Sustitución parcial de harina de trigo por harina de arroz para la

Sustitución parcial de harina de trigo por harina de arroz para la elaboración
de pan.
K. Agurto1, E. Mero2, G. Vásquez3
Facultad de Ingeniería en Mecánica y Ciencias de la Producción
Escuela Superior Politécnica del Litoral (ESPOL)
Campus Gustavo Galindo, Km 30.5 vía Perimetral
Apartado 09-01-5863. Guayaquil-Ecuador
krisagur@espol.edu.ec 1, evimero@espol.edu.ec2, gvaras@espol.edu.ec3
Resumen
El presente proyecto expone difundir una alternativa de sustituir parcialmente la harina de trigo por harina de
arroz para la elaboración del pan; por lo que se demostró en primer instante los aspectos generales de la materia
prima. Se efectuó un estudio del proceso de obtención de la harina de arroz mediante pruebas experimentales; el
cual contiene selección de la materia prima, obtención de las curvas de secado y caracterización de la harina de
arroz. En el pan elaborado se evaluó la calidad química, nutritiva y sensorial. Se evaluaron sustituciones de 20,
25 y 30 % de harina de trigo por harina de arroz. A través de una prueba de preferencia se seleccionó el pan con
30% de harina de arroz como el más adecuado mediante análisis estadísticos. Se encontraron diferencias con el
pan tradicional (100% harina de trigo) en el proceso de preparación y en la textura. Así mismo, a mayor nivel de
arroz se encontró una textura harinosa. Cada porción de pan tiene un peso de 70 gramos que aporta cantidades
adecuadas de calorías, proteína y sodio aunque un poco menos en fibra que el pan de 100% trigo.
Palabras claves: pan de trigo/arroz, características físicas, químicas, sensoriales, sustitución parcial de
harinas.
Abstract
The present project exposes out an alternative to substitute wheat flour by flour of rice, partially, to elaborate
bread; at first, the general appearances of the raw material were demonstrated. A study of the process of obtaining
rice flour was made by using experimental proofs, which contains selection of the raw material, obtaining drying
curves and characterization of rice flour. The chemical, nutritious and sensorial quality was evaluated in the
elaborate bread. Substitutions of 20, 25 and 30 % of wheat flour instead of rice flour. Preferentially the bread with
30 % of rice flour was the best-suited by means of statistical analysis. Differences were found with traditional
bread (100 % wheat flour) in the process of preparation and texture. A wheat texture appears at higher levels of
rice flour. Each portion of bread has a weight of 70 grams that contributes suitable quantities of calories, protein
and sodium, although a little less in the fiber than 100 %'s wheat flour bread.
Keywords: wheat/rice flour bread, physical, chemical and sensorial characteristics, flour partial substitution.
1. Introd
ducción
Actualm
mente uno de
d los princcipales alimeentos
preferidos por las perrsonas y de mayor consuumo
general, ess el pan; el cuál
c
se elaborra usualmente con
harina de trigo;
t
pero deebido a los coostos de ésta en
e la
actualidad,, ha hecho quee pondere el producto.
p
El pressente proyecto pretende incluir el arroz
a
(Oryza Sattiva) de la fam
milia Poaceae cuyos cultivoos en
nuestro paaís son abunndantes; debiddo al clima que
poseemos, por el cual sustituiremos parcialmentte la
harina de trigo
t
por harinna de arroz paara la elaboraación
del pan, coon el objetivoo de adquirir un producto final
f
con caraccterísticas fíísico-química,, sensorialess y
nutricionalles similares a las de un pann tradicional.
De estaa manera las importaciones
i
s de trigo poddrían
verse afecttadas, ya que el arroz conssiderado comoo un
cultivo prromisorio coon una ampplia variedad de
aplicacionees especialmeente en el cam
mpo alimentario, le
daría un valor agreggado al exceedente de arroz
a
convirtiénddolo así en unn producto muyy competidor..
2. Materriales y Méétodos
2.1. Mateeria Prima
Tabla 1. Composición Qu
uímica (%) media del
Arro
oz (referido a 1
100 gramos)
Hidratos de
d
Carbono
Proteínas
Fibra Dieté
ética
Grasa
Minerales
Arroz Blanco
%)
(%
79
9.9
7
7.1
1.3
0
0.7
0
0.6
2.2. Obtencióón de la Hariina de Arroz
El arroz tuvo un previo trratamiento (p
pre-cocción)
por 15 minutos en
e proporciónn 2:1 (2 arro
oz y uno de
agu
ua) para aumeentar la superfficie de secad
do, luego se
reallizó el secaddo corresponndiente en un
u secador
horizontal (tipo cabina) de m
marca GuntHaamburg CE
130
0, después fue triturado paraa así obtener la
l harina de
Arrroz.
