TECNOLOGIA DE ALIMENTOS Acta Científica Venezolana, 52: 278–282, 2001 EVALUACION NUTRICIONAL DE SOPAS DESHIDRATADAS A BASE DE HARINA DE PLATANO VERDE. DIGESTIBILIDAD IN VITRO DEL ALMIDON. Emperatriz Pacheco de Delahaye Laboratorio de Bioquímica de Alimentos. Instituto de Química y Tecnología. Facultad de Agronomía, Universidad Central de Venezuela. Maracay Edo. Aragua, Venezuela. Código Postal 2105. E-mail: [email protected] Recibido: 26/09/00; Revisado: 13/12/00; Aceptado: 22/05/01 RESUMEN: Diversos trabajos de investigación indican que la harina de plátano verde (HPV) contienen una fracción considerable de almidón resistente que presenta efectos similares a la fibra dietética. Para diversificar el uso de esta fruta los objetivos del presente estudio fueron formular y elaborar polvos para sopas de simple y rápida preparación tipo crema deshidratadas de harina de plátano verde aromatizadas con hortalizas que aumentan la fibra dietética (ajoporro, cebolla, cilantro). El proceso aplicado fue deshidratación por secado en bandeja por circulación de aire. El plátano verde fue pelado, cortado y sumergido en agua con 0,1 % de ácido cítrico, y secado a 80Æ C por 3 horas y posterior molienda. Igual procedimiento se siguió para el ajoporro, la cebolla y el cilantro. Se probaron varias formulaciones para las cremas (50-63 % HPV). Las sopas contenían en base seca 50-63 % de almidón, 6,7 - 6,5 % de almidón resistente; 11,7-12 % de fibra dietética, proteína 6,5 a 6,9 % y se analizó el contenido de minerales. La viscosidad en relación 1:10 (peso/volumen) fue de 630670 cps. El estudio de la digestibilidad “in vitro” del almidón con amilasa pancreática porcina fue de 38 % y con una amilasa bacteriana la hidrólisis fue del 48 % al cabo de 6 horas, confirmando la resistencia de gránulos del almidón de plátano verde a la hidrólisis. En conclusión las sopas deshidratadas elaboradas por su bajo contenido de grasa, alto valor de fibra dietética, almidón resistente y la hidrólisis lenta del almidón pueden ser usados en regímenes especiales de alimentación y se diversificaría el uso potencial del plátano verde. Palabras clave: Plátano verde, almidón resistente, fibra dietética, digestibilidad, sopa. NUTRITIONAL EVALUATION OF GREEN PLANTAIN FLOUR AND VEGETABLE DEHYDRATED SOUPS. STUDY OF STARCH IN VITRO DIGESTIBILITY ABSTRACT: Previous works have shown that green platain flour (GPF) contains a considerable amount of resistant with similar effects to dietary fiber. In order to diversify the use of this fruit the purpose of present study was to formulate and elaborate powered, dehydrated, cream type soups with green platain flour flavored with vegetables (onion, coriander and leak) which increase the dietary fiber content of the preparation. Green platain was peeled, cut in medium size pieces and submerged in 0.1 % citric acid solution. The dehydration process was forced air-drying(80 Æ C), followed by milling. The same procedure was applied to the flavoring vegetables. To obtain the cream type soups various formulations were tried containing 50 - 63 % resistant starch, 11.7 - 12 % dietary fiber 6.5 - 6.9 % protein. The mineral content of the preparations is reported. Viscosity of 1:10 (w/v) soups was 630-670 cps. In vitro starch digestibility after 6 hours was 38 % with porcine amylase, increasing to 48 % if the enzyme was from bacterial origin, supporting previous results that suggest resistance to hydrolysis of green plantaing (GP) starch granules. In conclusion this study diversifies the use of GP and suggests that dehydrated GPF soups due to their high dietary fiber, resistant starch content and to the slow starch hydrolysis may be used in special nutrition regimes. Key Words: green plantain, resistant starch, digestibility, dietary fiber, soups. INTRODUCCION La deshidratación es un proceso calórico que presenta ventajas sobre otros sistemas