Post on 19-Sep-2018
INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL
Centro de Desarrollo de Productos Bióticos
Departamento Académico
EFECTO DEL PROCESO DE NIXTAMALIZACIÓN
SOBRE EL CONTENIDO DE CAROTENOIDES EN
DIFERENTES HÍBRIDOS DE MAÍZ.
T E S I S
Que para obtener el Grado de
Maestría en Ciencias en Desarrollo de Productos Bióticos
PRESENTA
Aldo Rosales Nolasco
Directores de Tesis:
Dra. Edith Agama Acevedo
Dra. Natalia Palacios Rojas
Yautepec de Zaragoza, Morelos; Octubre 2014.
El presente trabajo se llevó a cabo en el Departamento de Desarrollo Tecnológico del
Centro de Desarrollo de Productos Bióticos del Instituto Politécnico Nacional bajo la
dirección de la Dra. Edith Agama Acevedo en el Laboratorio de Control de Calidad;
en el Laboratorio de Calidad Nutricional de Maíz del Centro Internacional de
Mejoramiento de Maíz y Trigo bajo la supervisión de la Dra. Natalia Palacios Rojas;
en el Laboratorio 18 de la Facultad de Ciencias Químico Biológicas de la Universidad
Autónoma de Sinaloa bajo la supervisión del Dr. Roberto Gutiérrez Dorado; y en el
Laboratorio de Calidad de Maíz del Instituto Nacional de Investigaciones Forestales,
Agrícolas y Pecuarias bajo la supervisión de la Dra. Gricelda Vázquez Carrillo. Para
la realización de los estudios se obtuvo el apoyo económico de la beca CONACyT
(417567) y de la beca del Programa Institucional de Formación de Investigadores. La
investigación fue realizada con el financiamiento económico del proyecto CONACyT
417567, del programa MasAgro y del programa Harvest Plus.
AGRADECIMIENTOS
El presente escrito es el resultado del trabajo y colaboración de muchas personas sin
las cuales no se habría podido realizar y quiero agradecerles sinceramente:
A la Comisión Revisora por sus valiosos comentarios y consejos durante el desarrollo
del proyecto.
A mi directora de tesis, Dra. Edith Agama, por su paciencia, comprensión y
disposición de ayudar y aconsejar en todo momento.
A mis compañeros de la generación de la maestría por el tiempo de convivencia y los
trabajos realizados en distintas materias y cursos, especialmente a Maribel García
Mahecha y a María Antonia Hernández Aguirre por su ayuda en todos los trámites y
sobre todo por su valiosa amistad.
A los profesores que durante los cursos de la maestría me dejaron grandes
enseñanzas: Dra. Kalina Bermúdez, Dra. Silvia Evangelista, M. en C. Roberto
Briones, M. en C. Isabel Cortés, Dr. José Luis Trejo, M. en C. Francisco J. García
Suárez, Dra. Gabriela Sepúlveda y Dr. Mario Rodríguez.
A la Dra. Gricelda Vázquez y su equipo de trabajo del INIFAP (Luz, Miguel y Lino)
por permitir el uso de sus instalaciones y por su guía en diversos experimentos.
Al Dr. Roberto Gutiérrez y a la M. en C. Julieta Espinoza por su ayuda y colaboración
durante las pruebas realizadas en la Universidad Autónoma de Sinaloa.
A la Sra. Reina Flores Corona por su experiencia y ayuda en lo elaboración de las
tortillas.
Agradecimiento especial a todos los miembros del Laboratorio de Calidad Nutricional
de Maíz del CIMMyT (en particular a Jorge González, Miguel Bojorges y Rubén
Basilio y Agustín Aguilar) por su gran ayuda en los años durante los que cuales
estuve cursando la maestría.
A quienes ya no forman parte del equipo de trabajo del CIMMyT: Octavio Custodio,
quien mostró disposición y auxilió en el análisis de carotenos y a Luis Galicia por sus
sugerencias y su valiosa colaboración en esta etapa, ya que todo fue más sencillo
gracias a su ayuda y que sigue colaborando con CIMMyT.
A la Lic. Elvia Sosa López y a la Lic. Vanessa Yañez Gálvez por su tremendo apoyo
en todos los trámites burocráticos.
A Aide Liliana Molina Macedo por su amistad y apoyo durante los recientes dos años
en lo que se desarrolló la tesis.
A Ana Sofía Medina Larqué porque apareció en un momento crucial y sin ella hubiera
sido muy complicado terminar con este proceso y sobretodo con el trabajo escrito.
A mis padres por su apoyo constante de toda la vida.
Y un agradecimiento muy especial a la Dra. Natalia Palacios, por las grandes
oportunidades y el apoyo que me ha brindado desde que la conocí, no solo fue
codirectora de la tesis, ha sido piedra angular en mi desarrollo profesional.
“Uno puede devolver un préstamo de oro, pero está en deuda de por vida con
aquellos que son amables”.
-Proverbio
I
ÍNDICE GENERAL
ÍNDICE GENERAL I
ÍNDICE DE FIGURAS III
ÍNDICE DE CUADROS V
RESUMEN VI
ABSTRACT VII
1. INTRODUCCIÓN 1
2. REVISIÓN DE LITERATURA 3
2.1 Maíz 3
2.1.1 Origen e importancia 3
2.1.2 Razas e híbridos en México 4
2.1.3 Producción y consumo en México 6
2.1.4 Estructura del grano 8
2.1.5 Composición química 11
2.1.6 Biofortificación de maíz 15
2.2 Carotenoides 15
2.2.1 Estructura 15
2.2.2 Fuente de carotenoides en la dieta 16
2.2.3 Deficiencia de vitamina A 17
2.2.4 Incremento en la concentración de carotenoides 18
2.2.5 Degradación de carotenoides 19
2.2.6 Efecto del secado y almacenamiento en los carotenoides del maíz 20
2.2.7 Efecto del procesamiento en los carotenoides del maíz 21
2.3 Procesamiento del maíz para la elaboración de tortillas 24
2.3.1 Nixtamalización tradicional 24
2.3.2 Nixtamalización por extrusión 28
3. JUSTIFICACIÓN 31
4. OBJETIVOS 32
4.1 Objetivo general 32
4.2 Objetivos específicos 32
5. METODOLOGÍA 33
5.1 Diagrama experimental 33
5.2 Material biológico 33
5.3 Caracterización física de los híbridos de maíz. 35
5.3.1 Humedad 35
5.3.2 Peso hectolítrico 36
5.3.3 Dureza 37
II
5.3.4 Color 38
5.3.5 Peso de cada cien granos (PCG) 39
5.4 Análisis químicos 39
5.5 Nixtamalización tradicional 46
5.6 Nixtamalización por extrusión 48
5.7 Elaboración de tortillas 50
5.8 Análisis estadístico 52
5.9 Cálculo del porcentaje de retención verdadera 53
6. RESULTADOS Y DISCUSIÓN 54
6.1 Caracterización física de los híbridos de maíz 54
6.2 Caracterización química de los híbridos de maíz 56
6.3 Análisis de correlación entre los componentes químicos de los híbridos de maíz 59
6.4 Análisis de correlación entre propiedades físicas y composición química de los híbridos de maíz. 61
6.5 Efecto del procesamiento en la concentración de proteína 62
6.6 efecto del procesamiento en la concentración de extracto etéreo y la formación de almidón resistente 65
6.7 Efecto del procesamiento en la concentración de almidón disponible 72
6.8 Efecto del secado en la concentración de CAPA 75
6.9 Efecto del procesamiento en la concentración de CAPA 76
6.10 Análisis de correlación entre la composición química de las tortillas 81
7. CONCLUSIONES 83
8. PERSPECTIVAS 85
9. LITERATURA CITADA 86
III
ÍNDICE DE FIGURAS
Número Figura Página
1 Diversidad del maíz mexicano. 5 2 Algunos productos elaborados a base de maíz. 6 3 Producción y consumo nacional de maíz, 1985-2010. 7 4 Estructura del grano de maíz. 9 5 Vitamina A preformada y carotenoides con actividad de provitamina A. 16 6 Deficiencia de vitamina A alrededor del mundo en el 2005. 18 7 Diagrama de flujo de la nixtamalización. 27 8 Diagrama de flujo del trabajo experimental. 33 9 Híbridos biofortificados en contenido de provitamina A. 34 10 Ilustración del cuarteo de granos para obtener una muestra
representativa. 34
11 Muestras almacenadas a -80 °C. 35 12 Medidor de humedad. 36
13a Balanza para peso hectolítrico. 37 13b Recipiente de 250 mL. 37 14 Determinación del índice de flotación. 38 15 Colorímetro Hunter-Lab. 38
16a Molino Thomas Wiley. 39 16b Molino Foss Tecator. 39 16c Tubos con harina. 39 17 Digestión de muestras. 40 18 Soxtec 2050. 41 19 UPLC Acquity. 43 20 Preparación de los cartuchos. 44 21 Extractor continuo. 44 22 Lector de microplacas. 45 23 Nixtamalización tradicional. 46 24 Recipientes contenedores de la masa muestreada. 47 25 Estufa utilizada para secar grano y tortillas. 47 26 Envases contenedores. 48 27 Liofilizador VirTis BenchTop. 48 28 Extrusor Brabender modelo 20DN. 49 29 Nixtamalización por extrusión. 50 30 Elaboración de tortillas. 51 31 Muestreo de tortillas. 51 32 Corte realizado a las tortillas para el muestreo. 52 33 Contenido de extracto etéreo del grano, harina nixtamalizada por
extrusión (HNE) y de tortillas (recién elaboradas y almacenadas durante 48 h).
66
34 Contenido de almidón resistente del grano, harina nixtamalizada por extrusión (HNE) y de tortillas (recién elaboradas y almacenadas durante
67
IV
48 h). 35 Contenido de extracto etéreo del grano, harina nixtamalizada de
manera tradicional (HNT) y de tortillas (recién elaboradas y almacenadas durante 48 h).
69
36 Contenido de almidón resistente del grano, harina nixtamalizada de manera tradicional (HNT) y de tortillas (recién elaboradas y almacenadas durante 48 h).
70
37 Contenido de carotenoides con actividad de provitamina A (CAPA) durante la nixtamalización por extrusión.
77
38 Contenido de carotenoides con actividad de provitamina A (CAPA) durante la nixtamalización tradicional.
77
39 Porcentaje de retención verdadera. 80
V
ÍNDICE DE CUADROS
Número Cuadro Página
1 Composición química proximal de las partes del grano de maíz (%). 11 2 Concentración de carotenoides totales en distintas variedades de
maíz. 19
3 Pérdidas de carotenoides por efecto del procesamiento. 21 4 Propiedades físicas de los híbridos de maíz. 54 5 Color de los granos de los híbridos de maíz. 56 6 Características químicas de los híbridos de maíz. 58 7 Contenido de carotenoides de los híbridos de maíz. 58 8 Coeficientes de correlación entre los componentes químicos de los
híbridos de maíz. 59
9 Coeficientes de correlación entre carotenoides en los híbridos de maíz. 60 10 Coeficientes de correlación entre las propiedades físicas y
composición química de los híbridos de maíz. 61
11 Contenido de proteína en grano, HNT y tortillas elaboradas mediante nixtamalización tradicional.
63
12 Comparación de los procesos de nixtamalización en el contenido de proteína de HNE, HNT y tortillas.
64
13 Comparación de los procesos de nixtamalización en el contenido de extracto etéreo.
71
14 Comparación de los procesos de nixtamalización en el contenido de almidón resistente.
71
15 Contenido de almidón disponible en grano, HNE y de tortillas (recién elaboradas y almacenadas durante 48 h).
72
16 Contenido de almidón disponible durante la nixtamalización tradicional. 73 17 Comparación de los procesos de nixtamalización en el contenido de
almidón disponible. 74
18 Pérdidas de carotenoides con actividad de provitamina A durante el secado.
75
19 Pérdida de carotenoides con actividad de provitamina A durante la extrusión.
78
20 Pérdida de carotenoides con actividad de provitamina A durante la nixtamalización tradicional.
79
21 Coeficientes de correlación entre la composición química de las tortillas elaboradas mediante nixtamalización tradicional.
82
VI
RESUMEN
El mejoramiento de híbridos de maíz amarillo para incrementar el contenido de
carotenoides con actividad de provitamina A (CAPA) es una de las estrategias para
solucionar problemas de salud en poblaciones que presentan deficiencia de vitamina A
y que basan su dieta en el maíz. En México, el maíz tiene que ser procesado para ser
consumido en forma de tortilla, lo cual tendría un efecto significativo en el contenido de
los CAPA. Hay evidencia que la nixtamalización, el método al que se somete el maíz,
podría afectar de manera negativa la concentración de carotenoides totales. Una
opción es utilizar métodos alternativos como la nixtamalización por extrusión (NE). Los
estudios que evalúan el efecto del proceso de nixtamalización tradicional (NT) sobre los
niveles de carotenoides en maíz y las tortillas son limitados; por otro lado, no existe
información acerca del contenido de carotenoides en el maíz sometido a NE, como en
las tortillas. Otro factor importante, y menos conocido, es el efecto del tiempo de
almacenamiento de las tortillas en el contenido de CAPA. El objetivo de este trabajo fue
determinar el contenido de CAPA después de los procesos de nixtamalización, cocción
y almacenamiento de las tortillas, con el fin de conocer cuál ocasiona menores
pérdidas. Para ello, 8 híbridos mejorados en el contenido de CAPA fueron sometidos a
NT y a NE, posteriormente se elaboraron tortillas a partir de la harina extrudida y masa
nixtamalizada y se determinó, mediante cromatografía, el contenido de CAPA en cada
etapa del proceso y en las tortillas recién hechas y después de almacenarse durante 48
h a 4°C. La NE produjo mayor disminución en la concentración de CAPA que la NT. En
la etapa de cocción de las tortillas elaboradas mediante NT fue en donde se
presentaron las mayores pérdidas de CAPA. Los CAPA de las tortillas elaboradas por
ambos métodos, no se vieron afectados durante el almacenamiento. Aunque el secado
no forma parte del proceso de elaboración de tortillas, se realizó para acondicionar el
maíz utilizado, y fue la etapa durante la cual se perdió la mayor cantidad de CAPA. Los
resultados sugieren que emplear la NT para la producción de tortillas con híbridos de
maíz biofortificados evita la pérdida de CAPA, lo cual contribuiría a una mayor ingesta
de CAPA durante el consumo de estas.
VII
ABSTRACT
Improve yellow maize hybrids to increase carotenoid content with provitamin A activity
(CPAA) is one of the strategies to solve health problems in populations with vitamin A
deficiency and their diet based on maize. In Mexico, maize must be processed to be
consumed in the form of tortillas, which would have a significant effect on the content of
the CPAA. There is evidence that nixtamalization, the method that maize is subjected,
could adversely affect the concentration of total carotenoids. One option is to use
alternative methods such as extrusion. Studies evaluating the effect of the process of
traditional nixtamalization (NT) on the levels of carotenoids in corn tortillas are limited;
on the other hand, there is no information about the content of carotenoids in maize
subjected to NE, and tortillas. Another important and least known factor is the effect of
storage time on the content of CPAA in tortillas. The aim of this study was to determine
the content of CAPA processes after nixtamalization cooking and storage of tortillas, in
order to know what causes least losses. Eight improved maize hybrids were processed
by conventional nixtamalization and extrusion cooking, then tortillas were prepared from
the extruded flour and nixtamalized mass, and was determined the content of CPAA by
chromatography at each stage of the process, in the fresh tortillas and after storage for
48 h at 4 ° C. The extrusion process decrease more the concentration of the CPAA than
the traditional nixtamalization. During the cooking of tortillas made by traditional
nixtamalization was where the greatest losses of CPAA occurred. The CPAA in tortillas
prepared by extrusion were not affected during storage. Although drying is not part of
the process of making tortillas, was made to condition the corn used, and was the stage
during which the largest number of CPAA was lost. The results suggest that the
traditional nixtamalization used to produce tortillas with biofortified maize hybrids
prevents loss of CPAA, which would contribute to a higher intake of CPAA during the
consumption of tortillas.
- 1 -
1. INTRODUCCIÓN
Una de las estrategias para solucionar problemas de salud en poblaciones que
presentan deficiencia de vitamina A y que basan su dieta en el maíz, ha sido el
mejoramiento de híbridos de maíz amarillo para incrementar el contenido de
carotenoides (α-caroteno, β-caroteno y β-criptoxantina), que presentan actividad de
provitamina A (CAPA) (Hess et al., 2005; Howe y Tanumihardjo, 2006a).
Sin embargo, hay que tener en cuenta que antes de consumir el maíz éste tiene que
ser procesado. Los métodos de cocción tienen un efecto significativo en el contenido de
los CAPA. Uno de los procesos más comunes en México, al que se somete el maíz
antes de su consumo es la nixtamalización. El maíz nixtamalizado es utilizado para
preparar tortillas y más de 300 productos alimenticios (Ortega-Paczka, 2003).
Durante la nixtamalización, el maíz es sometido a altas temperaturas (alrededor de 90
°C) y a pH alcalino (pH entre 9 y 13) debido al uso de hidróxido de calcio (1-2 %, del
peso del maíz). Es bien conocido, que la nixtamalización produce cambios en los
principales constituyentes del grano de maíz, como son el almidón, las proteínas y la
fibra dietética (Bressani, 2008). Hay evidencia de que la nixtamalización, podría afectar
de manera negativa la concentración de carotenoides totales. Lozano-Alejo et al.
(2007), utilizaron diferentes variedades de maíz para elaborar totopos y evaluaron
pérdidas en el contenido de carotenoides totales, las cuales fueron del 15 al 81 %
dependiendo de la variedad del maíz, pero no reportan lo que sucede en cada etapa
del proceso. Dichos resultados son similares a lo reportado por Coutiño-Estrada et al.
(2008) en frituras elaboradas a partir de maíz mejorado en contenido de carotenoides
totales, reportando pérdidas del 66 %. De la Parra et al. (2007) evaluaron la pérdida de
carotenoides totales después de la nixtamalización, cocción de la tortilla y freído en la
elaboración de frituras de dos variedades de maíz (comercial y alta en carotenoides);
encontraron que la nixtamalización es la parte del proceso que más afecta a estos
metabolitos, ya que se perdió el 50 % de los carotenoides y en el producto final se
perdió hasta el 80 %.
- 2 -
Una opción para evitar la pérdida de carotenoides durante la nixtamalización, es utilizar
métodos alternativos a la nixtamalización convencional, como la nixtamalización por
extrusión. En este método la harina de maíz crudo es acondicionada a una humedad
del 25 a 60 %, con una concentración de hidróxido de calcio de 0.1 a 0.25 %, extrudida
a temperaturas de 60 °C a 95 °C, con un tiempo de residencia de 1 a 2 minutos
(Martínez-Bustos, 2011). Este método retiene componentes del grano de maíz que
están en el pericarpio, con menor daño a las proteínas, lípidos y almidón (Arámbula-
Villa et al., 2001; Yañez-Ortega, 2005).
El proceso final para la elaboración de las tortillas es la cocción, donde la tortilla es
sometida a temperaturas de 270 °C durante 1.5 min, lo cual podría disminuir el
contenido de carotenoides, ya que estos son sensibles al calor. Otro factor importante,
y menos conocido, es el efecto del tiempo de almacenamiento de las tortillas en el
contenido de carotenoides.
Los estudios que evalúan el efecto del proceso de nixtamalización tradicional sobre los
niveles de carotenoides en maíz y las tortillas son limitados; por otro lado, no existe
información acerca del contenido de carotenoides en el maíz nixtamalizado por
extrusión, como en las tortillas. El objetivo de este trabajo fue determinar el contenido
de CAPA después de los procesos de nixtamalización y cocción de las tortillas, con el
fin de conocer cuál de los dos procesos de nixtamalización, tradicional o por extrusión,
produce menores pérdidas.
- 3 -
2. REVISIÓN DE LITERATURA.
2.1. Maíz.
2.1.1. Origen e importancia.
El maíz (Zea mays L.) tuvo un papel central en el origen y la difusión de la agricultura
en todas las civilizaciones indígenas de Mesoamérica, las cuales dependieron en gran
medida de este cultivo agrícola. Hoy es aún el cultivo más importante del país desde el
punto de vista alimentario, industrial, político y social, ya que representa la base
alimenticia y caracteriza a la cultura mexicana (Cruz et al., 2012; INE-CONABIO-
SAGARPA, 2008; Sánchez, 2011).
Aunque el origen del maíz aún es tema de debate, la teoría que tiene mayor
aceptabilidad es la que propone que fue domesticado a partir de las poblaciones de su
ancestro silvestre el teocintle de la raza Balsas (Zea mays ssp. parviglumis),
localizadas en el centro de la cuenca del Balsas, y que posteriormente se difundió por
el continente Americano, Asia y África, representando en estos lugares la principal
fuente de calorías para más de 1.2 billones de consumidores (INE-CONABIO-
SAGARPA, 2008; Kato et al., 2009; Prasanna, 2012).
El maíz se siembra en diferentes regiones agroecológicas, que van de altitudes de 0 m
hasta cerca de los 4,000 metros (Ortega-Paczka, 2003; Roberts et al., 1957). Se cultiva
desde el ecuador hasta altas latitudes en los dos hemisferios, se siembra en regiones
de precipitación pluvial desde menos de 400 mm hasta los 3,000 mm, en suelos y
climas muy variados. La mejor producción se logra en climas en donde las
temperaturas medias en los meses calurosos varían entre 21 y 27°C, con un periodo
libre de heladas en el ciclo agrícola variable de 120 a 180 días (Reyes, 1990).
- 4 -
2.1.2. Razas e híbridos en México.
El término raza se ha utilizado en el maíz y en las plantas cultivadas, para agrupar
individuos o poblaciones que comparten características en común, de orden
morfológico, ecológico, genético y de historia de cultivo, que permiten diferenciarlas
como grupo. Las razas se agrupan a su vez en grupos o complejos raciales, los cuales
se asocian a una distribución geográfica y climática más o menos definida y a una
historia evolutiva común (CONABIO, 2013).
Las condiciones que han favorecido la diversificación, se deben por una parte a la
amplia variación ambiental del territorio mexicano, y por otra a que es una especie de
polinización abierta, la cual presenta la mayor variación genética conocida dentro de los
cultivos agrícolas. Estos aspectos han sido explotados por los agricultores para
conservar materiales nativos, así como, adaptar y generar germoplasma nuevo (INE-
CONABIO-SAGARPA, 2008).
Diferentes estudios demuestran que el flujo genético entre razas es común y que la
diversidad fenotípica se da por el manejo de los agricultores campesinos, los cuales
desempeñan un papel importante en la selección al elegir, durante la cosecha y en el
transcurso del año, las mazorcas cuyas semillas se sembrarán en el próximo ciclo
agrícola. Esto lo hacen a partir de la idiosincrasia y atributos que el maíz tenga, su
poder de compra e intercambio en las localidades rurales, así como su rendimiento,
facilidad de manejo, la tolerancia a la sequía, capacidad de adaptación a suelos pobres
y condiciones climáticas extremas, resistencia a insectos, su capacidad para ser
almacenadas, el peso del grano y el sabor que dan a las tortillas y a los diferentes
platillos tradicionales, como pozole, tamales y pinoles (INE-CONABIO-SAGARPA,
2008)
- 5 -
Figura 1. Diversidad del maíz mexicano. Variedades conservadas en el Banco de Germoplasma del Centro Internacional de Mejoramiento de Maíz y Trigo (CIMMyT) (2010).
De las 64 razas que se reportan para México, 59 se pueden considerar nativas y 5 que
fueron descritas inicialmente en otras regiones (Cubano Amarillo, del Caribe, y cuatro
razas de Guatemala -Nal Tel de Altura, Serrano, Negro de Chimaltenango y Quicheño-
), pero que también se han colectado o reportado en el país.
