INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL CENTRO DE INVESTIGACIÓN EN CIENCIA APLICADA Y

TECNOLOGÍA AVANZADA

Estudio Nutricional Comparativo y Evaluación Biológica de Tortillas de Maíz

Elaboradas por Diferentes Métodos de Procesamiento.

TESIS

Que para obtener el grado de

Maestro en Ciencias en Tecnología Avanzada

Presenta

Biol. Susana García Méndez

Director

Dr. Héctor Eduardo Martínez Flores.

DEDICATORIA

Ø A mi mamá por haberme inculcado el gusto por el estudio y enseñarme a luchar por las metas propuestas.

Ø A Iván por demostrarme su amor apoyándome en todo para alcanzar mis metas.

Ø Omar y Daniel, por su amor, su alegría y por ser el motor de mi vida.

Ø A mis hermanos Alejandro y Patricia.

Ø A mis sobrinos Yuneili, Adair, Yovani, Owen y Alan.

Ø A mi abuelita, tios y primos.

Ø A mis amigos del MFC por los ánimos que siempre me dieron.

Agradecimientos

Quiero agradecer muy en especial al Dr. Héctor E. Martínez Flores por todo el apoyo que recibí para la realización de la tesis, demostrando ser una excelente persona y maestro. Al comité de revisión Dr. Juan de Dios Figueroa, Dra. Myriam Leal, Dr, José Luis Fernández y M.C Lombardo Gómez por las sugerencias dadas para el mejoramiento del trabajo. A la Asociación de ganaderos de estado de Querétaro en especial a la Dra Myriam Leal, por las facilidades prestadas para la realización de los análisis bromatológicos y a sus colaboradores: Maru, Felipe, Gustavo, Mario, Dolores, José Luis. CIVESTAV-IPN. Unidad Querétaro, en la realización de los análisis de Microscopia Electrónica de barrido (Eleazar Urbina Álvarez) y Difracción de Rayos-X (Quím. Martín Adelaido Hernández Landaverde). José Juan Veles Medina. Laboratorio de Materiales Orgánicos. Dr. Marcos Gallegos. Profesor de Universidad Autónoma de Querétaro. Bioterio de la Escuela de Nutrición de la UAQ ( M. Vet. Verónica y laboratorista Javier). CICATAA-IPI. Legaria. Por proporcionar las harinas. Proyecto con Clave CGPI 200135. Estudios Nutricionales y Ensayos Biológicos en Harinas Instantáneas de Maíz Elaboradas por un Método Alterno de Producción de Tortillas. Al PIFI por haberme otorgado una beca durante la realización de mis estudios.

INDICE Pág.

INDICE i RELACION DE TABLAS iv RELACION DE FIGURAS v GLOSARIO DE TERMINOS vi RESUMEN 1 ABSTRACT 2 1.0 INTRODUCCIÓN 3 2.0 ANTECEDENTES 5 2.1 Generalidades 5 2.2 Importancia del maíz en México 6 2.3. Proceso de nixtamalización 8 2.4. Cambios nutricionales durante el proceso de nixtamalización 8

2.5 Pérdidas de nutrientes por efecto del procesamiento térmico-alcalino 10

2.6 Importancia del calcio en la dieta 10

2.6.1 Absorción y utilización 13

2.6.2 Factores que incrementan la absorción de calcio 13 2.6.3 Factores que disminuyen la absorción de calcio 14

2.7 Métodos alternativos de producción de Harinas instantáneas 14

3.0 JUSTIFICACION 19 4.0 OBJETIVOS 20

i

5.0 MATERIALES Y METODOS 21

5.1. Materiales. 21

5.1.1. Materia Prima. 21

5.1.2 Obtención de harina instantánea elaborada por el proceso 21

CICATA-IPN

5.1.3 Tortillas de maíz (método tradicional) 21

5.1.4 Elaboración de tortillas obtenidas con los diferentes procesos 22

5.2 Métodos 22

5.2.1 Humedad 22

5.2.2 Proteína 22

5.2.3 Cenizas 23

5.2.4 Extracto etéreo 23

5.2.5 Fibra cruda 23

5.2.6 Fibra detergente ácida y fibra neutro detergente 24

5.2.7 Determinación de calcio por absorción atómica 24

5.2.8 Determinación de fósforo 25

5.3 EXPERIMENTO BIOLÓGICO 25

5.3.1 Metodología 25

5.3.2 Medidas físicas de los fémures 26

5.3.3 Resistencia ala fractura 26

5.3.4 Grado de cristalinidad por difracción de rayos-X 27

5.3.5 Conversión alimenticia 27

5.3.6 Análisis estadístico 27

ii

6.0 DISCUSIÓN Y RESULTADOS 28

Ensayo biológico

Difracción de rayos X

7.0 CONCLUSIONES 44

8.0 BIBLIOGRAFIA 45

iii

RELACION DE TABLAS Pág. Tabla 1. Composición química del maíz y tortilla (% en base seca) 11 Tabla 2. Análisis proximal de las harinas de maíz 32 Tabla 3. Análisis proximal de las tortillas de maíz 33 Tabla 4. Efecto del crecimiento de ratas de 21 días alimentadas con 35 Diferentes dietas a base de tortillas Tabla 5. Medidas físicas de huesos 36 Tabla 6. Minerales (mg/g) presentes en hueso 38

iv

RELACION DE FIGURAS Pág. Figura 1. Características principales de la estructura del hueso 12 Figura 2. Elaboración de harina por el proceso CICATA QRO 13 Figura 3. Patrón de difracción de rayos X de huesos de ratas 39 alimentadas con dietas de tortillas sin adición de calcio Figura 4. Patrón de difracción de rayos X de huesos de ratas 41 alimentadas con dietas de tortillas con adición de calcio

v

GLOSARIO DE TERMINOS

Nixtamalización: cocción alcalina del maíz. Pericarpio: cascarilla que envuelve al grano de maíz. Nejayote: agua de desecho del remojo de los granos del maíz del proceso de nixtamalización. Osteoporosis: fragilidad de los huesos por falta de calcio. RDA: recomendación diaria recomendada de algún componente de la dieta. Hidroxiapatita: forma del calcio presente en el hueso. Fitatos: sales del ácido fítico. Maíz integral: maíz con pericarpio. PER: ganancia en peso en función de la calidad de la proteína consumida en la dieta. Conversión alimenticia: cuanto alimento se requiere comer para aumentar 1 g de peso. HCIC: harina elaborada por el método CICATA-IPN. HMAS: harina instantánea Maseca. HMIN: harina instantánea Minsa. HM: harina de maíz sin procesar. TCIC: Tortillas elaboradas por el método CICATA-IPN. TMAS: Tortillas elaboradas con la harina instantánea Maseca. TMIN: tortillas elaboradas con la harina instantánea Minsa. TNIX: tortillas elaboradas por el método tradicional de nixtamalización. DTNIX: dieta de tortillas de maiz nixtamalizado por el método tradicional. DTCIC: dieta de tortillas elaboradas por el método CICATA-IPN.

vi

DTMAS: dieta de tortillas elaboradas con harina instantánea Maseca DTMIS: dieta de tortillas elaboradas con harina instantánea Minsa. DTNIXT-ca. dieta de tortillas de maíz nixtamalizado por el método tradicional adicionadas con calcio. DTCIC-ca: dieta de tortillas de maíz elaboradas por el método CICATA-IPN adicionadas con calcio. DTMAS-ca: dieta de tortillas preparadas con la harina instantánea Maseca adicionadas con calcio. DTMIN-ca: dieta de tortillas de maíz elaboradas con la harina instantánea Minsa adicionadas con calcio.

vii

1

Estudio Nutricional Comparativo y Evaluación Biológica de Tortillas de Maíz

Elaboradas por diferentes Métodos de Procesamiento

RESUMEN

El Centro de Investigación en Ciencia Aplicada y Tecnología Avanzada del

Instituto Politécnico Nacional (CICATA- IPN) desarrolló un proceso de elaboración de

tortillas con ventajas tecnológicas y ambientales, al reducir el consumo de energía y

tiempo de proceso. Además, utiliza solamente el agua necesaria para su cocimiento,

por lo que no genera efluentes contaminantes. Este proceso presenta algunas

modificaciones con respecto al proceso tradicional de nixtamalización, en cuanto a la

cantidad reducida en agua, cal y tiempo utilizados para la cocción del maíz, que no

alteran las características físico-químicas, texturales y nutricionales del producto.

Este nuevo proceso utiliza el maíz entero. En el presente trabajo se realizo la

caracterización química y nutricional de la harina de maíz elaborada con el proceso

CICATA-IPN con la hipótesis de que las tortillas obtenidas presentarían mayor

cantidad de nutrientes. Además, por medio de un modelo experimental se realizaron

ensayos biológicos utilizando ratas wistar, donde se evaluó la ganancia en peso que

esta en función de calidad de la proteína ingerida proveniente de la dieta. Estos

resultados fueron comparados con tortillas elaboradas por el proceso tradicional de

nixtamalización y con las tortillas preparadas a partir de harinas de las marcas

comerciales Maseca y Minsa. Al final del ensayo biológico, le fueron extraídos los

fémures a las ratas y les fue evaluada su resistencia a la fractura y la cristalinidad de

los huesos, que a su vez estará dada en función del calcio absorbido. Así como el

análisis cualitativo de algunos minerales presentes en el hueso, tales como el calcio,

fósforo y magnesio. Los resultados obtenidos en este trabajo demuestran que a

pesar de las desventajas tecnológicas que presenta el proceso de nixtamalización,

éste sigue siendo la mejor opción en cuanto a calidad nutricional y sobre todo en

biodisponibilidad de calcio, aunque no se debe descartar la idea del uso de la harina

integral CICATA-IPN por las ventajas tecnológicas, ecológicas y nutricionales

comparadas con las tortillas obtenidas a partir de las harinas comerciales.

