Diseño de un alimento funcional enfocado en la reducción de índice glicémico elaborado con maíz y fríjol - Mejía-Terán, Adriana Luzely (Instituto Tecnológico de Costa Rica, 2024)
La prevalencia actual de enfermedades crónicas no transmisibles exige la promoción de dietas equilibradas. En consecuencia, materias primas de alto consumo, como el maíz, que tiene un valor cultural, y el frijol, con un alto valor nutricional, juegan un papel fundamental en la seguridad alimentaria y la nutrición, siendo clave en el diseño de nuevos alimentos. Esta investigación tuvo como objetivo desarrollar un alimento funcional a base de maíz y frijol, centrado en la reducción del índice glicémico, fundamentado en las interacciones entre almidón y proteína, así como sus propiedades tecnológicas, fisicoquímicas y sensoriales. Este estudio se dividió en dos fases, la primera, se enfocó en estudiar las harinas de maíz y frijol. Y la segunda, en el diseño de un alimento funcional enfocado en la reducción del índice glicémico, a partir de las harinas de estos productos. En la harina de frijol se evaluó el impacto del tamaño de partícula y de tres pretratamientos sobre el índice glicémico: deshidratado (D), remojo seguido de cocción y deshidratación durante 3 horas (RCD3), remojo seguido de cocción y deshidratación durante 24 horas (RCD24), y harina cruda (C). En el caso de la harina de maíz, se evaluaron las propiedades funcionales con diferentes tamaños de partícula en tres cultivares de importancia productiva en Colombia: Advanta, Leptra y Porva. La metodología de la primera fase abarcó la determinación del índice de absorción de agua (IAA), índice de solubilidad en agua (ISA), el contenido de amilosa, la digestibilidad del almidón, la estimación del índice glicémico (eIG) y propiedades reológicas de las harinas. Complementariamente, se cuantificó la composición fenólica del frijol y se determinaron la capacidad de retención de agua (CRA), el índice de actividad de emulsificación (IAE) y la concentración mínima de gelificación (CMG) del maíz. Los resultados mostraron que, para la harina de frijol, el IAA se correlaciona negativamente con ISA y amilosa, presentando diferencias estadísticamente significativas entre pretratamientos y tamaños. La liberación de glucosa difirió entre las fracciones finas (125 µm) y gruesas (242 µm), mientras que la fracción gruesa de RCD24, presento el eIG más bajo (22.8). RCD3 presentó la mayor concentración de flavonoides. RCD24 mostró módulos elásticos/viscosos más altos que C. Las harinas de todos los pre-tratamientos tuvieron un IG bajo con contenidos de polifenoles bioactivos tales como catequina, epicatequina, ácido ferúlico, quercetina. El tratamiento óptimo fue RCD24, particularmente en la fracción gruesa, que mostró potencial para el diseño de alimentos funcionales. En cuanto a la harina de maíz, los resultados revelaron diferencias en IAA y el ISA, entre los tamaños de partículas de las harinas de Advanta y Leptra, principalmente. Así mismo, se observaron diferencias en el contenido de amilosa entre los cultivares, sin diferencias entre los tamaños de partícula. En particular, no mostraron diferencias en el eIG entre sus fracciones. el cultivar Advanta (174.4 µm) presentó el eIG más bajo (32,21). Otros hallazgos incluyeron CRA de 1.93 g/g, IAE de 40.55 m2/g y CMG de 12%. La caracterización reológica indicó un comportamiento no newtoniano y pseudoplástico. Este estudio presentó una harina de maíz con alto contenido de almidón resistente-AR y bajo índice glicémico con propiedades funcionales. A partir de los resultados de la primera fase, se seleccionó la fracción gruesa de RCD24 y la harina de maíz Advanta para el diseño del alimento funcional, debido a que presentaron el menor eIG. A partir del análisis de las características tecno-funcionales, se seleccionó la matriz alimentaria y se determinó la formulación para la preparación de una galleta con diferentes proporciones de incorporación de harina (maíz:frijol): 85:15 (C:B15), 70:30 (C:B30), 55:45 (C:B45) y 40:60 (C:B60), tomando como control, la preparación de galletas usando harinas en un 100% de maíz (C) y trigo (W). Las galletas fueron evaluadas en términos de propiedades funcionales (eIG), nutricionales (cuantificación de aminoácidos y compuestos fenólicos) y sensoriales (perfil sensorial y análisis de textura instrumental). En esta fase, los resultados mostraron que la incorporación de harina de frijol redujo la hidrólisis del almidón, resultando en galletas clasificadas como alimentos de bajo IG (27.58-40.72). En las muestras C:B45 y C:B60 se destacaron los aminoácidos lisina y arginina, así como compuestos fenólicos como catequina, epicatequina, quercetina y ácidos fenólicos, que resistieron el proceso de horneado. La adición de harina de frijol aumentó la dureza de las galletas en comparación con C, mientras que la resistencia a la rotura de C:B45 fue similar a la de W. Los resultados de la perfilación sensorial indicaron que las muestras C:B45 y C:B60 no mostraron diferencias significativas en los descriptores en comparación con los controles (C-W). Según los parámetros analizados, la adición de hasta un 60% de harina de frijol logró un equilibrio entre las propiedades nutricionales, bioactivas y sensoriales de las galletas. Este estudio ofrece una guía para el desarrollo de una opción alimentaria sin gluten, con bajo índice glicémico y valor nutricional agregado.
Tesis (Doctorado en Ciencias Naturales para el Desarrollo con énfasis en Sistemas de Producción Agrícola) Instituto Tecnológico de Costa Rica, Universidad Estatal a Distancia, Universidad Nacional, Doctorado en Ciencias Naturales para el Desarrollo, 2024.
Keywords: Digestibilidad; Harina de maíz; Harina de frijol; Alimentos funcionales; Compuestos fenólicos; Propiedades reológicas; Valor nutritivo