Como variantes dentro de las razas, se ha propuesto la clasificación por tipos o por
coloración de grano (Figura 1). El color se determina por los pigmentos encontrados,
como los carotenoides en los granos amarillos (Egesel et al., 2003) y antocianinas y
flobafenos en los azules o rojos (Irani et al., 2003), estás variedades pigmentadas están
presentes en 41 razas (Ortega et al., 1991).
Las características que poseen las razas de estos maíces, han sido aprovechadas por
fitomejoradores para generar mediante cruzas selectivas, híbridos de alto rendimiento y
tolerantes a suelos improductivos (erosionados, deficientes en nutrientes), sequía,
plagas y enfermedades. Adicionalmente, se han desarrollado híbridos que son
superiores nutricionalmente a sus contrapartes nativas y ayudan a combatir
- 6 -
deficiencias nutricionales en sectores de la población que basan su alimentación en
este cultivo (Howe y Tanumihardjo, 2006b; Prasanna, 2012).
2.1.3. Producción y consumo en México.
El cultivo de maíz en México se caracteriza por la producción de una gama amplia de
variedades, por lo que es posible generar una gran cantidad de productos finales como
tortillas, tostadas, tamales, pozole, atoles, botanas y varios platillos tradicionales
(Figura 2), lo cual depende en gran medida de la composición química y tipo de maíz,
así como de su dureza (vítreo o harinoso) (Cruz et al., 2012).
Figura 2. Algunos productos elaborados a base de maíz.
Es importante destacar que el maíz en la actualidad se consume en todo el mundo de
diversas formas; sin embargo, en los países desarrollados el maíz es un componente
importante de muchos alimentos, bebidas y productos industriales. Se ha calculado que
en los supermercados modernos, cerca de 2,500 productos contienen maíz en alguna
forma (Perales, 2009).
- 7 -
En México, se consumen anualmente cerca de 30 millones de toneladas de maíz, de
las cuales 74% representan la totalidad de la producción nacional de maíz blanco (21.8
millones de toneladas), el restante 26% se trata de maíz amarillo importado,
principalmente de los EE.UU (Secretaría de Economía, 2012).
La producción de maíz se ha incrementado considerablemente, sobre todo por el
aumento de la superficie sembrada y en menor medida por los rendimientos, en el 2010
se produjeron 25 millones de toneladas. A pesar de lo anterior, desde hace ya varias
décadas, la producción nacional ha sido insuficiente para cubrir las necesidades de
consumo interno (Figura 3), en especial porque desde el 2005 el consumo nacional de
maíz ha mostrado un crecimiento importante (32 millones de toneladas en el 2010)
(Secretaría de Economía, 2012).
Figura 3. Producción y consumo nacional de maíz, 1985-2010 (millones de toneladas). (Secretaría de Economía, 2012).
La producción de maíz incluye diversas variedades, siendo el maíz blanco la variedad
más importante, cuya producción total de maíz fue del 95% promedio en el período
- 8 -
2009-2010; en tanto que la producción de maíz amarillo representó solo el 5% en el
periodo de referencia (Secretaría de Economía, 2012).
El maíz blanco se produce y consume en su totalidad en el país, es utilizado
principalmente para consumo humano a través de diversos alimentos tradicionales,
como: atole, pan, tamales, entre otras; y como tortilla procedente de la harina de maíz a
base de nixtamalización y deshidratación; y masa de nixtamal a base de
nixtamalización y molienda (Secretaría de Economía, 2012).
En el caso del maíz amarillo (7.8 millones de toneladas importadas principalmente de
los EE.UU.), este es consumido por la industria productora de alimento pecuario
balanceado, la industria cerealera, de frituras y botanas y de féculas y almidones
(Secretaría de Economía, 2012).
2.1.4. Estructura del grano.
Los granos de maíz se desarrollan mediante la acumulación de los productos de la
fotosíntesis, la absorción a través de las raíces y el metabolismo de la planta de maíz
en la inflorescencia femenina denominada espiga. Esta estructura puede contener de
300 a 1000 granos, según el número de hileras, así como el diámetro y longitud de la
mazorca. El peso del grano varia de aproximadamente 19 a 30 g por cada 100 granos
(FAO-ONU, 1993a).
Las cuatro estructuras físicas fundamentales del grano son: el pericarpio o salvado (5-6
%), el endospermo (82-83%), el germen o embrión (10-11%), y la piloriza o pedicelo
(0.8-1.0 %) (Singh et al., 2011) (Figura 4).
- 9 -
Figura 4. Estructura del grano de maíz (Figura adaptada de http://sevilla.dacsa.com/spa/mundo-maiz/caracteristicas-y-tipos-de-maiz/el-grano-del-
maiz.html).
El pericarpio es la parte estructural más externa del grano, es una película cuyo
espesor normalmente varía de 60 a 80 µm, formado por un tejido denso y maleable,
cuya composición es 77.7 % fibra, 9.1 % proteína, 7.3 % almidón, 1 % grasa y 4.4 % de
otras sustancias, todas las partes del pericarpio están compuestas por células muertas
que son de forma tubular (Bartolo-Pérez et al., 1999).
El pedicelo es la estructura celular con la que el grano se encuentra unido al olote. Está
compuesto de haces vasculares que terminan en la porción basal del pericarpio, consta
de una capa exterior de abscisión que sella la punta del grano maduro. A esta capa le
sigue una serie de células parenquimatosas en forma de estrellas, ligadas por sus
puntas, formando una estructura frágil y porosa, conectada con la capa de células
cruzadas del pericarpio. Esta estructura es responsable de la absorción de líquidos del
pedicelo al pericarpio (Jackson y Shandera, 1995).
El endospermo está compuesto por células alargadas con paredes delgadas de
material celulósico, empacadas con gránulos de almidón (de 5 a 30 µm) sumergidos en
una matriz proteínica (almidón-proteína), es depositada y contenida en grandes
- 10 -
estructuras celulares. La unión e integridad estructural entre la proteína y los gránulos
de almidón hace completamente duro al grano de maíz. El endospermo está
compuesto de dos regiones: una harinosa y otra vítrea, generalmente en una relación
de 2 a 1. La región harinosa del endospermo es caracterizada por gránulos grandes y
casi redondos de almidón, están débilmente empaquetados y asociados a una matriz
proteínica delgada y con muchos espacios de aire entre ellos (Mu-forster y Wasserman,
1998). El endospermo vítreo tiene células pequeñas con gránulos de almidón
pequeños, que adquieren estructura poligonal y están fuertemente empaquetados por
una matriz de proteínas sin espacios de aire entre los gránulos (INTA, 2006).
La relación entre el endospermo vítreo y harinoso determina uno de los parámetros de
calidad de grano más importantes, la dureza, la cual contribuye a otorgarle al maíz
resistencia mecánica, propiedad deseable para mantener la integridad del grano
durante las operaciones de cosecha y post-cosecha. El maíz de endospermo vítreo, así
como las variedades de maíz cristalino y reventador, tienen granos duros, en tanto que
las variedades de maíz amiláceas y harinosas tienen granos blandos (Véles-Medina,
2004). La industria de la molienda seca requiere materia prima de grano duro, para
obtener fracciones de los tamaños adecuados a las distintas aplicaciones. La industria
tortillera necesita conocer este parámetro para dar el tiempo de cocción adecuado al
maíz al momento de nixtamalizar (Robutti et al., 2000).
El germen de maíz es un componente con un alto contenido de grasa (15 a 30%),
proteína (10 a 18%) y sales minerales, funciona como un órgano o almacén de
nutrientes y hormonas que son movilizados por enzimas sintetizadas durante la etapa
inicial de germinación (Jackson y Shandera, 1995).
2.1.5. Composición química.
Las partes principales del grano de maíz difieren considerablemente en su composición
química. La cubierta seminal o pericarpio se caracteriza por un elevado contenido de
fibra cruda, aproximadamente el 87 %, la que a su vez está formada fundamentalmente
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por hemicelulosa (67 %), celulosa (23 %) y lignina (0.1 %) (Burge y Duensing, 1989). El
grosor del pericarpio varía en los diferentes tipos de maíz. El endospermo, en cambio,
contiene un nivel elevado de almidón (87 %), aproximadamente 8 % de proteínas y un
contenido de grasa cruda relativamente bajo. El germen se caracteriza por un elevado
contenido de grasa cruda, en promedio 33 %, y contiene también un nivel relativamente
elevado de proteínas (alrededor del 20 %) y minerales (Cuadro 1). La distribución
ponderal de las partes del grano, su composición química y su valor nutritivo, tienen
gran importancia cuando se procesa el maíz para consumo (FAO-ONU, 1993b).
Cuadro 1. Composición química proximal de las partes del grano de maíz (%).
Componente/Estructura Pericarpio Endospermo Germen Pedicelo
Proteínas 3.7 8 18.4 9.1
Extracto etéreo 1 0.8 33.2 3.8
Fibra cruda 86.7 2.7 8.8 78.6
Cenizas 0.8 0.3 10.5 1.6
Almidón 7.3 87.6 8.3 5.3
Azúcares 0.34 0.62 10.8 1.6
Carbohidratos simples (azúcares). Al igual que todos los cereales, el maíz es una
fuente importante de carbohidratos, encontrándose entre los principales tejidos del
maíz pero principalmente en el endospermo. Estos compuestos químicos se dividen en
simples y complejos.
Los azúcares constituyen aproximadamente el 2% del peso total del grano y cerca del
65% de los azúcares del grano se encuentran en el germen y, de ellos, el 69% son
glucosa (Jackson y Shandera, 1995). Además, contienen monosacáridos (D-fructuosa y
D-glucosa en igual proporción); disacáridos como sacarosa y maltosa; trisacáridos
como rafinosa, y oligosacáridos. En los granos en vías de maduración, hay niveles más
elevados de monosacáridos, disacáridos y trisacáridos (FAO-ONU, 1993b).
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Carbohidratos complejos (polisacáridos). Generalmente, representan un poco más del
71.5% del peso total del grano. Los polisacáridos de mayor importancia en el maíz son
los estructurales y los de reserva. Los carbohidratos estructurales son aquellos
componentes que forman parte de la estructura de las paredes celulares del grano.
Estos carbohidratos son sustancias como las pectinas, hemicelulosa, celulosa y lignina.
Los carbohidratos de reserva (almidón) son polisacáridos de almacenamiento
energético de gran importancia en el maíz (FAO-ONU, 1993b; Jackson y Shandera,
1995; Singh et al., 2011).
Almidón. El componente químico principal del grano de maíz es el almidón, al que
corresponde hasta el 72-73 % del peso del grano. (FAO-ONU, 1993b). Es el principal
carbohidrato de reserva sintetizado por las plantas superiores. Constituye una fuente
de energía esencial para muchos organismos principalmente el humano.
Químicamente el almidón es un polímero de glucosa y está compuesto de dos
macromoléculas de diferentes estructuras: la amilosa que es el componente
esencialmente lineal y la amilopectina que es el componente ramificado. Dentro de los
gránulos, el almidón se encuentra en un arreglo semicristalino, en que el carácter
cristalino se debe al ordenamiento de las cadenas de amilopectina (Zobel, 1988).
En productos a base de maíz como tortillas, botanas, cereales para desayuno, postres,
etc., el almidón tiene un papel muy importante en las propiedades fisicoquímicas,
funcionales y nutricionales (Agama-Acevedo et al., 2004).
Almidón resistente. El almidón resistente se puede clasificar en cinco grupos: almidón
resistente tipo I (RS1) es almidón físicamente inaccesible y se encuentra en cereales
parcialmente molidos (triturados), granos y hortalizas. El almidón resistente tipo II (RS2)
son gránulos de almidón nativo o gránulos de almidón no gelatinizado que son
altamente resistentes a la α-amilasa y se encuentra en papas cocidas, plátano verde, y
maíz con alto contenido de amilosa. El almidón resistente tipo III (RS3) es el almidón
retrogradado y se forma por la cocción y enfriamiento después de la gelatinización
durante el procesamiento de alimentos (Alsaffar, 2011; Leszczynski, 2004; Singh et al.,
2011). El almidón resistente tipo IV (RS4) es el almidón que ha sido químicamente
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modificado para mejorar sus atributos tecnológicos y funcionalidad. Una nueva
clasificación de almidón resistente tipo V (RS5), se forma a partir de lípidos polares y
complejos de amilosa (Alsaffar, 2011; Leszczynski, 2004).
El maíz es una buena fuente de almidón resistente, el cual puede ser usado en varios
productos alimenticios por sus beneficios a la salud. El almidón resistente ha sido
asociado con una mejora en el metabolismo del colesterol y reducción de riesgo de
cáncer de colón y diabetes tipo II (Alsaffar, 2011; Singh et al., 2011).
Fibra dietética. Después de los hidratos de carbono (principalmente almidón), las
proteínas y las grasas, la fibra dietética es el componente químico del maíz que se
halla en cantidades mayores. Los hidratos de carbono complejos del grano de maíz se
encuentran en el pericarpio y la pilorriza, aunque también en las paredes celulares del
endospermo y, en menor medida, en las del germen (FAO-ONU, 1993b).
Proteína. Después del almidón, las proteínas constituyen el componente químico del
grano por orden de importancia. En las variedades comunes, el contenido de proteínas
puede oscilar entre el 8 y el 11 % del peso del grano, encontrándose principalmente en
el endospermo (74%) y el germen (26%) (FAO-ONU, 1993b; Jackson y Shandera,
1995). La distribución de las proteínas en el maíz es de 8% albúminas (proteínas
solubles en agua), 9% de globulinas (solubles en soluciones salinas), 40% de glutelinas
(solubles en hidróxido se sodio) y 39% de prolaminas (zeína) (Rojas-Molina et al.,
2008).
El maíz es deficiente en lisina (1.4-1.6 mg/g en base seca) y triptófano, dos de los ocho
aminoácidos esenciales, que el hombre no puede sintetizar (Dickerson, 1996). Sin
embargo, variedades de maíces modificados o híbridos presentan un aumento del
doble o más del valor de lisina respecto a un maíz normal y también un aumento
considerable en triptófano (FAO-ONU, 1993b). Adicionalmente, las proteínas del maíz
presentan un alto contenido del aminoácido esencial leucina (Jackson y Shandera,
1995).
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Aceites y ácidos grasos. El aceite del grano de maíz está fundamentalmente en el
germen y viene determinado genéticamente, con valores que van del 3 al 18 %. El
aceite de maíz tiene un nivel bajo de ácidos grasos saturados: ácido palmítico y
esteárico, con valores medios del 11 % y el 2 %, respectivamente. En cambio, contiene
niveles relativamente elevados de ácidos grasos polinsaturados, fundamentalmente
ácido linoleico, con un valor medio de cerca del 24 % (FAO-ONU, 1993b).
Aunque el maíz no es considerado una oleaginosa, es una excelente fuente de ácidos
grasos. Aunque altamente poliinsaturados, los lípidos en maíz son muy estables porque
contienen altos niveles de antioxidantes naturales (antocianinas en maíz azul y rojo,
carotenoides en maíz amarillo y compuestos fenólicos en todas las razas e híbridos) y
muy poco ácido linolénico, el cual es fácilmente oxidable (Jackson y Shandera, 1995)
Minerales. Aunque los factores ambientales influyen en este contenido, la
concentración de cenizas en el grano de maíz es aproximadamente del 1.3 %, sólo
ligeramente menor que el contenido de fibra cruda. El germen es relativamente rico en
minerales, con un valor medio del 11 %, frente a menos del 1 % en el endospermo. El
germen proporciona cerca del 78 % de todos los minerales del grano. El mineral que
más abunda es el fósforo en forma de fitato de potasio y magnesio, encontrándose en
su totalidad en el embrión, con valores de aproximadamente 0.90 %. Como sucede con
la mayoría de los granos de cereal, el maíz tiene un bajo contenido de calcio y de
oligoelementos (Bressani et al., 2004).
Vitaminas hidrosolubles y liposolubles. Las vitaminas hidrosolubles se encuentran
sobre todo en la capa de aleurona del grano de maíz, y en menor medida en el germen
y el endospermo. Se han encontrado cantidades variables de tiamina y riboflavina en el
grano del maíz; su contenido está determinado en mayor medida por el medio
ambiente y las prácticas de cultivo, más que la genética, aunque se han encontrado
diferencias en el contenido de estas vitaminas entre las distintas variedades. El
contenido de niacina es distinto según las variedades, con valores medios de
aproximadamente 20 µg/g (FAO-ONU, 1993b).
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El grano de maíz contiene dos vitaminas liposolubles: carotenoides con actividad de
provitamina A (CAPA) y la vitamina E. La vitamina E se halla principalmente en el
germen. La fuente de la vitamina E son cuatro tocoferoles; el más activo
biológicamente es el tocoferol-alfa; aunque el tocoferol-gamma es probablemente más
activo como antioxidante (FAO-ONU, 1993b).
2.1.6. Biofortificación de maíz
Una estrategia para aliviar la malnutrición es a través de la agricultura, específicamente
aumentando la concentración de micronutrientes (como hierro, zinc y CAPA) en los
cultivos básicos a través del mejoramiento (Zhang et al., 2012). Esta estrategia se
conoce como biofortificación, y es la primera herramienta agrícola que se emplea en
todo el mundo para hacer frente a este problema. Consiste en el desarrollo y
diseminación de las principales variedades de cultivos con mayor contenido de
micronutrientes (Meenakshi et al., 2010).
2.2 Carotenoides.
2.2.1 Estructura.
La estructura química general de los carotenoides consta de un esqueleto de 40
carbonos conformado por unidades de isopreno, esta cadena puede tener
terminaciones cíclicas en las que puede haber grupos funcionales que incluyen
oxígeno, así, los carotenos son carotenoides hidrocarbonados, en tanto que los
derivados oxigenados se denominan xantofilas (Meléndez-Martínez et al., 2004). En
ambos casos, la presencia de dobles enlaces alternados en la cadena de isoprenos les
permite absorber excesos de energía de otras moléculas, por lo cual poseen
propiedades antioxidantes. Por estas propiedades, el consumo de luteína y zeaxantina,
que son xantofilas presentes en el grano de maíz, se ha asociado con la prevención de
la degeneración de la mácula del ojo, que en personas de edad avanzada produce
ceguera (Seddon et al., 1994).
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2.2.2 Fuente de carotenoides en la dieta.
Los CAPA son una de las dos fuentes de vitamina A que existen en los alimentos, la
otra es el retinol y esteres de retinol preformados (como el acetato y palmitato de
retinol), aunque estos últimos solo se encuentran en alimentos de origen animal como
hígado, huevos y productos lácteos. Los tres CAPA son el β-caroteno, que
teóricamente puede generar dos moléculas de retinol, el α-caroteno y β-criptoxantina,
que generan una molécula de retinol al ser hidrolizados en la mucosa intestinal (Figura
5). De hecho los alimentos de origen vegetal proveen gran parte de la vitamina A
consumida por la gente de menores recursos que vive en países en vías de desarrollo
(Hess et al., 2005). La absorción de estos carotenoides, al ser ingeridos, varía
dependiendo de la matriz de la planta y se incrementa con la presencia de aceites y por
procesamientos térmicos (Rock et al., 1998).
Figura 5. Vitamina A preformada y carotenoides con actividad de provitamina A.
- 17 -
2.2.3 Deficiencia de vitamina A.
A pesar de algunos éxitos en los programas de suplementación y/o fortificación, la
deficiencia de vitamina A (VAD por sus siglas en inglés) sigue siendo un problema de
salud pública ampliamente extendido (Figura 6). La VAD se ha relacionado con
problemas para la salud, sobre todo la visual, incrementa las tasas de mortalidad
infantil y la incidencia y severidad de enfermedades infecciosas (Ortiz-Monasterio et al.,
2007). Ha sido reconocida por la Organización Mundial de la Salud como un problema
mayor de salud pública que afecta a más de 100 millones de personas en países en
vías de desarrollo, especialmente niños y mujeres (Zhang et al., 2012).
Existen dos indicadores que son comúnmente utilizados para determinar la VAD en la
población: evaluación clínica de signos oculares y determinaciones bioquímicas de las
concentraciones de retinol en plasma o suero (WHO, 2009). Se considera que existe
deficiencia de vitamina cuando las concentraciones de retinol son inferiores a 10 µg/dL,
y que existe deficiencia subclínica cuando estas concentraciones son menores a 20
µg/dL (Secretaría de Salud, 2009; Villalpando et al., 2003).
En México, poco más del 25% de los niños menores de 8 años presentan deficiencia
subclínica de vitamina A, y no se observan diferencias significativas entre los niños de
zonas urbanas y los de zonas rurales, aunque se nota una mayor prevalencia en las
regiones norte (22.5%) y centro (26.5%) (Villalpando et al., 2003). Aunque no existen
cifras oficiales actualizadas, el Instituto Nacional de Salud Pública atribuye a la VAD
como una causa de las causas de desnutrición infantil en México (Shamah-Levy et al.,
2012). Astiazaran-García et al. (2010), estudiaron los niveles de vitamina A en niños del
Hospital Infantil del Estado de Sonora y encontraron deficiencia moderada en el 36.7 %
de los casos. Por su parte, Lopez-Teros et al. (2013), determinaron los niveles de
vitamina A en niños de escasos recursos del estado de Sonora y reportaron que el 48
% de los niños presentaron VAD de leve a moderada.
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Figura 6. Deficiencia de vitamina A alrededor del mundo en el 2005 (imagen adaptada de: http://www.who.int/vmnis/vitamina/prevalence/vita_fig2b.pdf).
2.2.4 Incremento en la concentración de carotenoides.
La coloración amarilla o naranja del maíz se debe a dos clases de carotenoides
presentes: carotenos y xantofilas (Egesel et al., 2003). Blessin et al. (1963),
encontraron que la distribución total de carotenoides es la siguiente: pericarpio: 1%,
germen: 3%, endospermo harinoso 16%, endospermo vítreo: 80%. Estudios posteriores
mostraron que estas distribuciones y cantidades en los granos dependen del genotipo,
aunque hay una tendencia general de que existe una mayor concentración de
carotenoides en el endospermo (Buckner et al., 1996; Egesel et al., 2003; Moros et al.,
2002).
La mayoría de las variedades de maíz amarillo contienen menos de 2 µg/g de CAPA,
mientras que el maíz blanco no los contiene. Después de una extensa búsqueda y
- 19 -
caracterización, se han encontrado algunas líneas de maíz que tienen concentraciones
mayores a 15 µg/g de CAPA, concentración que ha sido fijada como meta por paneles
de científicos de diferentes disciplinas en proyectos de mejoramiento (Ortiz-Monasterio
et al., 2007). Incrementar en el maíz la concentración de CAPA, como el β-caroteno,
podría mejorar los niveles de vitamina A en los consumidores, lo cual tendría un gran
impacto dado que el maíz provee de alimento a gran parte de la población del mundo.
Al mismo tiempo, se busca que el maíz con estas concentraciones de CAPA sea de
alto rendimiento y aceptado por los consumidores (Howe y Tanumihardjo, 2006a; Pixley
et al., 2013).
En el cuadro 2 se reportan las concentraciones de carotenoides en variedades de maíz
encontradas en algunas investigaciones y se observa la gran variabilidad que existe. Es
importante mencionar que se reportan cantidades totales, lo que incluye carotenoides
con y sin actividad de provitamina A.
Cuadro 2. Concentración de carotenoides totales en distintas variedades de maíz. Tipo de maíz Concentración de carotenoides
totales (mg/kg) Referencia
Dulce inmaduro 0.45 – 33.11 (Kurilich y Juvik, 1999)
Amarillo dentado 8.12 (de la Parra et al., 2007)
Nativos mexicanos 4.3 – 23.6 (Lozano-Alejo et al., 2007)
Mejorados 9.8 – 22.5
Genotipos tropicales 2.42 – 81.3 (Ortiz-Monasterio et al., 2007)
2.2.5 Degradación de carotenoides.
Para que el maíz sea consumido debe ser procesado, y este procesamiento incluye
tratamientos (secado, molienda, cocción, escaldado, horneado, etc.) que pueden
afectar la integridad de los carotenoides, esto es porque los CAPA son compuestos
altamente insaturados que son propensos a isomerizarse y oxidarse (Bechoff et al.,
2011).