2

ABSTRACT

The Centro de Investigacion en Ciencia Aplicada y Tecnologia Avanzada of the

Instituto Politecnico Nacional (CICATA-IPN) has developed a new process to

elaborate corn tortilla which has both technological and environmental advantages by

reducing both time and energy respect to the traditional method. The new process

differs from the traditional one, mainly because it uses the whole corn grain, requires

a reduced amount of water and lime, and a short period of time for cooking the corn,

all these, without altering the physicochemical, texture and nutritional characteristics

of quality of the product. The present paper, reports on the chemical and nutritional

characterization of the corn flour, elaborated with the CICATA-IPN’s process, from

which, tortillas with greater amount of nutrients are obtained. Biological tests were

performed by using an experimental model with Wistar rats, where its gain in weight

was evaluated, which is function of the quality of the ingested protein from the diet.

Results were compared against those obtained form the traditional method of

nixtamalization and, brand name commercially available: Maseca and Minsa. In the

last experimental test, femur bone was extracted from the rats and then crack

resistance and cristalinity measurements were carried out. Cristalinity is directly

related to the amount of calcium absorbed. A qualitative analysis of minerals such as

calcium, phosphorus and magnesium, contained in the bone was also performed.

Results obtained in this work show that in spite of the technological disadvantages

that the process of traditional nixtamalización presents, it continues being the best

option as far as nutritional quality and biodisponibility of calcium, although the idea of

the use of the integral flour CICATA-IPN with its technological , ecological and

nutritional advantages as compared to those tortillas obtained from the commercial

instantant corn flours.

3

1.0 INTRODUCCIÓN

El maíz fue domesticado hace aproximadamente 3,500 años, en paralelo con

otros alimentos, como el frijol, el chile y la calabaza. Con la domesticación de estos

alimentos, se sentaron las bases de la actividad agrícola y con ello las grandes

culturas de Mesoamérica (FAO, 1973).

Por otra parte, la versatilidad del maíz hizo que se cultivase en todas las

regiones de nuestro País. Por ello buena parte de nuestro territorio se cubrió por su

cultivo y sus frutos sirvieron de base para la alimentación de diversos grupos que se

asentaron en él. Se comió de diversas formas, tanto líquido, como atoles y bebidas,

como cocido, o bien en su estado natural o nixtamalizado para hacer masa y

después tortillas, quesadillas, sopes, huaraches, tacos y otros productos. De tal

forma que el maíz y las tortillas y sus derivados representaron la base del desarrollo

y supervivencia de las culturas antiguas que habitaron nuestro territorio. Actualmente,

nuestro país sigue estrechamente vinculado al consumo de esos mismos productos

derivados del maíz (Bazúa, 1988).

En México, la industria de la tortilla y sus derivados representa la quinta

industria de mayor volumen de ventas (Figueroa y col., 1994). Los industriales de la

masa y la tortilla basan su proceso en modificaciones ligeras que le han realizado al

método tradicional de nixtamalización. El método de nixtamalización tradicional

consiste de la cocción alcalina del maíz (una parte) en agua (tres partes) utilizando

cal (1-3% p/p en relación al peso del maíz) durante 20 a 60 min., dependiendo de la

materia prima utilizada. Posteriormente, se realiza un reposo que puede variar de 12

a 16 hrs. Al término de ese tiempo, los granos de maíz son lavados; el maíz cocido,

reposado y lavado (llamado nixtamal) es molido hasta la obtención de masa, la cual

es formateada a unidades circulares y cocida en una superficie metálica calentada a

280-300 °C con gas, hasta la obtención de las tortillas. Las condiciones del proceso

dependen de las características del tipo de maíz. Este proceso emplea grandes

cantidades de agua que no es reutilizada, elevada concentración de calcio, consume

demasiado tiempo de proceso y su gasto energético también es alto al utilizar gas

4

para el cocimiento de los granos de maíz y cocimiento de la tortilla. Debido a lo

anterior, se ha propuesto el uso de nuevas tecnologías para la elaboración de

tortillas, tales como la de extrusión (Martínez-Bustos y col. 1996; Johnson y Williams,

1992; Serna-Saldívar y col., 1988; Bazúa y col., 1979), la de cocimiento por radiación

infrarroja (Bedolla, 1983) y proceso hidrotérmicos con cocimiento por presión (Molina

y col., 1977), sin que hasta el momento se este aplicando actualmente alguna de

ellas a escala industrial.

El Centro de Investigación en Ciencia Aplicada y Tecnología Avanzada del

Instituto Politécnico Nacional (CICATA- IPN) desarrolló un proceso de elaboración

de tortillas con ventajas tecnológicas y ambientales que pueden ser de aplicación

industrial (U.S PAT. #6 265 013, 2001). Este proceso presenta algunas

modificaciones con respecto al proceso de nixtamalización, en cuanto a la cantidad

de agua, cal y tiempo utilizados para la cocción del maíz, que no alteran las

características propias de la calidad del producto, y utiliza el maíz entero.

Debido a lo anterior, el objetivo del presente trabajo es realizar un estudio de

composición química y valor nutricional de las tortillas de maíz elaboradas por el

proceso alternativo CICATA-IPN y compararlas con tortillas obtenidas a partir del

proceso tradicional de nixtamalización y de tortillas elaboradas con harinas de las

marcas comerciales Maseca y Minsa.

5

2.0 ANTECEDENTES

2.1 Generalidades

El maíz (palabra de origen indio caribeño, significa literalmente «lo que

sustenta la vida»), que es junto con el trigo y el arroz uno de los cereales más

importantes del mundo; suministra elementos nutritivos a los seres humanos y a los

animales y es una materia prima básica de la industria de transformación, de la que

se obtienen diversos componentes como el almidón, aceite y proteínas, y a partir de

ellos se obtienen productos como las bebidas alcohólicas y edulcorantes alimenticios

(FAO, 1973).

El maíz (Zea mays) pertenece a la familia de las gramíneas y es una planta

anual alta dotada de un amplio sistema radicular fibroso, se trata de una especie que

se reproduce por polinización cruzada y la flor femenina (elote) y la masculina

(espiguilla) se hallan en distintos lugares de la planta. Las cuatro estructuras físicas

fundamentales del grano son: el pericarpio, que se caracteriza por un elevado

contenido de fibra cruda, aproximadamente el 87%, la que a su vez está formada

fundamentalmente por hemicelulosa (67%), celulosa (23%) y lignina (0.1%) (Burge y

Duensing, 1989). El pericarpio, se emplea fundamentalmente como alimento para

animales, aunque en los últimos años ha despertado interés como fuente de fibra

dietética en alimentación humana. El endospermo contiene 87% de almidón,

aproximadamente 8% de proteínas y un contenido de grasas crudas relativamente

bajo (0.8%). El germen o embrión; se caracteriza por un elevado contenido de grasas

crudas, el 33%, y contiene también un nivel relativamente alto de proteínas (próximo

al 20%) y minerales. La cuarta estructura es el pedicelo, que es la parte que une al

grano de maíz con el olote y representa menos del 0.5% del grano y se compone

básicamente de celulosa.

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; a

este respecto, hay dos cuestiones de importancia desde la perspectiva nutricional: el

6

contenido de ácidos grasos y el de proteínas. Se puede definir la planta del maíz

como un sistema metabólico cuyo producto final es almidón depositado en unas

estructurales especializadas: los gránulos.

La planta tierna es empleada como forraje; se ha utilizado con gran éxito en

las industrias lácteas y cárnicas y, tras la recolección del grano, las hojas secas y la

parte superior, incluidas las flores, aún se utilizan hoy en día como forraje de calidad

relativamente buena para alimentar a los rumiantes de muchos pequeños

agricultores de los países en desarrollo. También tienen importancia las aplicaciones

de los residuos de la planta de maíz, que se utilizan, entre otras cosas, como base

para extraer diversos productos químicos de las panojas, como por ejemplo, furfural y

xilosa. Estos residuos también tienen importancia como elementos para mejorar los

suelos.

Las variedades cultivadas fundamentalmente para alimentación comprenden

el maíz dulce y el reventador, aunque también se usan en buena medida el maíz

dentado, el harinoso y el cristalino. El maíz harinoso es un grano con endospermo

blando que se emplea como alimento en México.

2.2 Importancia del maíz en México

El maíz ha sido alimento, moneda y religión para el pueblo de México. Durante

siglos, la historia nacional y las condiciones de vida de los Mexicanos han estado

asociadas estrechamente a su cultivo (Salazar, 1985). El maíz era tan importante en

las sociedades mesoamericanas que muchas ceremonias se dedicaban a Centéotl,

dios azteca de maíz, o a Yum Kaak, dios del maíz y la vegetación en la cultura maya.

La representación de plantas de maíz, o partes de ella, en esculturas, códices y

cerámicas prehistóricas, así como estudios de fósiles, indican que México fue el

centro primario de su origen, domesticación y dispersión a otras regiones de América

del sur hace 5 o 6 millones de años (Reyes, 1990).

7

En el México moderno, el maíz representa el componente más importante de

la producción agrícola, pues ocupa aproximadamente la mitad de la superficie

destinada a la agricultura. De los 14.4 millones de hectáreas cultivadas en el territorio

nacional en 1991, un total de 6.8 millones correspondieron al maíz (47.2%), lo cual

representa el 75.2 % del volumen de la producción agrícola. En México 2.6 millones

de persona se dedican al cultivo del maíz, cifra que equivale al 68% de la población

ocupada en todo el sector agropecuario, y contribuye en una cuarta parte del valor de

la producción total de los granos, significando la base de la dieta alimentaría de la

mayor parte de la población (aproximadamente para 15 millones de mexicanos es el

único medio de subsistencia). También su importancia radica en la gran diversidad

de usos a que es destinado y una amplia penetración y trayectoria por múltiples

encadenamientos agroindustriales alimentarios e industriales (INEGI, 1992 y Gordillo,

1990).

