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SEP TecNM
TECNOLÓGICO NACIONAL DE MÉXICO
INSTITUTO TECNOLÓGICO DE ACAPULCO
ELABORACIÓN Y CARACTERIZACIÓN DE GALLETAS CON
PROPIEDADES FUNCIONALES A PARTIR DE UNA MEZCLA DE
HARINA DE TRIGO, HARINA DE MALANGA ( Colocasia
esculenta L. Scott ) MODIFICADA Y HARINA DE MORINGA
( Moringa oleífera ).
TITULACIÓN INTEGRAL
TESIS PROFESIONAL
QUE PARA OBTENER EL TÍTULO DE:
INGENIERA BIOQUÍMICA
PRESENTA:
YAMEL IVONE SOLANO GARCIA
DIRECTORA DE TESIS:
DRA. DELIA ESTHER PÁRAMO CALDERÓN
ACAPULCO, GRO. DICIEMBRE 2017.
Investigación realizada en instalaciones de la Universidad del
Papaloapan - Campus Tuxtepec, bajo la dirección de la profesora
investigadora la Dra. Delia Esther Páramo Calderón, junto con la Co-
dirección del Dr. Alejandro Aparicio Saguilán.
AGRADECIMIENTOS
A Dios
Por siempre mantenerme de pie y llena de esperanza, por colocarme en una familia
que siempre me ha guiado, por ir iluminando mi vida con cada persona clave para
ser feliz.
A mis Papás
Gracias por siempre apoyarme en cada decisión de mi vida, sobretodo para concluir
esta etapa. Son mi fuerte.
A mis amigos
Cinthya y Shanik, por mantenernos siempre unidas y dar lo mejor en la carrera.
A mi familia
Gracias amor por apoyarme en todo aún con cada circunstancia. Gracias a Isabella
por portarse bien y hacerme más fuerte. Esto es para nosotros, pequeña familia.
Dr Alejandro y Dra Delia
Gracias por aceptarme, confiar y compartir sus conocimientos para lograr este
trabajo. Dra gracias por permitir una bonita amistad también.
Asesores
Gracias a mis asesoras por atender mi trabajo, brindarme su tiempo y orientarme
para el paso final.
CONTENIDO PÁG
ÍNDICE DE TABLAS ................................................................................................... ix
ÍNDICE DE FIGURAS .................................................................................................. x
ABREVIATURAS ........................................................................................................ xi
RESUMEN ................................................................................................................ xiii
ABSTRACT ................................................................................................................ xv
CAPITULO I
1.1 Introducción ............................................................................................................ 1
1.2 Planteamiento Del Problema.................................................................................. 5
1.3 Justificación ............................................................................................................ 6
1.4 Hipótesis ................................................................................................................. 7
1.5 Objetivos ............................................................................................................... 8
1.5.1 Objetivo General ................................................................................................. 8
1.5.2 Objetivos Específicos .......................................................................................... 9
CAPITULO II. ANTECEDENTES
2.1 Alimentos Funcionales ......................................................................................... 10
2.1.1. Definición De Alimento Funcional .................................................................... 11
2.1.2 Tipo De Alimentos Funcionales......................................................................... 13
2.1.3 Importancia De Los Alimentos Funcionales ...................................................... 15
2.2 Galletas ................................................................................................................ 23
2.2.1 Definición De Galletas ....................................................................................... 23
4.6.3 Almidón Resistente (AR) ................................................................................. 101
4.7 Contenido De Fenoles Totales (CFT) ............................................................... 102
4.8 Actividad Antiradical (AAr) ................................................................................. 104
4.9 Evaluación Sensorial ......................................................................................... 106
4.9.1 Color ................................................................................................................ 106
4.9.2 Olor .................................................................................................................. 107
4.9.3 Sabor ............................................................................................................... 108
4.9.4 Aceptabilidad General ..................................................................................... 109
CAPITULO V
CONCLUSIONES ..................................................................................................... 111
CAPITULO VI
RECOMENDACIONES ............................................................................................ 113
CAPITULO VII
BIBLIOGRAFÍA ........................................................................................................ 114
CAPITULO VIII
ANEXOS .................................................................................................................. 137
x
- 2.2.2 Tipos De Galletas
- 2.2.3 Composición Química De Las Galletas.............................................................
- 2.2.4 Materias Primas Para La Elaboración De Galletas
- 2.2.5 Proceso De Elaboración De Las Galletas
- 2.2.6 Galletas Enriquecidas
- 2.3 Malanga (Colocasia Esculenta L. Schott)
- 2.3.1 Generalidades Del Tubérculo............................................................................
