El frijol negro como fuente de ingredientes funcionales
Dr. Luis Alfonso Mojica Contreras
CIATEJ
El frijol es rico en proteína, fibra dietaría, compuestos bioactivos y bajo en grasa. Mediante el aprovechamiento integral del frijol se pueden utilizar sus diferentes componentes para generar ingredientes funcionales como son los extractos ricos en compuestos fenólicos con potencial uso como pigmento natural y antioxidante, concentrado de proteína y extracto rico en carbohidratos que pueden utilizarse en formulación de alimentos. Los ingredientes funcionales generados a partir del frijol negro tienen potencial de ser utilizados por la industria de alimentos en la elaboración de alimentos funcionales.
Por otra parte, es sabido que, en las últimas décadas, la población mexicana ha experimentado un incremento en los niveles de sobrepeso, obesidad y diabetes tipo 2. Esta tendencia obedece a múltiples factores como la urbanización, el sedentarismo y cambios en estilos de vida que conlleva a disponer de menor tiempo para cocinar y promueve el consumo de alimentos procesados de fácil preparación sin lograr un balance adecuado entre lo que se come y la energía que se gasta. Aunado a esto, el consumo de frijol común que, a pesar de ser parte de la dieta tradicional del mexicano, ha disminuido dramáticamente debido a los largos tiempos de preparación y la sensación de inflamación que provoca su consumo, principalmente. Sin embargo, se sabe que el frijol común (Phaseolus vulgaris L.) contiene componentes con potencial biológico que podrían modular marcadores relacionados con obesidad y diabetes tipo-2.
Una estrategia para la reincorporación de estos componentes bioactivos del frijol en la dieta es en forma de ingredientes con potencial bio-funcional y tecno-funcional, lo cual podría revertir la tendencia a la baja del consumo de frijol en México. Estos ingredientes podrían ser utilizados en formulaciones alimenticias con el fin de mejorar su perfil nutricional y adicionar compuestos bioactivos, buscando no afectar las características sensoriales de los alimentos formulados.
Mediante el aprovechamiento integral de esta legumbre se pueden utilizar los compuestos fenólicos de la cascarilla, además de las proteínas, la fibra y la harina de frijol. Por medio de procesos térmicos se pueden generar ingredientes listos para ser utilizados y reducir los componentes antinutrimentales, especialmente aquellos que provocan inflamación, como los oligosacáridos. Como parte del aprovechamiento integral del frijol, en el grupo de trabajo, se han desarrollado ingredientes funcionales a partir del frijol negro, que incluyen un extracto de compuestos fenólicos rico en antocianinas, un concentrado de proteína de frijol y un extracto rico en carbohidratos.
Para el aprovechamiento de los compuestos fenólicos y antocianinas del frijol negro se realizó una optimización de la extracción y se evaluó la estabilidad y el potencial biológico del extracto rico en antocianinas recuperado por extracción con fluido supercrítico (SFE) y extracción con líquido presurizado (PLE). Los extractos de SFE mostraron buena estabilidad de almacenamiento a 4, 25 y 32°C e importante potencial antioxidante [DPPH IC50: 0.078±0.01mg C3GE/g cascarilla; ABTS IC50: 0.161±0.03mg C3GE/g cascarilla], además de potencial antidiabetes[α-amilasa IC50: 124.76±12.97mg C3GE/g cascarilla; α-glucosidasa IC50: 31.30±0.84mg C3GE/g cascarilla; dipeptidil peptidasa-IV IC50: 0.195±0.01mg C3GE/g cascarilla]. La extracción con fluidos supercríticos es un método eficiente para extraer antocianinas y otros compuestos fenólicos del frijol, incrementando su potencial biológico. Los extractos ricos en antocianinas de frijol negro pueden ser utilizados como pigmentos de origen natural en alimentos que, además, podrían proveer beneficios a la salud de los consumidores.
Para la generación de un concentrado de proteína de frijol se evaluó el efecto del tratamiento térmico por autoclave y extrusión, así como de la concentración por ultrafiltración. Se desarrolló una metodología para el descascarillado del frijol con una eficiencia del 96.5±0.1%. Como resultado final de los procesos de extracción y ultrafiltración, el rendimiento de los concentrados fue de 18.5±3.5-19.4±1.4%, con una recuperación de la proteína disponible de 41.7±3.6-56.3±0.8%. La concentración de proteína total en los concentrados se encuentra en el rango de 54±2.6-60.0±0.9. Los resultados para capacidad de absorción de agua fueron en un rango de 0.6-2.27g/g. La muestra con tratamiento por extrusión a 90°C mostró la mejor capacidad emulsionante con 971g de aceite emulsionado. Debido a su perfil tecno-funcional, los concentrados de proteína de frijol sometidos a tratamientos térmicos por autoclave y extrusión son una alternativa de origen vegetal para la formulación de alimentos.
Por otra parte, se generó un extracto de hidratos de carbono (EHC) de frijol, al cual se le evaluaron las propiedades químicas y tecno-funcionales después de procesarlo térmicamente. Los EHC procesados térmicamente presentaron una reducción en el contenido de α-galactooligosacáridos; concentraciones similares o superiores de proteína; y se mostró una ligera aparición de color café con respecto al control crudo. Los EHC generados mostraron una posible formación de almidón resistente tipo 3 que puede actuar en el organismo como fibra soluble y además buenas propiedades tecno-funcionales. Los extractos de hidratos de carbono de frijol se podrían utilizar como agentes espesantes en formulaciones alimenticias.
Bibliografía:
Alfaro-Diaz, A.; Urías-Silvas, J.E.; Loarca-Piña, G.; Gaytan-Martínez, M.; Prado-Ramirez, R; Mojica, L. (2021). Techno-functional properties of thermally treated black bean protein concentrate generated through ultrafiltration process.LWT – Food Science and Technology. 136 (2021) 110296.
Hsieh-Lo, M.; Castillo-Herrera, G.; Mojica, L. (2020). Black Bean Anthocyanin-Rich Extract from Supercritical and Pressurized Extraction Increased In Vitro Antidiabetic Potential, While Having Similar Storage Stability. Foods 9, 655.
Escobedo, A.; Loarca-Piña, G; Gaytan-Martínez, M.; Orozco-Avila, I; Mojica, L. (2020). Autoclaving and extrusion improve the functional properties and chemical composition of black bean carbohydrate extracts. Journal of Food Science. 85 (9), 2783-2791.