En México, la tradición de la tortilla se remonta al origen de nuestras raíces

indígenas y las etapas básicas de la preparación han permanecido inalteradas desde

esas épocas. La tortilla se emplea como producto básico para la elaboración de

innumerables alimentos tradicionales como son las botanas, totopos, tacos, tostadas,

enchiladas y nachos entre muchos otros (Bazúa, 1988). La tortilla forma parte de la

dieta de todos los estratos sociales de los mexicanos con un consumo per cápita de

325 g/ por día (Paredes-Lopez y Saharópulos, 1983). Las tortillas solas proveen

38.8% de las proteínas, 45.2% de las calorías y 49.1% del calcio de las necesidades

diarias de la dieta en México (Figueroa, 1994). Adicionalmente, el calcio imparte

propiedades funcionales deseables (color, sabor, textura y vida de anaquel) y juega

un papel esencial en la prevención de la osteoporosis (Bressani y Scrimshaw, 1958a;

Niewohner, 1988).

8

2.3. Proceso de nixtamalización

El maíz para consumo humano ha sido procesado en México siguiendo la

técnica precolombina conocida como nixtamalización (del náhuatl nextli, cal de

cenizas, y tamalli, masa cocida de maíz) (Cabrera, 1992). La técnica se basa en el

cocimiento de los granos de maíz (1 parte) en agua (2-3 partes) y cal (1-3% p/p de Ca

[OH]2) durante 30-60 min., con posterior reposo de 12 a 16 hr. Ocurre en seguida, un

lavado de los granos de maíz reposados para eliminar el exceso de cal y fragmentos

del pericarpio desprendidos. Los granos cocidos, reposados y lavados, denominados

nixtamal, son molidos en molino de piedras hasta obtener masa. Porciones de masa

de 20-25 g son moldeados en for00000000000000ma circular y cocidas en 3 tiempos

(primer lado ≈20 seg., segundo lado ≈30 seg., y primer lado nuevamente, hasta que

ocurra el inflado), en comal con temperatura de 280-300 °C. La masa cocida es

denominada tortilla.

2.4. Cambios nutricionales durante el proceso de nixtamalización

La tecnología de nixtamalización no solo sirve para suavizar al grano de maíz

sino que el cocimiento alcalino ha sido importante en el desarrollo de las culturas

Mesoamericanas, por los cambios nutricionales que en él ocurren. Los análisis

químicos han demostrado que durante el proceso de nixtamalización se pierden

nutrientes del maíz (Gómez- Aldapa y col., 1996; Pflugfelder y col., 1988; Bressani y

Scrimshaw, 1958a; Bressani y col., 1958b). Sin embargo, dicho proceso hace que las

tortillas tengan mayor calidad nutricional comparada con el maíz crudo, por los

cambios químicos de los nutrientes que en él ocurren.

El maíz como todos los cereales es deficiente en aminoácidos esenciales

(principalmente, en lisina, y en menor grado otros, como el triptofano y los azufrados,

Waliszewski y col., 2003; Figueroa, 1999). La nixtamalización es un proceso selectivo

de las proteínas del maíz, ya que durante el cocimiento, la zeína, proteína deficiente

en lisina y triptófano (Maner, 1990; Bazúa, 1988), y que es una proteína

9

nutricionalmente pobre, disminuye su solubilidad, mientras que la glutelina que tiene

un mayor valor nutricional aumenta su solubilidad y con ello la disponibilidad de los

aminoácidos esenciales (Martínez-Flores y col., 2002; Paredes-López y Saharópulos-

Paredes, 1983; Bressani y col., 1958b). Después de la nixtamalización, existe un

aumento de 2.8 veces de lisina, de triptofano y la relación de isoleucina a leucina se

incrementa 1.8 veces (Katz y col., 1974; Bressani y Scrimshaw (1958a). Lo anterior

indica que el proceso de nixtamalización incrementa el balance de aminoácidos

esenciales, agregándole más valor nutricional a las proteínas.

La enfermedad de la pelagra, conocida como la enfermedad de las tres D, al

causar dermatitis, demencia y diarrea, ocurre en poblaciones cuya dieta está basada

en el maíz procesado sin tratamiento térmico-alcalino. La pelagra se presenta debido

a deficiencias de niacina y triptofano en la dieta. El triptofano es el precursor de la

síntesis de niacina en el ser humano, y su equivalencia es de 60 mg de triptofano por

1 mg de niacina. Otro factor que influye en el desarrollo de la pelagra es la elevada

concentración de leucina en el maíz, que es de un 12 a un 15% de la proteína. Sin

embargo, el contenido de leucina en el maíz se reduce debido a su degradación

durante el tratamiento térmico-alcalino, lo que mejora el valor nutritivo de la proteína

(Badui, 1984). Además, la niacina en el maíz esta unida a otros constituyentes del

grano, de tal forma que el tratamiento térmico-alcalino la libera, al hidrolizar los

enlaces que la unen, haciéndola disponible (Badui, 1984). De esa forma la niacina

liberada, y ahora disponible, es un factor fundamental en la prevención de la pelagra

(Katz y col., 1974; Trejo-González y col., 1982).

El calcio desempeña un papel importante durante la nixtamalización del grano

de maíz. El tratamiento con cal facilita la remoción del pericarpio durante la cocción y

el reposo, controla la actividad microbiana, mejora el sabor, aroma, color, vida de

anaquel y el valor nutricional de las tortillas (Rooney, 1993). En relación al calcio,

Trejo-González y col. (1982) realizaron estudios enfocados a la absorción del calcio

después de someter el maíz al proceso de nixtamalización. Dichos autores indican

que el calcio se incorpora al grano de maíz durante la nixtamalización, enlazándose

10

con el almidón y aumentando aproximadamente tres veces la cantidad de calcio

unida al almidón en relación al calcio determinado en muestras sin nixtamalizar. La

alta disponibilidad de calcio en la tortilla es importante porque evita la osteoporosis,

que se manifiesta como fragilidad de los huesos por pérdida de masa del sistema

óseo (Vargas, 1992; Niewohner, 1988).

2.5 Pérdidas de nutrientes por efecto del procesamiento térmico-alcalino

Las desventajas que presenta el proceso de nixtamalización, desde el punto

de vista nutricional, es la pérdida de componentes químicos del grano, las cuales se

incrementan con el tiempo de cocimiento, altas concentraciones de cal y durante el

reposo. Fragmentos de pericarpio, almidón, proteína, germen y cal, constituyen la

mayor proporción de materia seca en el agua de cocimiento. Del germen se pierden

aproximadamente 41.5% de los lípidos y el 41.5% de los carbohidratos. Existen

pérdidas de tiamina, riboflavina y niacina del 60, 52 y 32%, respectivamente, en

relación al total del grano. Así como 44 y 46% de reducción de lípidos y fibra cruda

(Báez-Ramírez y Martínez-Borrego, 1990). A pesar de existir pérdidas de nutrientes,

el maíz nixtamalizado presenta mayor valor nutricional que el maíz crudo, ya que el

resultado de algunos estudios indican un aumento de lisina, de triptofano y la relación

leucina-isoleucina se incrementa en 1.8 veces (Bressani y col., 1958b; Katz y col.,

1974). En el Cuadro 1 se muestran diferentes datos reportados por varios

investigadores respecto a la composición química del maíz y tortilla.

2.6. Importancia del calcio en la dieta.

En México, las tortillas de maíz son la principal fuente primaria de energía y

proteína en la dieta de los Mexicanos. Además, éstas proveen aproximadamente el

22% del total de la Recomendación Diaria Permitida (RDA) para calcio y el 19% para

el fósforo (NAS, 1999).

11

Tabla 1. Composición química del maíz y tortilla (% en base seca).

Producto Proteína

(N x 6.25)

Lípidos Carbohidratos Cenizas Fibra

cruda

Maíz (a) 9.6 5.1 84.0 1.3 1.5

Nixtamal 10.3 3.9 84.3 1.5 1.3

Tortilla 10.7 3.0 84.7 1.5 1.1

Nixtamal 11.1 4.6 - - 1.5 - -

Tortilla 11.2 4.4 - - 1.6 - -

Tortilla (b) 9.7 1.5 86.0 1.8 2.4

(a) Datos de Bressani y col. (1958b).

(b) Datos de Saldaña y Brown (1984).

Fuente: Serna-Saldivar y col. (1990).

Una adecuada ingesta de calcio durante la vida es importante para la

homeostasis del hueso y la prevención de varias enfermedades crónicas

(osteoporosis). Con la ingesta adecuada de alimentos ricos en calcio se cubren los

requerimientos de calcio (1100 mg/día) El calcio es el mineral más abundante en el

cuerpo, conforma cerca del 1.5% al 2% del peso corporal y 39% de los minerales

corporales totales. El 99% del calcio está en los huesos y los dientes. El restante 1%

está en la sangre y los líquidos extracelulares y dentro de las células de los tejidos

blandos, donde regula muchas funciones metabólicas importantes. Las dietas bajas

en calcio hacen que este se movilice desde el hueso para poder suplir los

requerimientos necesarios del organismo. La ingesta elevada de proteínas contribuye

a una pérdida acelerada de hueso, pues intensifican la excreción de calcio por el

riñón (Desantiago y col., 1999).

El esqueleto almacena calcio ionizado y fósforo (en forma de iones de fosfato)

de modo metabolicamente estable y estructuralmente utilizable. El calcio se presenta

en los huesos en forma de hidroxiapatita, una estructura cristalina que consiste de

fosfato de calcio que se arregla alrededor de una matriz orgánica de proteína

colagenosa para proporcionar fuerza y rigidez. Mediante la formación y resorción de

12

hueso, se cambian 1.000 mg/día de calcio entre el hueso y el líquido extracelular (un

1% de la reserva). La mayor parte del calcio del hueso no se difunde fácilmente al

compartimiento extracelular, sino que debe ser movilizado por la resorción ósea

mediada por células y regulación endocrina. Mediante el proceso de acoplamiento, la

formación de hueso aumenta y los osteoblastos son estimulados para que rellenen el

defecto de resorción. En la Figura 1 se muestran las características principales de los

componentes internos del hueso.

Figura 1. Características principales de la estructura del hueso

Fuente: www.laosteoporosis.com/profesionales/fisiol/hfis05.html.