Las pérdidas de carotenoides por oxidación dependen de la disponibilidad de oxígeno y
se incrementan por la luz, calor, presencia de metales y varias enzimas (Rodríguez-
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Amaya, 2001). La temperatura de secado y almacenamiento, la disponibilidad de
oxígeno y las condiciones de luz, son importantes en la determinación de la estabilidad
de los carotenoides; sin embargo, estos factores recién comienzan a ser investigados
en maíces con elevado contenido de CAPA (Pixley et al., 2013).
2.2.6 Efecto del secado y almacenamiento en los carotenoides del
maíz.
Quackenbush en 1961 demostró que los niveles de carotenoides disminuyen cuando el
maíz se somete a secado en estufa (100°C) y es almacenado, ya sea a temperatura
ambiente (25 °C) o a baja temperatura (4 °C).
Burt et al. (2010) trabajaron con 6 líneas de maíz y midieron 2 variables: el efecto del
tiempo y el efecto del tipo de almacenamiento. Para evaluar el efecto del tiempo,
cosecharon el maíz y lo secaron a temperatura ambiente con poca luz, almacenaron
las muestras a 4 °C a una humedad relativa del 35% y evaluaron la concentración de
carotenoides en grano completo a los 0, 3, 6 y 18 meses. Encontraron que la
concentración permanece estable durante los primeros 3 meses, pero decae a los 6
meses aproximadamente un 33%; sin embargo, se estabiliza nuevamente y no hay
pérdidas significativas de los 6 a los 18 meses.
En un segundo experimento analizaron 3 condiciones de almacenamiento: -80, 25 y 90
°C. Determinaron la concentración de carotenoides a los 0 y a los 4 meses. A -80 °C
observaron que la concentración de carotenoides se mantiene. A 25 °C encontraron
pérdidas de carotenoides hasta del 50 %, sin embargo, algunas líneas conservaron la
cantidad de carotenoides. A 90 °C hubo pérdidas en todos los casos, hasta del 40%,
aunque algunas líneas tuvieron pérdidas mínimas (alrededor del 5%). De acuerdo a
estos resultados, se sugiere que las diferencias genéticas causan un diferente
comportamiento en la cinética de degradación de carotenoides durante el
almacenamiento.
- 21 -
2.2.7 Efecto del procesamiento en los carotenoides del maíz.
En el cuadro 3, se resumen los resultados encontrados en distintos trabajos que
evaluaron el efecto de algún tipo de proceso en el contenido de carotenoides del maíz.
Cuadro 3. Pérdidas de carotenoides por efecto del procesamiento.
Producto Tipo de maíz (número de genotipos)
Proceso Carotenoides Pérdida (%)
Referencia
Conserva Comercial (2)
Enlatado α-caroteno 62.4 (Scott y Eldridge,
2005) β-caroteno 25.7
β-criptoxantina -35.4
luteína -1.8
zeaxantina -3.3
Congelado α-caroteno 41.9
β-caroteno -6.3
β-criptoxantina -4.7
luteína -9.5
zeaxantina -1.6
Porridge (gacha o atole)
Mejorado (1)
Remojado y molienda
α-caroteno 7.1 (Li et al., 2007) β-caroteno 7.3
β-criptoxantina 9.5
luteína 5.7
zeaxantina 4.8
Cocción (93 °C, 3 min)
α-caroteno 25.3
β-caroteno 24.8
β-criptoxantina 25.3
luteína 29.1
zeaxantina 33.7
Porridge (gacha o atole)
fermentado (ogi)
Fermentación α-caroteno 21.5
β-caroteno 17.5
β-criptoxantina 23.4
luteína 24.4
zeaxantina 26.3
Cocción (93 °C, 3 min)
α-caroteno 28.9
β-caroteno 24.4
β-criptoxantina 29.2
luteína 32.5
zeaxantina 35.6
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Masa Comercial (1)
Nixtamalización y molienda
β-caroteno 28.4 (de la Parra et al., 2007) β-criptoxantina 84.3
luteína 68.2
zeaxantina 62.5
Tortilla Cocción (280 °C, 60 s)
β-caroteno 67.0
β-criptoxantina 90.5
luteína 73.4
zeaxantina 71.2
Frituras Freído (175 °C, 1 min)
β-caroteno ND
β-criptoxantina 99.4
luteína 81.0
zeaxantina 81.6
Masa Mejorado (1)
Nixtamalización y molienda
β-caroteno 43.4
β-criptoxantina 50.2
luteína 69.5
zeaxantina 65.1
Tortilla Cocción (280 °C, 60 s)
β-caroteno 68.1
β-criptoxantina 46.3
luteína 70.5
zeaxantina 67.3
Frituras Freído (175 °C, 1 min)
β-caroteno 81.7
β-criptoxantina 79.6
luteína 75.1
zeaxantina 71.3
Frituras Locales (4) Nixtamalización, molienda y freído (Ebullición, 5 min y freído a 200 °C,
60 s).
Totales 14.8 - 36 (Lozano-Alejo et al., 2007) Sintético (1) 42.9
Híbridos (8) 20 – 81.8
Frituras Mejorado (2)
Nixtamalización, molienda y freído (Ebullición, 10 min y freído a 210 °C,
60 s).
Totales 67.0 (Coutiño-Estrada et al.,
2008)
Pan Comercial (1)
Horneado (250 °C, 25 min)
Totales 38.0 (Kean et al., 2008)
Extrudidos Extrusión
Porridge (gacha o atole)
Hervido (Ebullición, 3 min)
Sadza (tipo de atole)
Mejorado (1)
Cocimiento (100 °C)
β-caroteno -22.68 (Muzhingi et al., 2008) β-criptoxantina -0.62
luteína -30.3
- 23 -
zeaxantina -11.5
Porridge (gacha o atole)
β-caroteno -12.53
β-criptoxantina 11.19
luteína -12.4
zeaxantina -0.27
Mangai (platillo
parecido al pozole)
β-caroteno -9.55
β-criptoxantina 7.77
luteína -15.4
zeaxantina 10.66
Muffin Horneado β-caroteno 72.54
β-criptoxantina 48.76
luteína 3.29
zeaxantina 21.53
Harina Comercial (1)
Escaldado (70 °C, 5 min)
β-caroteno -1.1 (Mamatha et al., 2010) luteína -94.6
zeaxantina -126.4
Secado β-caroteno 45.3
luteína -116.3
zeaxantina -184.3
Molienda β-caroteno 27.46
luteína -73.9
zeaxantina -179.6
Phutu (tipo de atole)
Mejorado (3)
Molienda y cocción (baja
temperatura (sic))
β-caroteno -8.6 – -17.6
(Pillay et al., 2014)
β-criptoxantina -7 – -40.5
zeaxantina -8.6 – -149
Porridge (gacha o atole)
Molienda y cocción
(temperatura media (sic))
β-caroteno 2.9 – 22.2
β-criptoxantina 8.3 – 24.3
zeaxantina 12.1 – 22.3
Samp (platillo parecido al
pozole)
β-caroteno -8.3 – -29.4
β-criptoxantina -6.3 – 10.8
zeaxantina -1.9 – -15.6
Masa Mejorado (2)
Nixtamalización y molienda
β-caroteno 44.59 (Islas-Caballero,
2011) β-criptoxantina 12.29
luteína 56.87
- 24 -
zeaxantina 75.52
Totales 27.72
Tamales sin
relleno
Cocimiento β-caroteno 38.57
β-criptoxantina -14.57
luteína 35.17
zeaxantina 71.9
Totales 40.6
Se puede observar que los resultados son sumamente variables, lo que indica que las
características de cada tipo de maíz y el proceso utilizado influyen directamente en la
pérdida de carotenoides. Los valores negativos indican que al final del procesamiento
se encontró una mayor cantidad de carotenoides.
Cabe resaltar, que en base a los trabajos que se han realizado, hay evidencia de que la
nixtamalización así como el proceso utilizado para la elaboración de tortillas y otros
productos alimenticios, podría afectar de manera negativa la concentración de CAPA.
2.3 Procesamiento del maíz para la elaboración de tortillas.
2.3.1 Nixtamalización tradicional.
La nixtamalización del maíz es un proceso precolombino que consiste en cocer el
grano de maíz en una solución alcalina usando hidróxido de calcio. Actualmente es
utilizado para preparar tortillas y otros productos alimenticios elaborados a partir del
maíz; se estima que éste proceso data desde hace 3500 años atrás aproximadamente
(Castillo et al., 2009; Martínez-Bustos, 2011).
De manera tradicional, el maíz cosechado se almacena y se deja secar, para después
desgranarlo y someterlo al proceso de nixtamalización, siguiendo las mismas etapas
del proceso ancestral: usando ollas de barro, maíz, cal y agua son calentados sin
alcanzar la ebullición del agua y posteriormente se dejan en reposo generalmente toda
la noche. En algunos casos el tiempo de cocimiento varía de acuerdo a la dureza del
- 25 -
maíz, llevando a cabo una prueba subjetiva denominada la prueba del diente para
verificar el cocimiento del nixtamal o mediante pruebas subjetivas de desprendimiento
del pericarpio frotando el nixtamal con los dedos. Posteriormente, el nixtamal se separa
del nejayote (agua de cocimiento) y luego se lava. El nixtamal es molido usando un
metate de piedra volcánica. La masa se evalúa de manera subjetiva presionándola con
los dedos (Martínez-Bustos, 2011).
La masa obtenida es una mezcla constituida por los polímeros del almidón (amilosa y
amilopectina) mezclados con gránulos de almidón parcialmente gelatinizados, gránulos
intactos, partes de endospermo y lípidos. Todos estos componentes forman una malla
compleja heterogénea dentro de una fase acuosa continua (Gómez et al., 1987). Una
de las grandes desventajas de este proceso es que algunas partes del grano
(pericarpio y otros sólidos solubles) son removidas y descartadas en el nejayote. El
nejayote es el agua de cocción, la cual, además de algunas partes del pericarpio y
otros sólidos solubles provenientes de los granos, contiene la mayoría de la cal usada
en el proceso, por lo que también resulta una fuente importante de contaminación
(Arámbula-Villa et al., 2001; Yañez-Ortega, 2005).
Posteriormente, se moldea la masa para preparar las tortillas en forma de discos de
diámetro y espesor variable. A continuación, la tortilla se cuece sobre un comal
caliente, se calienta y se voltea de dos a tres veces hasta que infle debido al vapor
interno atrapado entre ambas capas externas de la tortilla. El producto resultante era
llamado “tlaxcalli” por los aztecas y posteriormente fue nombrado tortilla por los
españoles. La tortilla tradicional es la masa de maíz nixtamalizado formateada o
torteada en forma de disco aplanado que puede variar de 12 a 18 cm de diámetro y de
1 a 2 mm de espesor que es cocida sobre una superficie metálica caliente (260-280 °C)
denominada comal (Martínez-Bustos, 2011).
Actualmente los molinos/tortillerías usan básicamente el mismo proceso ancestral. El
ciclo se inicia con inyección de vapor en una mezcla que contiene grano de maíz, óxido
de calcio y una cierta cantidad de agua. El vapor inyectado por el fondo de las tinas,
- 26 -
agita al maíz para promover un cocimiento uniforme. La temperatura se eleva
gradualmente hasta ebullición, una vez en este punto se corta el flujo de vapor y se
hace circular agua hasta que la temperatura desciende a la temperatura ambiente. El
nixtamal preparado se deja reposar durante 10 a 14 horas, se separa el líquido de
cocimiento y se lava el nixtamal con agua y molido en molinos de piedras tradicionales
para obtener la masa con la consistencia deseada. El cocimiento de las tortillas se
realiza en un sistema de bandas transportadoras calentadas con gas (Arámbula-Villa et
al., 2001; Martínez-Bustos, 2011).
En la figura 7, se muestra un diagrama de flujo del proceso de nixtamalización
empleado para elaboración de tortillas y también para la elaboración de harina
nixtamalizada. Es importante mencionar, que a pesar de que el segmento de harina de
maíz nixtamalizado ha crecido de modo significativo, la elaboración de tortilla de
manera tradicional abarca el 65% del mercado (repartido entre la industria de la masa y
la tortilla de establecimientos formales –tortillerías- y la producción de tortilla a nivel
familiar) (Cruz et al., 2012).
Se estima que un kilogramo de maíz grano rinde en promedio 1.37 kilogramos de
tortilla en el proceso tradicional de nixtamalización, mientras que en la producción de
harina rinde 1.650 kilogramos de tortilla. El consumo anual de tortilla en el país
asciende a 13.6 millones de toneladas (Cruz et al., 2012).
- 27 -
Figura 7. Diagrama de flujo de la nixtamalización, imagen tomada de: Gutiérrez-Cortez y
Cornejo Villegas, 2012.
2.3.1.1 Tortillas.
El consumo anual de tortilla en México asciende a 13.6 millones de toneladas (Cruz et
al., 2012), es el segundo producto más importante en la canasta básica de consumo,
solo después de la carne de res, lo anterior refleja la importancia que tiene este
producto en la alimentación de la población del país y el efecto que tiene su precio
- 28 -
sobre la demanda y sobre el poder de compra de la población mexicana en general y
particularmente de la de menores ingresos (Secretaría de Economía, 2012).
Como atributos de una tortilla de buena calidad puede considerarse los siguientes: fácil
enrollado, suavidad al tacto, olor, sabor textura y plasticidad. Tales atributos se
obtienen mediante un procesamiento con concentraciones adecuadas de cal y tiempos
apropiados de cocimiento, esto debido a las interacciones químicas y físicas que se
dan lugar entre los diferentes componentes del grano de maíz (almidón, lípidos, fibra y
proteínas) y la cal durante el proceso de cocción. Esto cambia la microestructura de la
harina y la masa y las propiedades fisicoquímicas, reológicas y de textura (Arámbula-
Villa et al., 2001); además es deseable lograr óptimas condiciones sanitarias y
reconocida calidad nutricional (Antuna-Grijalva et al., 2008).
Para la elaboración de tortillas se requiere un grano que produzca masa con alta
humedad, buena extensibilidad y resistencia, entre otras características (Arámbula-Villa
et al., 2001). La firmeza de la masa está determinada por el tipo de maíz, la dureza del
grano, las condiciones de secado, la absorción de agua y el grado de gelatinización del
almidón (Bedolla y Rooney, 1984).
2.3.2 Nixtamalización por extrusión.
La extrusión es un proceso térmico que ha ganado gran popularidad para la cocción de
alimentos. Involucra el flujo de un material a diferentes condiciones controladas de
mezclado, cocimiento, amasado, formado, expansión y secado (Dziezak, 1989). Se
utiliza para manufacturar una variedad de alimentos como cereales, botanas, alimentos
precocidos para bebés, alimentos instantáneos, harinas pregelatinizadas, proteínas
texturizadas, dietas para animales domésticos, y en los últimos años en la elaboración
de harinas nixtamalizadas (Yañez-Ortega, 2005).
Los atributos sensoriales de los extrudidos dependen en gran medida de las variables
relacionadas con el equipo (velocidad de alimentación, velocidad y configuración del
tornillo, geometría del dado, temperatura y presión) y con la composición química de la
- 29 -
materia prima (especialmente el contenido de humedad), lo cual determina la calidad
del producto final (Pérez-Navarrete et al., 2006). En la nixtamalización por extrusión, la
harina de maíz crudo es acondicionada a una humedad del 25 a 60 % con una
concentración de hidróxido de calcio de 0.1 a 0.25 % y extrudida a temperaturas de 60
°C a 95 °C, y un tiempo de residencia de 1 a 2 minutos (Martínez-Bustos, 2011).
A diferencia del método tradicional, la elaboración de botanas y tortillas de maíz por
este proceso ofrece las siguientes ventajas: reduce el tiempo de cocimiento del grano
de maíz, hace eficiente el consumo del agua y de la energía; no genera efluentes
contaminantes; las temperaturas empleadas durante el proceso garantizan la
esterilización de los materiales y el no desarrollo de microorganismos, además, el
contenido de humedad de la masa es menor que el obtenido por el proceso tradicional,
lo que facilita el freído de las tortillas en la elaboración de botanas. (Fonseca et al.,
2008; Yañez-Ortega, 2005).
En cuanto a calidad nutricional, los productos elaborados por extrusión de maíz
contienen mayor contenido de fibra respecto a los elaborados mediante
nixtamalización, esto es debido a que el pericarpio es retenido durante la extrusión
(Arámbula-Villa et al., 2001; Fonseca et al., 2008).
Arámbula-Villa et al. (2001) y Gutiérrez-Dorado et al. (2008) reportaron que el
contenido de proteína es similar en harinas extrudidas respecto a las harinas sin
procesar y menor en harinas nixtamalizadas. Dias-Paes y Maga (2004) y Gutiérrez-
Dorado et al. (2008) midieron pérdidas de isoleucina y leucina, sin embargo, Dias-Paes
y Maga (2004) reportaron también pérdidas de otros aminoácidos (isoleucina, leucina,
treonina, valina y especialmente de lisina).
Gutiérrez-Dorado et al. (2008) también reportaron que el contenido de lípidos
disminuye un 20% durante la nixtamalización y no hay pérdida durante la extrusión.
Respecto al contenido de almidón y almidón resistente, no encontraron diferencias
significativas.
- 30 -
Se ha estudiado que la extrusión disminuye la pérdida de vitamina B y compuestos
fenólicos en cereales (Athar et al., 2006; Brennan et al., 2011), además, Mora-Rochin
et al. (2010) determinaron que los fenoles totales, antocianinas y actividad antioxidante
en maíz blanco, azul, amarillo y rojo, sufren menor degradación durante la extrusión
que durante la nixtamalización.
- 31 -
3. JUSTIFICACIÓN
Se han diseñado programas de mejoramiento que están incrementando la
concentración de carotenoides en híbridos de maíz, no obstante, el procesamiento que
este sufre para la elaboración tradicional de alimentos como las tortillas, es uno de los
factores críticos que afecta el contenido de carotenoides con actividad de provitamina
A. Se desconoce si la composición química de estos híbridos influye en las
características físicas del grano y en la degradación de carotenoides durante el
procesamiento. Los estudios que evalúan el efecto del proceso de nixtamalización
tradicional sobre los niveles de carotenoides en maíz y las tortillas son limitados; por
otro lado, no existe información acerca del efecto de la nixtamalización por extrusión en
la concentración de carotenoides en el maíz, proceso que ha demostrado retener
algunos compuestos de interés nutricional como antocianinas, compuestos fenólicos y
algunas vitaminas en la elaboración de tortillas.
- 32 -
4. OBJETIVOS
4.1. Objetivo general: Conocer el efecto de los procesos de nixtamalización
tradicional y por extrusión, y cocción de tortillas sobre el contenido de
carotenoides de híbridos de maíz mejorado.
4.2. Objetivos específicos:
- Medir la concentración de carotenoides en el maíz después de someterse a
cada etapa del proceso de elaboración de tortillas para determinar en cual se
presenta la mayor pérdida.
- Determinar el contenido de carotenoides en las tortillas recién hechas y después
de 48 horas de almacenamiento en refrigeración, para conocer si existe pérdida
de estos metabolitos durante esta etapa.
- Determinar mediante un análisis de correlación si la composición química de los
híbridos de maíz influye en las características físicas del grano.
- Realizar un análisis de correlación entre el contenido de almidón disponible,
almidón resistente, proteína y extracto etéreo en masa y tortilla, para conocer si
la cantidad de estos constituyentes del maíz se relacionan con una menor
degradación de carotenoides durante el proceso de producción de tortillas.
- 33 -
5. METODOLOGĺA
5.1. Diagrama experimental.
Figura 8: Diagrama de flujo del trabajo experimental.
5.2. Material biológico.
Se utilizaron 28 híbridos de maíz mejorados en el contenido de CAPA (Figura 9)
proporcionadas por el Centro Internacional de Mejoramiento de Maíz y Trigo (CIMMyT).
A los 28 híbridos se les determinó el contenido de CAPA por cromatografía de líquidos
de ultra presión y su dureza por medio del índice de flotación. Los 8 híbridos con el
mayor contenido de CAPA y dureza de intermedia a muy dura fueron elegidos para ser
sembradas y así obtener el grano necesario para la investigación. De manera adicional,
se incluyó un maíz amarillo comercial, el cual sirvió como un control y referencia.
- 34 -
Figura 9. Híbridos de maíz biofortificados en contenido de provitamina A.
Los 8 híbridos escogidos fueron sembrados durante el ciclo primavera-otoño (Mayo-
Noviembre) del 2012 en el Campo Experimental Bajío (CEBAJ) del Instituto Nacional
de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias (INIFAP), situado a los 20° 35’
latitud norte y 100° 49’ longitud oeste a 1765 msnm, la precipitación en el ciclo fue de
238.6 mm. El suelo del área es Vertisol Pélico, el clima del área corresponde al
semicálido con una temperatura media de 18.4 °C (INIFAP, 2013).
Una vez cosechados, los híbridos fueron desgranados y muestreados mediante el
método de cuarteo, en donde los granos de cada híbrido de maíz fueron distribuidos de
manera uniforme en una superficie limpia, se presionaron para formar una capa y se
extendieron hasta formar un círculo. Se seleccionaron dos mitades (Figura 10) con las
cuales se volvieron a formar un círculo y se repitió el procedimiento.
Figura 10. Ilustración del cuarteo de granos para obtener una muestra representativa.
- 35 -
Se seleccionaron 100 gramos (base húmeda) de cada híbrido, para realizar su
caracterización química y el contenido de CAPA, los cuales fueron inmediatamente
almacenados a -80 °C. El resto del material fue secado durante 24 horas a 50 °C para
prevenir contaminación por hongos y homogenizar la humedad de las muestras.
Después del secado se colectaron 10 gramos para analizar su contenido de CAPA y
determinar el efecto que tuvo la temperatura. Adicionalmente, se tomaron 500 gramos y
fueron almacenados a temperatura ambiente para realizar la caracterización física. El
material restante fue depositado en bolsas aluminizadas que fueron selladas para evitar
el paso de la luz y disminuir el contacto con el oxígeno, agentes que se sabe, colaboran
con la degradación de carotenoides. Las bolsas fueron almacenadas a -80 °C en un
ultra congelador REVCO modelo ULT2586-5-D38 hasta su utilización (Figura 11).
Figura 11. Muestras almacenadas a -80 °C.
5.3. Caracterización física de los híbridos de maíz.
5.3.1. Humedad.
La humedad es uno de los criterios de calidad del maíz, siendo lo ideal para
nixtamalizar, que el grano tenga una humedad del 12 % (Salinas-Moreno y Vázquez-
- 36 -
Carrillo, 2006). Para medir la humedad del grano se utilizó un medidor Steinlite®
Modelo SS250 (Figura 12), el cual fue calibrado de acuerdo al manual de operación,
posteriormente se pesaron 250 g de grano limpio y se vertieron en la cámara del
aparato para realizar la medición.
Figura 12. Medidor de humedad.
5.3.2. Peso hectolítrico.
El peso hectolítrico se considera como la densidad aparente del grano y consiste en
determinar el peso de la semilla contenida en un volumen de un litro (Salinas-Moreno y
Vázquez-Carrillo, 2006), para ello se empleó una balanza de peso hectolítrico (Figura
13a) y un recipiente certificado de 250 mL (Figura 13b), el cual se llenó con los granos
de maíz y se usó una espátula para eliminar el exceso de grano de la parte superior del
recipiente rasando en forma de zig-zag. Posteriormente se registró el peso del maíz
que estaba en el recipiente y se multiplicó por 4, el resultado se expresó en kg hL-1.
- 37 -
Figura 13. a) Balanza para peso hectolítrico b) Recipiente de 250 mL.
5.3.3. Dureza.
La dureza del grano de maíz es la fuerza necesaria para romperlo (Bennet, 1950). Para
medir esta característica se empleó el índice de flotación (IF), que es una medida
relativa de la densidad del grano y se basa en el número de granos flotantes en una
solución de densidad conocida (Salinas-Moreno y Vázquez-Carrillo, 2006). Se
seleccionaron de manera aleatoria 100 granos libres de daños. Se realizó la
preparación de una solución de nitrato de sodio (41 g en 100 mL de agua) con una
densidad de 1.25 g mL-1; la densidad fue medida con ayuda de un picnómetro para
líquidos. La solución se depositó en un vaso de precipitado de 1 L y se añadieron los
100 granos, se agitó suavemente y después de 1 minuto se contaron los granos
flotantes (Figura 14).