- 2.3.2 Composición Química Del Tubérculo
- 2.3.3 Usos Y Aplicaciones Del Cultivo De Malanga En Productos Alimenticios
- 2.4 Moringa ( Moringa oleífera )
- 2.4.1 Generalidades De La Planta
- 2.4.2 Características Nutricionales De La Planta
- 2.4.3 Compuestos Bioactivos De Las Hojas De Moringa Oleífera
- 2.4.4 Usos Y Aplicaciones De Moringa En Productos Alimenticios
- 2.5 Almidón
- 2.5.1 Definición De Almidón
- 2 .5.2 Digestibilidad Del Almidón.................................................................................
- 3.1 Materia Prima
- 3.1.1 Obtención De Harina De Moringa
- 3.1.2 Obtención De Harina De Malanga
- 3.1.2.1 Tratamiento Hidrotermico
- 3.2 Elaboración De Galletas.......................................................................................
- 3.3 Reactivos Y Disolventes.......................................................................................
- 3.4 Metodología General Experimental
- 3.5 Determinaciones Analíticas
- 3.5.1 Composición Químico Proximal
- 3.5.2 Análisis Por Difracción De Rayos X (DRX)
- 3.5.3 Determinación De Digestibilidad De Las Galletas.............................................
- 3.5.4.2 Determinación Del Contenido De Fenoles Totales y Actividad Antiradical
- 3.5.5 Evaluación Sensorial
- 3.6 Análisis Estadístico
- 4.1 Composición Químico Proximal De Las Harinas CAPITULO IV. RESULTADOS Y DISCUSIÓN
- 4.2 Caracterización Estructural De Las Harinas
- 4.3 Formulación De Galletas
- 4.4 Composición Químico Proximal De Las Galletas.................................................
- 4.4.1 Humedad
- 4.4.2 Proteína
- 4.4.3 Lípidos
- 4.4.4 Cenizas
- 4.5 Caracterización Estructural De Las Galletas........................................................
- 4.5.1 Porcentaje De Cristalinidad De Las Galletas
- 4.6 Digestibilidad De Las Galletas
- 4.6.1 Almidón Total (AT)
- 4.6.2 Almidón Disponible (AD)
- Tabla 1. Composición químico proximal (g/100g) de algunos tipos de galletas ÍNDICE DE TABLAS
- Tabla 2. Clasificación de galletas de acuerdo a su composición química
- Tabla 3. Componentes principales de la harina de trigo............................................
- Tabla 4. Composición química de la harina de malanga
- Tabla 5. Propiedades funcionales de la harina de malanga a 25 °C
- Tabla 6. Contenido fenólico y ácido fítico de la harina de malanga...........................
- Tabla 7. Clasificación taxonómica de la Moringa oleífera
- Tabla 8. Contenido nutricional de las hojas de Moringa oleífera
- Tabla 9. Contenido de aminoácidos de las hojas de Moringa oleífera
- oleífera Tabla 10 Principales compuestos fenólicos identificados en las hojas de Moringa
- Tabla 11. Formulaciones de las galletas
- Tabla 12. Composición químico proximal de las harinas...........................................
- Tabla 13. Porcentajes de adición de harina de Moringa oleífera
- Tabla 14. Resultados de análisis proximales en galletas
- Tabla 15. Porcentajes de cristalinidad en galletas elaboradas
- Tabla 16. Contenido de almidón total (AT) en muestras de galletas elaboradas
- Tabla 17. Contenido de AD y AR en muestras de galletas elaboradas
- Tabla 18. Contenido de Fenoles Totales en galletas elaboradas
- diferentes formulaciones de galletas Tabla 19. Porcentajes de inhibición de la actividad del radical DPPH para las
- Figura 1. Diferentes tipos de galletas ÍNDICE DE FIGURAS
- Figura 2. Tubérculo de Colocasia esculenta
- Figura 3. Partes del árbol de Moringa oleífera
- Figura 4. Organización de la amilosa y amilopectina dentro del gránulo
- Figura 5. Estructura de Amilosa
- Figura 6. Estructura de Amilopectina
- estructuras cristalinas y amorfas Figura 7. Organización estructural del gránulo de almidón en relación a sus dos
- Figura 8 Patrones de difracción de rayos X para diferentes almidones
- Figura 9. Diagrama experimental
- ( Colocasia esculenta ) Figura 10. Patrones de difracción de la harina nativa y modificada de malanga
- Figura 11. Galletas elaboradas
- Figura 12. Patrones de difracción de las galletas elaboradas
- Figura 13. Gráfica de resultados del atributo color..................................................