13

2.6.1 Absorción y utilización

El calcio se absorbe principalmente en la parte del duodeno donde prevalece

un medio ácido; en consecuencia, la absorción se reduce en gran medida en la parte

más inferior del tracto intestinal donde los contenidos son alcalinos. Por lo general,

sólo se absorbe del 20 al 30% del calcio ingerido, y algunas veces tan solo el 10%

(Schedl y col. 1986).

2.6.2 Factores que incrementan la absorción de calcio

Diversos factores influyen de manera favorable en la absorción de calcio. En

general, a mayor necesidad y menor suministro por la dieta, mayor eficacia habrá en

la absorción. El aumento de las necesidades del calcio, que se ven reflejadas durante

el crecimiento, el embarazo, la lactancia, la deficiencia de calcio y los niveles de

ejercicio, resultan en un elevada densidad ósea que favorece la resorción de calcio.

Un sistema de transporte en el duodeno y el yeyuno proximal, es activo, saturable y

controlado mediante la acción de la vitamina D en su forma activa (1,25(OH)2D3).

Esta hormona aumenta la captación de calcio en el borde en forma de cepillo de la

célula de la mucosa intestinal al estimular la producción de una proteína que se une

al calcio (Schedl y col. 1986).

El calcio se absorbe mejor en un medio ácido; por lo tanto, el ácido clorhídrico

que se secreta en el estómago favorece la absorción de calcio mediante la

disminución del pH en el duodeno proximal. La vitamina D también estimula la

actividad de las enzimas, como la fosfatasa alcalina intestinal. Un segundo

mecanismo de transporte, pasivo, no saturable, e independiente de la vitamina D

ocurre a todo lo largo del intestino. La mayor parte del calcio se absorbe en el íleon y

también puede absorberse en el colon.

El calcio se absorbe solo si está en una forma hidrosoluble y no si se precipita

por otro constituyente de la dieta, como oxalatos. El calcio no absorbido se excreta

por las heces.

14

2.6.3 Factores que disminuyen la absorción de calcio

La carencia o una cantidad insuficiente de vitamina D en su forma activa,

inhibe la absorción del calcio. Se ha observado que el cociente óptimo de la relación

calcio:fósforo para la captación de calcio en la dieta es de 1:1 ó 1:2. La disposición

de calcio se ve afectada cuando el fósforo se presenta en la dieta en forma de fitatos

(Wyatt y col., 2000)

2.7 Métodos alternativos de producción de Harinas instantáneas

Cuando un método nuevo es propuesto para suplir un método previamente

establecido, es importante considerar que no haya cambios sustanciales en las

características particulares del producto. En el caso de la tortilla, al implementar un

método nuevo se busca que no se alteren las características de calidad (rolabilidad y

suavidad), así como de los atributos sensoriales (color, olor y sabor) del producto. Sin

embargo, un aspecto que a veces no se toma en cuenta y es trascendental en la

salud humana de la población consumidora del producto, es que no se altere la

calidad nutricional del producto.

Las primeras investigaciones científicas sobre aspectos físico-químicos y

nutricionales de la tortilla se iniciaron en los años 50’s, donde también se efectuaron

varios esfuerzos tendientes a mejorar el proceso tradicional de nixtamalización. Sin

embargo, éstos cubrieron aspectos básicos del proceso ya comercial, tales como

disminuir las relaciones de agua a maíz, la concentración de cal, la temperatura y el

tiempo de cocimiento y de reposo, sin considerar cambios significativos al proceso

tradicional de nixtamalización (Vaqueiro y Reyes, 1986).

Algunos investigadores han propuesto nuevos métodos de procesamiento de

tortillas, con la finalidad de reducir las desventajas ya mencionadas del proceso

tradicional.

15

Desde el nixtamal, el metate y el comal hasta nuestros días el gran logro en

este campo ha sido la fabricación de harina instantánea nixtamalizada, debido a que

eliminan las labores cotidianas, intensivas y tediosas del proceso tradicional y se

pueden almacenar durante un cierto periodo de tiempo. El incremento de costos,

carencia de olor y textura apropiada son las principales desventajas de productos

preparados de masas deshidratadas. A continuación se mencionan algunos de los

métodos alternativos al proceso de nixtamalización propuestos para elaborar harinas

instantáneas para la elaboración de tortillas.

El procedimiento, descrito por Deschamps (1985), se basa en el método

utilizado tradicionalmente en las zonas rurales. El maíz es cocido con agua y cal,

convirtiéndolo en nixtamal, ya sea en tandas o mediante un procedimiento de

elaboración continua. Tras su cocción y macerado, el maíz tratado con agua y cal se

lava con agua a presión o pulverización y se tritura hasta que forme una masa que se

lleva a un secador y se convierte en harina. Dicha harina, formada por partículas de

todos los tamaños, se pasa por un tamiz que separa las partículas gruesas de las

finas. Las partículas gruesas regresan al molino para ser trituradas otra vez y las

finas, que constituyen el producto acabado, se envían a las instalaciones de

empaquetado, donde se empacan en bolsas de papel reforzado. El rendimiento

industrial de la harina de maíz cocido en agua de cal fluctúa entre el 86 y el 95%,

según el tipo del maíz, de los granos enteros y las condiciones en que se realiza el

tratamiento con cal. Cuando la harina tiene un contenido de humedad del 10 al 12%,

es estable frente a la contaminación microbiana. Si la humedad supera el 12% la

atacan con facilidad los mohos y las levaduras. Otra cuestión relacionada con la

estabilidad de la harina es la ranciedad, que normalmente no constituye un problema

salvo que se empaquete a altas temperaturas. El tiempo mínimo para que la harina

presente características de ranciedad es de cuatro a seis meses en invierno y de tres

meses en verano. Por lo general, se vende al consumidor dentro de los 15 días

siguientes a su venta a los comerciantes al por menor y al por mayor, mientras que

su período de conservación en los anaqueles es de un mes (Del Valle, 1972). La

manera tradicional de cocer el maíz en agua de cal para hacer tortillas en el medio

rural requiere mucho tiempo y trabajo. Las operaciones de cocción y remojado toman

16

entre el 70 y el 80 % del tiempo. En cambio, la harina instantánea para tortillas ofrece

muchas ventajas, como la comodidad, el menor trabajo requerido y un menor

consumo de energía, dando un producto de confianza y estable. A nivel industrial o

comercial, la molienda y la deshidratación son factores que influyen

considerablemente en el costo. El maíz cocido en agua de cal contiene

aproximadamente un 56 % de humedad, que debe disminuirse al 10-12% en la

harina.

Bressani y col. (1962) analizaron un procedimiento basado en la cocción bajo

presión de 0.35 y 1.05 Kg por cm2 en condiciones secas y húmedas, durante 15, 30 y

60 min., sin emplear cal. No existió ningún efecto por el tratamiento en la

composición química y digestibilidad real de las proteínas, pero sin embargo, se

disminuyó la solubilidad del nitrógeno. El método de cocción bajo presión sin cal no

redujo el contenido de fibra cruda, que es uno de los efectos concretos de la cal, y el

contenido de calcio fue notablemente inferior al de la masa seca elaborada según el

método tradicional.

Mendoza (1975) describe un método de cocimiento alcalino de harina de maíz

utilizando vapor. El aparato consta de una cámara que en la parte inferior esta

provista de un ventilador que permite tanto la circulación de aire como un movimiento

constante de la harina, previamente mezclada con cal; el calor y el agua son

suministrados de tal forma que el vapor de agua resultante permite humedecer la

mezcla harina-cal, llevándose a cabo de esta manera el cocimiento; posteriormente,

la harina se transfiere a una cámara de enfriamiento y finalmente es molida.

Molina y col. (1977), reportaron la elaboración de harinas instantáneas

cociendo y secando una mezcla de harina de maíz con agua (relación 1 a 3) y cal

(0.3% p/p) en un tambor doble rotatorio. Las condiciones del proceso fueron: presión

de 15, 20 y 25 psi, alcanzando con ello temperaturas de 93, 99 y 104°C,

respectivamente, a 2, 3 y 4 rpm. En dicho estudio la harina instantánea fue hidratada

17

y se elaboraron tortillas, encontrándose características fisicoquímicas y sensoriales

similares a las tortillas obtenidas por el método tradicional.

Johnson y col. (1980), propusieron un proceso de producción de harina

instantánea mediante la micronización, que es un método de procesamiento en seco

utilizando quemadores de gas infrarrojo. Este procedimiento consiste en mezclar los

granos de maíz pre-quebrados en solución diluida de calcio y posteriormente la

mezcla se somete a cocimiento por infrarrojo. El grano de maíz es cocido

rápidamente desde su parte más interna hacia el exterior e inmediatamente los

granos calientes son hojueleados en rodillos corrugados de acero, enfriados, y

molidos hasta obtener la harina instantánea. Las pruebas de textura y rolabilidad

efectuadas en dicho estudio en las tortillas preparadas por micronización fueron

comparables a las tortillas elaboradas a partir de una harina instantánea comercial.

Khan y col. (1982) compararon tres métodos: el tradicional, uno comercial y

uno de cocción bajo presión en laboratorio. Aplicando cada uno de los

procedimientos, se sometió el maíz a una sub-cocción, a una cocción óptima y a una

sobre cocción, a fin de medir algunos de los cambios físicos y químicos que podían

ocurrir. Aunque el método tradicional causó la mayor pérdida de materia seca del

grano, produjo las mejores tortillas por lo que se refiere a su textura, color y

aceptabilidad. El procedimiento de cocción bajo presión dió una masa pegajosa y

tortillas de aspecto desagradable. El método comercial resultó ser el que dio tortillas

de aspecto menos apetitoso.

El método de extrusión para elaborar masa fresca o harinas instantáneas de

maíz para preparación de tortillas fue reportado por diversos autores (Gómez-Aldapa

y col., 1999; Martínez-Flores y col., 1998; Martínez-Bustos y col., 1996; Johnson y

Williams, 1992; Serna-Saldivar y col., 1988; Bazúa y col., 1979; Guerra, 1978).