- 38 -
Figura 14. Determinación del índice de flotación.
5.3.4. Color.
El color del grano de maíz influye en forma determinante en las preferencias del
industrial y del consumidor. La medición de color con instrumentos es simple, objetiva,
precisa y rápida. Para la medición de color en el presente estudio, se utilizó un
colorímetro Hunter-Lab miniScan XE Plus (Figura 15), que tiene la capacidad de medir
el color verdadero en forma análoga al ojo humano.
Figura 15. Colorímetro Hunter-Lab.
- 39 -
5.3.5. Peso de cada cien granos (PCG).
El peso de cien granos (PCG) permite clasificar el tamaño del grano en base a su peso
(Salinas-Moreno y Vázquez-Carrillo, 2006). Para ello, fueron seleccionados de manera
aleatoria 100 granos de cada híbrido y fueron pesados.
5.4. Análisis químicos.
Para las determinaciones que se describen a continuación, se necesitan tamaños de
partícula inferiores a 0.5 mm, por lo que los granos fueron sometidos a una trituración
en un molino Thomas Wiley modelo 3303 con puntos de contacto de acero inoxidable
(Figura 16a), el cual produce partículas de aproximadamente 2 mm de diámetro. Las
partículas provenientes de la trituración fueron enseguida molidas en un equipo FOSS
Tecator Cyclotec 1093 con malla de acero inoxidable que permite el paso solo a
partículas inferiores a 0.5 mm de diámetro (Figura16b). La harina resultante fue
almacenada en tubos de plástico y almacenada a -80 °C hasta su uso (Figura 16c).
Figura 16. a) Molino Thomas Wiley b) Molino Foss Tecator c) Tubos con harina.
- 40 -
Proteína. La determinación de nitrógeno se realizó de acuerdo a Galicia et al. (2012)
quienes usan como referencia el Método Industrial #334-74 (1977) desarrollado para el
Autoanalizador Technicon II y se basa en un procedimiento colorimétrico en el cual se
forma un compuesto de color verde esmeralda por la reacción del salicilato y del
hipoclorito de amoníaco. Se pesaron 40 mg de harina desgrasada en el fondo de un
tubo de digestión de 75 mL a los que se agregaron 2 g de mezcla catalítica (1 kg de
sulfato de potasio y 5 g de selenio) y 2.5 mL de H2SO4 concentrado. Se dejó reposar
cada tubo y posteriormente se digirieron a 380 °C durante 90 min (el digestor se
encontraba dentro de una campana de extracción, figura 17).
.
Figura 17. Digestión de muestras.
Al finalizar la digestión los tubos se dejaron enfriar a temperatura ambiente y se les
agregaron 75 mL de agua destilada, se mezcló por inversión la solución de cada tubo.
De la mezcla resultante se colocaron 2 mL en el Analizador Technicon para determinar
el contenido de nitrógeno. La cantidad de proteína se estimó multiplicando por el factor
6.25, ya que se asume que el contenido de nitrógeno de las proteínas es del 16%
(Mariotti et al., 2008).
- 41 -
Extracto etéreo o grasa cruda. Se utilizó como referencia el método químico de la
AACC 30-25, 1995, empleando un extractor continuo Soxtec 2050. Se pesaron 2 g de
harina deshidratada y se colocaron en el interior de cartuchos de celulosa. Los
cartuchos se colocaron en el equipo Soxtec, el cual utilizó éter de petróleo como
solvente (Figura 18). Los vasos del sistema fueron pesados antes del proceso y al
finalizar el mismo y se determinó por diferencia de peso el contenido de extracto
etéreo, el cual está formado por aceite y otros compuestos liposolubles (Acero-
Godínez, 2000).
Figura 18. Soxtec 2050.
Carotenoides. De la harina de cada híbrido que estaba almacenada a -80 °C, se
pesaron por triplicado 600 mg y se colocaron en tubos de vidrio de 15 mL, se
agregaron 6 mL de butilhidroxitolueno (BHT) al 0.1% y se agitaron vigorosamente.
Posteriormente se incubaron los tubos a 85 °C durante 5 minutos a baño María. En
seguida se añadieron 500 µL de KOH al 80%, se agitaron y se incubaron otros 10
minutos a 85 °C. Al salir de la incubación los tubos se colocaron en hielo y se les
agregaron 3 mL de agua desionizada fría, se agitaron y se agregaron 200 µL de
solución de apocaroteno y 3 mL de hexano, se agitaron vigorosamente se centrifugaron
a 3000 rpm durante 2 minutos. La fase superior fue transferida a tubos nuevos. Es
importante mencionar que los tubos se mantuvieron en hielo todo el tiempo. La
- 42 -
extracción con hexano se realizó en 3 ocasiones y se mezclaron las fracciones
obtenidas. El hexano fue evaporado colocando los tubos bajo nitrógeno gaseoso y al
extracto seco de cada tubo se le agregaron 500 µL de una mezcla de metanol:1,2-
Dicloroetano (50:50). Las muestras fueron filtradas, colocadas en viales e inyectadas
en el cromatógrafo de líquidos de ultra presión (UPLC) marca Acquity (Figura 19) bajo
las siguientes condiciones:
- Sistema de bombeo:
o Flujo: 0.3 mL/min
o Tiempo de corrida: 10 minutos
o Sistema de bombeo: Gradiente
o Fase móvil A: Acetato de amonio 10 mM en una mezcla de
agua/isopropanol (90:10)
o Fase móvil B: Acetonitrilo/isopropanol (90:10)
- Sistema de inyección:
o Volumen de inyección: 2 µL
o Método de inyección: Partial Loop with Needle Overfill
o Temperatura de columna: 35 °C
o Temperatura de muestras: 10 °C
o Solución de lavado débil: 900 µL de agua:metanol (90:10).
o Solución de lavado fuerte: 600 µL de metanol:agua (90:10)
- Sistema de detección:
o Longitud de onda: Escaneo 300-498 nm
o Proporción de muestra: 20
o Tiempo de filtrado: Normal
- Sistema de separación:
o Columna: Acquity UPLC BEH C8, 1.7 µm 2.1 x 100 mm
o Pre-columna: Acquity UPLC Col. In-Line Filter.
- 43 -
Figura 19. Cromatógrafo de líquidos de ultra presión, Acquity.
NOTA: Todo el procedimiento se realizó en condiciones controladas de temperatura (20
°C) y con luz amarilla.
Almidón disponible. Se siguió el protocolo de Galicia et al. (2012), el cual es un ensayo
modificado del método comercial Megazyme. El análisis de almidón requiere que la
muestra sea desgrasada, ya que los aceites interfieren en su determinación, para ello,
2 gramos de muestra fueron colocados en cartuchos de celulosa (Figura 20a), los
cuales se agruparon y unieron con una liga, Figura 20b) y se depositaron en un
extractor continuo tipo Soxhlet marca Barnstead Lab-Line® modelo 5000 y se hizo
recircular hexano durante 6 horas para remover la grasa de las muestras (Figura 20c y
Figura 21). Al terminar el tiempo de recirculación, los cartuchos que contienen las
muestras fueron retirados del extractor y colocados en charolas en una campana de
extracción para eliminar el hexano remanente.
- 44 -
Figura 20. Preparación de los cartuchos. Figura 21. Extractor continuo.
De cada muestra se pesaron 20 mg de harina desgrasada y se colocaron en un tubo de
ensayo, se agregaron 40 µL de etanol acuoso al 80% (v/v), se mezcló la solución y se
agregaron 600 µL de α-amilasa termoestable (en amortiguador MOPS -50 µM, pH 7.0).
Los tubos fueron agitados vigorosamente e incubados en baño María a ebullición
durante 6 min. Posteriormente se transfirieron a un baño María a 50 °C y se les agregó
amortiguador de acetato de sodio (800 µL, 200 mM, pH 4.5) y amiloglucosidasa (20
µL), cada tubo fue agitado y se incubaron durante 30 min. El contenido de cada tubo
fue transferido a un tubo de plástico de 50 mL, con 540 µL de agua desionizada fueron
enjuagados los tubos de vidrio y el agua se transfirió a su respectivo tubo de plástico.
El tubo de vidrio fue enjuagado 3 veces más con 6 mL de agua desionizada. Los tubos
de plástico fueron centrifugados a 3000 rpm durante 10 min, se tomó 1 mL del
hidrolizado (sobrenadante) y se transfirió a un nuevo tubo de vidrio al cual se le
agregaron 9 mL de agua desionizada.
Se tomaron 50 µL de la dilución y se transfirieron a una microplaca de 96 pozos y se
agregaron 100 µL de la solución de antrona (100 mg de antrona disuelta en 50 mL de
ácido sulfúrico concentrado) a cada pozo. Se cubrió la microplaca con cinta adhesiva
- 45 -
de aluminio y se sometió a agitación durante un minuto antes de ser incubada a 100 °C
durante 10 min. Transcurrida la incubación la microplaca fue enfriada y se leyó la
absorbancia a 630 nm en un lector de placas µQuant Modelo MQX200 (Figura 22).
Figura 22. Lector de microplacas.
Almidón resistente. Se determinó utilizando el kit comercial Resistant Starch K-RSTAR
05/2008 fabricado por Megazyme, el cual tiene el siguiente fundamento: El almidón es
sometido a una primera hidrolisis por la acción combinada de las enzimas α-amilasa
pancreática y amiloglucosidasa (AMG) durante 16 horas a 37°C, para detener la
reacción se añade etanol y la muestra es centrifugada, el sobrenadante se recupera
para cuantificar la glucosa liberada con el reactivo glucosa oxidasa peroxidasa (GOD-
POD), esta fracción representa el almidón no resistente. Por otro lado, el sedimento
que quedo después de la centrifugación corresponde al almidón que no fue hidrolizado
(almidón resistente), para cuantificarlo, el sedimento fue disuelto en KOH 2M por
agitación vigorosa en un baño de hielo. Esta solución es neutralizada con un tampón de
acetato y el almidón es hidrolizado cuantitativamente a glucosa por AMG. La glucosa
liberada se mide con el reactivo glucosa oxidasa-peroxidasa (GOD-POD).
- 46 -
5.5. Nixtamalización tradicional
Se pesaron 350 g de cada híbrido de maíz y se mezclaron con 1.5 L de una solución de
hidróxido de calcio al 2% en base al peso del grano. El maíz se coció a 80 °C durante
35 minutos y posteriormente se dejó reposar a temperatura ambiente durante 16 horas.
Se eliminó la solución de cocimiento (nejayote) y el maíz ya cocido (nixtamal) se lavó
dos veces con agua corriente para eliminar el exceso de hidróxido de calcio. El
nixtamal fue molido en un molino de piedras y se le agregaron 300 mL de agua para
obtener una masa de consistencia adecuada para la elaboración de tortillas (Figura 23).
Figura 23. Nixtamalización tradicional.
Para determinar el efecto de la nixtamalización en los componentes químicos, se
colectaron 100 gramos (base húmeda) de la masa de cada híbrido de maíz, los cuales
- 47 -
fueron colocados en recipientes opacos y almacenados a -80 °C hasta su utilización
(Figura 24).
Figura 24. Recipientes contenedores de la masa muestreada.
Para la determinación de proteína y extracto etéreo, 50 gramos de las masas (peso
húmedo) fueron secadas en charolas de aluminio durante 16 horas a 70 °C en una
estufa de convección mecánica Barnstead Thermolyne modelo OV47320 durante 24
horas (Figura 25).
Figura 25. Estufa utilizada para secar grano y tortillas.
Para la determinación de carotenoides, almidón disponible y almidón resistente, los 50
gramos restantes de las masas, fueron liofilizadas para separar el agua por sublimación
- 48 -
y así evitar la degradación de los carotenoides y las modificaciones en el almidón que
suceden cuando se seca el material por aumento de temperatura. A los tubos donde
estaba la muestra se les hicieron varios orificios para permitir la salida del agua (Figura
26) y fueron colocados dentro de la cámara de vacío del liofilizador VirTis BenchTop
2KBTXL durante 6 días a una temperatura de -80 °C. Para evitar degradación de
carotenoides debido a la luz durante este lapso, se cubrió la cámara con papel aluminio
(Figura 27).
Figura 26. Envases contenedores. Figura 27: Liofilizador VirTis BenchTop 2KBTXL
5.6. Nixtamalización por extrusión.
Se siguió el procedimiento empleado por Milán-Carrillo et al. (2006). Se utilizaron 500 g
de maíz, los cuales fueron triturados en un molino de laboratorio Thomas-Wiley Modelo
4 para generar partículas de un tamaño aproximado a 2 mm. El material fue mezclado
con 0.105 g de hidróxido de calcio grado alimenticio (Nixtacal Markar). Se agregó agua
destilada necesaria para alcanzar una humedad del 28% con un aspersor. Cada
muestra fue depositada en bolsas de plástico negras y fueron almacenadas durante 12
- 49 -
horas a 4 °C. Posteriormente, se procesaron en un extrusor de tornillo simple
(Brabender modelo 20 DN) con un tornillo de 19 mm de diámetro y 38 cm de longitud a
una velocidad de 240 rpm (Figura 28), se utilizó una temperatura de extrusión de 80 °C
y una velocidad de alimentación de 70 g/min. Los extrudidos resultantes fueron
enfriados y secados a temperatura ambiente y en oscuridad durante 16 horas para
después ser triturados en un molino de tornillo simple y los fragmentos resultantes
fueron molidos en un molino Perten 3100 que produce tamaños de partícula inferiores a
0.5 mm. La harina fue almacenada en bolsas metálicas y almacenada a -80 °C hasta
su uso (Figura 29). Se les determinó el contenido de proteína, extracto etéreo, CAPA,
almidón disponible y almidón resistente con los métodos descritos anteriormente.
Figura 28. Extrusor Brabender modelo 20 DN.
- 50 -
Figura 29. Nixtamalización por extrusión.
5.7. Elaboración de tortillas.
Se pesaron 60 gramos de la masa obtenida en la nixtamalización tradicional y fueron
moldeados en una máquina tortilladora manual en discos de 15 cm de diámetro. Cada
disco fue colocado en un comal, que se tenía una temperatura de 250 °C, y se sometió
a 45 segundos de cocimiento por lado (Figura 30).
En el caso de la harina extrudida, se le agregó agua destilada hasta obtener una masa
de consistencia adecuada (moldeable, cohesiva, no rígida, factores evaluados
subjetivamente) y se siguió el mismo procedimiento que con la masa nixtamalizada.
- 51 -
Figura 30. Elaboración de tortillas.
Las tortillas elaboradas de cada híbrido de maíz fueron divididas en 2 grupos de 4
tortillas, un grupo para realizar la caracterización química (tortillas depositadas en
bolsas con cierre hermético) y otro que empleado para medir el efecto del
almacenamiento (en este set, las tortillas fueron depositadas en servilletas de tela,
bolsas con cierre hermético y estuvieron almacenadas durante 48 h a 4 °C, (Figura 31).
Figura 31. Muestreo de tortillas.
A pesar de que a cada tortilla se le asignó el mismo tiempo de cocción y la misma
temperatura, para evitar algún sesgo en la determinación de carotenoides, se procedió
a cortar en 4 partes cada tortilla y tomar una en cada muestreo (Figura 32) la cual fue
cortada en pequeños fragmentos y depositada en tubos cónicos de 50 mL, los cuales
fueron enseguida almacenados a -80 °C.
- 52 -
Figura 32. Corte realizado a las tortillas para el muestreo.
Una parte de las tortillas se secaron en una estufa de convección (70 °C durante 16 h)
para realizar los análisis de proteína y extracto etéreo. Otra parte fue liofilizada para las
determinaciones de almidón disponible, almidón resistente y carotenoides. Posterior a
cada secado fueron fragmentadas mecánicamente (presionándolas en su bolsa
contenedora) para ser molidas en el equipo FOSS Tecator Cyclotec 1093. La harina
resultante fue almacenada en tubos de plástico y almacenada a -80 °C hasta su uso. El
contenido de proteína, extracto etéreo, CAPA, almidón disponible y almidón resistente
fue determinado con los métodos descritos anteriormente.
5.8. Análisis estadístico.
Para el análisis estadístico de los resultados obtenidos se utilizó un análisis de varianza
de una vía con un nivel de significancia (α) igual a 0.05. Cuando se encontraron
diferencias estadísticas significativas se utilizó una prueba de comparación múltiple de
Tukey.
Para medir el grado de relación entre dos variables se empleó el coeficiente de
correlación de Pearson con un nivel de significancia α = 0.05. Se utilizó el programa
estadístico SigmaPlot 11.
- 53 -
5.9. Cálculo del porcentaje de retención verdadera.
Rodríguez-Amaya et al. (1999) mencionan que aunque es importante informar el
contenido de provitamina A por unidad de peso de alimento cocido o procesado (como
se consume el alimento) en las tablas de composición de alimentos, los cálculos para la
retención de nutrientes se deberían referir al peso de muestra original (base de peso en
estado fresco) a fin de explicar los cambios en el peso (pérdidas de agua y de sólidos
solubles o aumentos de agua y aceite). Además sugieren utilizar la ecuación de Murphy
et al. (1975) para calcular el porcentaje de retención verdadera:
- 54 -
6. RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Es fundamental determinar las características físicas y químicas del maíz, dado que
influyen en la estabilidad del grano durante el almacenamiento, determinan los
parámetros de procesamiento y la calidad de la masa y la tortilla y la eficiencia de
conversión a productos (Rojas-Molina et al., 2008).
6.1. Caracterización física de los híbridos de maíz.
El contenido de humedad máximo permitido para la elaboración de tortillas es del 14%,
Salinas-Moreno y Vázquez-Carrillo (2006) sugieren que el valor óptimo es del 12%, ya
que un mayor contenido de humedad tiende a deteriorar los granos y la región del
germen se oscurece; en los híbridos de maíz utilizados en el presente estudio estuvo
en un intervalo del 8.9 al 10%.
Cuadro 4. Propiedades físicas de los híbridos de maíz.
Tipo de maíz Humedad (%) PH (kg hL-1) PCG (g) IF Dureza
Comercial 10.0 ± 0.06d 78.4 ± 0.82ab 30.2 ± 0.49acdf 25 Duro
20161 8.9 ± 0.14b 80.0 ± 1.13a 30.5 ± 0.33acd 21.5 Duro
20162 9.7 ± 0.14acd 79.2 ± 0.56ab 28.2 ± 0.36bfg 25 Duro
20163 9.3 ± 0.07ae 78.6 ± 0.28ab 29.3 ± 0.53abcd 23 Duro
20164 9.6 ± 0.00ae 79.2 ± 0.01ab 29.6 ± 0.14acdg 5.5 Muy duro
20165 9.4 ± 0.07ae 78.6 ± 0.28ab 28.5 ± 0.62ab 19.5 Duro
20166 10.0 ± 0.07cd 77.4 ± 0.28b 31.2 ± 0.94ce 22 Duro
20167 9.5 ± 0.07ae 78.4 ± 0.56ab 30.7 ± 0.40ed 19.5 Duro
20168 9.2 ± 0.07be 76.8 ± 0.56b 32.6 ± 0.09e 40.5 Intermedio
Los valores son la media ± error estándar, n=3. Letras diferentes en la misma columna indican diferencia estadística significativa (p<0.05). PH: peso hectolítrico, PCG: peso de cien granos, IF: índice de flotación.
- 55 -
El peso hectolítrico (PH) es un indicador de la dureza del grano de maíz y de la
composición del endospermo (Agama-Acevedo et al., 2011), a menor dureza mayor
proporción de endospermo harinoso, el cual contiene gránulos de almidón débilmente
empaquetados en una matriz de proteína, a diferencia del endospermo vítreo, el cual
origina granos más duros debido al alto empaquetamiento de los gránulos de almidón
(Gonzalez et al., 2005; Singh et al., 2011). De acuerdo a la norma, el PH debe ser
mayor a 74 kg hL-1, ya que este valor indica que el maíz presenta dureza intermedia o
superior y lo hace apto para la elaboración de tortillas. Los híbridos de maíz estudiados
cumplieron con este criterio (intervalo de 77.4 a 80 kg hL-1). El PH del maíz comercial
no fue significativamente diferente de los híbridos biofortificados con CAPA (cuadro 4).
Con base en los valores de índice de flotación (IF) de los híbridos de maíz, éstos se
clasificaron en granos de dureza intermedia, granos duros y granos muy duros, los
cuales son preferidos por la industria harinera y nixtamalera, ya que son menos
susceptibles a quebrarse o partirse por efecto de la cosecha mecánica y de los
movimientos posteriores al ser embarcados y transportados; además, durante el
proceso de molienda seca, el maíz duro produce tamaños de partícula de mayor
homogeneidad (INTA, 2006; Vázquez-Carrillo et al., 2012).
El peso de cien granos (PCG) de los híbridos estuvo entre 28.2 y 32.6 g. Salinas-
Moreno y Vázquez-Carrillo (2006) clasificaron los granos de maíz en base al PCG, los
granos grandes tienen un PCG mayor a 38 g, los medianos entre 33 y 38 g, en tanto
que los pequeños presentan valores menores a 33 g, por tanto, los híbridos del
presente estudio entraron en la categoría de granos pequeños, los cuales podrían ser
aptos para la industria de la masa y la tortilla, ya que por su tamaño se hidratan más
fácilmente que los grandes, lo cual disminuye el tiempo y energía requeridos para su
cocción (Salinas-Moreno et al., 2010).
Aunque el color del grano no se considera una propiedad importante para procesarlo,
influye considerablemente en la preferencia del consumidor (Antuna-Grijalva et al.,
2008). La escala “L*” mide la luminosidad y varía desde cero para el negro hasta 100
para el blanco perfecto; la escala “a*” mide el color rojo en la parte positiva y el color
verde en la parte negativa; la escala “b*” mide el color amarillo en la parte positiva y
- 56 -
azul en la negativa (HunterLab, 2012). El maíz comercial resultó de una tonalidad más
cercana al blanco, debido a que contenía una menor concentración de carotenoides.
Los híbridos 20165 y 20166 mostraron mayores valores de b* (37.77 - 38.69) que el
resto de los híbridos (30.45 - 34.35), y se caracterizaron por una mayor tonalidad
amarilla (Cuadro 5), lo que los haría atractivos para la elaboración de botanas, ya que
este sector utiliza este tipo de maíz (Cruz et al., 2012).
Cuadro 5. Color de los granos de los híbridos de maíz.
Tipo de maíz Color
L a b
Comercial 69.79 ± 0.67d 4.15 ± 0.26c 26.84 ± 0.70e
20161 60.00 ± 1.01bc 16.79 ± 0.68a 34.35 ± 1.49a
20162 60.49 ± 2.14bc 12.02 ± 1.32b 32.18 ± 1.73ab
20163 64.18 ± 2.54a 13.62 ± 0.49b 32.74 ± 0.92ab
20164 61.47 ± 1.86c 13.59 ± 1.17b 31.84 ± 1.58ab
20165 63.33 ± 1.43c 17.16 ± 0.69a 37.77 ± 1.39d
20166 63.21 ± 0.64c 17.61 ± 2.33a 38.69 ± 1.45cd
20167 64.12 ± 0.39a 14.92 ± 1.08ab 30.45 ± 0.59bf
20168 61.84 ± 0.36c 14.88 ± 1.72ab 33.70 ± 0.75af
Los valores son la media ± error estándar, n=6. Letras diferentes en la misma columna indican diferencia estadística significativa (p<0.05).