de preservación de alimentos por su larga vida útil y la disminución en costos de almacenamiento y transporte. Uno de los alimentos deshidratados más representativos son las “sopas cremas deshidratadas” que se definen como productos elaborados que requieren la adición de agua y calentamiento corto para su preparación. En su formulación pueden emplearse cereales, leguminosas, verduras, carnes, aves, pescado, leche y derivados además de los condimentos4;14;17 , por lo que las sopas en polvo podrían ser un buen vehículo para ser enriquecidas con fibra dietética, por sus efectos fisiológicos en el organismo como disminución del tiempo de tránsito intestinal, reducción del nivel de colesterol y la reducción de determinadas enfermedades como cáncer de colon y diabetes1;5 . De la misma manera, es posible incrementar el contenido de almidón resistente definido como la suma de los almidones y productos de la degradación de almidones no absorbidos en el intestino delgado de individuos sanos y ser fermentado en el colon de forma similar a la proporción soluble de la fibra dietética6;7;15 . Los almidones resistentes han sido clasificados de acuerdo a su composición química en 3 tipos: almidón resistente tipo I, se refiere a un almidón retenido internamente en la estructura del alimento, se puede encontrar en granos y semillas parcialmente fraccionados, almidón resistente tipo II comunmente conocido como almidón nativo y se suele presentar en alimentos sometidos a tratamientos térmicos a baja temperatura, y se encuentra en forma de gránulos en el interior de la célula vegetal. El otro tipo corresponde al almidón retrogradado 279 Hidrólisis del almidón en sopas de plátano (tipo III); éste se forma después de tratamientos térmicos severos en condiciones de alta humedad y temperatura y consiste principalmente de amilosa15 . En la actualidad los almidones resistentes han generado un amplio interés en el ámbito mundial tanto por sus beneficios potenciales en la salud como por sus propiedades funcionales. Los estudios clínicos iniciales demuestran que los almidones resistentes tienen propiedades fisiológicas beneficiosas en humanos, pudiendo prevenir enfermedades5;17;19 . El almidón resistente puede ser considerado como un ingrediente funcional que aumenta la calidad de los alimentos21 . Los almidones de musáceas muestran una alta resistencia a la digestión tanto “in vitro” como “in vivo”8 . Estudios previos en ratas indican que la ingesta de harina de plátano verde (17 % de almidón resistente) puede reducir los niveles de colesterol y triglicéridos en sangre16 . Esta resistencia a la hidrólisis puede ser explicada por varios factores como grado y tipo de cristalinidad, contenido de amilosa, morfología del granulo del almidón y proceso calórico6;19 . En base a los estudios de investigación citados y tomando en cuenta que el plátano verde es de gran consumo en países del Caribe, Centroamérica y Venezuela, los objetivos del presente trabajo fueron, a) desarrollar un producto en polvo para sopas deshidratadas con harina de plátano verde y ajo porro como fuente de almidón resistente y fibra, estas últimas incrementadas por la adición de hortalizas; b) evaluar la composición química, la hidrólisis “in vitro” del almidón y obtener un producto de fácil manejo, almacenamiento y transporte, que diversificaría el uso potencial del plátano verde. MATERIALES Y METODOS Materiales Los plátanos verdes (Musa paradisiaca)y hortalizas fueron comprados en el Mercado Municipal de Maracay, Edo. Aragua, Venezuela. La leche descremada, aceite, sal y sopa comercial fueron adquiridos en supermercados. Las harinas para las sopas deshidratadas se prepararon en el laboratorio de Bioquímica de Alimentos de la Facultad de Agronomía de la Universidad Central de Venezuela. Preparación de las muestras La harina de plátano verde fue elaborada según el esquema de la