Todas las metodologías mencionadas han tenido éxito en lograr alguna o

algunas ventajas tecnológicas en relación al proceso tradicional, tal como disminuir el

18

tiempo de procesamiento, los contenidos de agua y cal, disminuir el costo de energía

o disminuir o eliminar por completo el agua de desecho, altamente contaminante.

Sin embargo, de los estudios anteriores, solamente los de extrusión hechos

por Figueroa y col. (2003), Martínez Flores y col. (2002), Figueroa y col. (2001),

Gómez-Aldapa y col. (1999), y Serna-Saldívar y col. (1988), realizaron estudios de

composición química y valor nutricional, mostrándose con ello poco interés en los

aspectos nutricionales del producto. Por lo anterior, en el presente estudio se plantea

realizar una extensa investigación, desde el punto de vista nutricional, en tortillas

elaboradas a partir de harinas instantáneas de maíz, elaboradas por un proceso

alterno al método tradicional de nixtamalización (Figura 2).

Figura 2. Elaboración de harina por el proceso CICATA.

19

3.0 JUSTIFICACION

Existe una gran preocupación por algunos sectores Industriales y de la

comunidad científica Mexicana para mejorar desde el punto de vista tecnológico,

nutricional y ambiental, el proceso tradicional de nixtamalización para elaborar tortillas

de maíz.

El Centro de Investigación en Ciencia Aplicada y Tecnología Avanzada del

Instituto Politécnico Nacional (CICATA-IPN), ha desarrollado una nueva metodología,

basada en modificaciones a algunas etapas del proceso tradicional de nixtamalización,

con el cual se ha logrado reducir tiempos de cocimiento, de reposo, de adición de

concentración de cal, lo que repercute en ahorro energético, y de tiempo. Aunado a

ello, se logró reducir al mínimo el uso de agua durante el proceso, por lo que no se

genera ningún efluente contaminante. La planta procesadora de harina para la

elaboración de tortillas de tortillas fue diseñada por investigadores del CICATA-IPN.

El proceso CICATA-IPN utiliza maíz integral, por lo que las tortillas obtenidas

presentarían, en teoría, mayor contenido de nutrientes, específicamente mayores

contenidos de proteína, de lípidos, vitaminas, minerales y fibra dietética, que son

eliminados parcialmente en las etapas de cocimiento y reposo del proceso tradicional

de nixtamalización. El propósito del presente trabajo es realizar un estudio nutricional

en las tortillas de maíz elaboradas por el proceso CICATA-IPN, comparándolas con

tortillas elaboradas por el proceso tradicional y con tortillas hechas de las marcas

comerciales Maseca y Minsa.

20

4.0 OBJETIVOS

Realizar un estudio de la composición nutricional de tortillas de maíz elaboradas

por el proceso CICATA-IPN, así como de ensayos biológicos usando ratas como

modelo experimental para la evaluación de la relación de eficiencia proteica (ganancia

en peso en función de la calidad de la proteína consumida en la dieta), conversión

alimenticia, absorción y cuantificación de calcio y fósforo absorbidos en los huesos, y

en función de ello determinar la cristalinidad y resistencia a la fractura de los huesos.

21

5.0 MATERIALES Y METODOS.

5.1 Materiales

5.1.1 Materia Prima

Para los experimentos del presente trabajo se utilizó el siguiente material:

1. Granos de maíz “Tabasco” proveniente de la planta CICATA-IPN (México,

D.F.).

2. Harina instantánea de maíz integral elaborada por el Proceso CICATA-IPN.

3. Harina de maíz de las marcas comerciales Maseca y Minsa.

El maíz en grano sin procesar se molió usando un molino eléctrico Thomas-Wiley,

modelo 3383-L10 para la obtención de harina.

5.1.2 Obtención de harina instantánea elaborada por el proceso CICATA-IPN.

La harina de maíz instantánea elaborada por el proceso CICATA-IPN se

obtuvo cociendo 1 parte de maíz, con 1/2 parte de agua y cal (0.25 % p/p en relación

al maíz) durante 5 min.; posteriormente, el agua fue escurrida y los granos fueron

molidos en un molino de martillos; en seguida, los granos de maíz molidos se

secaron en un secador tipo “flash” con aire caliente; finalmente la harina se empaco;

el tiempo aproximado de este proceso fue de 30 min.

5.1.3 Tortillas de maíz (método tradicional).

Para la elaboración de las tortillas de maíz nixtamalizado (proceso tradicional)

se utilizaron granos de maíz “Tabasco” procedentes de la planta CICATA-IPN

22

(México, D.F.) y se proceso de la siguiente manera: se coció 1 parte de maíz con 3

partes de agua y cal (1.5 % p/p en relación al maíz) a 98 oC por 20 min., dejando

reposar 16 hr; después se desecho el nejayote (que contenía agua con fragmentos

de pericarpio desprendidos y calcio) y los granos de maíz nixtamalizados se lavaron

3 veces con agua corriente y se molieron con un molino de piedras para la obtención

de la masa.

5.1.4 Elaboración de tortillas obtenidas con los diferentes procesos.

A partir de las harinas instantáneas elaboradas por el proceso CICATA-IPN, y

de las marcas comerciales Maseca y Minsa, así como de la masa nixtamalizada por

el método tradicional se elaboraron tortillas, usando una máquina tortilladora

comercial.

Las tortillas elaboradas por los diferentes procesos fueron secadas y molidas

para reducir su tamaño de partícula. Las muestras fueron guardadas en refrigeración

a temperatura de 4ºC hasta la realización de los análisis bromatológicos, los cuales

fueron hechos por triplicado.

5.2 Métodos.

5.2.1 Humedad. 44-15A, AACC (1995).

A la humedad se le considera como la pérdida de agua que sufre la muestra al

ser calentada. Se utilizaron 2 g de muestra, los cuales fueron calentados en una

estufa a 135 oC por 1 hr.

5.2.2 Proteína. 46-13, AACC (1995).

Se hizo una digestión de la muestra con ácido sulfúrico en presencia de un

catalizador. La solución ácida se alcalinizó con una solución de hidróxido de sodio. El

23

amoníaco fue destilado y recogido en una cantidad medida de ácido bórico,

titulándose con una solución valorada de ácido clorhídrico. El factor de conversión

utilizado fue de 6.25.

5.2.3 Cenizas 08-01 AACC (1995).

La cantidad de cenizas representa el contenido total de minerales en los

alimentos. Las cenizas contienen los elementos inorgánicos, mucho de los cuales

son de interés nutricional como es el caso del calcio y fósforo, entre otros. Para este

método se utilizaron 2 g de muestra que fueron incinerados en una mufla a 550o C

por 2 hr.

5.2.4 Extracto etéreo 30-10 AACC (1995).

Para determinar el contenido de grasa de un alimento se lleva a cabo por un

reflujo de solvente por calentamiento continuo; el solvente debe tener las siguientes

características: un alto poder disolvente para lípidos, que se evapore fácilmente, que

no deje residuos, tener un punto bajo de ebullición y que penetre fácilmente en las

partículas alimenticias. Las sustancias más usadas son éter de petróleo y éter etílico.

5.2.5 Fibra cruda 7.068 A.O.A.C. (1984).

Este método fue desarrollado para determinar carbohidratos indigeribles en

alimentos para animales y la fibra; la fibra cruda fue determinada por una digestión

secuencial de la muestra con H2SO4 al 1.25% y después con NaOH al 1.25%. El

residuo insoluble se obtuvo por filtración, luego fue secado y pesado. Allí se obtiene

el peso de la fibra junto al de los minerales. Para obtener el contenido de fibra es

necesario incinerar esta muestra, quedando solamente el residuo de las cenizas

constituido por los minerales. Por diferencia entre el peso anterior (antes de la

incineración) y el de las cenizas se obtuvo el de la fibra cruda; la cual es una medida

del contenido de celulosa y lignina en la muestra.

24

5.2.6 Fibra detergente ácida y fibra neutro detergente Van Soest (1963).

La técnica para la determinación de la fibra neutro detergente es usada para la

determinación de los constituyentes de la pared celular; es un método rápido que

permite separar la fracción fibrosa de la fracción soluble. Se fundamenta en la acción

de un detergente sobre la muestra que al final deja todos los componentes de la

pared celular: hemicelulosa, celulosa, lignina,

La fibra ácido detergente (FAD) es el paso previo para la determinación de

lignina y celulosa ya que ella está formada por el complejo ligno-celulósico de la

planta. Además, contiene una pequeña cantidad de proteína que queda unida a la

fibra y a los minerales insolubles como la sílice. La técnica se basa en la disolución

con un detergente en medio ácido de las proteínas, grasas, pigmentos y demás

compuestos que no sean ligno-celulósicos.

Para la determinación, se pesó la muestra y se colocó en una bolsita de papel,

la cual es sellada para después ponerla en la solución neutro detergente (EDTA,

sulfito sódico, amilasa y otros) a pH=7.0 y ebullición durante 1 hr. El material fue

secado y pesado. Con ello se obtuvo la fibra neutro detergente.

El residuo se trato con: solución ácido detergente (ácido sulfúrico 0.5M y

cetiltrimetil amonio) y ebullición durante 1hr. El residuo fue secado y pesado. Con ello

se obtuvo la fibra ácido detergente

5.2.7 Determinación de calcio por absorción atómica. AOAC 975.03 (1996).

La cuantificación del contenido de calcio en las muestras se realizó mediante

espectroscopia de absorción atómica utilizando un equipo Analyst 300 de Perking

Elmer. Esto se llevo a cabo reduciendo a cenizas las muestras de harinas,

calcinando en una mufla por 4hr a 550 0C, para después digerir dichas cenizas con

ácido clorhídrico. La espectroscopia atómica consiste en la medición de absorción de

25

radiación electromagnética producida por los átomos de calcio. Esta cuantificación de

calcio se lleva a cabo de acuerdo con la ley de Beer, cuando disminuye la intensidad

de la luz es por que se incrementa el contenido de átomos de calcio y aumenta la

intensidad de la luz cuando disminuye la concentración de átomos de calcio.