6.2. Caracterización química de los híbridos de maíz.
El contenido de proteína en los híbridos estudiados (9.19 – 11.31 %) resultó igual o
superior al maíz comercial (Cuadro 6) y dentro del intervalo reportado por Jackson y
Sandera (1995) para distintos tipos de maíz (entre 9 y 11 %). El híbrido 20161 fue el
que presentó un mayor porcentaje de esta macromolécula (11.31 %). El contenido de
proteína está influenciado por la disponibilidad de nitrógeno del suelo donde fue
cultivado y por la genética del grano (Rojas-Molina et al., 2008).
Los resultados de extracto etéreo indican que el maíz comercial (5.52 %) fue
significativamente superior al resto de los híbridos, los cuales presentaron valores entre
3.36 y 4.50 %, lo que indica que el genotipo influye en este contenido (Méndez-
- 57 -
Montealvo et al., 2005). Diversos estudios han reportado concentraciones en un
intervalo de 3 a 7.17 % y generalmente bajas para maíz pigmentado (Agama-Acevedo
et al., 2011; Berardo et al., 2009; Méndez-Montealvo et al., 2005).
El almidón disponible varió entre 65.6 y 70.1 %, los híbridos 20162 y 20168 estuvieron
por debajo del intervalo reportado por diferentes autores, entre 69.1 y 89 % (Agama-
Acevedo et al., 2011; Krieger et al., 1998; Méndez-Montealvo et al., 2005), pero fue
similar a lo que indican Nuss y Tanumihardjo (2010), un intervalo del 65 a 70%, las
diferencias pueden ser atribuidas tanto a las muestras como a la técnica utilizada; sin
embargo, las concentraciones se encuentran en el intervalo reportado para maíz.
La concentración de almidón resistente (tipo I) no mostró diferencias estadísticas
significativas entre los híbridos a excepción del 20165, el cual presentó una mayor
cantidad de este compuesto (0.43 %). Díaz-Mora (2012) determinó la concentración de
AR en 104 accesiones de maíces criollos y encuentra un intervalo de 0.35 a 0.49 %; En
la revisión realizada por Bello-Pérez y Paredes-López (2009), encontraron que la
cantidad de AR en maíz y harinas comerciales se ha reportado en un intervalo de 0.98
a 1.99 %, superiores a los cuantificados en los híbridos del presente trabajo.
El contenido de CAPA del maíz comercial fue significativamente menor respecto a los
híbridos biofortificados (cuadro 6), de los cuales se observaron 3 entre los que no hubo
diferencia estadística significativa y estuvieron en un intervalo de 9.63 a 10.20 µg g-1
(20162, 20164 y 20165), otro grupo de 3 en un intervalo de 12.88 a 13.26 µg g-1 entre
los cuales tampoco existió diferencia significativa (20161, 20163 y 20167); el híbrido
20168 fue el que tuvo mayor concentración (25.46 µg g-1). El contenido de CAPA en
variedades de maíz utilizadas en otros estudios varía de 0 a 45.8 µg g-1, siendo esta
última concentración de una variedad modificada para alto contenido de carotenoides
(Babu et al., 2013; de la Parra et al., 2007; Islas-Caballero, 2011; Ortiz-Monasterio et
al., 2007).
- 58 -
Cuadro 6. Características químicas de los híbridos de maíz.
Tipo de maíz
Proteína (%) Extracto etéreo (%)
Almidón disponible (%)
Almidón resistente (%)
CAPA (µg g-1)
Comercial 9.99 ± 0.11b 5.52 ± 0.01a 69.41 ± 0.73ab 0.14 ± 0.01b 3.04 ± 0.17a
20161 11.31 ± 0.13d 4.50 ± 0.00bcf 68.46 ± 0.72abc 0.19 ± 0.01bc 12.88 ± 0.37b
20162 10.63 ± 0.13ac 3.83 ± 0.13d 66.92 ± 0.42ci 0.25 ± 0.02c 9.63 ± 0.38c
20163 9.19 ± 0.26b 4.27 ± 0.04cgf 69.69 ± 0.65abde 0.16 ± 0.02b 13.04 ± 0.13bd
20164 10.30 ± 0.10abc 3.86 ± 0.12d 69.43 ± 0.60abe 0.18 ± 0.02bc 10.20 ± 0.32cef
20165 10.38 ± 0.07ac 3.36 ± 0.01e 68.13 ± 0.73ac 0.43 ± 0.02a 10.06 ± 0.19cf
20166 9.97 ± 0.11b 4.30 ± 0.06cg 70.10 ± 0.67bde 0.14 ± 0.00b 16.32 ± 0.40g
20167 10.65 ± 0.10c 4.05 ± 0.05dg 68.16 ± 0.58ac 0.22 ± 0.04bc 13.26 ± 0.44bdh
20168 10.25 ± 0.08ab 4.45 ± 0.13f 65.50 ± 0.58i 0.21 ± 0.03bc 25.46 ± 0.31i
CAPA: Carotenoides con actividad de provitamina A. Los valores son la media ± error estándar, n=3, base seca. Letras diferentes en la misma columna indican diferencia estadística significativa (p<0.05).
En el cuadro 7 se presenta el contenido total de carotenoides cuantificados, de los
cuales la β-criptoxantina, el β-caroteno y sus isómeros 9-cis y 13-cis tienen actividad de
provitamina A, el contenido de CAPA es resultado de la suma de la concentración de
estos carotenoides (el contenido de β-criptoxantina se multiplica previamente por 0.5).
Cuadro 7. Contenido de carotenoides de los híbridos de maíz.
Contenido de carotenoides (µg/g peso seco)
Tipo de maíz
β-caroteno 9-cis-β-caroteno
13-cis-β-caroteno
β-criptoxantina
Luteína Zeaxantina
Comercial 1.90 ± 0.12 0.31 ± 0.03 0.47 ± 0.01 0.71 ± 0.05 0.18 ± 0.01 0.76 ± 0.04
20161 7.39 ± 0.37 1.10 ± 0.03 1.76 ± 0.09 5.26 ± 0.14 2.15 ± 0.21 10.71 ± 0.98
20162 6.17 ± 0.15 0.99 ± 0.01 1.31 ± 0.09 2.31 ± 0.01 0.60 ± 0.11 2.96 ± 0.52
20163 8.49 ± 0.04 1.25 ± 0.05 1.84 ± 0.13 2.96 ± 0.08 0.72 ± 0.08 3.40 ± 0.06
20164 6.00 ± 0.20 0.98 ± 0.04 1.47 ± 0.04 3.52 ± 0.10 0.69 ± 0.03 2.97 ± 0.12
20165 5.04 ± 0.18 1.01 ± 0.08 1.26 ± 0.03 5.54 ± 0.14 2.05 ± 0.18 9.37 ± 0.27
20166 10.25 ± 0.31 1.45 ± 0.05 2.52 ± 0.03 4.20 ± 0.13 1.55 ± 0.03 7.16 ± 0.19
20167 7.50 ± 0.22 1.29 ± 0.09 1.92 ± 0.09 5.13 ± 0.14 1.71 ± 0.05 7.98 ± 0.31
20168 16.90 ± 0.49 1.87 ± 0.12 3.84 ± 0.07 5.71 ± 0.08 2.25 ± 0.04 11.08 ± 0.84
Los valores son la media ± error estándar, n=3, base seca.
- 59 -
6.3. Análisis de correlación entre los componentes químicos de los híbridos de
maíz.
Se calcularon los coeficientes de correlación de Pearson (r) (Cuadro 8) para determinar
si existía alguna relación entre los diferentes componentes químicos de los híbridos de
maíz.
Cuadro 8. Coeficientes de correlación entre los componentes químicos de los híbridos de maíz.
Prot Alm EE AR CAPA Lut Zeax βcrip βcaro 9cis 13cis
Prot 1
Alm 0.324 1
EE 0.207 0.192 1
AR 0.536 0.491 0.688* 1
CAPA 0.018 0.562 0.173 0.431 1
Lut 0.462 0.463 0.335 -0.698* 0.684* 1
Zeax 0.490 0.491 0.293 -0.689* 0.698* 0.997* 1
βcrip 0.430 0.409 0.521 -0.802* 0.695* 0.957* 0.943* 1
βcaro 0.055 0.565 0.089 0.335 0.990* 0.587 0.607 0.588 1
9cis 0.032 0.485 0.341 0.506 0.971* 0.675 0.679* 0.728* 0.947* 1
13cis 0.045 0.532 0.100 0.342 0.994* 0.636 0.650 0.640 0.993* 0.957* 1 Prot, proteína; Alm, almidón disponible; EE, extracto etéreo; AR, almidón resistente; CAPA, carotenoides
con actividad de provitamina A; Lut, luteína; Zeax, zeaxantina; βcrip, β-criptoxantina; βcar, β-caroteno; 9cis, 9-cis-β-caroteno; 13cis, 13-cis-β-caroteno. Nivel de significancia p< 0.05.
Se observó que existe una correlación estadísticamente significativa entre la cantidad
de AR y la de extracto etéreo, luteína, zeaxantina y β-criptoxantina. La concentración
de AR fue directamente proporcional a la de extracto etéreo e inversa con respecto a la
de los carotenoides mencionados. No se han encontrado reportes que indiquen la
existencia de una correlación entre la cantidad de AR, extracto etéreo y carotenoides.
Los coeficientes de correlación cercanos a 1 entre los CAPA y β-caroteno y sus
isómeros son debidos a que resultan precisamente de la suma de los valores de estos
carotenoides, los cuales también están relacionados entre sí. Existe también una
correlación significativa entre los CAPA y los demás carotenoides determinados:
- 60 -
luteína, zeaxantina y β-criptoxantina; sin embargo, es menor que la existente con los β-
carotenos.
Menkir et al. (2008) y Kandianis et al. (2013), también determinaron las correlaciones
entre estos dos carotenoides, los resultados que encontraron y los determinados en el
presente trabajo se muestran en el cuadro 9.
Cuadro 9. Coeficientes de correlación entre carotenoides en los híbridos de maíz en grano.
Menkir et al. (2008) Kandianis et al. (2013) Presente estudio
Correlación Población 1
Población 2
Población 3
Población 4
Población 5
Población 1
Población 2
Híbridos
Lut/Zeax 0.21 0.31 0.31 0.46 ns 0.67 ns 0.997
Lut/βcrip 0.17 ns ns ns ns 0.45 ns 0.957
Lut/βcar 0.43 ns ns 0.23 ns 0.14 -0.32 ns
Zeax/βcrip 0.69 0.7 0.7 0.49 0.6 0.7 0.7 0.943
Zeax/βcar 0.62 0.43 0.43 0.46 ns ns ns ns
βcrip/βcar 0.7 0.69 0.69 0.8 0.7 ns 0.46 ns
Lut, luteína; Zeax, zeaxantina; βcrip, β-criptoxantina; βcar, β-caroteno; 9cis, 9-cis-β-caroteno; 13cis, 13-cis-β-caroteno. ns, no significativo. Nivel de significancia p< 0.05.
Análisis genéticos llevados a cabo con poblaciones segregantes en color de la semilla y
perfiles de carotenoides han demostrado que las diferencias composicionales y en la
concentración de carotenoides en las semillas son heredadas cuantitativamente
(Kandianis et al., 2013); sin embargo, Kandianis et al. (2013) también mencionan que
las interacciones genotipo-ambiente son significativas. Menkir et al. (2008)
determinaron que los coeficientes de correlación observados siguieron de cerca la ruta
de biosíntesis de carotenoides.
De lo anterior se puede mencionar que las correlaciones que existen entre los
diferentes carotenoides dependen del genotipo y de las condiciones de siembra.
- 61 -
6.4. Análisis de correlación entre propiedades físicas y composición química
de los híbridos de maíz.
La composición química parece no estar relacionada con las características físicas del
grano, sin embargo, hay propiedades que muestran correlaciones estadísticamente
significativas (Cuadro 10). Destacan los coeficientes de correlación entre el contenido
de luteína, zeaxantina y β-criptoxantina con la escala “a” de color.
Cuadro 10. Coeficientes de correlación entre las propiedades físicas y composición química de los híbridos de maíz.
L a b PH PCG IF
CAPA 0.057 0.195 0.115 0.617 0.702* 0.564
Luteína 0.000 0.754* 0.419 0.241 0.470 0.324
Zeaxantina 0.055 0.721* 0.386 0.229 0.491 0.364
β-criptoxantina 0.107 0.718* 0.314 0.190 0.389 0.135
13-cis-β-caroteno 0.066 0.182 0.110 -0.666* 0.753* 0.574
β-caroteno 0.027 0.089 0.071 -0.652* 0.713* 0.618
9-cis-β-caroteno 0.221 0.195 0.116 0.557 0.580 0.439
Proteína -0.644* 0.098 0.239 0.630 0.056 0.564
Almidón 0.362 0.233 0.200 0.295 0.268 -0.677*
Almidón resistente 0.062 0.070 0.254 0.155 0.055 0.034
Extracto etéreo 0.171 0.099 0.110 0.169 0.456 0.356 CAPA, carotenoides con actividad de provitamina A; PCG, peso de cada cien granos; PH, peso hectolítrico; IF, índice de flotación; L, a y b son las escalas de color. Nivel de significancia p< 0.05.
Para determinar estas correlaciones no se tomó en cuenta el maíz comercial porque si
se incluía se elevaba la correlación por ser un valor significativamente diferente al de
los otros híbridos. Lozano-Alejo et al. (2007) y Salinas-Moreno et al. (2008) reportan
que en harina generalmente existe una correlación entre el valor de la escala “b” (la
escala “b” mide el color amarillo en su parte positiva) y la concentración de
carotenoides; sin embargo, sugieren que se deben evaluar más genotipos para
demostrarlo, en el presente estudio, en grano completo no se detectó una correlación
estadísticamente significativa.
- 62 -
Jamin y Flores (1998) midieron las características de tres productos molidos de maíz
amarillo y encontraron que el valor L* estaba correlacionado de manera negativa (-
0.80) con el contenido de proteína. Correlaciones similares fueron encontradas por
Sandhu et al. (2007) en 9 variedades de maíz amarillo de la India (-0.759). En el
presente estudio la correlación entre L* y contenido de proteína fue de -0.644, pero a
diferencia de los estudios mencionados anteriormente, fue evaluado en grano
completo. Aún se desconoce el porqué de esta correlación, sin embargo, podría estar
relacionado con el hecho de que tanto proteína como carotenoides se encuentran en
mayor cantidad en el endospermo vítreo (Buckner et al., 1996; Egesel et al., 2003;
FAO-ONU, 1993b; Jackson y Shandera, 1995; Moros et al., 2002).
Los coeficientes de correlación altos encontrados entre PH con 13-cis-β-caroteno y β-
caroteno, además de los existentes entre PCG con CAPA y los carotenoides
mencionados anteriormente, pueden explicarse debido a que los carotenos se
encuentran principalmente en el endospermo vítreo (Egesel et al., 2003; Moros et al.,
2002), el cual está compuesto por gránulos de almidón empaquetados en una matriz de
proteína (Robutti et al., 1973), lo que los hace más pesados. El hecho de que la luteína
se encuentra en mayor cantidad en la aleurona que en el endospermo y que la
zeaxantina se distribuye en la misma proporción en aleurona y endospermo (Ndolo y
Beta, 2013) podría explicar que no exista correlación significativa de estos carotenoides
con el PCG y el PH.
Otra correlación estadísticamente significativa es la que se encontró entre el almidón
disponible y el IF, ya que entre menos duro sea un grano indica que tendrá menor
cantidad de endospermo vítreo y por tanto menor concentración de almidón (Singh et
al., 2011).
6.5. Efecto del procesamiento en la concentración de proteína.
En el cuadro 11 se observa el efecto de la nixtamalización tradicional en el contenido
de proteína. El maíz comercial presentó una pérdida del 1.32 %, lo cual concuerda con
lo mencionado por Rojas-Molina et al. (2008), quienes en base a lo reportado en
- 63 -
diferentes estudios sostienen que el tratamiento térmico alcalino disminuye el contenido
de proteínas, lo anterior también coincide con los resultados obtenidos por Coutiño-
Estrada et al. (2008), ya que encuentran pérdidas de proteína (0.3 a 2.3 %) en tortillas
elaboradas tanto con maíz amarillo como con maíz blanco y atribuyen esta disminución
a la pérdida parcial de capa de aleurona y germen.
Cuadro 11. Contenido de proteína en grano, HNT y tortillas elaboradas mediante nixtamalización tradicional.
Tipo de maíz Grano HNT Tortillas
Comercial 9.99 ± 0.11a 8.88 ± 0.02b 8.67 ± 0.10b
20161 11.31 ± 0.13a 11.53 ± 0.05a 11.28 ± 0.01a
20162 10.63 ± 0.13a 11.05 ± 0.06a 10.90 ± 0.00a
20163 9.19 ± 0.26a 10.17 ± 0.12a 9.81 ± 0.09a
20164 10.30 ± 0.10a 11.04 ± 0.01b 10.81 ± 0.07b
20165 10.38 ± 0.07a 10.74 ± 0.12b 10.52 ± 0.05ab
20166 9.97 ± 0.11ab 10.46 ± 0.07a 10.24 ± 0.31ab
20167 10.65 ± 0.10a 11.00 ± 0.06b 11.21 ± 0.10b
20168 10.25 ± 0.08a 10.75 ± 0.34a 10.63 ± 0.07a
HNT: Harina obtenida a partir de la masa nixtamalizada. Los valores son la media ± error estándar, n=3, base seca. Letras diferentes en la misma fila indican diferencia estadística significativa (p<0.05).
Los híbridos 20164, 20165 y 20167 presentaron un incremento en el contenido de
proteína (entre 0.14 y 0.56 %). Los cambios en el contenido total de la proteína
después de la nixtamalización, se atribuyen a las modificaciones de este componente
en la parte interna a nivel del endospermo, principalmente de zeína. Adicionalmente,
las características del grano de maíz para su transformación y procesamiento están
determinadas de manera primaria por las características morfológicas del endospermo
(Watson, 2003).
El incremento en el contenido de proteína en el maíz nixtamalizado, se ha relacionado
con el aumento de su concentración, a causa de la pérdida de lípidos y fibra a través
del nejayote. El incremento en la concentración de proteína, resulta de las
transformaciones químicas y morfológicas que experimental el germen y el pericarpio
durante la nixtamalización. Esto ocasiona la remoción de ambas estructuras
- 64 -
anatómicas, para formar parte de la materia seca perdida durante la etapa de reposo y
lavado (Almeida-Domínguez et al., 1998; Ortega et al., 1986; Rojas-Molina et al., 2008;
Vázquez-Carrillo et al., 2011).
En 4 híbridos no se encontraron cambios estadísticamente significativos (20161,
20162, 20163 y 20168) en el contenido de proteínas de las HNT y las tortillas, esto
coincide con lo reportado por Vázquez-Carrillo et al. (2011), quienes midieron el
contenido de proteína en grano completo de maíces híbridos amarillos, blancos y
criollos y en las tortillas elaboradas a partir de esos granos y no encontraron diferencias
estadísticamente significativas, lo cual puede atribuirse a una menor pérdida de materia
seca, debido a que el pericarpio no es removido completamente durante la etapa de
cocción y de reposo del proceso de nixtamalización (Rojas-Molina et al., 2008; Serna-
Saldivar et al., 1992).
La cantidad de proteína en la HNE no fue significativamente diferente a la que se
encontró en la HNT (Cuadro 12), salvo en el maíz comercial, en donde se observa un
menor porcentaje en la HNT, lo cual pudo ser debido a la separación parcial del
germen del grano y pérdida de otras proteínas durante la nixtamalización (Gutiérrez-
Dorado et al., 2008), lo que no ocurrió con los híbridos biofortificados.
Cuadro 12. Comparación de los procesos de nixtamalización en el contenido de proteína de HNE, HNT y tortillas.
Contenido de proteína (%)
Tipo de maíz HNE HNT Tortilla extrusión Tortilla tradicional
Comercial 9.79 ± 0.13a 8.88 ± 0.02b 9.71 ± 0.19A 8.67 ± 0.10B
20161 11.27 ± 0.07a 11.53 ± 0.05a 11.73 ± 0.05A 11.28 ± 0.01A
20162 10.86 ± 0.06a 11.05 ± 0.06a 12.09 ± 0.23A 10.90 ± 0.00B
20163 10.21 ± 0.01a 10.17 ± 0.12a 10.03 ± 0.01A 9.81 ± 0.09A
20164 10.86 ± 0.11a 11.04 ± 0.01a 11.20 ± 0.08A 10.81 ± 0.07A
20165 10.38 ± 0.05a 10.74 ± 0.12a 11.25 ± 0.21A 10.52 ± 0.05B
20166 10.23 ± 0.26a 10.46 ± 0.07a 10.38 ± 0.10A 10.24 ± 0.31A
20167 10.84 ± 0.10a 11.00 ± 0.06a 11.02 ± 0.14A 11.21 ± 0.10A
20168 10.49 ± 0.02a 10.75 ± 0.34a 11.33 ± 0.09A 10.63 ± 0.07B
HNE, Harina nixtamalizada por extrusión; HNT, Harina obtenida a partir de la masa nixtamalizada. Los valores son la media ± error estándar, n=3, base seca. Se compara HNE con HNT y tortillas producidas de manera tradicional con las elaboradas con HNE. Letras diferentes en la misma fila indican diferencia estadística significativa (p<0.05).
- 65 -
Al comparar el contenido de proteína en las tortillas elaboradas por ambos métodos se
encontró que en 5 híbridos (20161, 20163, 20164, 20166 y 20167) no hubo diferencias
estadísticamente significativas, pero en los híbridos 20162, 20165, 20168 y el maíz
comercial se observó que las tortillas elaboradas de manera tradicional presentaron
menos proteína que las elaboradas con la harina extrudida.
En el presente estudio se observa que la nixtamalización por extrusión resulta
conveniente para mantener un mayor nivel de proteína respecto a la nixtamalización
tradicional; sin embargo, hay factores que como ya se ha expuesto anteriormente,
influyen en gran medida en la concentración final en el producto terminado (el genotipo,
morfología del endospermo, tiempo de reposo del nixtamal, cantidad de lavados,
tiempo y tipo de cocción, etc.).
6.6. Efecto del procesamiento en la concentración de extracto etéreo y la
formación de almidón resistente.
Durante el proceso de extrusión, la concentración de extracto etéreo en los híbridos
mostró el mismo comportamiento entre sí (Figura 33). Después de ser extrudido el
maíz disminuyó la cantidad de extracto etéreo, sin embargo, al elaborar las tortillas se
cuantificó una mayor concentración del extracto etéreo, la cual nuevamente disminuyó
al almacenar las tortillas durante 48 h.
- 66 -
Figura 33. Contenido de extracto etéreo del grano, harina nixtamalizada por extrusión (HNE) y de tortillas (recién elaboradas y almacenadas durante 48 h).
Varios investigadores han tratado de explicar por qué los productos extrudidos
aparentemente contienen una menor concentración de lípidos. Camire (2001)
menciona que es debido a la formación de complejos almidón-lípidos que resisten
algunas técnicas de extracción de lípidos.
Lo anterior está relacionado con la formación de almidón resistente tipo V el cual se
genera debido al procesamiento térmico (Leszczynski, 2004). Existen resultados
contradictorios respecto a la formación de almidón resistente debido al proceso de
extrusión. Varios estudios (Farhat et al., 2001; Mahasukhonthachat et al., 2010;
Parchure y Kulkarni, 1997; Unlu y Faller, 1998; Vasanthan y Bhatty, 1998; Wolf, 2010)
reportan un decremento en el contenido de AR y lo atribuyen a la destrucción de la
estructura granular, por otro lado, algunos autores han encontrado un incremento en la
concentración de AR, el cual es atribuido a la cantidad de humedad en el sistema (en
- 67 -
un intervalo del 30 al 60 %), ya que el agua actúa como plastificante y maximiza la
retrogradación de almidón (Chanvrier et al., 2007; Huth et al., 2000; Kim et al., 2006).
Etapa
Grano HNE Tortilla Tortilla 48 h
Alm
idón r
esis
tente
(%
)
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
1.4
Comercial
20161
20162
20163
20164
20165
20166
20167
20168
Figura 34. Contenido de almidón resistente del grano, harina nixtamalizada por extrusión (HNE) y de tortillas (recién elaboradas y almacenadas durante 48 h).