- Figura 14. Gráfica de resultados del atributo olor
- Figura 15 Gráfica de resultados del atributo sabor
- Figura 16. Gráfica de evaluación sensorial
xi
ABREVIATURAS
AAr: Actividad anti radical
AF: Alimento funcional
AD: Almidón disponible
ADL: Almidón de digestión lenta
ADR: Almidón de digestión rápida
AGCC: Ácidos grasos de cadena corta
ANN: Annealing
ANOVA: ANalysis Of Variance: Análisis de varianza
AOAC: Association of Official Agricultural Chemists
AR: Almidón resistente
AT: Almidón total
C
1
: Control 1
C
2
: Control 2
CFT: Contenido de fenoles totales
CLA: Ácido linoleico conjugado
DRX: Difracción de rayos X
DPPH: 2,2-difenil- 1 - picrilhidrazilo
EAG: Equivalente de ácido gálico
ECNT: Enfermedades crónicas no transmisibles
ET: Equivalente de Trolox
EtOH: Etanol
xiii
RESUMEN
La mezcla de harina de trigo con harina de Colocasia esculenta y Moringa
oleífera constituye una alternativa que permite desarrollar una galleta con mejores
características nutricionales, ya que las hojas de moringa contienen todos los
aminoácidos esenciales y un contenido elevado de minerales, vitaminas y
compuestos fenólicos con propiedades antioxidantes, promoviendo así el consumo
de alimentos más saludables. Por otro lado, la harina de malanga ( Colocasia
esculenta L.) sometida a un proceso físico de Annealing y Tratamiento Calor-
Humedad (ANN + TCH) modifican la estructura del almidón presente, formando
fracciones resistentes o de lenta digestión. En la presente investigación se
elaboraron dos controles de galletas saladas tipo snack a base de harina de trigo
(H
T
), donde a una se le adicionó harina de malanga nativa (H M
) ( C
: 50% H
T
H
M
) y en el segundo control, se sustituyó por harina de malanga modificada (H MM
( C
: 50% H
T
+ 50% H
MM
); se incluyeron también cuatro formulaciones más, donde se
adicionó harina de Moringa oleífera (H MO
) a diferentes concentraciones ( F 1
: 3% H
MO
F
: 5% H
MO
; F
:7% H
MO
; F
: 10% H
MO
); las cuales mostraron que a mayor adición de
H
MO
menor fue el contenido de humedad (1.19 a 0.27 %) y lípidos (19.41 a 17.92 %),
aumentando el contenido proteico de 4.65 a 9.36%, y manteniendo el contenido de
cenizas ligeramente igual entre las 4 formulaciones (3.45 a 4.04 %). Las
formulaciones con mayor aceptabilidad en la evaluación sensorial fueron el C 1
, C
2
y
F
1
en nivel “me gusta”, dejando a F 2
como aceptable y a F 3
y F 4
en “me disgusta”.
xiv
Por otro lado se determinó que la harina modificada mantuvo el mismo patrón de
difracción tipo A en comparación con la harina nativa, mientras que todas las galletas
elaboradas mostraron un cambio de patrón a tipo B; y un porcentaje de cristalinidad
de 32 a 27 % en las diferentes muestras que contienen de mayor a menor porcentaje
de H MM
. La fracción de almidón total (AT) presentes en galletas elaboradas fue de 70
hasta 37 %; el contenido de almidón disponible (AD) presentó el mismo
comportamiento con valores de 57.5 a 26.1 %; así como el almidón resistente (AR)
con valores de 13.9 a 10.9 %, disminuyendo conforme disminuyó el porcentaje de
harina de malanga modificada en cada formulación. Para el contenido de fenoles
totales, se mostró un aumento significativo conforme aumentó la incorporación de
harina de moringa, así mismo fue el comportamiento para la actividad antirradical, a
mayor porcentaje de harina de moringa, mayor fue el porcentaje de inhibición del
radical libre.
xvi
different samples containing higher to lower percentage of H MM
. The total starch
fraction (AT) present in processed biscuits was 70 to 37%; the available starch
content (AD) presented the same behavior (57.5 to 26.1%); As well as resistant
starch (RA) (13.9 to 10.9%), decreasing as the percentage of malanga flour modified
in each formulation decreased. For the total phenol content, a significant increase
was observed as the moringa flour incorporation increased, as well as the behavior
for the antiradical activity, the higher percentage of moringa flour, the higher the
percentage of inhibition of the free radical.
