg/100 g, valores que están por debajo de los encontrados en las HCO. El tratamiento con cal tiene varias funciones, tales como controlar la vida de anaquel y aumentar el valor nutricional de las harinas (Rooney & Suhendro, 1999), ya que las tortillas son consideradas una fuente importante de calcio (Zazueta-Morales, Martínez, Jacobo, Odorica, & Paredes, 2002).

El contenido de lisina en las harinas se muestra en la Tabla 5. Las HCO presentaron un rango de 0,278 a 0,229% y éstas no presentaron diferencias significativas (P < 0,05) entre la HPT (0,268%) y la HC (0,284%). Coutiño, Vázquez, Torres, and Salinas (2008), no encontraron diferencias significativas en el contenido de lisina en maíz y las tortillas obtenidas una vez que éste fue nixtamalizado (0,25 en el maíz y 0,26% en la tortilla). Ellos explican que durante la nixtamalización parte del pericarpio, almidón y proteínas se solubilizan en el agua de cocción, de modo que hay una concentración de los componentes químicos restantes. Esto podría explicar que no existan diferencias significativas entre las HCO y la HPT, que se procesaron con el mismo maíz. Lasproteínas del maíz son de bajo valor nutricional si se compara con la proteína de origen animal. Esta deficiencia es el resultado de un desequilibrio en el contenido de lisina y triptófano, que son considerados aminoácidos esenciales (Huang et al., 2004). Se ha reportado que durante la nixtamalización incrementa la disponibilidad de estos aminoácidos, lo que beneficia a la nutrición de los consumidores (Paredes-López, Guevara, & Bello, 2006).

Análisis de componentes propiedades fisicoquímicas y funcionales de las harinas de maíz nixtamalizadas

Se realizó un análisis de componentes principales (ACP) y se observó que el componente principal 1 (CP1) y el componente principal 2 (CP2) explican el 79,7% de la variación de los datos. El CP1 presentó la mayor correlación positiva con el RT, HM, CAA e IAA variables que reflejan el grado de severidad del proceso por efecto de la temperatura. El CP2 fue el contraste de la humedad, ya que representa los parámetros asociados con las propiedades reológicas y de textura de las tortillas (VM, VF, FC y FT). Al graficar estos dos vectores se observó que se forman dos grupos definidos por efecto de la temperatura, la cual está directamente relacionada con la energía total consumida al usar CO. En el círculo de línea continua se observan las muestras procesadas con temperaturas de 70 y 80°C (Figura 4), mejores características de rendimiento de masa y tortilla respecto de la HPT. En el círculo punteado se observan las muestras procesadas con temperatura de 90°C indistintamente de la humedad usada y la HCO procesada con temperatura 80°C y humedad 530 g/kg de maíz, que presentaron menor PPT y mayor RT que la HC. Nótese también que la muestra procesada por CO con humedad de 450 g/kg de maíz y temperatura de 70°C fue la que presentó mayor similitud con la HPT (Figura 4). Por esto que es importante señalar que el CO permite obtener harinas con características similares a las obtenidas de manera tradicional o industrialmente, lo que representa una de las ventajas del uso de CO en el procesamiento de las harinas, ya que controlando la humedad y temperatura de procesamiento así como la potencia se pueden obtener harinas con las características fisicoquímicas y funcionales que se desean, sin que se vea afectada su calidad química.

Figure 4. Análisis de componentes principales para las HCO, HPT y HC. Nota: CP1 = Componente principal 1; CP2 = Componente principal2.

Figure 4. Principal components analysis for HCO, HPT, and HC. Note: CP1 = Principal component 1; CP2 = Principal component 2.

Conclusiones

Las HCO, la HC y la HPT no presentaron diferencias significativas en la distribución de tamaño de partícula. El índice de absorción de agua, índice de solubilidad de agua y la viscosidad de las HCO muestran que el grado de gelatinización puede ser controlado variando la humedad y temperatura de proceso. La HCO procesada con temperatura de 70°C, no presentó diferencias significativas (P < 0,05) en sus características fisicoquímicas y funcionales con la HPT. En tanto que, las HCO con temperaturas de 90°C y la HCO procesada con temperatura de 80°C con humedad de 525 g agua/kg de maíz, presentaron menor PPT por ende mayor rendimiento de masa y tortilla respecto a la HC, lo que sugiere que el calentamiento óhmico permite obtener harinas con diferentes rendimientos, de acuerdo al grado de gelatinización del almidón, sin que se vea afectada la textura de la masa y la tortilla.

Debido a que el CO es un sistema cerrado no hubo mermas en la cantidad de grasas y proteínas en las harinas, además de que se tiene mayor contenido de fibra dietética. El contenido de calcio de las HCO fue superior al que presentó la HC. Un aspecto importante del calentamiento óhmico es que permite variar de manera controlada el contenido de calcio de las harinas.

Podemos decir, que el calentamiento óhmico presenta un gran potencial para ser usado en el procesamiento de harinas de maíz nixtamalizado, además de no generar efluentes contaminantes y utilizar el grano de maíz integral, dando solución a los problemas asociados con esta industria.