Tecnologías alternativas: su aplicación en el procesamiento de cereales
Dra. Marcela Gaytán-Martínez
Posgrado en Ciencia y Tecnología de alimentos
Facultad de Química, Universidad Autónoma de Querétaro.
Dr. Eduardo Morales- Sánchez
Instituto Politécnico Nacional
Centro de Investigación en Ciencia Aplicada y Tecnología Avanzada, Unidad Querétaro
Los cereales son parte básica de la alimentación de la población mexicana y del mundo, y se consideran una fuente importante de carbohidratos de rápida digestión, así como fibra dietética y compuestos bioactivos. Sin embargo, son deficientes en aminoácidos esenciales, específicamente, en lisina y triptófano. Dentro de los principales cereales encontramos: el trigo, maíz, cebada, centeno y sorgo, entre otros.
El maíz es uno de los cereales de mayor consumo en nuestro país. México ha utilizado la nixtamalizaciónpara procesarlo. El término nixtamalización proviene del náhuatl, de los vocablos nextli que significa cenizas y tamali que significa masa de maíz.
La nixtamalización es una cocción termo-alcalina mayormente usada para procesar maíz, pero también se ha aplicado en otros cereales como el sorgo, trigo, etc. En este proceso, los granos se cuecen en una solución alcalina por 25 a 45 minutos y luego se dejan reposar (Ramírez-Araujo et al., 2019). Tradicionalmente, se usaban cenizas (cuanextle) o piedra caliza, pero actualmente el hidróxido de calcio es lo más usado (Santiago-Ramos et al., 2018). Los granos cocidos o nixtamal se lavan y el líquido de cocción, conocido como nejayote, se descarta junto con el agua de lavado.
El nixtamal se muele y la masa se puede consumir en una gran variedad de alimentos tradicionales como tortilla, sopes, gorditas, tostadas, etc. La nixtamalización produce una masa con propiedades reológicas y texturales especiales lo que le confiere la flexibilidad necesaria para darle forma a las tortillas, además de incrementar la digestibilidad del grano.
El proceso térmico-alcalino mejora la calidad nutricional respecto al maíz sin procesar, ya que aumenta la biodisponibilidad de hierro, niacina, lisina y triptófano del cereal, además de incrementar el contenido de fibra dietaría soluble (Paredes López et al., 2009). Los productos nixtamalizados se consideran una buena fuente de calcio que contribuye a prevenir la osteoporosis. Por otro lado, el tratamiento ancestral reduce el contenido de micotoxinas, incrementando la inocuidad de los alimentos elaborados (Santiago-Ramos et al., 2018).
Sin embargo, este procesamiento tiene algunas desventajas. El proceso tradicional es ineficiente en términos de energía y requiere un largo tiempo (8 a 16 horas). Además, utiliza aproximadamente 3 litros de agua por kilogramo de cereal, de la cual al menos el 50% se desecha como nejayote (García-Zamora et al., 2015). El nejayote tiene un pH alcalino, además una DBO (demanda biolquímica de oxígeno) y DQO (demanda química de oxígeno) de 14,219 ± 309 mg/L y 40,058 ± 82 mg O2/L, respectivamente (Valderrama-Bravo et al., 2015), lo cual lo hace altamente contaminante y difícil de tratar. Además, al desechar el caldo de cocción, se pierde hasta un 79% de materia seca, que incluye fibra dietética (celulosa y hemicelulosa), proteínas, lípidos, y también compuestos antioxidantes como carotenoides, antocianinas y ácido ferúlico (Escalante-Aburto et al., 2020).
Las desventajas mencionadas necesitan ser atendidas con tecnología sostenible, económicamente favorable y amigable con el ambiente. Esto es particularmente importante para las operaciones industriales y de producción de harina de masa o tortilla, las cuales generan una cantidad importante de residuos y utilizan mayormente energía no renovable. Estos retos han promovido una serie de investigaciones en México, a nivel piloto y laboratorio, para reducir el impacto ambiental de la nixtamalización.