En la figura 34 se observa que, a excepción de las muestra 20165, existió un aumento
de AR después de la extrusión y que aumentó nuevamente en las tortillas
almacenadas, contrario a lo que sucede con el contenido de extracto etéreo, es decir,
que cuando el extracto etéreo disminuyó, aumentó la concentración de AR. Una posible
explicación es que durante la extrusión, los lípidos se asociaron con cadenas de
amilosa y formaron AR, pero al someterse a calentamiento cuando se elabora la tortilla,
estos complejos desaparecieron y el extracto etéreo volvió a ser fácilmente
cuantificable. Durante las 48 h de almacenamiento de las tortillas, el incremento de AR
fue considerable en todas las muestras, estos resultados están relacionados con la
reasociación o retrogradación de las moléculas del almidón para formar AR tipo III, este
- 68 -
proceso es favorecido a bajas temperaturas (4 °C) y a tiempos prolongados de
almacenamiento (Sievert y Pomeranz, 1989), de esta manera entre más tiempo se
almacenan las tortillas, más tiempo tendrá el almidón para retrogradar y formar
estructuras que son resistentes al ataque enzimático.
El contenido de almidón resistente fue más bajo en el grano y en la tortilla recién hecha
si se compara con las tortillas almacenadas, esto pudo ser debido a que el almidón
resistente en el grano fue solo del tipo I (almidón englobado en pared celular) y tipo II
(almidón nativo o crudo), en las tortillas recién hechas fue resultado de la combinación
del almidón resistente tipo I, II (principalmente) y III (almidón retrogradado formado
después de un proceso de cocción), en cambio, en las tortillas almacenadas 48 h, el
almidón resistente tipo III es el predominante en estas muestras (García-Rosas et al.,
2009).
El proceso de nixtamalización tradicional no mostró una tendencia igual para todos los
híbridos en lo que respecta al contenido de extracto etéreo. En la figura 35 se observa
que en 7 de los híbridos (comercial, 20161, 20162, 20165, 20166, 20167 y 20168)
disminuyó el contenido de extracto etéreo al momento de nixtamalizar y se mantuvo
esta concentración al elaborar las tortillas, resultados similares a lo reportado por
Rendón-Villalobos et al. (2002), quienes encuentran que para maíces comerciales, la
concentración de extracto etéreo solo disminuye durante la nixtamalización. El híbrido
20163 no presentó diferencias estadísticamente significativas durante el
procesamiento. El híbrido 20164 fue el único que mostró el mismo comportamiento
tanto en nixtamalización tradicional como en extrusión.
- 69 -
Etapa
Grano HNT Tortilla Tortilla 48 h
Exta
rcto
eté
reo (
%)
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
4.5
5.0
5.5
6.0
Comercial
20161
20162
20163
20164
20165
20166
20167
20168
Figura 35. Contenido de extracto etéreo del grano, harina nixtamalizada de manera tradicional (HNT) y de tortillas (recién elaboradas y almacenadas durante 48 h).
En lo que respecta al AR, en la figura 36 se puede observar que el incremento de este
compuesto (formación de AR tipo III) ocurrió al producir la HNT, sin embargo, al
elaborar las tortillas, no hubo aumento significativo e incluso disminuyó en dos híbridos
(20163 y 20168). Durante el almacenamiento también disminuyó la cantidad de almidón
resistente, lo cual es opuesto a lo reportado por diversos autores (Alsaffar, 2011;
Gutiérrez-Dorado et al., 2008; Hernández-Salazar et al., 2006; Rendón-Villalobos et al.,
2002), quienes han encontrado formación de AR durante la elaboración y
almacenamiento de tortillas, lo cual puede ser atribuido a la variedad y composición
química del maíz, la forma de elaboración y almacenamiento de las tortillas, así como a
la técnica de cuantificación de AR.
- 70 -
Etapa
Grano HNT Tortilla Tortilla 48 h
Alm
idón r
esis
tente
(%
)
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
1.4
1.6
1.8
Comercial
20161
20162
20163
20164
20165
20166
20167
20168
Figura 36. Contenido de almidón resistente del grano, harina nixtamalizada de manera tradicional (HNT) y de tortillas (recién elaboradas y almacenadas durante 48 h).
En el cuadro 13 se compara la concentración de extracto etéreo cuantificada en HNE y
tortillas elaboradas con está harina contra la HNT y las tortillas elaboradas con el
método tradicional, respectivamente.
En todos los híbridos se aprecia que existió una mayor cantidad de extracto etéreo en
la HNT respecto a la HNE, sin embargo, al momento de elaborar las tortillas la relación
se invirtió, por lo que el método de extrusión resulta conveniente si se desea una mayor
concentración de lípidos en el producto final (para elaborar productos como totopos o
tostadas, por ejemplo).
- 71 -
Cuadro 13. Comparación de los procesos de nixtamalización en el contenido de extracto etéreo.
Contenido de extracto etéreo (%)
Tipo de maíz HNE HNT Tortilla extrusión Tortilla tradicional
Comercial 2.89 ± 0.00a 3.30 ± 0.02a 4.52 ± 0.15A 3.51 ± 0.06B
20161 3.34 ± 0.07a 3.85 ± 0.03b 4.95 ± 0.02A 4.04 ± 0.08B
20162 2.92 ± 0.07a 3.35 ± 0.05a 4.55 ± 0.16A 3.49 ± 0.15B
20163 3.32 ± 0.17a 3.37 ± 0.02a 4.46 ± 0.29A 4.00 ± 0.45A
20164 2.75 ± 0.04a 3.41 ± 0.30b 4.36 ± 0.13A 2.31 ± 0.01B
20165 2.34 ± 0.11a 2.76 ± 0.11a 3.57 ± 0.11A 2.64 ± 0.06B
20166 3.17 ± 0.02a 3.33 ± 0.13a 4.70 ± 0.10A 3.17 ± 0.09B
20167 2.82 ± 0.03a 3.17 ± 0.07a 4.37 ± 0.04A 3.23 ± 0.02B
20168 2.91 ± 0.05a 3.12 ± 0.06a 4.50 ± 0.02A 3.24 ± 0.07B
HNE, Harina nixtamalizada por extrusión; HNT, Harina obtenida a partir de la masa nixtamalizada. Los valores son la media ± error estándar, n=3, base seca. Se compara HNE con HNT y tortillas producidas de manera tradicional con las elaboradas con HNE. Letras diferentes en la misma fila indican diferencia estadística significativa (p<0.05).
En el cuadro 14 se compara el contenido de AR cuantificado en la HNE con el
detectado en la HNT y se observa que el método tradicional favoreció la formación de
este compuesto. Con las tortillas ocurrió lo mismo, aquellas elaboradas mediante el
método tradicional contenían 3 veces más AR que las hechas con harina extrudida,
debido a que durante la extrusión se utilizó una cantidad de agua del 28%, en cambio
la nixtamalización tradicional se realiza en exceso de agua, lo que favorece la
retrogradación del almidón.
Cuadro 14. Comparación de los procesos de nixtamalización en el contenido de almidón resistente.
Contenido de almidón resistente (%)
Tipo de maíz HNE HNT Tortilla extrusión Tortilla tradicional
Comercial 0.35 ± 0.04a 0.82 ± 0.01b 0.31 ± 0.01A 1.47 ± 0.01B
20161 0.27 ± 0.01a 0.96 ± 0.01b 0.21 ± 0.01A 1.00 ± 0.01B
20162 0.30 ± 0.01a 1.18 ± 0.01b 0.26 ± 0.01A 1.33 ± 0.04B
20163 0.28 ± 0.01a 0.92 ± 0.03b 0.20 ± 0.01A 1.14 ± 0.14B
20164 0.33 ± 0.01a 0.84 ± 0.03b 0.23 ± 0.01A 1.27 ± 0.02B
20165 0.30 ± 0.01a 1.10 ± 0.04b 0.28 ± 0.07A 1.41 ± 0.01B
20166 0.35 ± 0.01a 0.86 ± 0.02b 0.17 ± 0.00A 1.33 ± 0.05B
20167 0.26 ± 0.01a 0.87 ± 0.01b 0.19 ± 0.00A 1.09 ± 0.02B
20168 0.26 ± 0.01a 0.54 ± 0.01b 0.21 ± 0.01A 1.05 ± 0.01B
- 72 -
HNE, Harina nixtamalizada por extrusión; HNT, Harina obtenida a partir de la masa nixtamalizada. Los valores son la media ± error estándar, n=3, base seca. Se compara HNE con HNT y tortillas producidas de manera tradicional con las elaboradas con HNE. Letras diferentes en la misma fila indican diferencia estadística significativa (p<0.05).
6.7. Efecto del procesamiento en la concentración de almidón disponible.
Durante la extrusión, el almidón puede sufrir una degradación molecular por la
temperatura, humedad y velocidad del tornillo (Pérez-Navarrete et al., 2007), los
distintos gránulos pueden romperse para producir una mezcla homogénea de
polímeros fragmentados (Lawton et al., 1972). Las condiciones empleadas en el
presente trabajo (80 °C y 250 rpm) pudieron ser suficientes para lograr una
degradación de este componente. Pérez-Navarrete et al. (2007), mencionan que
después de la extrusión, a partir del almidón podrían obtenerse materiales de menor
peso molecular, tales como azucares fermentables, los cuales no son cuantificables
para la determinación de almidón disponible. Por otro lado, Tovar et al. (1999) han
sugerido que el descenso en el contenido de AD asociado a procesos de extrusión
puede deberse a reacciones de transglucosidación, las cuales generan enlaces
glucosídicos atípicos que no son reconocidos por las enzimas amilolíticas.
Lo anterior corrobora lo reportado en el cuadro 15, donde se observan las
concentraciones de almidón disponible en los híbridos durante distintas etapas para
elaboración de tortillas mediante extrusión. Ocho de los 9 híbridos estudiados
presentaron una disminución en la concentración de almidón disponible. El único que
no presentó cambios significativos fue el híbrido 20168, el cual también fue el que tuvo
la menor cantidad de almidón disponible en grano sin procesar.
Cuadro 15. Contenido de almidón disponible en grano, HNE y de tortillas (recién elaboradas y almacenadas durante 48 h).
Contenido de almidón disponible (%)
Tipo de maíz Grano HNE Tortillas Tortillas 48 h
Comercial 69.41 ± 0.73a 62.73 ± 0.46b 64.80 ± 1.43bc 66.09 ± 0.52cd
20161 68.46 ± 0.72a 61.56 ± 1.13b 67.14 ± 0.88ac 62.47 ± 0.49bd
20162 66.92 ± 0.42a 62.95 ± 0.54b 68.05 ± 1.04a 66.31 ± 0.73a
- 73 -
20163 69.69 ± 0.65a 66.83 ± 1.25b 63.73 ± 0.72c 65.60 ± 0.52bc
20164 69.43 ± 0.60a 66.89 ± 1.17ab 63.06 ± 1.01cd 64.72 ± 0.52bd
20165 68.13 ± 0.73a 64.85 ± 1.55b 67.01 ± 1.12a 67.60 ± 0.42a
20166 70.10 ± 0.67a 65.03 ± 1.80bd 69.77 ± 0.86ac 67.77 ± 0.52ad
20167 68.16 ± 0.58a 66.90 ± 1.15a 65.70 ± 0.54abc 62.81 ± 0.20d
20168 65.50 ± 0.58a 66.05 ± 1.72a 64.80 ± 1.68a 61.67 ± 1.22b
HNE: Harina nixtamalizada por extrusión. Los valores son la media ± error estándar, n=3, base seca. Letras diferentes en la misma fila indican diferencia estadística significativa (p<0.05).
Cuando fueron elaboradas las tortillas el efecto que se obtuvo en la cantidad de
almidón disponible fue diverso. El híbrido 20167 y el maíz comercial no presentaron
diferencias significativas entre la HNE y la tortilla. En los híbridos 20161, 20162, 20165
y 20166 se observó un aumento en la cantidad de almidón, en contraste, en los
híbridos 20163, 20164 y 20168 se notó una disminución. A las 48 h de almacenamiento
las concentraciones se mantuvieron o disminuyeron dependiendo el híbrido, lo cual
coincide con lo reportado por Rendón-Villalobos et al. (2002) al almacenar tortillas y
evaluarlas a diferentes tiempos (0, 24, 48 y 72 horas) y sugieren que esto podría estar
relacionado con la formación de fracciones retrogradadas indigeribles durante el
almacenamiento a baja temperatura.
El mismo efecto fue encontrado en las tortillas elaboradas mediante el método
tradicional (Cuadro 16), a excepción del híbrido 20165 en el cual se cuantificó un
aumento en la cantidad de almidón.
Cuadro 16. Contenido de almidón disponible durante la nixtamalización tradicional.
Contenido de almidón disponible (%)
Tipo de maíz Grano HNT Tortillas Tortillas 48 h
Comercial 69.41 ± 0.73a 63.65 ± 0.17b 64.13 ± 0.66b 64.32 ± 0.20b
20161 68.46 ± 0.72a 63.99 ± 0.70b 69.20 ± 0.84ac 64.52 ± 1.52bd
20162 66.92 ± 0.42a 66.57 ± 0.31ab 69.42 ± 0.53c 63.14 ± 0.61d
20163 69.69 ± 0.65a 61.65 ± 0.82b 69.90 ± 0.53ac 65.34 ± 0.52d
20164 69.43 ± 0.60a 63.41 ± 1.45b 63.11 ± 0.15b 62.48 ± 1.61b
20165 68.13 ± 0.73a 65.24 ± 0.62b 62.12 ± 0.30c 65.74 ± 0.33bd
20166 70.10 ± 0.67a 63.63 ± 0.64b 69.51 ± 0.53c 66.40 ± 0.52ad
20167 68.16 ± 0.58a 61.12 ± 0.44b 67.44 ± 1.95a 67.44 ± 0.15a
20168 65.50 ± 0.58ac 69.02 ± 0.21b 67.46 ± 1.55bc 63.61 ± 0.13ad
- 74 -
HNT: Harina obtenida a partir de la masa nixtamalizada. Los valores son la media ± error estándar, n=3, base seca. Letras diferentes en la misma fila indican diferencia estadística significativa (p<0.05).
Después de nixtamalizar, en 7 híbridos se apreció una disminución en la cantidad de
almidón (20161, 20163, 20164, 20165, 20166, 20167 y comercial), lo que coincide con
diversos estudios que reportan pérdidas de almidón de alrededor del 5 % y que se han
recuperado en los sólidos presentes en el agua del nixtamal (Bressani, 2008;
Pflugfelder et al., 1988). El híbrido 20162 no presentó una diferencia significativa pero
en el 20168 se dio un aumento, por lo que es posible que este híbrido haya perdido
compuestos diferentes al almidón durante la nixtamalización, ocasionando un efecto de
concentración de esta macromolécula.
Al elaborar las tortillas, en 5 híbridos (20161, 20162, 20163, 20166 y 20167) se registró
un aumento en la cantidad de almidón, en 3 no sé detectan cambios (20164, 20168 y
comercial) y en el híbrido 20165 hay una disminución en la concentración de almidón.
Al comparar el efecto entre procesos (Cuadro 17), se observó que la cantidad de
almidón en la HNE y en la HNT no muestra diferencias significativas a excepción de los
híbridos 20163 y 20167, en los cuales de detectó un mayor porcentaje en la harina
extrudida. Al evaluar las tortillas se encontró que sólo en 3 híbridos hay diferencias
estadísticamente significativas, en el 20163 y en el 20168 aumentó el contenido de
almidón en las tortillas tradicionales, por otra parte en el híbrido 20165 la cantidad de
almidón disponible fue superior en las tortillas elaboradas con la HNE.
Cuadro 17. Comparación de los procesos de nixtamalización en el contenido de almidón disponible.
Contenido de almidón disponible (%)
Tipo de maíz HNE HNT Tortilla extrusión Tortilla tradicional
Comercial 62.73 ± 0.46a 63.65 ± 0.17a 64.80 ± 1.43a 64.13 ± 0.66a
20161 61.56 ± 1.13a 63.99 ± 0.70a 67.14 ± 0.88a 69.20 ± 0.84a
20162 62.95 ± 0.54a 66.57 ± 0.31a 68.05 ± 1.04a 69.42 ± 0.53a
20163 66.83 ± 1.25a 61.65 ± 0.82b 63.73 ± 0.72a 69.90 ± 0.53b
20164 66.89 ± 1.17a 63.41 ± 1.45a 63.06 ± 1.01a 63.11 ± 0.15a
- 75 -
HNE, Harina nixtamalizada por extrusión; HNT, Harina obtenida a partir de la masa nixtamalizada. Los valores son la media ± error estándar, n=3, base seca. Se compara HNE contra HNT y tortillas producidas de manera tradicional con las elaboradas con HNE. Letras diferentes en la misma fila indican diferencia estadística significativa (p<0.05).
De los resultados obtenidos se puede mencionar que el proceso influye en el contenido
de almidón disponible, pero el genotipo de la muestra también tiene un papel
importante, ya que dependiendo de la muestra es el resultado al que se llega en el
producto final.
6.8. Efecto del secado en la concentración de CAPA.
Durante la etapa de secado se detectó una pérdida considerable de CAPA, lo cual ya
ha sido descrito por Rodríguez-Amaya et al. (1999). Mamatha et al. (2010), reportan
pérdida de β-caroteno del 45.3 % durante la etapa de secado (45 ± 5 °C, durante 6-8
h). En el presente estudio las pérdidas que se obtuvieron fueron en un intervalo del
10.58 al 27.31 % en los híbridos biofortificados (a excepción del 20167, el cual no fue
afectado por este proceso) y del 65.79 % en el maíz comercial (Cuadro 18).
El maíz comercial es el más afectado en cuanto al porcentaje de pérdida respecto a los
híbridos debido a que es el que posee menor cantidad de CAPA, por tanto, las pérdidas
causadas por el procesamiento tuvieron un mayor impacto al evaluarse en porcentaje.
Cuadro 18. Pérdidas de carotenoides con actividad de provitamina A durante el secado.
Contenido de CAPA (µg/g) Pérdida (%)
Tipo de maíz Grano Grano seco
Comercial 3.04 ± 0.17a 1.04 ± 0.23b 65.79
20161 12.88 ± 0.38a 10.55 ± 0.08b 18.09
20162 9.63 ± 0.07a 7.78 ± 0.04b 19.21
20163 13.05 ± 0.14a 10.78 ± 0.28b 17.39
20164 10.21 ± 0.32a 9.13 ± 0.22b 10.58
20165 64.85 ± 1.55a 65.24 ± 0.62a 67.01 ± 1.12a 62.12 ± 0.30b
20166 65.03 ± 1.80a 63.63 ± 0.64a 69.77 ± 0.86a 69.51 ± 0.53a
20167 66.90 ± 1.15a 61.12 ± 0.44b 65.70 ± 0.54a 67.44 ± 1.95a
20168 66.05 ± 1.72a 69.02 ± 0.21a 61.67 ± 1.22a 67.46 ± 1.55b
- 76 -
20165 10.07 ± 0.20a 7.32 ± 0.13b 27.31
20166 16.33 ± 0.40a 13.45 ± 0.18b 17.64
20167 13.27 ± 0.45a 13.18 ± 0.14a 0.68
20168 25.46 ± 0.32a 18.96 ± 0.05b 25.53
CAPA: Carotenoides con actividad de provitamina A. Los valores son la media ± error estándar, n=3, base seca. Letras diferentes en la misma fila indican diferencia estadística significativa (p<0.05).
Las pérdidas se pueden atribuir a la isomerización y oxidación causada por la
temperatura, sin embargo, la variabilidad en los resultados indica que el genotipo
determina el efecto que la temperatura causa en los CAPA en grano completo.
Observaciones similares fueron reportadas por Burt et al. (2010), quienes analizaron el
efecto del almacenamiento y el secado (a 90 °C) en 6 líneas de maíz y clasificaron las
muestras en tres grupos: aquellas que tuvieron pérdidas altas debido al secado y bajas
durante el almacenamiento; las que presentaron bajas pérdidas durante el secado pero
altas durante el almacenamiento, y las que tuvieron pérdidas moderadas durante
secado y almacenamiento. La conclusión a la que llegaron, es que la variabilidad de
resultados sugiere que es debido a las diferencias genéticas.
6.9. Efecto del procesamiento en la concentración de CAPA.
En las figuras 37 y 38 se observa el comportamiento que tuvieron los CAPA durante el
procesamiento, tanto en extrusión como en nixtamalización tradicional,
respectivamente.
- 77 -
Extrusión
Etapa
G. Secado HNE Tortilla Tortilla (48 h)
CA
PA
(µ
g g
-1)
0
5
10
15
20
Comercial
20161
20162
20163
20164
20165
20166
20167
20168
Figura 37. Contenido de carotenoides con actividad de provitamina A (CAPA) durante la nixtamalización por extrusión. HNE: Harina nixtamalizada por extrusión.
Nixtamalización tradicional
Etapa
G. Secado HNT Tortilla Tortilla (48 h)
CA
PA
(µ
g g
-1)
0
5
10
15
20
25
Comercial
20161
20162
20163
20164
20165
20166
20167
20168
Figura 38. Contenido de carotenoides con actividad de provitamina A (CAPA) durante la nixtamalización tradicional. HNT: Harina obtenida a partir de la masa nixtamalizada.
- 78 -
El proceso de extrusión provocó una pérdida significativa de CAPA en 4 de los híbridos
estudiados (20161, 20162, 20163 y comercial); sin embargo, los demás no presentaron
diferencias estadísticamente significativas (Cuadro 19).
Cuadro 19. Pérdida de carotenoides con actividad de provitamina A durante la extrusión.
Pérdida de CAPA (%)
Tipo de maíz HNE Tortillas Tortillas 48 h
Comercial 64.42 62.50 58.65
20161 8.53 10.05 11.00
20162 11.44 14.14 14.14
20163 14.94 5.75 3.90
20164 -7.01 0.99 -0.99
20165 -2.32 2.60 -10.52
20166 6.91 11.75 13.16
20167 7.66 6.15 7.06
20168 3.90 6.70 1.85
CAPA: Carotenoides con actividad de provitamina A. HNE: Harina nixtamalizada por extrusión.
La cocción efectuada al momento de elaborar las tortillas no afectó el contenido de
CAPA respecto a las harinas, salvo en el híbrido 20163 en el cual se dio un aparente
aumento. El almacenamiento durante 48 h a 4 °C tampoco causó un efecto significativo
en la concentración de CAPA si se compara con las tortillas recién elaboradas, solo en
el híbrido 20165 existió un aparente aumento.
Hasta el momento no se han encontrado reportes que indiquen el efecto de la extrusión
en los carotenoides contenidos en el grano de maíz; sin embargo, Camire et al. (1990)
mencionan que en mezclas de harinas de maíz y soya al ser sometidas a extrusión, se
reportan porcentajes de retención de carotenoides totales de entre 89.3 y más del
100%. También ellos reportan que mezclas de almidón de maíz con carotenoides al ser
extrudidas presentan una recuperación de entre el 82 y 94 % del contenido de
carotenoides.
En la nixtamalización tradicional, la HNT de todos los híbridos presentó un aumento en
la cantidad de CAPA respecto al grano seco, a excepción del híbrido 20163 el cual no
- 79 -
tuvo un cambio significativo. En el maíz comercial se presentaron pérdidas en el
contenido de CAPA (Cuadro 20) y la concentración que se determinó en esta etapa se
mantuvo en las siguientes, lo cual puede ser atribuido a que la concentración de CAPA
fue muy baja (0.37 µg kg-1) y no fue posible detectar los cambios que tuvo después de
esta etapa.
Cuadro 20. Pérdida de carotenoides con actividad de provitamina A durante la nixtamalización tradicional.