Figura 1. donde se observa que luego de cortados de inmediato se sumergieron en una solución de ácido cítrico (1 %) de manera de evitar el oscurecimiento. Para obtener la harina de ajoporro, cebolla y la de cilantro los mismos fueron lavados, picados y secados en bandeja con aire circulante a 70Æ C durante 3 horas, posteriormente molidos, colocados en bolsas de polietileno selladas al vacío y almacenados a temperatura ambiente. Se realizaron pruebas sensoriales preliminares para escoger los porcentajes para las formulaciones, con los cuales se elaborarían las sopas por mezclado homogéneo de los ingredientes en forma de harina. Las formulaciones fueron las siguientes: Sopa 1: 60 g de harina de plátano verde; 10 g de leche descremada; 16 g de harina de ajoporro; 3 g de harina de cilantro; 5 g de aceite de girasol; 1 g de harina de cebolla; 5 g de sal. Sopa 2: 70 g de harina de plátano verde; 10 g de leche descremada; 7 g de harina de ajoporro, 3 g de harina de cilantro; 3 g de aceite de girasol; 1 g de harina de cebolla; 5 g de sal. Métodos Químicos Los análisis de humedad, proteína (Nx6,25), cenizas, grasa, almidón; fibra dietética soluble, insoluble y total, minerales (Ca, K, Fe, Mg, P) y azucares reductores fueron analizados aplicando los métodos oficiales de la A.O.A.C. (1990)2 . Se analizaron por triplicado a las sopa 1; sopa 2, sopa comercial la harina de plátano verde y harina de ajoporro. Para la hidrólisis del almidón se utilizó amilasa pancreática porcina (tipo VI-B) y una amilasa bacteriana (tipo XI-B) ambas de la casa Sigma Chemical Co., tomando muestras por triplicado y por separado a cada intervalo de tiempo. Se prolongo el tiempo de hidrólisis a 360 minutos y se determino la glucosa por el método de glucosa oxidasa/peroxidasa producida en la reacción empleando un kit de Sigma12 . El almidón resistente se determinó según9 : este análisis consiste en hidrolizar por triplicado la muestra molida con pepsina y después con una alfa amilasa pancreática porcina a 37Æ C. El residuo indigestible es recuperado por centrifugación, se dispersa con KOH 2N y se incuba con amiloglucosidasa a 60Æ C para su hidrólisis hasta glucosa. Por este método se cuantifican los almidones resistentes tipo II y tipo III. Los ensayos se realizaron con las sopas reconstituídas, como se señala mas adelante. La viscosidad se determino por el medio del viscosímetro de Brookfield, usando una aguja NÆ 4 a 60 rpm, al momento de hacer la medición por quintuplicado, la muestra se encontraba a una temperatura de 25Æ C. La preparación se obtuvo disolviendo 80g de sopa deshidratada en 500mL de agua y se cocinó a fuego lento durante 8 minutos. Se realizó un análisis de preferencia del producto a un panel de 30 consumidores en 5 formulaciones de sopas y se realizó una prueba de comparación por rango múltiple de preferencia por el método de Kramer. Del análisis de estudio de preferencia se escogieron las dos mejores sopas para los análisis químicos y físicos de la investigación. 280 Pacheco Plátano Verde Cebolla Ajoporro Cilantro Pelado Lavado Cortado en rodajas (2-3mm) Escurrido Adición de ácido cítrico 0,1 % Cortado Escurrir Secado en bandeja con circulación de aire (80Æ C 2 horas) Secado en bandeja 70Æ C 3 horas Molienda (Tamiz 0,1 mm) Molienda (tamiz 0,1 mm) Almacenamiento (Temperatura Ambiente) Almacenamiento (Temperatura Ambiente) Figura 1. Esquema tecnológico para obtener harina de plátano verde, ajoporro, cebolla y cilantro. Análisis estadístico Se aplicó un análisis de varianza de un diseño completamente aleatorizado de una sola vía para determinar si hay diferencias o no entre las dos formulaciones; para los resultados obtenidos de la evaluación química se aplicó la prueba de Duncan. RESULTADOS Y DISCUSION En el estudio nutricional de las sopas deshidratadas de plátano verde se realizó una comparación con una sopa comercial a base de vegetales