Las tecnologías emergentes buscan asistir al proceso durante la etapa de calentamiento y reducir el tiempo de proceso. Se ha propuesto, diversas tecnologías para incrementar la eficiencia energética durante la nixtamalización como: la aplicación de radiación infrarroja, microondas, ultrasonido (Escalante-Aburto et al., 2020). Otras tecnologías son la termo-mecánica como la extrusión y el calentamiento óhmico las cuales permiten procesar el grano molido sin generar nejayote y con un tiempo de calentamiento reducido en hasta un 70% (Ramírez-Araujo et al., 2019).
Lo reportado hasta el momento ha mostrado que la extrusión es una tecnología prometedora para el procesamiento de nixtamal. Contreras- Jiménez et al., (2015) reportaron harinas nixtamalizadas con buenas propiedades reológicas y de absorción de agua, además de mantenerse como una buena fuente de calcio.
Menera-López et al. (2013) reportaron que, harinas obtenidas por calentamiento óhmico presentaron características reológicas o de comportamiento de la masa, similares al proceso tradicional. Las tortillas obtenidas por nixtamalización, usando calentamiento óhmico, han mostrado tener una buena biodisponibilidad de calcio y proteínas. Por otro lado, la electro-tecnología o calentamiento óhmico permite tener mayor contenido de fibra y compuestos antioxidantes (Ramirez-Jimenez et al., 2019).
Aunque las tecnologías emergentes son métodos alternativos que pueden llevar a cabo la nixtamalización, aun hace falta camino por recorrer para que alguna de las tecnologías e innovaciones mencionadas sea adoptada en la industria de la nixtamalización, tanto por pequeñas como grandes industrias. Hay un enorme interés en conservar a la nixtamalización como un proceso que nos identifica como país y que hemos heredado de nuestros antepasados y que ha sido un regalo para el mundo. El gran reto consiste en conservar las características nutricionales generadas por el proceso térmico alcalino (nixtamalización), pero solucionando, con las nuevas tecnologías como extrusión y calentamiento óhmico, los problemas que se tienen como el uso eficiente del agua y el cuidado al medio ambiente.
Referencias:
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Escalante-Aburto, A., Mariscal-Moreno, R.M., Santiago-Ramos, D., Ponce-García, N., 2020. An Update of Different Nixtamalization Technologies, and Its Effects on Chemical Composition and Nutritional Value of Corn Tortillas. Food Rev. Int. 36, 456–498. https://doi.org/10.1080/87559129.2019.1649693
García-Zamora, J.L., Sánchez-González, M., Lozano, J.A., Jáuregui, J., Zayas, T., Santacruz, V., Hernández, F., Torres, E., 2015. Enzymatic treatment of wastewater from the corn tortilla industry using chitosan as an adsorbent reduces the chemical oxygen demand and ferulic acid content. Process Biochem. 50, 125–133. https://doi.org/10.1016/j.procbio.2014.10.012
Ménera-López, I., Gaytán-Martínez, M., Reyes-Vega, M. L., Morales-Sanchez, E., & Figueroa, J. D. C. (2013). Physico-chemical properties and quality assessment of corn flour processed by a continuous ohmic heating system and traditional nixtamalization. CyTA-Journal of Food, 11(sup1), 8-14.https://doi.org/10.1080/19476337.2012.762692
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Ramírez-Jiménez A.K., Jorge Rangel-Hernández, Eduardo Morales-Sánchez, Guadalupe Loarca-Piña, Marcela Gaytán-Martínez, 2019. Changes on the phytochemicals profile of instant corn flours obtained by traditional nixtamalization and ohmic heating process. Food Chemistry. 276: 57-62.https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2018.09.166
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Valderrama-Bravo, C., López-Ramírez, Y., Jiménez-Ambriz, S., Oaxaca-Luna, A., Domínguez-Pacheco, A., Hernández-Aguilar, C., Moreno-Martínez, E., 2015. Changes in chemical, viscoelastic, and textural properties of nixtamalized dough with nejayote. LWT – Food Sci. Technol. 61, 496–502. https://doi.org/10.1016/j.lwt.2014.12.038