El proceso de
d secado se rrealizó bajo condiciones
c
amb
bientales de 25ºC
2
y HR 660% las cond
diciones de
trab
bajo del secador se especifiican a continu
uación.
Tab
bla 2. Condicciones de operración durante
e el Secado
Temperatura de Trabajo
El arrozz tiene una altta disponibiliddad en el merccado
debido a que
q se cultivva durante todo el año coon 2
siembras, una
u en la estaación seca y otra
o en la estaación
lluviosa. Está
E
considerrado como el 2do prodducto
alimenticioo de mayor coonsumo a niveel nacional urbbano
tanto en esstratos de ingreesos bajos com
mo altos.
Temperatura de entrada de
aire
Humedad rellativa del aire de
salida
Velocidad dee aire
50 +/- 2 ºC
41.12ºC+/- 1 ºC
28%
4.19 m//s
Elaborado por:
p Evelyn Mero, Kristel Agurto, 2010
Y a partir de
d los datos recolectados durante el
secaado se realizaaron las curvaas de secado. Tal
T como la
Hum
medad libre vs
v Tiempo y laa Velocidad de
d secado vs
Hum
medad libre; está humedadd libre se reallizó a partir
de la
l isoterma obbtenida y usanndo la tabla psiicométrica.
Figura 1. Áreas arroceras deel Ecuador
Figura 2. Humedad L
Libre vs Tiemp
po
El arrooz fue de una marca comerrcial adquiridoo en
la Piladoraa Marianita en
e las afuerass de la ciudadd de
Guayaquil.
El arrooz es un cerreal rico en carbohidratoss, es
fuente de proteínas y minerales, y no conttiene
colesterol. Su composiciión depende en
e gran medidda de
la variedadd, de las condiiciones mediooambientales y del
proceso al que sea someetido.
3.1.1. Paniificación
Fiigura 3. Curva
a de Velocidad
d de Secado
Se hizo análisis
a
físicoos y químicoss de la harinaa de
arroz prevviamente obteenida; analizaando pH, Accidez
titulable, actividad
a
de agua (Aw). Proteínas,
P
fibra y
carbohidraatos se manndaron a analizar
a
en los
laboratorioos de PROTAL
L (ESPOL).
Tabla 3. Análisis Físsicos de la Ha
arina de Arroz
Coloor
Blanco grisáceoo traslucido
Olorr
Caracteríístico
Saboor
Caracteríístico
Textuura
Granulaada
Elaboraddo por: Evelynn Mero, Kristel Agurto,20110
Tabla 4.
4 Análisis Quíímicos de la Harina
H
de Arroz
Figura 4. Proceso
P
de Ellaboración de Pan.
Ensayo
Método
Equipo
Ph
AOAC
Ofiicial
Method 943.02
PHmetro – Mv
M
510
AOAC
Ofiicial
Method 942.15
Volumetría
Acidez Titulablee
(%)
Humedad final
(%)
AOAC
Ofiicial
Method 925.09
Cenizas (%)
AOAC
Ofiicial
Method 923.03
Grasa Total (%))
Proteínas (%)
Monjonnier
AOAC 18th9200.87
Medida
(%)
3..2. Características Físicoo-Químicas y
Nutricion
nales del Pan
n de Arroz
6,24±0.01
Se efecttuaron análisiss físico- quím
micos al pan
de arroz (30%), paraa establecer si el pan
elaborado cumple con los parámetros
establecidoos en la norm
ma NTE INE
EN 95:1979
utilizada como refereencia. Los análisis
a
se
realizaron según los méttodos señalad
dos en dicha
norma obtteniéndose quue los paness tenían un
peso de 677 +/- 2 con un pH de 5.6.
0.020±3x103
Termobalanzza
modelo KE
ERN
MLB 50-3
MuflaGravimétricoo
SoxheltGravimétricoo
KjeldahlVolumétricoo
AOAC18th
Gravimétricoo
978.10
Elaborado por: Evelyn
E
Mero, Kristel Agurto.2010
Fibra (%)
3.26±0.02
99.78±0.015
0.0
11.13±1.11
0.12±0.012
3. Elabooración del Pan
Para laa elaboración del pan se utilizó harinaa de
trigo duroo enriquecida 4 plus, y ootros ingredieentes
adquiridos en el mercado.
mulación
3.1. Form
Se elaboraron muestras
m
de paan blanco conn las
compoosiciones porrcentuales de harina de trrigo:
harinaa de arroz siguuientes: 80:20,, 75:25 y 70:330.
3..3.
