NOMBRE DEL PROYECTO: PROPIEDADES FISICOQUÍMICAS

Universidad Autónoma de Sinaloa Dirección General de Servicio Social

“PROPIEDADES FISICOQUÍMICAS, FITOQUÍMICAS Y ANTIOXIDANTES DE PASTAS ALIMENTICIAS LIBRES DE GLUTEN PRODUCIDAS

MEDIANTE EL PROCESO DE EXTRUSIÓN” Dr. Carlos Iván Delgado Nieblas

NOMBRE DEL PROYECTO: “PROPIEDADES FISICOQUÍMICAS, FITOQUÍMICAS Y ANTIOXIDANTES DE PASTAS ALIMENTICIAS LIBRES DE GLUTEN PRODUCIDAS MEDIANTE EL

PROCESO DE EXTRUSIÓN”

CICLO:

2021-2022-1A

MODALIDAD MULTIDISCIPLINARIA

BRIGADISTA (S): Nevarez Ramirez Kenia Lizbeth ASESOR(A) DE PROYECTO: Dr. Carlos Iván Delgado Nieblas

Fecha de autorización 28/08/2021


“PROPIEDADES FISICOQUÍMICAS, FITOQUÍMICAS Y ANTIOXIDANTES DE PASTAS ALIMENTICIAS LIBRES DE GLUTEN PRODUCIDAS

MEDIANTE EL PROCESO DE EXTRUSIÓN” Dr. Carlos Iván Delgado Nieblas

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I. Título del proyecto de servicio social

Propiedades fisicoquímicas, fitoquímicas y antioxidantes de pastas alimenticias

libres de gluten producidas mediante el proceso de extrusión.

II. Antecedentes

La enfermedad celíaca (EC), o celiaquía, es una enteropatía que se caracteriza por

la inflamación crónica del intestino delgado debido a una intolerancia a ciertas

proteínas presentes en algunos cereales, particularmente a las prolaminas del trigo

(gliadinas), cebada (hordeínas), centeno (secalinas) y especies híbridas como el

triticale, y, en algunos casos, de la avena (aveninas) (Fasano y col 2003). En los

últimos años los casos de intolerancia al gluten se han incrementado a nivel mundial.

En México, según la Asociación Celiaca, se estima que uno de cada 140 habitantes

puede ser celiaco (Chávez-Barrera 2015). En atención a este diagnóstico, es necesario

el desarrollo de alimentos de consumo masivo que aporten mayor calidad nutricional

y que además contribuyan a mejorar la salud y bienestar del consumidor como lo

podrían ser las pastas alimentarias. La pasta es un alimento ampliamente consumido

y de alta aceptabilidad a nivel mundial, debido a su bajo costo, su facilidad de

preparación y almacenamiento (Astaíza y col 2010). En los últimos años diversos

autores han modificado la formulación de las pastas, utilizando nuevos ingredientes

para intentar mejorar su valor nutricional y nutracéutico (Brennan y col 2004), pudiendo

ser utilizadas como un vehículo para la incorporación de compuestos bioactivos o

fitoquímicos (Chillo y col 2008), logrando un incremento de su actividad antioxidante

(Fares y col 2010). Una materia prima que puede utilizarse para producir pastas es el

arroz, que es uno de los cereales considerados inocuos para las personas intolerantes

al gluten, es una buena fuente de energía, ya que su mayor componente son

carbohidratos (81,2%), posee un bajo contenido de grasa, además que es fácilmente

digerible e hipoalergénico (Giménez y col 2013). Por su parte, la adición de nopal

podría mejorar de manera considerable el aporte de fibra dietaria en las pastas


“PROPIEDADES FISICOQUÍMICAS, FITOQUÍMICAS Y ANTIOXIDANTES

DE PASTAS ALIMENTICIAS LIBRES DE GLUTEN PRODUCIDAS MEDIANTE EL PROCESO DE EXTRUSIÓN”

Dr. Carlos Iván Delgado Nieblas

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alimenticias, además de aportar diversos compuestos bioactivos de gran interés para

la nutrición humana. Se ha reportado que estos compuestos bioactivos poseen

actividad antioxidante, anticarcinogénica, hipoglucémica, hipolipidemica e

hipocolesterolémica (Torres-Ponce y col 2015). En condiciones óptimas, la tecnología

de extrusión es un adecuado método para la preparación de pastas sin gluten, por otra

parte, en el procesamiento con un extrusor, las condiciones para mantener la

estabilización y personalización de la pasta son mucho más simples de satisfacer, y el

tiempo de secado se acorta a 40-50 minutos a 70-80 °C. Por consiguiente, los costos

de producción se pueden reducir, en comparación con los métodos tradicionales y

ayuda a una significativa retención de nutrientes, El propósito de tener un impacto en

la reducción de la incidencia de la malnutrición y sintomatología clásica que presentan

los pacientes con enfermedad celiaca justifica la necesidad de producir una pasta

alimenticia libre de gluten con alto valor nutrimental/nutracéutico a base de arroz

