PROPIEDADES FISICOQUÍMICAS Y FUNCIONALES DE DIVERSAS HARINAS DE CHIA (Salvia hispanica L.)

CAPITANI, M.I.; NOLASCO, S.M.; TOMÁS, M.C.

Santa Fe

Jornada; XVII Jornadas de Jóvenes Investigadores – Asociación de Universidades del Grupo Montevideo (AUGM) “Universidad, Conocimiento y Desarrollo Regional”; 2010

AUGM

UNIVERSIDAD: 1Universidad Nacional de La Plata (UNLP)                           2Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires (UNCPBA)   NUCLEO DISCIPLINARIO: “Productos Naturales Bioactivos y sus aplicaciones”   TÍTULO DEL TRABAJO: PROPIEDADES FISICOQUÍMICAS Y FUNCIONALES DE DIVERSAS HARINAS DE CHIA (Salvia hispanica L.)   AUTOR(es): Capitani MI1, 2, Nolasco SM2,  Tomás MC1   CORREO ELECTRÓNICO DE LOS AUTORES: marianelacapitani411@hotmail.com; snolasco@fio.unicen.edu.ar; mabtom@hotmail.com   PALABRAS CLAVES: chía, harinas, propiedades funcionales                                                                         Título: Propiedades fisicoquímicas y funcionales de diversas harinas de chía (Salvia hispanica L.) Introducción La chía es originaria de México, cultivada antiguamente por las comunidades precolombinas para consumirla tostada y mezclada con agua. Existen varias especies de chía (Salvia columbaria Benth, Salvia hispanica L., Salvia polystachya) pertenecientes todas a la familia Lamiaceae, siendo la Salvia hispanica L. la más ampliamente distribuida. La planta produce numerosas semillas pequeñas, mayoritariamente de color oscuro, existiendo otros cultivares con predominio de semillas blancas. Las semillas contienen aceite en un rango de 25 a 39%, el cual es rico en ácidos grasos poliinsaturados, principalmente en ácido linolénico (omega-3) (60%). La harina de chía (residuo posterior de la extracción del aceite) es una buena fuente de proteínas (19-23%) y fibra dietética (33,9-39,9%) (Craig, 2004; Reyes-Caudillo 2008). La misma exhibe ciertas propiedades fisiológicas y funcionales interesantes para la industria de los alimentos y la salud. El conocimiento de las propiedades funcionales, tales como capacidad de retención, absorción y adsorción de agua, así como aquellas ligadas a la afinidad por componentes lipídicos, es de gran utilidad para la industria de los alimentos, debido a que durante el procesamiento de los mismos se pueden producir modificaciones que deben tenerse en cuenta en función del destino final del producto y de las condiciones de comercialización. Por ejemplo, el conocimiento de la capacidad de retención de agua es de suma importancia en la formulación y procesamiento de alimentos altos en fibra, ya que de esta propiedad depende -en gran medida- el nivel máximo de incorporación de fibra. Por otra parte, la determinación de la capacidad de adsorción de agua es importante en relación con la estabilidad y procesos de deterioro que pueden sufrir los alimentos durante su almacenamiento. La afinidad por componentes lipídicos es interesante a nivel fisiológico, dado que los alimentos ricos en fibra tienen la propiedad de ligar compuestos tóxicos, atrapándolos y eliminándolos a través de las heces, evitando de esta manera que sean absorbidos y almacenados en el organismo. Además, la determinación in vitro de estas propiedades puede brindar información acerca de su potencial utilización, la cual complementada con pruebas in vivo permita su correlación con posibles efectos benéficos desde el punto de vista fisiológico en la funcionalidad intestinal. Debido a las propiedades atribuibles a la chía, se la considera un ingrediente ideal para enriquecer una gran cantidad de productos tales como fórmulas y alimentos para bebés, panes, galletitas, barras nutritivas, yogures, salsas, entre otros alimentos.         Objetivo El objetivo del presente trabajo fue caracterizar y comparar las propiedades fisicoquímicas y funcionales de harinas de chía obtenidas como subproductos de diferentes procesos aplicados a la extracción de aceite. Materiales y Métodos Muestras Se emplearon semillas de chía (Salvia hispanica L.) provenientes de la provincia de Salta (Argentina). Obtención de las harinas Se trabajó con harina obtenida luego de la extracción de aceite con solvente (equipo Soxhlet n-hexano a reflujo, 90ºC 8 horas) de semillas de chía previamente molidas en molino de laboratorio y con harina residual de la extracción de aceite mediante prensado (prensa de tornillo helicoidal a escala piloto Model CA 59 G, IBG Monforts, Mönchengladbach, Germany, velocidad de prensado: 20 rpm y diámetro orificio de salida 5 mm, temperatura ambiente). Las harinas residuales provenientes de ambos métodos de extracción fueron posteriormente homogeneizadas. Ambos tipos de muestras se caracterizaron mediante las siguientes determinaciones: Propiedades fisicoquímicas Humedad, fibra cruda y cenizas (AOCS), proteínas (AOAC), grasa residual (IUPAC), extractos libres de nitrógeno obtenidos por diferencia, minerales (calcio, magnesio, hierro, zinc y cobre) por absorción atómica (GBC 902AA). Fibra dietética total (FDT), fibra dietética insoluble (FDI) y fibra