Alteracciones Físicaas y Microbiiológicas
Los prodductos de pannadería sufren un proceso
de deteriorro que limiita su vida útil. Las
principales formas de deeterioro son laa pérdida de
textura, la pérdida o aum
mento de hum
medad y la
alteración de
d origen micrrobiano.
El pan se reviene por cambioss físicos y
químicos quue provocan uuna mayor du
ureza de los
productos, sin que tengga lugar una pérdida de
humedad o la modificacióón del sabor.
Las prinncipales alterraciones micrrobiológicas
de estos aliimentos se deeben al desarrrollo en su
superficie de
d colonias de mohos y de leevaduras.
Los prinncipales mohoos que intervienen en la
alteración del
d pan son: eel denominado
o moho del
pan (Rhizzopus Nigrricans),
Penicillium
expansum; Aspergilluss Niger y Monilia
(Neurosporaa Sitophila)), el Ahilaamiento o
encorrdamiento es una alteraciónn del pan; estto se
debe a una humedad relativa dee equilibrio altta, y
los principales
p
dee levaduras implicadas
i
enn la
alteraación del pan son
s las levaduuras fermentattivas
y las levaduras filaamentosas.
3.4.
Envejecimien
nto de la Migga de Pan
Loos cambios a partir del esttado de masaa, al
pan fresco (desppués de la cocción) y al
envejecimiento deel pan, así coomo los cam
mbios
del
produucidos
coomo
conssecuencia
recaleentamiento deel pan y por ennde el aumentto de
la frescura temporaal en el mismoo.
la fracción amilopectinaa y su reorgan
nización en
regiones crristalinas durrante el enveejecimiento.
Esta nueva organizaciónn imparte rigid
dez tanto al
gránulo deel almidón gelatinizado como el
material inntergranular, funcionando
o con un
“entrelazam
miento físico” sobre toda laa estructura
del gel. La acción de lass amilasas, in
nhibiendo el
incremento de firmeza que se prod
duce como
consecuencia de la retroogradación deel almidón,
podría iniciarse en el horrno, tras la gellatinización
del almidóón. Tras uun recalentam
miento, el
envejecimieento puede ser momen
ntáneamente
reversible
s
4. Análisis sensorial
Se llevó a cabo
c
dicho annálisis con trees muestras
(pan de arrroz) de differentes porccentajes de
reemplazos 20,
2 25 y 30%
% con 30 paanelistas no
entrenados y seleccionadoos al azar; usando
u
una
escala hedóniica de 5 puntoos donde se ob
btuvo como
resultado quee el pan de 30% de reeemplazo de
harina de arrroz tuvo unaa diferencia significativa
s
con respecto a las otras muuestras.
Fiigura 5. Envejjecimiento de la miga de pa
an
En el estado de masa: los gránuloss de
almiddón son pequueños lo que indica que están
e
sin gelatinizar. El gluten se preesenta cubrieendo
la supperficie de loss gránulos y como
c
puente entre
e
ellos, formando una fase continua. La
amiloopectina apareece como un solo segmentto de
moleculares
confoormaciones
helicoiddales
agreggadas en regioones cristalinaas. La amilosa en
de simple héélice.
formaa amorfa en conformación
c
Otro componente son los lípidoos polares quee son
i
con la amiilosa
susceeptibles de interaccionar
durannte el proceso de panificacióón.
En el estado de pan fresco: refleja los
o
el pann del
cambbios que se dann después de obtener
hornoo durante su
s enfriamiennto. Durantee la
cocción se pierrde la cristtalinidad de la
amiloopectina prodduciéndose la gelatinizacióón y
gelificación del grránulo. Con este
e
cambio en
e el
gránuulo, una paarte de lass moléculas de
amiloopectina tiene la libertad dee expandirse en
e el
espaccio intergranullar. La amilossa, lixiviada dee los
gránuulos gelificadoos, aparece enn este espacioo. Al
mism
mo tiempo la amilosa
a
exudaada se muestrra en
formaa de dobles hélices
h
retroggradadas. En este
estadoo fresco una parte de la am
milosa permannece
en loos gránulos y se representaa en un compplejo
con forma
f
de hélicce por lípidos polares preseentes
en la harina los lípiidos.
El estado de pan envejeccido: Muestrra la
“reforrmación de estructuras
e
de doble hélice”” en
Tabla 5. Fórm
mula para la e
elaboración de
el Pan Mixto
de Arroz.