Pérdida de CAPA (%)
Tipo de maíz HNT Tortillas Tortillas 48 h
Comercial 63.46 61.54 64.42
20161 -15.07 -5.78 -4.83
20162 -9.64 2.57 0.13
20163 -0.28 -6.49 -0.37
20164 -38.77 -23.11 7.01
20165 -53.42 -26.37 -24.04
20166 -21.64 -8.85 -14.87
20167 -12.37 -6.07 -5.61
20168 -7.75 -14.72 -17.67
CAPA: Carotenoides con actividad de provitamina A. HNT: Harina obtenida a partir de la masa nixtamalizada.
Después de la cocción durante la elaboración de tortillas, 6 híbridos mostraron pérdida
de CAPA (20161, 20162, 20164, 20165, 20166 y 20167) debido al efecto de la
temperatura, y en los híbridos 20163 y 20168 hubo un aparente aumento en la
concentración de CAPA. Se esperaba que el almacenamiento en bolsas herméticas de
las tortillas durante 48 h a 4 °C no causara una diferencia significativa en el contenido
de CAPA, dado que se almacenaron a baja temperatura, ausencia de luz y baja
disponibilidad de oxígeno, principales causas de degradación de CAPA; sin embargo,
se encontraron diferentes comportamientos. Los híbridos 20163 y 20164 presentaron
pérdidas de CAPA, en los híbridos 20166 y 20168 se produjo un aparente aumento en
el contenido de CAPA y en los híbridos 20161, 20162, 20165 y 20167 no hubo cambios
estadísticamente significativos. Dado que el manejo de muestras y las condiciones de
procesamiento fueron las mismas para todas las muestras, las diferencias podrían ser
atribuidas a características propias de la muestra (estructura, disposición física y
cantidad de compuestos químicos, etc).
- 80 -
Se calculó el porcentaje de retención verdadera de CAPA, respecto al grano después
de someterse al proceso de secado, en las tortillas recién hechas por ambos procesos,
con los resultados obtenidos se construyó la figura 39.
Figura 39. Porcentaje de retención verdadera.
En la figura 41 se observa que a excepción del maíz comercial, las tortillas elaboradas
con HNE de todos los híbridos presentaron valores de retención verdadera superiores
al 85 %.
Las pérdidas registradas durante la elaboración de tortillas con HNE pueden ser
atribuidas al aumento del área de superficie debido a la porosidad del producto
terminado y a que el grano tuvo que ser triturado antes de ser nixtamalizado, lo cual
contribuye a la oxidación de los carotenoides y causa que el β-caroteno (principal
contribuyente en el contenido de CAPA) forme epóxidos e isómeros cis durante la
extrusión (Camire et al., 1990; Fonseca et al., 2008; Marty y Berset, 1986; Rodriguez y
Rodriguez-Amaya, 2007).
Los porcentajes de retención verdadera obtenidos en las tortillas elaboradas mediante
nixtamalización tradicional resultaron estadísticamente superiores a los de extrusión y
con valores mayores al 100 %.
- 81 -
El hecho de obtener valores por arriba del 100 % se ha presentado anteriormente en
otros trabajos que han estudiado el efecto de distintos procesos y en diversos tipos de
maíz amarillo (Cuadro 3). Algunos autores justifican estos resultados mencionando que
el procesamiento hace que los carotenoides estén más disponibles al momento de
extraerlos y cuantificarlos (Mamatha et al., 2010; Muzhingi et al., 2008; Pillay et al.,
2014).
En estudios de otras especies vegetales (Alcides-Oliveira et al., 2010; Bechoff et al.,
2011; Burgos et al., 2012; Dehghan-Shoar et al., 2011; Divya et al., 2012; Failla et al.,
2012; Fratianni et al., 2010; Kao et al., 2012; Kidmose et al., 2006; Serrano et al., 2005;
Thakkar et al., 2009; Zhang y Hamauzu, 2004), se han informado resultados altamente
contradictorios incluso para el mismo alimento y el mismo tipo y condiciones de
procesamiento y almacenamiento. Esto puede deberse, al menos en parte, no a
cambios reales en los alimentos sino al análisis y al cálculo de la retención. Por
ejemplo, los aumentos declarados en las concentraciones de β-caroteno y otras
provitaminas durante el procesamiento térmico pueden no ser aumentos verdaderos
debido a que el sistema enzimático responsable de su biosíntesis ya ha sido
desactivado. Las transformaciones químicas que ocurren en el tratamiento con calor
involucran la isomerización y epoxidación de las provitaminas A, no su formación.
Los supuestos aumentos de β-caroteno podrían deberse simplemente a la mayor
facilidad con la cual se pueden extraer los carotenoides de muestras cocidas o
procesadas en comparación con la extracción en alimentos frescos, donde los
carotenoides están protegidos físicamente o están combinados con otros componentes
de los alimentos que impiden la penetración de los solventes y extracción. Los
aumentos también podrían deberse a una humedad no contabilizada y a pérdidas de
sólidos solubles, las cuales concentrarían y aumentarían los niveles de provitamina A
por unidad de peso de un alimento. Por otra parte, podría no estar siendo considerada
la absorción de agua o aceite, la cual diluiría las provitaminas y disminuiría sus
concentraciones por unidad de peso (Rodríguez-Amaya, 1999).
- 82 -
6.10. Análisis de correlación entre la composición química de las tortillas.
En las tortillas elaboradas con el método tradicional se encontró una correlación
significativa entre proteína y carotenoides (luteína, r = 0.764; zeaxantina, r = 0.742; y β-
criptoxantina, r = 0.8), lo cual podría ser indicio de un probable complejo formado entre
estas dos moléculas (Cuadro 21). Las interacciones proteína-carotenoides están siendo
estudiadas actualmente en la formulación de emulsiones en alimentos funcionales y se
menciona que la formación del complejo se basa en las interacciones hidrofóbicas
entre estos dos compuestos (Polívka et al., 2013; Wackerbarth et al., 2009); sin
embargo, no se han reportado estás interacciones en otros alimentos, por lo que deben
realizarse más pruebas para corroborar este comportamiento, el cual también se
presentó en las tortillas elaboradas con la HNE, en las que se detectó una correlación
significativa entre proteína y β-criptoxantina (r = 0.675).
La nixtamalización tradicional provocó mayor interacción de moléculas y al parecer una
asociación entre almidón resistente y los CAPA (r = 0.785); sin embargo, no se han
encontrado reportes sobre esta interacción molecular.
Cuadro 21. Coeficientes de correlación entre la composición química de las tortillas elaboradas mediante nixtamalización tradicional.
Prot Alm EE AR CAPA Lut Zeax βcrip βcaro 9cis 13cis
Prot 1
Alm 0.151 1
EE 0.23 0.233 1
AR 0.204 0.209 0.432 1
CAPA 0.536 0.151 0.094 *-0.785 1
Lut *0.764 0.231 0.038 -0.35 *0.749 1
Zeax *0.742 0.147 0.028 -0.267 0.688 *0.991 1
βcrip *0.800 0.004 0.028 -0.375 0.709 *0.958 *0.960 1
βcaro 0.433 0.36 0.102 *-0.816 *0.989 0.659 0.591 0.602 1
9cis 0.616 0.188 0.072 -0.722 *0.942 0.681 0.612 0.682 *0.916 1
13cis 0.483 0.354 0.1 *-0.802 *0.995 0.687 0.618 0.635 *0.998 *0.938 1
Prot, proteína; Alm, almidón disponible; EE, extracto etéreo; AR, almidón resistente; CAPA, carotenoides con actividad de provitamina A; Lut, luteína; Zeax, zeaxantina; βcrip, β-criptoxantina; βcar, β-caroteno; 9cis, 9-cis-β-caroteno; 13cis, 13-cis-β-caroteno. Nivel de significancia p< 0.05.
- 83 -
7. CONCLUSIONES.
La mayor pérdida de CAPA al elaborar tortillas mediante extrusión se dio
precisamente en el proceso de extrusión, sin embargo, las pérdidas no fueron
iguales en todos los híbridos.
Al elaborar tortillas mediante nixtamalización tradicional, la etapa de cocción de las
tortillas fue en donde se presentó la mayor pérdida de CAPA en la mayoría de los
híbridos, sin embargo, es importante destacar que la concentración de CAPA en las
harinas nixtamalizadas fue mayor en todos los híbridos respecto al grano seco.
El almacenamiento de las tortillas elaboradas con harinas extrudidas no tuvo efecto
significativo sobre el contenido de CAPA, en cambio, en las tortillas elaboradas con
el método tradicional tuvo diferentes comportamientos, en dos híbridos hubo
pérdidas, en dos un aparente aumento y en el resto no hubo cambios
estadísticamente significativos.
Aunque el secado del grano no forma parte del proceso de extrusión o
nixtamalización, es un procedimiento que se realiza antes de almacenar y
transportar el maíz, y es la etapa en la que se presentó la mayor pérdida de
carotenoides, aunque fue diferente en cada híbrido, lo que indica que las diferencias
genéticas influyen en la degradación de carotenoides.
El peso hectolítrico y el peso de cada cien granos se correlacionaron de manera
directamente proporcional con el contenido de 13-cis-β-caroteno, β-caroteno y
CAPA, por lo que la presencia de carotenoides contribuye a formar granos más
densos o pesados.
Se encontró una correlación estadísticamente significativa entre el almidón
disponible y el índice de flotación, así que entre menos duro sea un grano tendrá
- 84 -
menor cantidad de endospermo vítreo y por tanto menor concentración de almidón
disponible.
En tortillas elaboradas con el método tradicional se encontró una correlación
significativa entre proteína y luteína, zeaxantina y β-criptoxantina, mientras que en
tortillas elaboradas mediante extrusión, fue entre proteína y β-criptoxantina.
En la nixtamalización tradicional se detectó una correlación significativa entre
almidón resistente y los CAPA.
Las tortillas elaboradas mediante nixtamalización tradicional conservan una mayor
concentración de CAPA respecto a las elaboradas mediante extrusión.
- 85 -
8. PERSPECTIVAS.
Dada la variabilidad de resultados obtenidos, conviene utilizar una mayor cantidad de
genotipos para poder verificar las correlaciones encontradas y el efecto obtenido en
cada proceso.
La cantidad de CAPA en el producto final es importante pero es necesario evaluar la
biodisponibilidad de los mismos al ser consumidos.
- 86 -
9. LITERATURA CITADA.
AACC International. (1995). Method 30-25.01 Crude Fat in Wheat, Corn, and Soy Flour,
Feeds, and Mixed Feeds.
Acero-Godínez, M. G. (2000). Uso del cerdo como modelo biológico para evaluar la
calidad de la tortilla por dos procesos de nixtamalización y la fortificación con vitaminas
y pasta de soya. Tesis de Maestría. Universidad de Colima.
Agama-Acevedo, E., Ottenhot, M. A., Farhat, I. M., Paredes-López, O., Ortíz-
Cereceres, J., y Bello-Pérez, L. A. (2004). Efecto de la nixtamalización sobre las
características moleculares del almidón de variedades pigmentadas de maíz.
Interciencia, 29(11), 643–649.
Agama-Acevedo, E., Salinas-Moreno, Y., Pacheco-Vargas, G., y Bello-Pérez, L. A.
(2011). Características físicas y químicas de dos razas de maíz azul: morfología del
almidón. Revista Mexicana de Ciencias Agrícolas, 2(3), 317–329.
Alcides-Oliveira, R. G., de Carvalho, M. J. L., Marilia-Nutti, R., de Carvalho, J. L. V., y
Gonçalves-Fukuda, W. (2010). Assessment and degradation study of total carotenoid
and ß-carotene in bitter yellow cassava (Manihot esculenta Crantz) varieties. African
Journal of Food Science, 4(April), 148–155.
Almeida-Domínguez, H. D., Ordoñez-Durán, G. G., y Almeida, N. G. (1998). Influence
of kernel damage on corn nutrient composition, dry matter losses and processability
during alkaline cooking. Cereal Chemistry, 75(1), 124–128.
Alsaffar, A. A. (2011). Effect of food processing on the resistant starch content of
cereals and cereal products - a review. International Journal of Food Science &
Technology, 46(3), 455–462.
Antuna-Grijalva, O., Rodríguez-Herrera, S. A., Arámbula-Villa, G., Palomo-Gil, A.,
Gutiérrez-Arias, E., Espinoza-Banda, A., y Andrio-Enriquez, E. (2008). Calidad
nixtamalera y tortillera en maíces criollos de México. Revista Fitotecnia Mexicana,
31(No. Esp. 3), 23–27.
Arámbula-Villa, G., González-Hernández, J., y Ordorica-Falomir, C. A. (2001).
Physicochemical, Structural and Textural Properties of Tortillas from Extruded Instant
Corn Flour Supplemented with Various Types of Corn Lipids. Journal of Cereal Science,
33(3), 245–252.
Astiazaran-Garcia, H., Lopez-Teros, V., Valencia, M. E., Vazquez-Ortiz, F., Sotelo-Cruz,
N., y Qhihui-Cota, L. (2010). Giardia lamblia Infection and Its Implications for Vitamin A
Liver Stores in School Children. Annals of Nutrition & Metabolism, 57, 228-233.
- 87 -
Athar, N., Hardacre, A., Taylor, G., Clark, S., Harding, R., y McLaughlin, J. (2006).
Vitamin retention in extruded food products. Journal of Food Composition and Analysis,
19(4), 379–383.
Babu, R., Palacios-Rojas, N., Gao, S., Yan, J., y Pixley, K. (2013). Validation of the
effects of molecular marker polymorphisms in LcyE and CrtRB1 on provitamin A
concentrations for 26 tropical maize populations. TAG. Theoretical and Applied
Genetics. Theoretische Und Angewandte Genetik, 126(2), 389–99.
Bartolo-Pérez, P., Peña, J. L., Cruz-Orea, A., y Calderón, A. (1999). Estudio de la
composición química de pericarpio de maíz con las técnicas XPS y EDAX. Superficies
Y Vacío, 8(64), 64–68.
Bechoff, A., Westby, A., Menya, G., y Tomlins, K. I. (2011). Effect of pretreatments for
retaining total carotenoids in dried ans stored orange-fleshed-sweet potato chips.
Journal of Food Quality, 34(4), 259–267.
Bedolla, S., y Rooney, L. W. (1984). Mexican instant maize flour for tortilla and snack
preparation. Cereal Foods World, 29, 732–735.
Bello-Pérez, L.A., y Paredes-López, O. (2009). Starches of Some Food Crops, Changes
During Processing and Their Nutraceutical Potential. Food Engineering Reviews, 1, 50–
65.
Bennet, H. E. (1950). Kernel hardness in corn I. A machine for the rapid determination
of kernel hardness. Cereal Chemistry, 27, 222.
Berardo, N., Mazzinelli, G., Valoti, P., Lagana, P., y Redaelli, R. (2009).
Characterization of Maize Germplasm for the Grain. Journal of Agricultural and Food
Chemistry, 57(8), 2378–2384.
Blessin, C. W., Brecher, D. J. y Dimler, V. (1963). Distribution of xanthophylls and
carotenes in hand-dissected and dry-milled fractions of yellow dent corn. Cereal
Chemistry, 40, 582-586.
Brennan, C. S., Brennan, M., Derbyshire, E., y Tiwari, B. K. (2011). Effects of extrusion
on the polyphenols, vitamins and antioxidant activity of foods. Trends in Food Science &
Technology, 22(10), 570–575.
Bressani, R. (2008). Cambios nutrimentales en el maíz inducidos por el proceso de
nixtamalización. En: Nixtamalización, del maíz a la tortilla: Aspectos nutrimentales y
toxicológicos. Rodríguez-García, M. E., Serna-Saldivar, S. O., y Sánchez-Sinencio, F.
(Eds.), (pp. 19–80). Querétaro, México: UAQ - Series Ingeniería.
- 88 -
Bressani, R., Turcios, J. C., Colmenares de Ruiz, A. S., y de Palomo, P. P. (2004).
Effect of processing conditions on phytic acid, calcium, iron, and zinc contents of lime-
cooked maize. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 52(5), 1157–62.
Buckner, B., San Miguel, P., Janick-Buckner, D., y Bennetzen, J. L. (1996). The y1
Gene of Maize Codes for Phytoene Synthase. Genetics Society of America, 143, 479–
488.
Burge, R. M., y Duensing, W. J. (1989). Processing and dietary fiber ingredient
applications of corn bran. Cereal Foods World, 34(7), 535–538.
Burgos, G., Amoros, W., Salas, E., Muñoz, L., Sosa, P., Díaz, C., y Bonierbale, M.
(2012). Carotenoid concentrations of native Andean potatoes as affected by cooking.
Food Chemistry, 133(4), 1131–1137.
Burt, A.J., Grainger, C.M., Young, J.C., Shelp, B.J., y Lee, E.A. (2010). Impact of
postharvest handling on carotenoid concentration and composition in high-carotenoid
maize (Zea mays L.) kernels. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 58, 8286–
8292.
Camire, M. E., Camire, A., y Krumhar, K. (1990). Chemical and Nutritional Changes in
Foods during Extrusion. Food Science and Nutrition, 29(1), 37–41.
Camire,M. E. (2001). Extrusion and nutritional quality. En: Extrusion Cooking,
Technology and Application. Guy, R. (Ed.). Woodhead Publishing Limited. Cambridge,
England. 116-118
Castillo, V. K. C., Ochoa, M. L. A., Figueroa-Cárdenas, J. D. D., Delgado, L. E.,
Gallegos, I. J. A., y Morales, C. J. (2009). Efecto de la concentración de hidróxido de
calcio y tiempo de cocción del grano de maíz (Zea mays L.) nixtamalizado, sobre las
características fisicoquímicas y reológicas del nixtamal. ALAN, 59(4), 425–432.
Chanvrier, H., Uthuyakumaran, S., Appelqvist, I. A. M., Gidley, M. J., Gilbert, E. P., y
Lopez-Rubio, A. (2007). Influence of storage conditions on the structure, thermal
behaviour and formation of enyzme resistant starch in extruded starches. Journal of
Agricultural and Food Chemistry, 55, 9883–9890.
CONABIO. (2013). Razas de maíz en México. Biodiversidad Mexicana. Consultado en:
http://www.biodiversidad.gob.mx/usos/maices/razas2012.html (Enero, 2014).
Coutiño-Estrada, B., Vázquez-Carrillo, G., Torres-Morales, B., y Salinas-Moreno, Y.
(2008). Calidad de grano, tortillas y botanas de dos variedades de maíz de la raza
comiteco. Revista Fitotecnia Mexicana, 31(3), 9–14.
- 89 -
Cruz, M. S., Gómez, M. M., Ortiz, M. E., Entzana, A. M., Suárez, C. Y., y Santillán, V.
(2012). Situación actual y perspectivas del maíz en México 1996-2012. (p. 130).
México, D.F.
De la Parra, C., Serna-Saldivar, S. O., y Hai-Liu, R. (2007). Effect of processing on the
phytochemical profiles and antioxidant activity of corn for production of masa, tortillas,
and tortilla chips. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 55(10), 4177–4183.
Dehghan-Shoar, Z., Mandimika, T., Hardacre, A. K., Reynolds, G. W., y Brennan, C. S.
(2011). Lycopene bioaccessibility and starch digestibility for extruded snacks enriched
with tomato derivatives. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 59(22), 12047–
12053.
Dias-Paes, M.C., y Maga, J. (2004). Effect of extrusion on essential amino acids profile
and color of whole-grain flours of quality protein maize (QPM) and normal maize
cultivars. Revista Brasileira de Milho e Sorgo, 3, 10–20.
Díaz-Mora, D. (2012). Cuantificación de almidón resistente en maíces criollos. Tesis de
Licenciatura. Universidad Popular Autónoma del Estado de Puebla.
Dickerson, G. W. (1996). Nutritional Analysis of New Mexico Blue Corn and Dent Corn
Kernels. Guide H-223. NMSU Cooperative Extension Service and Agricultural
Experiment Station Publications. New Mexico State University Library. College of
Agriculture and Home Economics. Consultado en:
http://aces.nmsu.edu/pubs/_h/H233.pdf (Diciembre 2013).
Divya, P., Puthusseri, B., y Neelwarne, B. (2012). Carotenoid content, its stability during
drying and the antioxidant activity of commercial coriander (Coriandrum sativum L.)
varieties. Food Research International, 45(1), 342–350.
Dziezak, J. D. (1989). Single and twin-screw extruder in food processing. Food
Technology, 43(4), 164–174.
Egesel, C. O., Wong, J. C., y Lambert, R. J. (2003). Gene dosage effects on carotenoid
concentration in maize grain. Maydica, 48, 183–190.
Failla, M. L., Chitchumroonchokchai, C., Siritunga, D., De Moura, F. F., Fregene, M.,
Manary, M. J., y Sayre, R. T. (2012). Retention during processing and bioaccessibility of
β-carotene in high β-carotene transgenic cassava root. Journal of Agricultural and Food
Chemistry, 60(15), 3861–6.
FAO-ONU. (1993a). Composición química y valor nutritivo del maíz. En: El maíz en la
nutrición humana. Roma, Italia: Colección FAO: Alimentación y nutrición, No. 25.
Consultado en: http://www.fao.org/docrep/t0395s/t0395s00.html (Junio, 2013).
- 90 -
FAO-ONU. (1993b). Introducción. Estructura del grano de maíz. En: El maíz en la
nutrición humana. Roma, Italia: Colección FAO: Alimentación y nutrición, No. 25.
Consultado en: http://www.fao.org/docrep/t0395s/t0395s00.html (Junio, 2013).
Farhat, I. A., Protzman, J., Becker, A., Valles-Pamies, B., Neale, R., y Hill, S. E. (2001).
Effect of the extent of conversion and retrogradation on the digestibility of potato starch.
Starch - Stärke, 53(431-436).
Fonseca, M. J. D. O., Soares, A. G., Freire Junior, M., Almeida, D. L. De, y Ascheri, J.
L. R. (2008). Effect of extrusion-cooking in total carotenoids content in cream and
orange flesh sweet potato cultivars. Horticultura Brasileira, 26(1), 112–115.
Fratianni, A., Cinquanta, L., y Panfili, G. (2010). Degradation of carotenoids in orange
juice during microwave heating. LWT - Food Science and Technology, 43(6), 867–871.
Galicia-Flores, L.A., Miranda, A., Gutiérrez, M.G., Custodio, O., Rosales, A., Ruíz, N.,
Surles, R., y Palacios-Rojas, N. (2012). Laboratorio de calidad nutricional de maíz y
análisis de tejido vegetal: Protocolos de laboratorio 2012. CIMMYT, International Maize
and Wheat Improvement Center, Mexico. 50 págs.
García-Rosas, M., Bello-Pérez, L.A., Yee-Madeira, H., Ramos, G., Flores-Morales, A., y
Mora-Escobedo, R. (2009). Resistant Starch Content and Structural Changes in Maize
(Zea mays) Tortillas During Storage. Starch - Stärke 61, 414–421.
Gómez, M. H., Rooney, L. W., Waniska, R. D., y Pflugfelder, R. L. (1987). Dry corn
masa flours for tortilla and snack food production. Cereal Foods World, 32, 372–377.
Gonzalez, R. J., Torres, R., De Greef, D., y Bonaldo, A. (2005). Efecto de la dureza del
endospermo del maíz sobre las propiedades de hidratación y cocción. ALAN, 55(354-
360).
Gutiérrez-Cortez, E., y Cornejo-Villegas, M.A. (2012). Producción de harinas
instántaneas de maíz nixtamalizado por el método tradicional., En: 4to. Congreso
Internacional de Nixtamalización. Querétaro, México.
Gutiérrez-Dorado, R., Ayala-Rodríguez, A. E., Milán-Carrillo, J., López-Cervantes, J.,
Garzón-Tiznado, J. A., López-Valenzuela, J. A. y Reyes-Moreno, C. (2008).
Technological and Nutritional Properties of Flours and Tortillas from Nixtamalized and
Extruded Quality Protein Maize (Zea mays L .). Cereal Chemistry, 85(6), 808–816.
Hernández-Salazar, M., Agama-Acevedo, E., Sáyago-Ayerdi, S. G., Tovar, J., y Bello-
Pérez, L. A. (2006). Chemical composition and starch digestibility of tortillas prepared
with non-conventional commercial nixtamalized maize flours. International Journal of
Food Sciences and Nutrition, 57(1-2), 143–50.