CAPÍTULO I
1.1 INTRODUCCIÓN
La alimentación humana se define como un proceso voluntario, consciente y
educable. Una alimentación sana es fundamental para el crecimiento y desarrollo
intelectual óptimo en niños y adolescentes, asegura la energía suficiente para que
una persona tenga una actividad física vigorosa y un aprovechamiento óptimo de sus
capacidades cognitivas durante todo el ciclo de vida (Martínez & Villezca, 2003).
La definición de salud ya no está restringida a la ausencia de enfermedades,
sino que incluye el buen estado físico, mental y psicológico (FAO/WHO, 2003). Los
requerimientos energéticos de los seres humanos varían, pues dependen de factores
como la estatura, composición corporal, edad, ritmo de crecimiento, sexo, tipo de
actividad física, y condiciones fisiológicas o de salud en que se encuentre, por
ejemplo enfermedades, embarazo, lactancia, etc. Es reconocido que en los países
con deficiencia de suministro energético en niños y adolescentes, cesa el crecimiento
o es más lento de lo normal, hay pérdida de peso y disminuyen la capacidad de la
memoria e inteligencia (FAO/WHO, 2003).
El aumento de la urbanización ha ocasionado consecuencias en los
hábitos alimentarios y estilos de vida de la sociedad, los cuales no todos son
positivos (FAO/WHO, 2003). Los cambios en la dieta y en la actividad física se ha
denominado como “cambios nutricionales'' (“ nutrition transition” ). Las variaciones en
función de sobrevivencia y satisfacción del hambre, sino en el énfasis del uso de
alimentos para promover un buen estado de salud, que reduzcan el riesgo de
enfermedades (Bidlack et al ; 1998). Este tipo de alimentos han sido genéricamente
denominados alimentos funcionales. El marco de la nutrición óptima integran a los
denominados alimentos funcionales (AF) como un elemento más que persigue
mantener o mejorar la salud a través de la dieta, ya que su objetivo principal es
ayudar a reducir la incidencia de las denominadas “enfermedades de la civilización” o
del sobre-consumo alimentario (Carou, 2008).
Actualmente, existe una fuerte tendencia por parte de la población en
consumir alimentos que les permitan alcanzar o mantener su salud y bienestar. Sin
embargo, trabajos científicos ya han avalado algunos constituyentes de los alimentos
como ingredientes de interés para la salud: componentes derivados de las proteínas,
lípidos, oligosacáridos, minerales, vitaminas, antioxidantes, carbohidratos no
digeribles (almidón resistente, AR), almidón de digestión lenta (ADL), entre otros
(Gallego, 2010). Por lo tanto, la respuesta que la industria alimentaria ha dado a esta
demanda creciente ha sido mediante el desarrollo de los alimentos funcionales que
ejercen una acción beneficiosa sobre algunos procesos fisiológicos y/o reducen el
riesgo de padecer una enfermedad, pues ya se ha descubierto que muchos
productos alimenticios tradicionales, como las frutas, las verduras, la soja, los granos
enteros y la leche contienen componentes que también pueden resultar beneficiosos
para la salud (EUFIC, 2006).
Aunque es necesaria más investigación para entender los mecanismos a
través de los cuales, los alimentos proporcionan beneficios a la salud, los
conocimientos científicos disponibles actualmente, proporcionan evidencia sólida y
verosímil para tomar medidas de prevención (FAO/WHO, 2003). Por ejemplo; la
industria de panificación se encuentra entre las tres primeras industrias con mayor
nivel de producción, con un consumo per cápita de 33 kg anuales, incluyendo
galletas, dulces y pastelillos (AMEE, 2012). Por lo tanto, se pretende que en la
implementación de los nuevos cambios de hábitos, se disminuya la producción de
productos de panificación sin propiedades funcionales, sustituyéndolos por galletas
de cereal natural.
Un ejemplo es el árbol de moringa ( Moringa oleífera), que posee alto contenido
de proteína y cantidades significativas de todos los aminoácidos esenciales (Ayushy
Sachan et al; 2010), cuya harina obtenida a partir de las hojas ha sido utilizada en la
fortificación de varios productos comestibles. Por otro lado, la incorporación de
ingredientes como harinas modificadas con alto contenido de carbohidratos no
digeribles (AR) y de digestión lenta (en este caso, la harina modificada de malanga)
puede ser una propuesta de un alimento funcional; es por eso, que el presente
trabajo propone la elaboración de galletas a partir de harina de hojas deshidratadas
de Moringa oleífera en combinación con harina de Colocasia esculenta modificada,
con la finalidad de obtener un producto de fácil acceso, consumo y con alta
demanda, como lo son las galletas saladas tipo snak, con el objetivo de que tengan
mayor calidad nutricional y propiedades funcionales en comparación a los productos
tradicionales.