(Oryza sativa L.) adicionada con harina de nopal con la finalidad de tener una

alternativa segura para incluirse en la dieta de este tipo de pacientes además de que

estos productos sean ubicados en la categoría de alimentos funcionales

III. Justificación del proyecto

La enfermedad celíaca (EC) es un padecimiento inflamatorio del intestino delgado

producido por la ingesta de gluten de trigo y cereales afines como la cebada, centeno

y avena, resultando en pequeños daños en la mucosa intestinal y ocasionando una

inadecuada absorción de los nutrientes de los alimentos. Por lo anterior, para personas

que padecen celiaquía, omitir de su dieta productos derivados de los cereales antes

mencionados es el único tratamiento efectivo para sobrellevar este trastorno. Por lo

que es necesario producir alimentos sin gluten, entre ellos las pastas alimenticias que,

además de presentar calidad similar a la de sus análogos con gluten, aporten

nutrientes esenciales en cantidad y calidad adecuadas. Entre las materias primas que

pueden utilizarse para producir este tipo de alimentos destaca el arroz, que es un





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cereal considerado inocuo para personas con celiaquía, este cereal es rico en almidón,

por lo cual es una buena fuente de energía, contiene un bajo contenido de grasa, es

fácilmente digerible, además de ser hipoalergénico. Asimismo, el nopal posee

compuestos bioactivos y fibra dietaria con efectos benéficos en la salud del

consumidor. Por otro lado, existen escasos reportes en la literatura sobre la utilización

de este tipo de materias primas en la elaboración de pastas alimenticias libres de

gluten con características funcionales, y no se encontraron reportes sobre la adición

de harina de nopal en la producción de pastas sin gluten. Por lo anterior, el presente

estudio tiene como finalidad generar información científica y tecnológica inédita

mediante la obtención por extrusión de este tipo de pastas alimenticias, evaluando sus

propiedades físicas, fisicoquímicas y antioxidantes.

IV. Objetivos

- General

Estudiar el efecto de las condiciones de extrusión y de la adición de harina de

nopal (Opuntia ficus-indica L.) sobre propiedades fisicoquímicas, fitoquímicas y

antioxidantes de pastas alimenticias libre de gluten, a base de arroz.

- Específicos

1. Realizar una revisión bibliográfica de temas afín al área de investigación del

proyecto y elaborar el portafolio de evidencias correspondiente.

2. Realizar estudios preliminares y capacitación en las diferentes técnicas a

realizar en las pastas alimenticias libres de gluten.

3. Llevar a cabo una caracterización fisicoquímica de las pastas alimenticias libres

del gluten obtenidas mediante el proceso de extrusión.

4. Realizar una caracterización fitoquímica y antioxidante en las pastas

alimenticias libres del gluten extrudidas.

V. Metas

Al final del periodo de prestación de servicio social, el brigadista será capaz de:

· Identificar las reglas de higiene y seguridad empleadas en un laboratorio de





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· procesamientos térmicos.

· Elaborar una revisión bibliográfica sobre temas importantes para el proyecto.

· Dominar conceptos básicos del área afín al proyecto.

· Desarrollar un protocolo de actividades experimentales a realizar.

· Llevar a cabo la etapa práctica experimental.

· Realizar el análisis de datos correspondiente.

· Documento a presentar de los resultados obtenidos, presentación de los

resultados en al menos un congreso nacional.

VI. Localización geográfica del proyecto

El proyecto se desarrollará en el departamento de Posgrado en Ciencia y Tecnología de Alimentos de la Facultad de Ciencias Químico-Biológicas de la Universidad Autónoma de Sinaloa, con dirección en Blvd. de las Américas y Av. Universitarios S/N Ciudad Universitaria, 80040, Culiacán, Sinaloa, México (Figura 1).