5.2.8 Determinación de fósforo AOAC 965.17 (1998)

Este método se utilizó para la determinación de fósforo por espectrofotometría

con azul de molibdeno. El fósforo reacciona con el ácido molíbdico para formar azul

de molibdeno susceptible que puede determinarse espectrofotometricamente a 690

nm. Se preparó una solución madre de fósforo de 400 m g/ml hasta un volumen final

de 100 ml; se preparó una solución hija de 100 m g/ml hasta un volumen final de 100

ml, que se utilizó para la preparación de la curva de calibración en el rango 50-400m

g/l. Se incineraron 2 gr de muestra durante 4 horas, las cenizas fueron utilizadas

para la elaboración de la solución prueba para determinar la cantidad de fósforo

contenida en las muestras. Se adicionó para el desarrollo del color, 4 ml de solución

ácida de molibdato de amonio y 0.25 ml de solución de cloruro estañoso.

5.3 EXPERIMENTO BIOLÓGICO

5.3.1 Metodología

Se utilizaron 32 ratas wistar macho recién destetadas, de 21 días de nacidas.

Se estudiaron dietas elaboradas con las tortillas elaboradas por los siguientes

procesos: 1) Tortillas de maíz elaboradas por el método tradicional, 2) Tortillas de

maíz elaboradas por el proceso CICATA-IPN. 3) Tortillas de la marca Maseca y, 4)

Tortillas de la marca Minsa. A partir de esas tortillas se prepararon 8 dietas. Todas

las dietas fueron elaboradas de acuerdo con lo recomendado por Reeves (1993) para

roedores en crecimiento. Las dietas se codificaron de la siguiente manera: 1) TNIX,

26

2) TCIC, 3) TMAS, 4) TMIN, 5) TNIX-Ca, 6) TCIC-Ca, 7) TMAS-CA, 8) TMIN-Ca. Las

primeras 4 dietas se elaboraron sin adición de calcio exógeno. Las otras 4 dietas

fueron las mismas pero preparadas adicionándoles 0.6244g/100gr de fosfato de

calcio.

El experimento se realizó en la Escuela de Nutrición de la Universidad

Autónoma de Querétaro. Los animales fueron colocados en un local acondicionado

propio para este tipo de estudios. Para el experimento, se utilizaron 4 animales por

cada tipo de dieta. Al inicio del experimento los animales fueron pesados y

distribuidos al azar, colocándose posteriormente en jaulas de acero inoxidable. El

peso inicial promedio de los animales por lote fue de 43.35-43.7 g. La duración del

experimento fue de 4 semanas. Cada tercer día se repuso el alimento y se les

cambió el agua (el agua utilizada fue desionizada) y se recolectaba el alimento tirado,

el cual era pesado para poder así determinar el alimento consumido; el animal

también fue pesado cada semana. A la cuarta semana los animales fueron

sacrificados y se les extrajeron los fémures.

5.3.2 Medidas físicas de los fémures

Los fémures fueron perfectamente limpiados de todo excedente de carne y se

pusieron a secar en una estufa a 45oC por 24 hr. Una vez secos se procedió a

medirlos con un vernier. Las mediciones fueron: peso, longitud, diámetro medio,

diámetro de la articulación femoral con la pelvis, diámetro de la articulación femoral

con la rodilla.

5.3.3 Resistencia a la fractura

La fuerza al rompimiento del fémur es una medida de la resistencia que tiene el

hueso a la fractura; esto se encuentra directamente relacionado con la cantidad de

calcio presente en el hueso y fue evaluado utilizando el Texture Analyzer TA-XT2. La

resistencia a la fractura se determinó usando la fuerza de deformación en una curva

27

durante la compresión de cada uno de los fémures. La sonda y las condiciones

utilizadas fueron: un cilindro con 0.203 cm de diámetro a una velocidad de 10 mm/s y

una distancia de 10 mm.

5.3.4 Grado de cristalinidad por difracción de rayos-X

La cristalinidad de los huesos va a estar dada por la formación de

hidroxiapatita (Ca10(PO4)6(OH)2. Las mediciones de rayos-X se efectuaron usando

un difractómetro Rigaku, operando a 35 kV, 15 mA con la radiación incidente λ =

1.5406 Å de CuKα. Los difractogramas se obtuvieron en un rango de 2 a 30º en una

escala de 2θ. Los datos se reportaron en valores de distancias interplanares

expresadas en Å, utilizando la ley de Bragg. El mismo equipo tenía el software

necesario para poder distinguir los picos de difracción y la radiación no coherente, de

tal forma que permitió realizar estimaciones de los porcentajes de cristalinidad a

través de un patrón de referencia.

5.3.5 Conversión alimenticia.

Esta medida indica cuanto alimento requiere comer un animal para aumentar 1

g de peso y esto va a estar relacionado directamente con la calidad de la proteína

contenida en la dieta

5.3.6 Análisis estadístico.

El análisis estadístico fue realizado usando el Software SAS (Statistical

Analysis System, 1995). Los datos fueron analizados usando el modelo lineal general

y las comparaciones entre las medias serán realizadas a través de la prueba de

Duncan, con nivel de significancia de 5%.

28

6.0 DISCUSIÓN Y RESULTADOS

Como la industria de las tortillas en México ha tenido un considerable

incremento en sus ventas, se han buscado alternativas en como reducir la cantidad

de agua usada en el proceso y por lo tanto eliminar al máximo el agua de desecho

(nejayote) del proceso de nixtamalización; además de no perder tantos nutrientes en

el nejayote para que las tortillas obtenidas sean de mejor calidad nutricional, ya que

como es sabido la tortilla es un elemento insustituible en la dieta de todos los

estratos sociales de la población mexicana (Figueroa, 1994).

En el presente trabajo se realizó primero el análisis proximal a las harinas

nixtamalizadas y a las tortillas. Posteriormente, se hizo un estudio biológico usando

ratas wistar como modelo experimental para conocer la calidad nutricional de las

diferentes tortillas.

En la Tabla 2 se observa el análisis proximal de las siguientes harinas:

CICATA-IPN (HCIC), harina maseca (HMAS), harina minsa (HMIN) y harina de maíz

sin procesar (HM), así como de las siguientes tortillas: Tortillas CICATA-IPN, (TCIC),

Tortillas maseca (TMAS), tortillas minsa (TMIN) y tortillas elaboradas por el método

tradicional (TNIX). La cantidad de humedad contenida en las diferentes harinas se

encuentra dentro de lo reportado en la bibliografía (FAO, 1993); la HM fue la que

presentó mayor porcentaje de humedad (11.35 %) debido a que es un material fresco

que no ha pasado por ningún proceso de secado y todavía tiene agua retenida. En

las tortillas, el contenido de humedad disminuyo debido al mismo proceso de

elaboración, en donde se aplicaron diferentes procesos de secado, como fue el

tratamiento térmico aplicado para cocerlas y después secadas para poder

procesarlas y obtener la harina de tortilla correspondiente.

En cuanto a la cantidad de cenizas contenidas en las muestras, se observó un

incremento en las tortillas, comparadas con las harinas. La HM tuvo 1.67% de

cenizas, mientras que para TNIX el contenido aumento hasta 1.75%, y esto fue

29

debido al procedimiento de nixtamalización tradicional, en donde le fue agregada

mayor cantidad de hidróxido de calcio, lo que repercutió en un mayor contenido de

cenizas obtenidas. Estos resultados fueron comparables a los obtenidos por Bressani

y col. (1958b) y Saldaña y Brown (1984).

La fibra neutro detergente (FND) y la fibra ácido detergente (FAD) representan

los componentes de la pared celular de la capa externa del maíz. Los componentes

de la FND y de la FAD son hemicelulosa, celulosa y lignina. En general, los valores

de FND y FAD fueron menores en las tortillas con respecto a las harinas

nixtamalizadas. La HM tuvo valores de FND y FAD de 9.50 % y 2.54% y no fueron

significativamente diferentes (P < 0.05) con respecto a los valores de FND y FAD de

la HCIC, los cuales fueron de 9.32% y 2.45%, respectivamente. En relación a la

HCIC, ésta se proceso con el maíz integral y con la cantidad de agua necesaria para

hidratarse y producir los cambios texturales requeridos, por lo que no se perdió el

pericarpio; a diferencia de las harinas comerciales HMAS (5.10% y 2.73%, valores de

FND y FAD, respectivamente) y HMIN (5.43% y 2.28%, valores de FND y FAD,

respectivamente), donde el proceso de elaboración que ellos utilizan si se pierde

parcialmente el pericarpio. En relación a las TNIX, estas perdieron una gran cantidad

de pericarpio debido a que presentaron bajos valores de FND y FAD, los cuales

fueron de 1.75% y 4.32%, respectivamente. Esta disminución en los valores de FAD

y en la FND, fue debida a la pérdida de pericarpio durante el tiempo de cocimiento, el

tiempo de reposo y el lavado del maíz, tal como lo menciona en su estudio Serna-

Saldivar y col. (1990).

La cantidad de lípidos (extracto etéreo) en la HM y en la HCIC, fue mayor

(5.22% y 5.11%, respectivamente) en relación a las harinas de las marcas

comerciales. El contenido de lípidos entre la HM y la HCIC no fue diferente

estadísticamente (P < 0.05), y si lo fueron en relación a las tortillas de las marcas

comerciales Maseca y Minsa. Cabe mencionar que en el proceso CICATA-IPN no

existen pérdidas en el contenido del germen, que es en donde se encuentran

principalmente los lípidos, en comparación con los procesos usados por Maseca y

30

Minsa; en relación a las tortillas, se observo una clara disminución de los lípidos,

aunque esto se puede atribuir a la pérdida parcial del germen y partes del grano que

contienen sustancias extraíbles con éter, no dejando de considerar también la

saponificación de éstas sustancias con el hidróxido de calcio adicionado durante la

cocción de los granos de maíz, y en la aplicación del calor usado en el cocimiento de

las tortillas.

En cuanto a la cantidad de fibra cruda presente se vio que el maíz crudo

presentó casi el doble de estos componentes, en comparación con las diferentes

harinas instantáneas. Existió variación significativa (P < 0.05) en la HM comparada

con las HCIC, HMAS y HMIN. Entre estas últimas no hubo diferencias estadísticas.