INGREDIENTES
500 g
(30%)
%
%PANADERO %ABSOLUTO
%
Harina de trigo
o
350
70
42,07
Harina de arro
oz
150
30
18,03
250
50
30,05
Sal
7
1,4
0,84
Azúcar
15
3
1,80
Margarina
75
10
6,01
10
2
1,20
832
166
100
Agua
Levadura
TOTAL
Elaborad
do por: Evelyn Mero, Kristel Agurrto, 2010
5. Caracteríssticas Nutriicionales
Mediante el programaa NUTRIBE
ER y los
respectivos ingredientes
i
ppara la elabo
oración del
PAN DE AR
RROZ sustituuyendo parciialmente la
harina de triggo por harinaa de arroz en un 30% se
obtuvo como resultado las siguientes carracterísticas
nutricionales,, en la cuall se definió el aporte
calórico del producto en 100 gramos de porción
comestible, el
e aporte eneergético y ell contenido
nutritivo.
Tabla 6. Caracteríssticas Nutricionales del Pan
n de
Arroz
7. Conclusion
nes
MA
ACRONUTRIE
ENTES
C
CANTIDAD
Carbohidratoss(Kcal)
282,35
Proteína(Kccal)
31,49
Grasa(Kca
al)
T
Total
Aporte En
nergético
(Kcal)
11,64
325,48
Agua(g))
9,26
AGS(g)
5,09
AGM(g))
5,82
AGP(g)
2,03
Fibra(g))
2
Colesterol (mg)
(
8,75
Calcio(mg
g)
12,72
Fosforo(m
mg)
116,38
Sodio (mg
g)
2,59
Hierro(mg
g)
1,08
Niacina(mg Eq)
2,73
6. Textu
ura
En loo que respectta a la texturra se acudió a la
ayuda de un texturrómetro de marca
m
Bookffield,
modeloo CtT3 empleeando softwarre TextureProo Ct
V1.1 Build
B
7 durantee los días de estabilidad
e
dell pan
de arrooz vs el pan trradicional en función
f
al tiem
mpo
de vidaa útil.
Figura 6. Dureza Vs Tiempo
1) El arrooz (y la harina de arroz en
con
nsecuencia) ess un cereal “úúnico” ya que su proteína
estáá bien balannceada al estar presentess los ocho
amiinoácidos en las
l proporcionnes correctas, por lo cual
hem
mos realizadoo este proyeccto buscando
o disminuir
parccialmente la harina
h
de trigoo por la de arro
oz.
2) Fue possible desarrolllar un pan dee sal ( tipo
enro
ollado) con la sustitución parcial de laa harina de
trig
go (70%) por harina de arrroz (30%) ap
pto para el
con
nsumo humanno, ya que ccomparada co
on un pan
trad
dicional de triigo su contennido total de proteínas
p
es
men
nor; pero la calidad
c
de éssta se mejoraa debido al
may
yor valor biollógico de la proteína conttenida en el
arro
oz (es decir, debido
d
a que existe un meejor balance
entrre los aminoáácidos provisstos por el arrroz vs los
con
ntenidos en el trigo), y tam
mbién mejora su calidad
por su digestibilidad y contenido del aminoáácido lisina
3) Para deefinir el tiemppo de vida útil
ú del pan
elab
borado se estuudió periódicamente la esttabilidad de
éstee, el mismo que
q fue de 5 días teniendo
o en cuenta
quee su elaboraciión fue hechaa de manera artesanal y
emp
pacados en fuundas de polieetileno.
4) No hay rechazo alguuno en la elab
boración de
pan
n con harina de
d arroz susttituida parciallmente. Las
pruebas sensoriaales marcaronn resultados positivos
p
en
cuaanto a sus proopiedades orgaanolépticas, es
e decir que
si hay
h una acepttación significcativa de un pan hecho
con
n harina de trigo totalm
mente y uno
o que sea
reem
mplazado parccialmente conn harina de arrroz.
5) En efeccto, el proyeccto elaborado
o corrobora
quee es muy factible realizaarlo y así darle
d
valor
agreegado al exceedente de arrooz que se tien
ne dentro de
nueestro país cadaa año que es
, po
or lo que se
prop
pone realizaar
estudioss para la explotación
indu
ustrial del arrroz y sus subpproductos, y poder tener
unaa mejora de diivisas en cuannto a economíía se refiere
en productos
p
alim
menticios.
6) La altternativa pllanteada dee sustituir
parccialmente la harina
h
de trigoo por harina dee arroz para
la elaboración de pan de arroz, traerría grandes
ben
neficios para el
e Estado y laa comunidad en general,
ya que la harinaa de arroz noo sólo se puede emplear
paraa elaborar pann, sino tambiéén para elabo
orar galletas
y fiideos. Y por ende
e
la imporrtación de trig
go se podría
redu
ucir hasta en un
u 60% lo cual lograría un
n importante
aho
orro para el Esstado.
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