Fig.1 Localización geográfica del proyecto





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VII. Actividades a realizar

1. Revisión bibliográfica

2. Ensayos preliminares y capacitación de técnicas de laboratorio

3. Realización de métodos fisicoquímicos

4. Realización de método fitoquímico

5. Realización de método antioxidante

6. Redacción de documento final

VIII. Recursos

Tanto en los recursos económicos como recursos humanos, se contará la

colaboración del Dr. Carlos Iván Delgado Nieblas, el prestador del servicio y personal

administrativo.

IX. Financiamiento

Este proyecto será solventado por los recursos aportados de la Facultad de

Ciencias Químico-Biológicas.

X. Metodología

Materias primas

Para el desarrollo de este proyecto se utilizarán como materiales de estudio

harinas de arroz y nopal, la harina de arroz será obtenida a partir de la molienda de

granos quebrados adquiridos de la empresa GRUPO ANSERA de la ciudad de

Culiacán, Sinaloa, México. Asimismo, se utilizará harina de nopal obtenida de la

empresa VIVE VERDE en la ciudad de Culiacán, Sinaloa, México.

1. Métodos experimentales:

a. Obtención de las pastas alimenticias:

Se prepararán las mezclas de harinas a extrudir, en donde se variará la

concentración de harina de nopal y el contenido de humedad de acuerdo con el

diseño experimental que se obtendrá mediante ensayos preliminares. Las mezclas





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serán almacenadas en bolsas de polietileno a 10 °C, por 24 horas, para ser

procesadas mediante extrusión. Se alimentarán alrededor de 2000 g de muestra a

un extrusor de doble tornillo (Shandong Light M&E, 132 Modelo LT32L, China),

utilizando un tornillo con una relación de compresión 2:1 y una velocidad fija de 111

rpm. Para la producción de las pastas alimenticias se utilizará un perfil de

temperaturas en las 3 zonas de calentamiento del extrusor que será obtenido de

un estudio previo, y un dado de salida con un diámetro de 2 mm. Después del

proceso de extrusión las pastas frescas que se obtendrán serán sometidas a un

proceso de secado lento a temperatura ambiente (25 °C) por un periodo de 24 h,

hasta obtener las pastas con un contenido de humedad de 10-12 %. Asimismo,

serán molidas a un tamaño de partícula menor de 250 µm (paso malla 60) para la

realización de los diferentes análisis.

2. Métodos fisicoquímicos

Las pruebas fisicoquímicas a realizar en las pastas libres de gluten serán las

diferentes pruebas de cocción que se llevarán a cabo de acuerdo con la

metodología propuesta por la AACC 16-50 (1990) y se muestran a continuación.

a. Tiempo óptimo de cocción

Es el tiempo necesario para obtener un producto “al dente”, definiéndose este

como el momento en el cual desaparece la zona blanquecina, correspondiente al

almidón del endospermo, que aún permanece sin gelatinizar. Para la determinación

de este tiempo, 25 g de producto (trozos de 5 cm) serán sumergidos en 300 mL de

agua destilada a temperatura de ebullición, transcurridos 30 s, una cinta de pasta

será sacada del recipiente de agua a temperatura de punto de ebullición (~ 98 °C),

siendo colocada en un recipiente con agua a temperatura ambiente para detener

el cocimiento de la pasta. Una vez enfriada la cinta, esta será colocada en una hoja

de papel de color y con ayuda de una lámina de vidrio será presionada suavemente,

para observar el punto blanco, esta operación se va a repetir cada 30 s hasta

obtener el punto “al dente”. Se realizarán tres repeticiones por cada tratamiento.

b. Aumento de peso





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Se utilizarán 25 g de muestra de cada uno de los tratamientos, los cuales serán

cortados en trozos de 5 cm de largo y se cocinarán hasta el tiempo óptimo de

cocción en 300 mL de agua destilada hirviendo (~ 98 °C). Posteriormente se les va

a escurrir el agua y las pastas serán sumergidas nuevamente en un volumen de 50

mL de agua a temperatura ambiente (~ 25 °C) por un minuto, al final del cual se

dejarán escurrir y al alcanzar la temperatura ambiente serán pesadas. Este

parámetro será calculado en términos porcentuales; se calculará la diferencia de

peso entre las muestras antes de la cocción (pastas secas), y después de la

cocción, y se dividirá el resultado entre la masa inicial de las pastas. Se realizarán

tres repeticiones por tratamiento.

c. Aumento de volumen

El aumento de volumen de las pastas se determinará utilizando 50 mL del

solvente hexano en una probeta de 100 mL. La relación entre el volumen de

solvente desplazado por la pasta cocida (10 g) servirá de parámetro para la

determinación del aumento de volumen, realizándose tres repeticiones por

tratamiento.