dietética soluble (FDS) La determinación de FDT, FDI y FDS se llevó a cabo siguiendo la metodología enzimática de Prosky, basada en las normas AACC método 32-05 y AOAC método 985.29 (Prosky      et al., 1988). Propiedades funcionales Capacidad de retención de agua (CRA) y aceite (CRAc) y actividad emulsificante (AE) y estabilidad de la emulsión (EE) siguiendo la técnica de Chau et al. (1997), capacidad de absorción de agua (CAA) mediante el método AACC, capacidad de adsorción de agua (CDA) según Chen et al. (1984) y capacidad de absorción de moléculas orgánicas (CAMO) según Zambrano-Zaragoza et al. (2001). Asimismo, la EE se evaluó mediante un analizador vertical de barrido (Quick Scan), obteniéndose las correspondientes cinéticas de desestabilización.         Resultados y Discusión Propiedades fisicoquímicas En la Tabla 1 se puede observar que el sistema de extracción de aceite afectó el tenor de grasa residual presente en las harinas, obteniendo la harina de extracción por prensado un alto porcentaje de lípidos residuales.   Tabla 1. Composición química de las harinas de chía obtenidas por extracción con solvente y prensado (% b.s.) Componentes Harina residual de extracción solvente prensado Humedad 10,47 ± 0,16 10,84 ± 0,21 Proteína * 41,36 ± 0,28 a 35,00 ± 0,35 b Fibra cruda 27,57 ± 0,07 a 23,81 ± 0,34 b Grasa 0,21 ± 0,08 b 11,39 ± 0,59 a Ceniza 7,24 ± 0,15 a 6,27 ± 0,08 b ELN 23,62 ± 0,94 23,53 ± 0,87 *Factor: 6,25; ELN: Extracto libre de nitrógeno   Con respecto al contenido de minerales, el calcio y el magnesio fueron los elementos presentes en mayores concentraciones. En la harina de extracción por solvente (HS), el calcio se presentó en mayor concentración que en la harina de prensado (HP) (806 ± 0,05 y 561,5 ± 0,05 mg/100 g de harina, solvente y prensado respectivamente), mientras que el magnesio estuvo presente en mayor proporción en la HP (346 ± 0,03 y 462,4 ± 0,02 mg/100 g de harina, solvente y prensado respectivamente). El resto de los minerales analizados (hierro, zinc y cobre) se registraron en menores concentraciones en ambos tipos de harinas. Fibra dietética total (FDT), fibra dietética insoluble (FDI) y fibra dietética soluble (FDS) Las harinas (HS y HP) de chia presentaron un alto contenido de FDT, constituidas en mayor proporción por FDI (Tabla 2). La ingesta de cantidades adecuadas de fibra dietética está relacionada con la prevención de enfermedades crónicas tales como hipercolesterolemia, diabetes, cáncer de colon, obesidad, entre otras (Lecumberri et al., 2007).   Tabla 2. Fibra dietética total (FDT), insoluble (FDI) y soluble (FDS) de las harinas de chía (% b.s.) Componente Harina residual de extracción solvente prensado FDT 45,92 ± 0,74 a 44,11 ± 0,18 a FDI 41,55 ± 0,67 a 40,30 ± 0,16 a FDS 4,37 ± 0,07 a 3,81 ± 0,02 b   La American Dietetic Association recomienda un consumo de fibra de 25-30 g día-1, constituyendo la relación entre FDI y FDS una información importante por los efectos nutricionales y fisiológicos en los consumidores (Borderías et al., 2005). La relación  FDI/FDS varió entre 9,5 y 10,58 para HS y HP, respectivamente, menor a la detectada por Vázquez-Ovando et al. (2009) para una fracción fibrosa de chía mexicana (17,1) y a la observada por Grigelmo-Miguel et al. (1999) para salvado de trigo (14.,2). Dichos valores convierten a las harinas de chia en un ingrediente de gran interés para ser incorporados en diversos alimentos, debido a la habilidad de la FDS para retener agua e incrementar la sensación de saciedad, así como para disminuir el tiempo de absorción de nutrientes (Scheneeman, 1987). Además, tecnológicamente estos subproductos actuarían como importantes agentes espesantes, gelificantes y estabilizantes de espumas y emulsiones. El contenido de FDT y FDI no fue afectado por el método de obtención de las harinas (Tabla 2), observándose diferencias significativas respecto a FDS. Dichas diferencias pueden atribuirse al mayor contenido de lípidos residuales en HP respecto a HS (Tabla1). Propiedades funcionales En la Tabla 3 se puede apreciar que las diferentes harinas de extracción presentaron una alta capacidad para retener y absorber agua. Por otra parte, la capacidad de adsorción de agua y retención de aceite fueron bajas en ambas harinas, siendo inferiores en el caso de la harina de prensado. La capacidad de absorción de moléculas orgánicas fue alta en la harina de solvente, mientras que en la harina de prensado resultó ser menor, probablemente debido a la gran cantidad de aceite residual presente en la harina. Ambos tipos de harinas presentaron una alta actividad y estabilidad emulsificante, manifestando mayor capacidad para mantener la estabilidad de una emulsión la harina de extracción por solvente.     Tabla 3. Propiedades funcionales de las diferentes harinas de extracción de chía Propiedad Harina residual de extracción solvente prensado CRA (g de agua/g harina) 10,64 ± 0,60 a 10,58 ± 0,55 a CAA (g de agua/g harina) 6,45 ± 0,41 a 6,81 ± 0,30 a CDA (g de agua/g harina) 0,37 ± 0,02 a  0,31 ± 0,04 a CRAc (g de aceite/g d