La fibra cruda es una medición que cuantifica principalmente celulosa y algunos tipos

de hemicelulosas. En relación a las tortillas, las TCIC tuvieron el mayor valor (2.44%)

y las TMIN (2.19%) el menor valor.

La proteína presente en todas las muestras depende del tipo de maíz utilizado,

además del proceso a que fueron sometidos (FAO, 1973; Khan y col., 1982). El

contenido de proteína del maíz utilizado en la presente investigación fue de 8.54% y

es similar al reportado por Martinez-Flores y col. (2002), Paredes-Lopez y

Saharópulos-Paredes (1983) y Bressani y col. (1958). El contenido de proteínas fue

mayor en las tortillas comparadas con las harinas nixtamalizadas. Durante las etapas

de cocimiento y reposo de los granos de maíz se perdieron algunos componentes

como el pericarpio que representan alrededor del 5% del total del grano y contiene

los diferentes componentes de la fibra dietaria y de la pérdida parcial del germen que

contiene lípidos y algunos azúcares, lo que probablemente contribuyo a concentrar y

aumentar el porcentaje de proteína en las tortillas comparadas con las harinas

nixtamalizadas.

El contenido de calcio no fue detectado en la HM, debido a que la sensibilidad

del equipo no era muy alta, y solamente detectaba valores mayores a 5 mg/100 g.

Por lo que se asume que el contenido de calcio en la HM fue menor a 5 mg/100g.

31

Sin embargo, se observa que el equipo si detecto valores en las harinas instantáneas

HCIC, HMAS y MIN, los cuales fueron de 93 mg/100g, 60 mg/100 g y 17 mg/100 g,

respectivamente. Por lo que se observa el contenido de calcio en la HCIC fue

superior al de las harinas de las marcas comerciales Maseca y Minsa. Para las

tortillas, el contenido de calcio en las TNIX fue estadísticamente mayor (P < 0.05) al

de las demás tortillas, presentando un valor de 240 mg/100 g de muestra. El

contenido de calcio en las muestras HCIC, HMAS y HMIN se mantuvo constante al

transformarse a tortillas. Estos datos, de incremento de calcio en las tortillas, al ser

procesado el maíz por el tratamiento térmico alcalino, son de gran importancia debido

al alto consumo de tortilla en México, que es la fuente principal de calcio para la clase

social mas pobre de la población (González-Hernández y col., 1997). Además, la

presencia de calcio en el proceso de nixtamalización hidroliza la pared del pericarpio,

lo cual facilita la penetración del calcio al interior del grano de maíz y es así como se

incrementa este compuesto en las tortillas. La cantidad de calcio presente en las

tortillas va a estar determinado por la concentración utilizada en el proceso térmico-

alcalino, además del tiempo de reposo y de las características del maíz,

particularmente en cuanto a dureza del grano (Niewohnner, 1988; Deschamps, 1985;

Bressani y Scrimshaw, 1958a). La absorción de calcio en los huesos de las ratas va

a estar determinada por varios factores entre ellos, la calidad de la proteína de las

tortillas, además de la cantidad de fósforo; como es conocido, los huesos contienen

la mayor cantidad de calcio, fósforo y magnesio del organismo. El fósforo tuvo un

comportamiento similar al del calcio cuando las harinas fueron transformadas a

tortillas. Los valores de fósforo en la HM, TCIC, TMAS, TMIN y TNIX fue de 0.27

mg/100 g, 0.19 mg/100 g, 0.17 mg/100g, 0.16 mg/100 g y 0.18 mg/100 g,

respectivamente.

32

Tabla 2. Composición química de las harinas de maíz.

Harinas Componentes Maíz sin procesar CICATA Maseca Minsa F Humedad (%) 11.35a 11.11b 10.8c 9.62d 112.71 Cenizas (%) 1.67a 1.53a 1.47a 1.59a 1.85 Fibra neutra detergente (%) 9.50a 9.32a 6.47b 6.17b 101.09 Fibra ácida detergente (%) 2.54a 2.45ab 1.96c 2.40b 40.01 Proteína cruda (%) 8.54b 7.91c 8.45b 9.07a 16.59 Grasa (5) 5.22a 5.11a 4.44b 4.56b 27 Fibra cruda (%) 4.05a 2.41b 2.10b 2.28b 50 Calcio (mg/100 g) nd 9.3a 6.0c 1.7b 6009.8 Fósforo (mg/100 g) 2.7a 1.9b 1.7c 1.5d 192.44 F Medias con la misma letra en la misma fila no son significativamente diferentes (P < 0.05). nd. No detectado

33

Tabla 3. Composición química de las tortillas de maíz.

Tortillas Componente Maíz nixtamalizado CICATA Maseca Minsa F Humedad (%) 8.98c 9.01c 9.24b 10.09a 188.87 Cenizas (%) 1.75a 1.56bc 1.53c 1.66ab 6.93 Fibra neutro detergente (%) 4.32c 5.86a 5.10b 5.43b 9.53 Fibra ácido detergente (%) 1.75c 1.96bc 2.73ab 2.28a 7.25 Proteína cruda (%) 9.21a 8.99a 9.36a 9.80a 1.71 Grasa (% 1.62b 1.73a 1.49c 1.53c 42 Fibra cruda (%) 2.35a 2.44a 2.42a 2.19a 1.37 Calcio (mg/100 g) 240a 94c 91c 18b 835.04 Fósforo (mg/100 g) 180b 190a 170a 160c 74.48 Medias con la misma letra en la misma fila no son significativamente diferentes (P < 0.05) ENSAYO BIOLÓGIC0

En el ensayo biológico, se evaluó la ganancia en peso y la conversión alimenticia

(cantidad requerida de alimento para aumentar 1 g de peso) que va estar

directamente relacionada con la calidad de la proteína presente en la dieta. Las

dietas utilizadas fueron basadas en las siguientes tortillas: elaboradas por el método

tradicional (DTNIX), por el método CICATA (DTCIC), usando las harinas Maseca

(DTMAS) y Minsa (DTMIN). Estos mismos tratamientos, pero con la adición de

fosfato de calcio (0.6244g/100g de muestra de acuerdo con la formulación de dietas

AIN-93G para roedores en crecimiento) fueron preparados. Las dietas adicionadas

con calcio fueron las siguientes: tortillas de maíz nixtamalizado con calcio (DTNIX-

ca), tortillas de maíz CICATA-IPN con calcio (DTCIC-ca), tortilla Maseca con calcio

(DTMAS-ca) y tortillas de maíz Minsa con calcio (DTMIN-ca).

34

En la Tabla 4 se observa que el consumo de alimento por los diferentes grupos de

ratas no fue estadísticamente diferente (P < 0.05). Sin embargo, se puede observar

que las ratas que mas alimento consumieron fueron las que se alimentaron con la

DTMAS (71.53 g) y la DTMIN (70.85 g) y las que menos consumieron fueron las que

se alimentaron con las DTNIXT (54.21 g) y la DTMIN-ca (56.34 g). Otro dato

importante es el de ganancia de peso en función del consumo de la dieta, y para este

parámetro medido, se tuvo que también las ratas alimentadas con las DMAS fueron

las que ganaron más peso (37.90 g), siendo estadísticamente diferente (P < 0.05) a

todas las demás. Entre los demás valores de ganancia en peso no existieron

diferencias significativas (P < 0.05). El término conversión alimenticia esta

directamente relacionada con la eficiencia del alimento consumido con la ganancia

de un gramo de peso. Este valor nos indica la cantidad de alimento que el animal

necesita consumir para ganar un gramo de peso. Entre menor sea el valor mas eficaz

es para realizar la conversión. Las ratas que presentaron mejor valor de conversión

alimenticia fueron las que se alimentaron con la DTMAS, siendo el valor de 1.93,

aunque la diferencia estadística fue solamente parcial cuando fueron comparadas

con las dietas TMIN-ca (2.30), TNIX (2.45), TMAS-ca (2.51) TMIN (2.66) y TCIC-ca

(2.74). Cabe mencionar que el promedio de eficiencia en la conversión alimenticia de

las ratas alimentadas con las dietas sin adición de calcio exógeno fue de 2.48 y el de

las ratas alimentadas con las dietas adicionadas con calcio fue de 2.65, es decir, se

observo una diferencia mejor (del 6.41%) en la conversión alimenticia de las primeras

comparadas contra las segundas.

35

Tabla 4. Efecto de crecimiento de ratas de 21 días alimentadas con diferentes

dietas a base de tortillas.

Dietas Alimento Peso Peso Ganancia Conversión

consumido Inicial final en peso alimenticia

(g) (g) (g) (g) (g)

DTNIX 54.21a 43.35a 66.15b 22.80b 2.45ab

DTCIC 66.95a 43.62a 66.82b 23.20b 2.90a

DTMAS 71.53a 43.70a 81.60a 37.90a 1.93b

DTMIN 70.85a 43.67a 70.02b 26.35b 2.66ab

DTNIX-ca 69.36a 43.60a 66.60b 23.00b 3.08a

DTCIC-ca 64.39a 43.55a 68.00b 24.45b 2.74ab

DTMAS-ca 65.09a 43.47a 69.32b 25.85b 2.51ab

DTMIN-ca 56.34a 43.75a 68.30b 24.55b 2.30ab

F

Medias con la misma letra en la misma columna no son significativamente diferentes (P < 0.05).