3. Método fitoquímico

a. Compuestos fenólicos totales

1) Preparación de la curva de calibración

Se preparará una solución madre (1000 ppm), pesando 0.01 g de ácido gálico

monohidratado y disolviéndolo en 10 mL de metanol. Posteriormente, se

prepararán diluciones de 0.5, 10.5, 20.5, 30.5, 40.5 ppm para llevar a cabo la curva

de calibración con el ensayo de Folin-Ciocalteu que se explica en el paso siguiente.

La curva de calibración se realizará por triplicado.

2) Determinación del contenido de compuestos fenólicos totales

Para efectuar el ensayo se seguirá la metodología descrita por Heimler y col

(2006). Se tomarán 100 μL del extracto, se adicionarán 125 μL del reactivo Folin y

500 μL de H2O, agitando 30 s con vortex. Se dejará reposar 6 min en la oscuridad





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y al terminar se adicionarán 1250 μL de Na2CO3 al 7% como catalizador y 1000

μL de H2O, se agitará con vortex y posteriormente se dejará en reposo durante 1.5

h/25°C en oscuridad. Se leerá a una absorbancia de 760 nm utilizando un

espectrofotómetro Thermo Spectronic (modelo GENESYS 10 UV, serie

2H7G229001, USA). Los resultados se van a comparar con la curva de calibración

y se expresarán como miligramos equivalentes de ácido gálico por g en base seca

(mg EAG/g bs).

4. Método antioxidante

a. Método DPPH

1) Curva de calibración

Para llevar a cabo la determinación de la AAox por el método de DPPH, se

modificará la metodología propuesta por Kim y col (2002). Se pesarán 2.4 a 3 mg

de radical DPPH (2,2-difenil-i-picril-hidrazil) y se van a aforar a 100 mL con metanol,

se ajustará la absorbancia del radical en un rango de 0.76-0.78 a 515 nm, la cual

se utilizará para el ensayo. En la curva de calibración se relacionará la

concentración de las diferentes diluciones contra el porcentaje de inhibición. Se

pesará 0.01 g de trolox y se va aforar a 10 mL de metanol (1000 ppm), y se formarán

distintas diluciones de 25, 50, 100, 200, 400, 800 y 1000 ppm.

Se medirá la absorbancia del control, y el % de inhibición se calculará mediante la

siguiente relación:

% Inhibición = (Ao-A)/Ao x 100

Donde:

A0= absorbancia del control.

A= absorbancia de cada uno de los diferentes extractos.

Calculado el porcentaje de inhibición, se realizará una gráfica en función de la

concentración de las soluciones de trolox. El valor de la capacidad antioxidante

equivalente trolox (CAET) se calculará mediante el análisis de regresión, utilizando

la ecuación que relaciona la concentración de trolox con el % de inhibición.





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2) Medición de la Actividad Antioxidante

Para la medición de la capacidad antioxidante en los diferentes tratamientos se

determinará la absorbancia (A0) de un control con 100 μL de metanol y 2900 μL de

radical DPPH. Asimismo, se van a adicionar 100 μL del extracto de la muestra y

2900 μL del radical DPPH. Se dejarán reposar por 30 min en oscuridad y se leerán

a una absorbancia de 515 nm. Los valores de capacidad antioxidante serán

reportados en μmol equivalente trolox por gramo de muestra en base seca (μmol

ET/g bs).

XI. Supervisión y asesoría

La supervisión de este proyecto será de carácter operativo y descriptivo en el

departamento de Posgrado en Ciencia y Tecnología de Alimentos, y estará

supervisado por la Dr. Carlos Iván Delgado Nieblas como asesor del servicio social

con el objetivo de brindar al prestador de servicio asesoría académica y aprobación

de las funciones y actividades que se realizaran por el prestador de servicio a lo

largo de este estudio.

XII. Evaluación

La evaluación del desempeño del prestador del servicio social se realizará por

medio de reportes mensuales donde se entregará un informe de los resultados

obtenidos a lo largo del trabajo realizado en el departamento de Posgrado en

Ciencia y Tecnología de Alimentos los cuales serán revisados por el asesor del

proyecto, reforzando así los conocimientos adquiridos y donde también se

resolverán dudas, todo esto para poder evaluar el estado de progreso y evaluación

del proyecto.