mixtos y almidón de maíz modificado. En la tabla I se puede observar los resultados de la evaluación química, donde los parámetros humedad, proteina, almidón resistente, azucares reductores y fibra dietética soluble no presentaron diferencias significativas (p <0.05) entre las dos sopas formuladas. Las diferencias estadísticas fueron encontradas en el contenido de cenizas, fibra dietética insoluble y almidón; entre la sopa 1 y la sopa 2 la que tenía más harina de plátano verde (70 %) contribuyó para incrementar dicho carbohidrato. Los resultados de humedad (4,4 % a 4,6 %) de las sopas son bajos y se considera que son productos estables que pueden conservarse durante largos periodos de tiempo y presentan valores menores a los establecidos por las normas de calidad en Venezuela (COVENIN 2302-84), según las cuales en mezclas deshidratadas de caldos y sopas el contenido de humedad no puede ser mayor de 10 %. Un detalle que se puede resaltar es que la harina de ajoporro (HA) por contener un alto valor de fibra dietética insoluble fue determinante para que la sopa 1 que en su formulación tenía 16 % de HA, presentará más fibra insoluble (12,0 %) que la sopa 2 (8,8 %). El contenido de fibra de la sopa comercial fue mucho menor (3,4 %). El valor de fibra dietetica total (15,9 - 12,5 %) para las sopas 1 y 2 es alto en comparación a otros alimentos como cereales para desayuno y harina de maíz18 . Discusión aparte merece el aporte de almidón resistente de las sopas 1 y 2 tomando en cuenta estudios realizados previamente; el almidón de musáceas probó ser muy resistente a la hidrólisis por las amilasas digestivas in vivo, probablemente debido a la resistencia intrínseca de los gránulos de almidón del plátano verde8;9;16 , relación amilosa/amilopectina, y las condiciones del procesamiento, el cual fue moderado (a 80 Æ C) y probablemente se mantuvo la estructura nativa, lo cual permitiría clasificarlo como almidón resistente tipo II. En cuanto al contenido de minerales de las sopas se podría mencionar que puede ser fuente importante de potasio calcio y fósforo de acuerdo a publicaciones previas12 . Los valores de porcentaje de cenizas de las sopas están en el limite máximo exigido por la norma COVENIN 2302 que establece 16g/1. el contenido de grasa es menor en las sopas 1 y 2 que en la sopa comercial, lo cual es recomendable nutricionalmente por el hecho de bajar las grasas por aumento de la fibra dietética. La figura 2 muestra el comportamiento del almidón de plátano verde frente a la hidrólisis enzimática por la amilasa pancreática porcina y una amilasa bacteriana. Se observa que durante 6 horas solo se hidrolizó un 38-48 %, lo cual sitúa a las sopas en estudio como alimentos amiláceos de digestión lenta. Varios factores influyen en la hidrólisis in vitro de los almidones; en este trabajo, quizás el procesamiento es en parte responsable ya que posiblemente no se llevó a ca- 281 Hidrólisis del almidón en sopas de plátano Tabla I: Evaluación nutricional de sopas deshidratadas a base de harina de plátano verde, verduras y una sopa comercial. *g/100g Humedad Proteína Grasa Cenizas Almidón Almidón Resistente Fibra dietética soluble Fibra dietética insoluble Fibra dietética total Azucares Reductores Minerales (mg/100g) P: Ca: Fe: Mg: K: Sopa 1 4,40 0,50 a 6,80 0,30 a 6,52 0,35 a 10,40 0,88 a 50,40 1,23 b 6,70 0,21 a 3,95 0,35 a 12,04 0,81 a 15,99 a 4,08 0,80 a 26,7 1,8 25,7 2,1 0,68 0,01 16,2 0,80 230 12 Sopa2 4,69 0,45 a 6,53 0,40 a 3,15 0,12 b 6,04 0,22 b 63,20 1,10 a 6,54 0,30 a 3,75 0,40 a 8,84 0,55 b 12,59b 4,34 0,78 a 25,5 1,40 24,3 1,50 1,44 0,05 23,5 2,40 180 11 Sopa Comercial 6,61 0,4 8,20 0,5 10,1 0,8 6,20 0,02 70,8 2,4 0,80 0,00 0,50 0,02 3,40 0,40 3,9 5,40 0,40 HPV 5,47 0,90 3,80 0,20 0,31 0,0 2,00 0,10 81,30 2,0 14,04 1,2 1,02 0,50 7,41 0,40 8,43 1,27 0,15 19,63 1,9 0,55 0,01 1,26 0,04 26,05 1,00 260 10 HA 12,19 0,04 11,03 