Las mediciones físicas de los fémures extraídos a las ratas así como el valor

de resistencia en la fractura del fémur, que va a estar dada por la fuerza requerida

para romper el hueso se pueden observar en la Tabla 5. No existieron diferencias

significativas (P < 0.05) entre los valores requeridos en gramos para fracturar los

fémures en los 8 tratamientos. Sin embargo, se puede apreciar que las ratas

alimentadas con el calcio exógeno adicionado a las dietas presentaron mayores

valores de fuerza requerida para fracturar los huesos. La dieta que mejoró

sustancialmente el valor de resistencia a la fractura del fémur, una vez que le fue

adicionado el calcio, fue la DTMIN-ca presentando un valor de 4,396.8 kg requeridos

para fracturar el fémur, comparado contra el valor de 3731.8 pero sin la adición de

calcio (DTMIN). En promedio, el valor requerido para fractura los huesos de las ratas

alimentadas con las dietas con adición de calcio fue de 3,958.8 kg, mientras que el

valor para las que se alimentaron con dietas sin adición de calcio exógeno fue de

3,682.25 kg. Es decir, el calcio exógeno aumento en un 7% la resistencia a la fractura

36

de los fémures de ratas alimentadas con dietas adicionadas con calcio exógeno,

haciéndolo mas resistente a los impactos. Las ratas alimentadas con la dieta DTMAS

presentaron los mayores valores y fueron estadísticamente diferentes (P<0.05) de los

demás tratamientos en las medidas de largo (Lar), ancho de la unión del fémur con la

rodilla (Ancr) y Peso de los huesos. En los datos de ancho de la unión del fémur con

la cadera (Ancc) y del diámetro del fémur en su parte frontal (Diam1) no existieron

diferencias significativas (P < 0.05) entre los 8 tratamientos. El peso del hueso esta

directamente relacionado con la cantidad que creció en animal que fue con la dieta

Mas.

Tabla 5. Medidas físicas de huesos.

Dietas Frac Lar Ancc Ancr Diam2 PesI Diam1

(kgf) (mm) (mm) (mm) (mm) (g) (mm)

TMNS 3918.4a 2.29b 0.53 0.54c 0.27ab 0.17b 0.23a

TCIS 3112.8a 2.33ab 0.56a 0.5abc 0.26ab 0.17b 0.23a

TMAS 3966.0a 2.43a 0.56a 0.58a 0.29a 0.20a 0.24a

TMIS 3731.8a 2.31b 0.54a 0.547bc 0.26ab 0.17b 0.23a

TMNC 4002.5a 2.29b 0.55a 0.57abc 0.26ab 0.16b 0.22a

TCIC 3557.3a 2.27b 0.54a 0.577ab 0.25b 0.16b 0.23a

TMAC 3878.6a 2.32b 0.53a 0.57abc 0.26ab 0.16b 0.22a

TMIC 4396.8a 2.31b 0.54a 0.572abc 0.28ab 0.16b 0.24ª

F 0.60 1.79 1.44 2.14 1.16 2.37 1.28

Medias con la misma letra en la misma columna no son significativamente diferentes (P < 0.05).

Frac. Kilogramos requeridos para fracturar el fémur.

37

Lar. Longitud del fémur.

Ancc. Ancho de la conexión de la cabeza del fémur con la pelvis.

Ancr. Ancho de la conexión de la cabeza del fémur con la rotula.

Diam1. Diámetro medio de la parte frontal del fémur.

Peso. Peso de fémur.

Diam2. Diámetro medio de la parte lateral del fémur.

Los huesos contienen la mayor cantidad de calcio, fósforo y magnesio del

organismo. En la Tabla 6 se observa el contenido de esos minerales presentes en los

huesos de las ratas alimentadas con las diferentes dietas. En las dietas con adición

de calcio hubo más absorción de calcio en el fémur; el poco calcio que se consuma

será utilizado por el organismo para cubrir los requerimientos celulares del mismo y

por lo tanto habrá poca presencia de calcio en la matriz ósea y por consiguiente se

puede presentar osteoporosis (NAS, 1999, Desantiago y col., 1999). Sin embargo, la

dieta preparada con el método tradicional (DTNIX) aún sin adición de calcio tuvo una

buena asimilación del calcio en el hueso. Como se sabe la relación calcio:fósforo es

importante para la formación de hueso; esta debe de ser de 1:1 o de 1:1.2 (Wyatt y

col., 2000). En el análisis biológico la relación calcio:fósforo es mejor con el método

tradicional, ya sea con o sin adición de calcio exógeno. Esto último es debido a que

el tiempo de reposo que se lleva a cabo en el proceso tradicional es importante para

lograr una mayor difusión y absorción del calcio al interior del grano de maíz y por lo

tanto esto se vera reflejado en una mayor biodisponibilidad del mismo.

38

Tabla 6. Minerales (mg/g) presentes en hueso. _________________________________________________________

Dietas Calcio Fósforo Magnesio

____________________________________________________

TMNS 23.69ab 11.54a 0.61a

TCIS 12.72c 2.86b 0.28cd

TMAS 14.28bc 3.73b 0.26d

TMIS 2.17d 1.14b 0.62a

TMNC 29.04a 11.68a 0.48ab

TCIC 23.06ab 10.65a 0.51ab

TMAC 18.69bc 9.15a 0.50ab

TMIC 22.03abc 9.41a 0.42c

F 9.63 29.15 8.33

_________________________________________________

Medias con la misma letra en la misma columna no son significativamente

diferentes (P < 0.05).

Difracción de rayos X

En la Figura 3 se ilustra el difractograma de las dietas que no tienen calcio

adicionado y se observa que el pico de la hidroxiapatita se encuentra en el mismo

ángulo que en el control (que proviene de un hueso con los requerimientos

necesarios de calcio en la dieta).

El grado de intensidad fue diferente en las distintas dietas evaluadas en este

experimento, en relación a los huesos de ratas que fueron alimentadas con las dietas

sin adición de calcio y como se observó anteriormente poseen diferente cantidad de

calcio. El mayor porcentaje de cristalinidad lo presentaron los huesos de las ratas

alimentadas con la dieta DTMAS con un valor de 60.85% de cristalinidad y el menor

lo presentó la dieta DTMIN, con un valor de 55.00% de cristalinidad. Valores

intermedios fueron presentados en los huesos de las ratas alimentadas con las dietas

DTNIX y DTCIC, presentando los siguientes porcentajes de cristalinidad, 57.52% y

56.66%, respectivamente. Por otro lado, existió menor variación en la intensidad de

39

los picos de hidroxiapatita en los huesos de ratas alimentadas con dietas con adición

de calcio (Figura 4); la mayor intensidad se encontró en la dieta DTNIX-ca con un

valor de 62.63% de cristalinidad, siguiéndole en intensidad la dieta DTMIN-ca con un

valor de 58.44% y los menores valores los presentaron los huesos de las ratas

alimentadas con las dietas DTMAS-ca y DTCIC-ca con los siguientes valores de

cristalinidad, 55.45% y 52.95%, respectivamente

Figura 3. Patrón de difracción de rayos X de huesos de ratas alimentadas con dietas de tortillas sin adición de calcio exógeno.

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

0

100

200

300

400

500

600

700

57.52%

Dieta maiz nixtamalizado sin calcio (DTNIX)

Inte

nsid

ad (

U.R

)

Ángulo theta

40

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

0

100

200

300

400

500

600

70056.66%

Dieta proceso CICATA sin calcio (DTCIC)

Inte

nsid

ad (

U.R

)

Ángulo Theta

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

0

100

200

300

400

50060.85%

Dieta de tortilla maseca sin calcio (DTMAS)

Inte

nsid

ad (

U.R

)

Ángulo theta

41

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

0

100

200

300

400

500

600

700

55.00%

Dieta de tortilla minsa sin calcio (DTMIN)

Inte

nsid

ad (

U.R

)

Ángulo theta

Figura 4. Patrón de difracción de rayos X de huesos de ratas alimentadas con dietas de tortillas con adición de calcio exógeno.

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

0

100

200

300

400

500

600

700

62.63%

Dieta de tortillas maíz nixtamalizado +ca (DTNIX-ca)

Inte

nsid

ad (

U.R

)

Ángulo theta

42

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

0

100

200

300

400

500

600

52.95%

Dieta de tortilla proceso CICATA +ca (DTCIC-ca)

Inte

nsid

ad (

U.R

)

Ángulo theta

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

0

100

200

300

400

500

600

55.45%

Dieta de tortilla maseca +ca (DTMAS-ca)

Inte

nsid

ad(U

.R)

Ángulo theta

43

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

0

100

200

300

400

500

600 58.44%

Dieta de tortilla minsa +ca (DTMIN-ca)

Inta

nsid

ad (

U.R

)

Ángulo theta

44

7.0 CONCLUSIONES

1.- A pesar del transcurso del tiempo, la técnica precolombina de nixtamalización

sigue siendo hoy en día el proceso mas efectivo para tener una tortilla de mejor

calidad nutricional y en cuanto a biodisponibilidad de calcio; esto último es de gran

importancia para la población de México, ya que la tortilla forma parte de la dieta de

todos los estratos sociales de la población, aunque el proceso presente desventajas

tecnológicas y ecológicas.

2.- El proceso térmico alcalino y el reposo que se lleva a cabo en la nixtamalización

tradicional es lo que ayuda a la hidrólisis de la pared celular y permite la difusión del

calcio, y de ello va a depender la cantidad de calcio presente en la tortilla. La falta de

este reposo en el proceso CICATA-IPN, así como la cantidad menor de calcio

adicionada se ve reflejado en la cantidad de calcio presente en la tortilla y por lo tanto

la biodisponibilidad de calcio no es tan alta como en el caso de la tortilla elaborada

por el método tradicional.

3.- El consumo de las tortillas obtenidas por el proceso CICATA-IPN, permite que los

fémures de las ratas alimentadas con ellas presenten un contenido de calcio mayor al

de las alimentadas con la dieta basada en las tortillas de la marca comercial Minsa y

similar al de las tortillas elaboradas con la harina comercial Maseca. Sin embargo,

cuando se les adiciona el calcio exógeno, esa asimilación aumenta con la dieta

elaborada con las tortillas hechas en el CICATA-IPN, comparadas contra las de las

marcas comerciales.

4.- Por las diferentes ventajas tecnológicas, ecológicas, y de disminución en el

tiempo de procesamiento que presenta el proceso CICATA-IPN, es importante tomar

en cuenta que si se le adiciona mayor cantidad de calcio durante el proceso de

obtención de la harina instantánea, se puede llegar a mejorar no solo la cantidad sino

también la biodisponibilidad del calcio.

45

8.0 BIBLIOGRAFIA

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