XIII. Resultados esperados

Con el proyecto antes mencionado se espera el poder evaluar el efecto de

extrusión y de la adición de harina de ca sobres las propiedades fisicoquímicas,

fitoquímicas y antioxidantes de pastas alimenticias.





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XIV. Fuentes

AACC. 1990. Approved Methods of the American Association of Cereal Chemists,

9a Ed. March St. Paul. Minnesota U.S.A

Astaiza M, Ruiz L, Elizalde A. 2010. Elaboración de pastas alimenticias

enriquecidas con harina de quinua (Chenopodium quinoa y zanahoria (Daucus

carota)). Revista de Biotecnología en el sector Agropecuario y Agroindustrial 8:43-

53.

Brennan CS, Kuri V, Tudorica CM. 2004. Inulin-enriched pasta: Effects on textural

properties and starch degradation. Food Chemistry 86: 189−193. Chávez-Barrera,

JA. 2015. Enfermedad celíaca en México. Revista de Gastroenterología , (75): 411-

418.

Chillo S, Laverse J, Falcone PM, Protopapa A, Del Nobile MA. 2008. Influence of

the addition of buckwheat flour and durum wheat bran on spaghetti quality. Journal

of Cereal Science 47 (1): 144–152.

Fares C, Platani C, Baiano A, Menga V. 2010. Effect of processing and cooking on

phenolic acid profile and antioxidant capacity of durum wheat pasta enriched with

debranning fractions of wheat. Food Chemistry 119: 1023–1029.

Giménez MA, Basett N, Lobo M, Sammán N. 2013. Fideos libres de gluten

elaborados con harinas no tradicionales: características nutricionales y sensoriales.

Composición de Alimentos, 31(144):19-23.

Heimler D, Vignolini P, Dini MG, Vincieri FF, Romani A. 2006. Antiradical activity

and polyphenol composition of local Brassicaceae edible varieties. Food Chemistry

99(3):464-469.

Kim, J, Park, S, Ha, H, Moon, C, Shin, T, Kim, J,Jang, K. 2006. Opuntia-ficus-indica

attenuates neuronal injury in vitro and in vivo models of cerebral ischemia. Journal

of Ethnopharmacology, 104: 257-262.

Torres-Ponce RL, Morales-Corral D, Ballinas-Casarrubias M, Nevárez-Moorillón

GV. 2015. El nopal: planta del semidesierto con aplicaciones en farmacia, alimentos

y nutrición animal. Revista Mexicana de Ciencias Agrícolas, 6 (5): 1129-1142.





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XV. Cronograma de actividades

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

1. Revisión Bibliográfica

Elaborar una revisión

bibliográfica sobre temas

importantes para el

proyecto y dominar

conceptos básicos del área

afín al proyecto.

X X X X X X Kenia Lizbeth Nevarez Ramirez

2. Ensayos preliminares y

capacitación de técnicas

de laboratorio

Identificar las reglas de

higiene y seguridad

empleadas en un

laboratorio de

caracterización

fisicoquímica.

X Kenia Lizbeth Nevarez Ramirez

3. Realización de metodos

fisicoquimicosX X

4. Realización de metodo

fitoquímicoX

5. Realización de metodo

antioxidanteX

6. Redacción de

documento final

Realizar el análisis de

datos correspondiente y

elaborar el documento a

presentar de los resultados

obtenidos, presentación

de los resultados en al

menos un congreso

nacional.

X Kenia Lizbeth Nevarez Ramirez

*LA ACTIVIDAD PODRÁ SER REPETITIVA DE ACUERDO AL IMPACTO DE CADA META

1. �Realizar una

revisión bibliográfica

de temas afín al área

de investigación del

proyecto y elaborar el

portafolio de

evidencias

correspondiente.

2.Realizar estudios

preliminares y

capacitación en las

diferentes técnicas a

realizar en las pastas

alimenticias libres de

gluten.

3.Llevar a cabo una

caracterización

fisicoquímica de las

pastas alimenticias

libres del gluten

obtenidas mediante

el proceso de

extrusión.

4.Realizar una

caracterización

fitoquímica y

antioxidante en las

pastas alimenticias

libres del gluten

extrudidas.

Kenia Lizbeth Nevarez Ramirez

MESES

AVANCE DE META %

OBJETIVO ESPECIFICO ACTIVIDAD META RESPONSABLE (S)

Desarrollar un protocolo

de actividades

experimentales a realizar y

llevar a cabo la etapa

práctica experimental.

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