0,30 0,25 0,00 10,52 0,04 0,19 0,0 2,13 0,02 27,96 0,18 30,09 17,77 0,22 49,7 2,1 44,27 2,4 1,23 0,00 15,00 1,00 420 15 Letras diferentes en la misma línea horizontal indican diferencias significativas al nivel (p<0.05) HPV = Harina de plátano verde HA = Harina de ajoporro * = Base seca mica y reducción de la secreción de insulina y lípidos en la sangre1;10;20 . En cuanto al estudio de la viscosidad de Figura 3. Viscosidad (cps) de las sopas de harina de plátano y verduras comparada con una sopa comercial bo la gelatinización completa del almidón. También, la posible encapsulación de los gránulos de almidón del plátano verde, podría ser responsable de su baja digestibilidad. Resultados similares han sido publicados en ratas16 y humanos8 . Según la clasificación de los alimentos amilaceos basados en la digestión del almidón, los resultados confirman que corresponden a gránulos resistentes a la digestión6 . El almidón de la sopa comercial (maíz) fue más fácilmente hidrolizado (68 %-75 %), como era de esperar. En este experimento se compararon dos amilasas siendo la amilasa bacteriana más eficiente en hidrolizar el almidón de plátano verde. Actualmente existe un considerable interés sobre el significado nutricional de las formas resistentes de los almidones en los alimentos21 , ya que diversas investigaciones sugieren que alimentos de digestión lenta, con un índice glicémico bajo en la dieta de individuos sanos y pacientes con diabetes e hipolipidemia estan asociados con la reducción de la respuesta glice- Figura 2. Hidrólisis in vitro del almidón de plátano verde de sopas deshidratas y almidón de maíz de una sopa comercial. p = amilasa pancreática porcina b = amilasa bacteriana C = sopa comercial las sopas (figura 3), se compararon los valores obtenidos con la viscosidad de un sopa deshidratada comercial tipo crema de verduras. Las mismas se prepararon siguiendo las instrucciones en el empaque de la sopa comercial. El parámetro de la viscosidad es importante porque el público consumidor está habituado a una cierta consistencia en las sopas deshidratadas comerciales; por esta razón, en las formulaciones previas del presente trabajo fue el factor predominante para escoger las 2 formulas de sopas deshidratadas, teniendo en cuenta la evaluación sensorial aplicado en pruebas preliminares. El proceso calórico de deshidratación y posterior calentamiento influencia la ge- 282 Pacheco latinización del almidón y en consecuencia afecta la viscosidad de estos productos. Un comportamiento similar fue reportado por con harina de maíz instantánea18 . En conclusión, las sopas deshidratadas de harina de plátano verde y hortalizas son bajas en grasa y contienen un alto porcentaje de fibra dietética total y almidón resistente, y podrían ser recomendadas como un alimento para regímenes especiales de alimentación. Igualmente se demostró que es posible por un proceso tecnológico sencillo transformar y conservar por periodos de tiempo mayores el plátano verde en forma de polvos para sopas con muy baja humedad, y por la hidrólisis lenta del almidón en las sopas se podría diversificar el consumo de esta musácea. AGRADECIMIENTOS El autor agradece el financiamiento parcial del C.D.C.H. - U.C.V. al proyecto NÆ 01-37-3838-98, y la ayuda de la Técnico Gloria de Pinto. REFERENCIAS 1. Anderson, J. W., Smith, B. M. and Gustafson, N. J. Health benefits and practical aspects of high fiber diets. Am. J. Clin Nutr. 55: 12425 - 12475. 1994. 11. Guerrero, M., Escobar, B., Masson, L. y Mella, M. Composición química de harina de leguminosa cruda y precocida. Alimentos 8 (1): 3-10. 1983. 2. AOAC. ASSOCIATION OF OFFICIAL ANALYTICAL CHEMISTS. Official methods of analysis. Vol. 15 a edición. Washington D. C. 1990. 12. Holm, J., Bjorck, I., Ostrowska, S., Eliasson, A-C., G, Asp, N-G., Larson, K. and Lundquist, I. 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