- 91 -
Hess, S. Y., Thurnham, D. I., y Hurrell, R. F. (2005). Influence of Provitamin A
Carotenoids on Iron, Zinc, and Vitamin A Status. Harvest Plus. Technical Monograph
Series (No. 6) (p. 28). Washington, D.C., USA.
Howe, J. A., y Tanumihardjo, S. A. (2006a). Carotenoid-biofortified maize maintains
adequate vitamin A status in Mongolian gerbils. The Journal of Nutrition, 136(10), 2562–
2567.
Howe, J. A., y Tanumihardjo, S. A. (2006b). Evaluation of analytical methods for
carotenoid extraction from biofortified maize (Zea mays sp.). Journal of Agricultural and
Food Chemistry, 54(21), 7992–7997.
HunterLab. (2012). Measuring Color using Hunter L, a, b versus CIE 1976 L*a*b* (No.
AN 1005.00) (p. 4). Reston, VA. Consultado en: http://www.hunterlab.com/an-1005b.pdf
(Noviembre 2013).
Huth, M., Dongowski, G., Gebhardt, E., y Flamme, W. (2000). Functional properties of
dietary fibre enriched extrudates from barley. Journal of Cereal Science, 32, 115–128.
INE-CONABIO-SAGARPA. (2008). Agrobiodiversidad en México: el caso del Maíz.
Documento de trabajo (pp. 1–64). Consultado en:
http://www.inecc.gob.mx/dgipea/descargas/agrodiversidad.pdf (Diciembre 2013).
INIFAP. (2013). Red de estaciones del INIFAP. Consultado en:
http://clima.inifap.gob.mx/redinifap/estaciones.aspx (Diciembre 2013).
INTA. (2006). Calidad del grano de maíz. Suplementación en general en Rumiantes.
Consultado en:
http://www.produccionbovina.com/informacion_tecnica/suplementacion/80-
grano_maiz.pdf (Noviembre, 2013).
Irani, N. G., Hernández, J., y Grotewold, E. (2003). Regulation of anthocyanin
pigmentation. Resources of Advanced Phytochemistry, 37, 59–78.
Islas-Caballero, C. (2011). Evaluación de la pérdida de carotenos en la preparación de
alimentos típicos derivados del maíz. Tesis de licenciatura. UNAM. 81 págs.
Jackson, D. S., y Shandera, J. R. (1995). Corn wet milling: Separation, Chemistry and
Technology. Advances in Food and Nutrition Research, 38, 271–297.
Jamin, F.F., y Flores, R.A. (1998). Effect of Additional Separation and Grinding on the
Chemical and Physical Properties of Selected Corn Dry-Milled Streams. Cereal
Chemistry, 75, 166–170.
- 92 -
Kandianis, C. B., Stevens, R., Liu, W., Palacios-Rojas, N., Montgomery, K., Pixley, K., y
Rocheford, T. (2013). Genetic architecture controlling variation in grain carotenoid
composition and concentrations in two maize populations. TAG. Theoretical and Applied
Genetics. Theoretische Und Angewandte Genetik, 126(11), 2879–95.
Kao, F. J., Chiu, Y. S., Tsou, M. J., y Chiang, W. D. (2012). Effects of Chinese domestic
cooking methods on the carotenoid composition of vegetables in Taiwan. LWT - Food
Science and Technology, 46(2), 485–492.
Kato, T. A., Mapes, C., Mera, L. M., Serratos, J. A., y Bye, R. A. (2009). Origen y
diversificación del maíz. Origen y diversificación del maíz. (1st ed., p. 116). México,
D.F.: UNAM. Comisión Nacional para el Conocimiento y Uso de la Biodiversidad.
Kean, E. G., Hamaker, B. R., y Ferruzzi, M. G. (2008). Carotenoid bioaccessibility from
whole grain and degermed maize meal products. Journal of Agricultural and Food
Chemistry, 56(21), 9918–26.
Kidmose, U., Yang, R.-Y., Thilsted, S. H., Christensen, L. P., y Brandt, K. (2006).
Content of carotenoids in commonly consumed Asian vegetables and stability and
extractability during frying. Journal of Food Composition and Analysis, 19(6-7), 562–
571.
Kim, J. H., Tanhehco, E. J., y Ng, P. K. W. (2006). Effect of extrusion conditions on
resistant starch formation from pastry wheat flour. Food Chemistry, 99(4), 718–723.
Krieger, K. M., Pollak, L. M., Brumm, T. J., y White, P. J. (1998). Effects of pollination
method and growing location on starch thermal properties of corn hybrids. Cereal
Chemistry, 75, 656–659.
Kurilich, A. C., y Juvik, J. A. (1999). Quantification of carotenoid and tocopherol
antioxidants in Zea mays. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 47(5), 1948–
1955.
Lawton, B. T., Henderson, G. A., y Derlatka, E. J. (1972). The effects of extruder
variables on the gelatinisation of corn starch. The Canadian Journal of Chemical
Engineering 50:168-172.
Leszczynski, W. (2004). Resistant starch – classification, structure, production. Polish
Journal of Food and Nutrition Sciences, 13(54), 37–50.
Li, S., Tayie, F., Young, M. F., Rocheford, T., y White, W. S. (2007). Retention of
provitamin A carotenoids in high beta-carotene maize (Zea mays) during traditional
African household processing. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 55, 10744–
10750.
- 93 -
López-Teros, V., Quihui-Cota, L., Méndez-Estrada, R. O., Grijalva-Haro, M. I., Esparza-
Romero, J., Valencia, M. E., Green, M. H., Tang, G., Pacheco-Moreno, B. I., y
Tortoledo-Ortiz, O. (2013). Vitamin A-Fortified Milk Increases Total Body Vitamin A
Stores in Mexican Preschoolers. The Journal of Nutrition, 143(2), 221-226.
Lozano-Alejo, N., Vázquez-Carrillo, G., Pixley, K., y Palacios-Rojas, N. (2007). Physical
properties and carotenoid content of maize kernels and its nixtamalized snacks.
Innovative Food Science & Emerging Technologies, 8, 385–389.
Mahasukhonthachat, K., Sopade, P. A., y Gidley, M. J. (2010). Kinetics of starch
digestion and functional properties of twin-screw extruded sorghum. Journal of Cereal
Science, 51, 392–401.
Mamatha, B. S., Arunkumar, R., y Baskaran, V. (2010). Effect of Processing on Major
Carotenoid Levels in Corn (Zea mays) and Selected Vegetables: Bioavailability of
Lutein and Zeaxanthin from Processed Corn in Mice. Food and Bioprocess Technology,
5(4), 1355–1363.
Mariotti, F., Tomé, D., y Mirand, P. P. (2008). Converting nitrogen into protein--beyond
6.25 and Jones’ factors. Critical Reviews in Food Science and Nutrition, 48(2), 177–84.
Martínez-Bustos, F. (2011). Desarrollo de Nuevas Tecnologías en el Procesamiento de
Maíz para Producción de Tortilla y Harinas Nixtamalizadas. En: Simposium
Internacional sobre Tecnologías Convencionales y Alternativas en el Procesamiento de
Maíz. (Vol. 52, pp. 10–17). Chihuahua, Chihuahua, México.
Marty, C., y Berset, C. (1986). Degradation of trans-β-Carotene during Heating in
Sealed Glass Tubes and Extrusion Cooking. Journal of Food Science, 51(3), 698–702.
Meenakshi, J. V., Johnson, N. L., Manyong, V. M., DeGroote, H., Javelosa, J.,
Yanggen, D. R., y Meng, E. (2010). How Cost-Effective is Biofortification in Combating
Micronutrient Malnutrition? An Ex ante Assessment. World Development, 38(1), 64–75.
Meléndez-Martínez, A. J., Vicario, I. M., y Heredia, F. J. (2004). Estabilidad de los
pigmentos carotenoides en los alimentos. ALAN, 57(2), 209–215.
Méndez-Montealvo, M. G., Solorza-Feria, J., Velázquez del Valle, M., Gómez-Montiel,
N. O., Paredes-López, O., y Bello-Pérez, L. A. (2005). Composición química y
caracterización calorimétrica de híbridos y variedades de maíz cultivadas en México.
Agrociencia, 39(3), 267–374.
Menkir, A., Liu, W., White, W.S., Maziya-Dixon, B., y Rocheford, T. (2008). Carotenoid
diversity in tropical-adapted yellow maize inbred lines. Food Chemistry, 109, 521–529.
- 94 -
Milán-Carrillo, J., Gutiérrez-Dorado, R., Perales-Sánchez, J.X.K., Cuevas-Rodríguez,
E.O., Ramírez-Wong, B., Reyes-Moreno, C. (2006). The optimization of the extrusion
process when using maize flour with a modified amino acid profile for making tortillas.
International Journal of Food Science & Technology, 41, 727–736.
Mora-Rochin, S., Gutiérrez-Uribe, J.A., Serna-Saldivar, S.O., Sánchez-Peña, P., Reyes-
Moreno, C., y Milán-Carrillo, J. (2010). Phenolic content and antioxidant activity of
tortillas produced from pigmented maize processed by conventional nixtamalization or
extrusion cooking. Journal of Cereal Science, 52, 502–508.
Moros, E. E., Darnoko, D., Cheryan, M., Perkins, E. G., y Jerrel, J. (2002). Analysis of
xanthophylls in corn by HPLC. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 50, 587–
590.
Mu-forster, C., & Wasserman, B. P. (1998). Surface Localization of Zein Storage
Proteins in Starch Granules from Maize Endosperm. Plant Physiology, 116(4), 1563–
1571.
Murphy, E. W., Criner, P. E, y Gray, B. C. (1975). Comparisons of methods for
calculating retentions of nutrients in cooked foods. Journal of Agricultural and Food
Chemistry, 23, 1153-1157
Muzhingi, T., Russell, R. M., Johnson, E. J., Qin, J., y Tang, G. (2008). Determination of
carotenoids in yellow maize, the effects of saponification and food preparations.
International Journal for Vitamin and Nutrition Research, 78(3), 112–120.
Ndolo, V. U., y Beta, T. (2013). Distribution of carotenoids in endosperm, germ, and
aleurone fractions of cereal grain kernels. Food Chemistry, 139(1-4), 663–671.
Nuss, E.T., y Tanumihardjo, S. A. (2010). Maize: A Paramount Staple Crop in the
Context of Global Nutrition. Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety,
9, 417–436.
Ortega, E. L., Villegas, E., y Vassal, S. K. (1986). A comparative study of protein
changes in normal and quality protein maize during tortilla making. Cereal Chemistry,
63, 446–451.
Ortega, R. A., Sánchez, J., Castillo, G. F., y Hernández, J. M. (1991). Estado actual
sobre los maíces nativos de México. En: Avances en el estudio de los recursos
fitogenéticos de México. Ortega-Paczka, R. (Ed.), (pp. 161–196). México: SOMEFI.
Ortega-Paczka, R. (2003). La diversidad del maíz en México. En: Sin Maíz no hay país.
Esteva, G. y Marielle, C. (Eds.), (pp. 123–154). México, D.F.: Consejo Nacional para la
Cultura y las Artes, Dirección General de Culturas Populares e Indígenas.
- 95 -
Ortiz-Monasterio, J. I., Palacios-Rojas, N., Meng, E., Pixley, K., Trethowan, R., y Peña,
R. J. (2007). Enhancing the mineral and vitamin content of wheat and maize through
plant breeding. Journal of Cereal Science, 46(3), 293–307.
Parchure, A. A., y Kulkarni, P. R. (1997). Effect of food processing treatments on
generation of resistant starch. International Journal of Food Science and Nutrition, 48,
257–260.
Perales, H. R. (2009). Maíz, riqueza de México. Ciencias, 92-93, 46–55.
Pérez-Navarrete, C., Betancur-Ancona, D., Casotto, M., Carmona, A., y Tovar, J.
(2007). Efecto de la extrusión sobre la biodisponibilidad de proteína y almidón en
mezclas de harinas de maíz y frijol lima. ALAN, 57(3), 278–286.
Pérez-Navarrete, C., Cruz-Estrada, R. H., Chel-Guerrero, L., y Betancur-Ancona, D.
(2006). Caracterización física de extrudidos preparados con mezclas de harinas de
maíz QPM (Zea mays L.) y fríjol lima (Phaseolus lunatus L.). Revista Mexicana de
Ingeniería Química, 5(2), 145–155.
Pflugfelder, R. L., Rooney, L. W., y Waniska, R. D. (1988). Dry matter losses in
commercial corn masa production. Cereal Chemistry, 65, 127–132.
Pillay, K., Siwela, M., Derera, J., y Veldman, F. J. (2014). Provitamin A carotenoids in
biofortified maize and their retention during processing and preparation of South African
maize foods. Journal of Food Science and Technology, 51(4), 634-644.
Pixley, K., Palacios-Rojas, N., Babu, R., Mutale, R., Surles, R., y Simpungwe, E. (2013).
Biofortification of maize with Provitamin A Carotenoids. En: Carotenoids and Human
Health. Tanumihardjo, S. A. (Ed.), (pp. 271–292). Humana Press.
Polívka, T., Chábera, P., y Kerfeld, C. A. (2013). Carotenoid-protein interaction alters
the S(1) energy of hydroxyechinenone in the Orange Carotenoid Protein. Biochimica et
Biophysica Acta, 1827(3), 248–254.
Prasanna, B. M. (2012). Diversity in global maize germplasm: Characterization and
utilization. Journal of Biosciences, 37(November), 1–13.
Quackenbush, F. W., Firch, J. G., Rabourn, W. J., McQuistan, M., Petzold, E. N., y
Kargl, T. E. (1961). Analysis of carotenoids in corn grain. Journal of Agricultural and
Food Chemistry. 9, 132-135.
Rendón-Villalobos, R., Bello-Pérez, L. A., Osorio-Díaz, P., Tovar, J., & Paredes-López,
O. (2002). Effect of Storage Time on In Vitro Digestibility and Resistant Starch Content
of Nixtamal, Masa, and Tortilla. Cereal Chemistry, 79(3), 340–344.
- 96 -
Reyes, P. (1990). El maíz y su cultivo. AGT-EDITOR S.A. México D.F. 460 págs.
Roberts, L. M., Grant, U. C., Ramírez, E., Hatheway, W. H., y Smith, D. L. (1957).
Races of maize in Colombia. National Academy of Sciences-National Reseacrh
Council, (510), 1–153.
Robutti, J., Borras, F., Ferrer, M., Percibaldi, M., y Knutson, C. A. (2000). Evaluation of
quality factors in Argentine maize races. Cereal Chemistry, 77, 24–26.
Robutti, J., Hoseney, R. C., y Deyoe, C. W. (1973). Modified opaque–2 corn
endosperms. I. Protein distribution and amino acid composition. Cereal Science Today,
9, 303.
Rock, C. L., Lovalvo, J. L., Emenhiser, C., Ruffin, M. T., Flatt, S. W., y Schwartz, S. J.
(1998). Bioavailability of beta-carotene is lower in raw than in processed carrots and
spinach in women. Journal of Nutrition, 128(913-916).
Rodriguez, E. B., y Rodriguez-Amaya, D. B. (2007). Formation of apocarotenals and
epoxycarotenoids from β-carotene by chemical reactions and by autoxidation in model
systems and processed foods. Food Chemistry, 101(2), 563–572.
Rodríguez-Amaya, D. B. (1999). Carotenoides y Preparación de Alimentos: La
Retención de los Carotenoides Provitamina A en Alimentos Preparados, Procesados y
Almacenados (1st ed., p. 99). Campinas, SP., Brazil: John Snow, Inc/OMNI Project.
Rodríguez-Amaya, D. B. (2001). A guide to carotenoid analysis in foods (1st ed., p. 64).
Washington, D.C., USA.: ILSI Press.
Rojas-Molina, I., Gutiérrez-Cortez, E., y Rodríguez-García, M. E. (2008). Estudio de las
transformaciones en la calidad de la proteína en harinas de maíz QPM elaboradas con
el método tradicional de nixtamalización en función del tiempo de reposo. En:
Nixtamalización, del maíz a la tortilla: Aspectos nutrimentales y toxicológicos. (1st ed.,
pp. 155–181), Rodríguez-García, M. E., Serna-Saldivar, S. O. y Sánchez-Sinencio, F.
(Eds.). Querétaro, México: UAQ - Series Ingeniería.
Salinas-Moreno, Y., Gómez-Montiel, N. O., Cervantes-Martínez, J. E., Sierra-Macías,
M., Palafox-Caballero, A., Betanzos-Mendoza, E., y Coutiño-Estrada, B. (2010). Calidad
nixtamalera y tortillera en maíces del trópico húmedo y sub-húmedo de México. Revista
Mexicana de Ciencias Agrícolas, 1(4), 509–523.
Salinas-Moreno, Y., Saavedra-Arellano, S., Soria-Ruiz, J., y Espinosa-Trujillo, E.
(2008). Características fisicoquímicas y contenido de carotenoides en maíces (Zea
mays L.) amarillos cultivados en el Estado de México. Agricultura Técnica En México,
34(3), 357–364.
- 97 -
Salinas-Moreno, Y., y Vázquez-Carrillo, G. (2006). Metodologías de análisis de calidad
nixtamalera-tortillera en maíz. Folleto Técnico (No. 24) (p. 91). INIFAP. Campo
Experimental Valle de México. Chapingo, Edo. de México.
Sánchez, G. J. J. (2011). Diversidad del maíz y el teocintle. Informe preparado para el
proyecto: Recopilación, generación, actualización y análisis de información acerca de la
diversidad genética de maíces y sus parientes silvestres en México. (pp. 1–98). México,
D.F.
Sandhu, K.S., Singh, N., y Malhi, N.S. (2007). Some properties of corn grains and their
flours I: Physicochemical, functional and chapati-making properties of flours. Food
Chemistry, 101, 938–946.
Scott, C. E., y Eldridge, A. L. (2005). Comparison of carotenoid content in fresh, frozen
and canned corn. Journal of Food Composition and Analysis, 18(6), 551–559.
Secretaría de Economía. (2012). Análisis de la cadena de valor maíz-tortilla: Situación
actual y factores de competencia local. Dirección General de Industrias Básicas. (p.
35). México, D.F.
Secretaría de Salud. (2009). Lineamientos para la Suplementación con Hierro y
Vitamina A en Recién Nacidos, Niños y Adolescentes. (J. A. Córdova-Villalobos, Ed.)
(1st ed., p. 47). México, D.F.: Secretaría de Salud.
Seddon, J., Ajani, V. A., Sperduto, R. D., Hiller, R., Blair, N., Burton, T. C., y Willet, W.
(1994). Dietary carotenoids, vitamins A, C, and E and advanced age-related macular
degeneration. Eye disease case-control study group. Journal of the American Medical
Association, 272(18), 1413.
Serna-Saldivar, S. O., Gomez, M. H., Islas-Rubio, A. R., Bockholt, A. J., y Rooney, L.
W. (1992). The alkaline processing properties of Quality Protein Maize., En: Quality
Protein Maize. Mertz, E. (Ed.), (pp. 273–293). St. Paul, Minn., USA: The American
Association of Cereal Chemists Inc.
Serrano, J., Goñi, I., y Saura-Calixto, F. (2005). Determination of β-Carotene and Lutein
Available from Green Leafy Vegetables by an in vitro Digestion and Colonic
Fermentation Method. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 53(8), 2936–2940.
Shamah-Levy, T., Rivera, J. A., Villalpando, S., Cuevas, L., y García-Guerra, A. (2012).
Estudio de magnitud de la desnutrición infantil, determinantes y efectos de los
programas de desarrollo social 2007-2012. Cuernavaca, Morelos.
- 98 -
Sievert, D., y Pomeranz, Y. (1989). Enzyme resistant starch I. Characterization and
evaluation by enzymatic, thermoanalytical and microscopic methods. Cereal Chemistry,
66, 342– 347.
Singh, N., Singh, S., y Shevkani, K. (2011). Maize : Composition , Bioactive
Constituents, and Unleavened Bread. En: Flour and Breads and their Fortification in
Health and Disease Prevention. Watson, R., y Preddy, V. (Eds.), (1st ed., pp. 89–99).
Elsevier.
Thakkar, S. K., Huo, T., Maziya-Dixon, B., y Failla, M. L. (2009). Impact of style of
processing on retention and bioaccessibility of β-carotene in cassava (Manihot
esculanta Crantz). Journal of Agricultural and Food Chemistry, 57(4), 1344–1348.
Tovar J., Melito, C., Herrera, E., Laurentín, A., y Pérez, E. (1999). Starch modification
from a nutritional point of view. Agro FOOD Industry Hi Tech,10, 27-30.
Unlu, E., y Faller, J. F. (1998). Formation of resistant starch by a twin screw extruder.
Cereal Chemistry, 37, 346–350.
Vasanthan, T., y Bhatty, R. (1998). Enhancement of resistant starch (RS3) in
amylomaize, barley, field pea and lentil starches. Starch - Stärke, 50, 286–291.
Vázquez-Carrillo, G., García-Lara, S., Salinas-Moreno, Y., Bergvinson, D. J., y
Palacios-Rojas, N. (2011). Grain and tortilla quality in landraces and improved maize
grown in the highlands of Mexico. Plant Foods for Human Nutrition, 66(2), 203–208.
Vázquez-Carrillo, G., Santiago-Ramos, D., Salinas-Moreno, Y., Rojas-Martínez, I.,
Arellano-Vázquez, J. L., Velázquez-Cardelas, G. A., y Espinosa-Calderón, A. (2012).
Interacción genotipo-ambiente y calidad de grano y tortilla de híbridos de maíz en
Valles Altos de Tlaxcala, México. Revista Fitotecnia Mexicana, 35(3), 229–237.
Véles-Medina, J. J. (2004). Caracterización de tostadas elaboradas con maíces
pigmentados y diferentes métodos de nixtamalización. Tesis de Maestría. CICATA-
Instituto Politécnico Nacional.
Villalpando, S., Montalvo-Velarde, I., Zambrano, N., García-Guerra, A., Ramírez-Silva,
C. I., Shamah-Levy, T., y Rivera, J. A. (2003). Vitamins A, and C and folate status in
Mexican children under 12 years and women 12-49 years: a probabilistic national
survey. Salud Pública de México, 45 Suppl 4, S508–S519.
Wackerbarth, H., Stoll, T., Gebken, S., Pelters, C., y Bindrich, U. (2009). Carotenoid–
protein interaction as an approach for the formulation of functional food emulsions. Food
Research International, 42(9), 1254–1258.
- 99 -
Watson S. A. (2003). Description, development, structure, and composition of the corn
kernel. Chapter 3. En: Corn: Chemistry and Technology. White, P. J. y Johnson, L. A.
(Eds.). 2da. ed. American Association of Cereal Chemists, Inc. St. Paul Minnessota,
USA. 69-106.
WHO. (2009). Global prevalence of vitamin A deficiency in populations at risk 1995-
2005 (p. 55). World Health Organization, Global Database on Vitamin A Deficiency.
Geneve.
Wolf, B. (2010). Polysaccharide functionality through extrusion cooking. Current
Opinion. En: Colloid and Interface Science, 15, 50–54.
Yañez-Ortega, Y. (2005). Nixtamalización por extrusión de las fracciones del grano de
maíz para la obtención de harinas instantáneas. Tesis de Maestría. CICATA-Instituto
Politécnico Nacional.
Zhang, D., y Hamauzu, Y. (2004). Phenolics, ascorbic acid, carotenoids and antioxidant
activity of broccoli and their changes during conventional and microwave cooking. Food
Chemistry, 88(4), 503–509.
Zhang, X., Pfeiffer, W. H., Palacios-Rojas, N., Babu, R., Bouis, H., y Wang, J. (2012).
Probability of success of breeding strategies for improving pro-vitamin A content in
maize. Theoretical and Applied Genetics, 125(2), 235–246.
Zobel, H. F. (1998). Molecules to Granules: A comprehensive Starch Review. Starch –
Stärke, 40(2), 44-50.