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Vol. VIII, Nm. 3 Septiembre-Diciembre 2014 152

Alimentos Artculo arbitrado

Resumen

En el presente trabajo se obtuvo una harina a partir del cereal deavena (Avena sativaL.) de la variedad Bachniva, el cual representauna de las principales fuentes de ingresos para la regin deCuauhtmoc, Chihuahua. La harina se caracteriz fisicoqumica-mente mediante la evaluacin de color, poder de hinchamiento/solubilidad y anlisis qumico proximal. Se determinaron suspropiedades trmicas, moleculares, de formacin de pastas (perfilamilogrfico) y reolgicas. Los resultados mostraron que la harina

de esta avena es alta en protenas y lpidos (6 y 8%,respectivamente) lo cual es adecuado para regmenes alimenticiosen donde se requieren una alta cantidad de estos nutrientes. Latemperatura y la entalpia de gelatinizacin (62 C y 8 J/g) fueroncomparables con los valores reportados en otras variedades deavenas. El perfil amilogrfico, la viscosidad y las propiedadesfuncionales indicaron una posible interaccin entre los compuestosno amilceos y el almidn, lo cual se corrobor con el anlisismolecular. Los resultados indicaron que este harina, por suscaractersticas fisicoqumicas, reolgicas y funcionales puede serempleada en la industria alimentaria para la produccin de pudines,formulaciones infantiles y panes para enfermos celiacos.

Palabras clave:harina, poder de hinchamiento, solubilidad,espectroscopia de infrarrojo con transformada de Fourier, perfilamilogrfico, propiedades trmicas.

Abstract

In this work It was obtained a flour made out of cereal oat(Avena sativaL.) cv Bachiniva, which represents one of majorsource of income for the region of Cuauhtemoc, Chihuahua.The flour was physicochemically characterized by evaluatingcolor, swelling power/solubility and proximate chemical analysis.Thermal, molecular, formation of pastes (amilographic profile)and rheological properties were determined. The resultsshowed that this oat meal is high in protein and lipid (6 and 8%,

respectively) which is suitable for feeding regimes where highamounts of these nutrients are required. The temperature andenthalpy of gelatinization (62 C and 8 J/g) were comparable tothose reported in other varieties of oats. The amylographicprofile, viscosity and functional properties indicated a possibleinteraction between non-starch compounds and starch whichwas corroborated by molecular analysis. The results indicatedthat this flour for their physicochemical, rheological andfunctional properties can be used in the food industry for theproduction of puddings, infant formula and breads for celiacpatients.

Keywords: flour, swelling power, solubility, Fourier transforminfrared spectroscopy, amylographic profile, thermal properties.

Physicochemical, rheological and functional characterization of oat flour (AvenasativaL. cv Bachiniva) cultivated in the region of Cuauhtemoc, Chihuahua

FERNANDOFLIXFLORES-PEA1, FLAVIAYADIRALOZANO-QUEZADA2, ARTURORAMOS-MARTNEZ2,RENSALGADO-DELGADO3, VCTORMANUELGUERRERO-PRIETO1, SALVADORRAMREZ-MANCINAS2,

LUISARTUROBELLO-PREZ4YPAULBARUKZAMUDIO-FLORES2,5

_________________________________1 Universidad Autnoma de Chihuahua. Facultad de Ciencias Agrotecnolgicas Campus Cuauhtmoc. Av. Presa La Amistad # 2015,Ciudad Cuauhtmoc, Chihuahua.

2 Centro de Investigacin en Alimentacin y Desarrollo, A.C. Unidad Cuauhtmoc, Fisiologa y Tecnologa de Alimentos de la ZonaTemplada. Avenida Ro Conchos s/n, Parque Industrial, Apartado postal 781, C.P. 31570, Ciudad Cuauhtmoc, Chihuahua, Mxico.Telfono: 625 5812920, 21 y 70, Ext. 111.

3Instituto Tecnolgico de Zacatepec. Posgrado-Departamento de Ingeniera Qumica y Bioqumica, Calzada Tecnolgico 27, Zacatepec,Morelos, Mxico.

4 Instituto Politcnico Nacional. Centro de Desarrollo de Productos Biticos. Km 8.5 carr. Yautepec-Jojutla, Col. San Isidro, C.P. 62731,Yautepec, Morelos, Mxico.

5 Direccin electrnica del autor de correspondencia: [email protected].

Recibido: Abril 8, 2013 Aceptado: Agosto 14, 2014

Caracterizacin fisicoqumica, reolgica y funcional

de harina de avena (Avena sativaL. cv Bachniva)cultivada en la regin de Cuauhtmoc, Chihuahua


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Introduccin

Ay centeno (Morris y Bryce, 2000). Actualmente los productores ms importantes de este cerealson Rusia, Canad, Estados Unidos de Amrica, Alemania, Finlandia y Australia (Galdeanoet al., 2009).

nivel mundial, la avena constituye un cereal minoritario en comparacin con otros

cereales como el trigo, el maz y el arroz, ya que representa un 1.5% de la produccinglobal total de los cereales, siendo similar en produccin a los cereales de sorgo

El cereal de avena se cultiva ampliamenteen las regiones de clima templado y se estimaque la produccin mundial en el ao 1998 fuede aproximadamente 33,000,000 t (Morris yBryce, 2000). Se considera una planta de

estacin climtica fra y muy sensible a altastemperaturas en poca de floracin y deformacin del grano, exigente en agua,adaptable a suelos arcillo-arenosos donde seretenga humedad y se adapta mejor que otroscereales a suelos cidos, cuyo pH oscile entre5 y 7 (SAGARPA, 2010).

El grano de avena est compuestoprincipalmente de los carbohidratos de almidny -glucanos, los cuales constituyen cerca del60% de la materia seca (Hoover et al., 2003),

presenta adems otros componentes queaunque son minoritarios son de sumaimportancia nutritiva, como las protenas y loslpidos (Liu et al., 2010). El consumo deproductos a base de avena se ha asociado conuna disminucin de los niveles de colesterolsanguneo, ingesta reducida de glucosa,disminucin en la respuesta a la insulinaplasmtica y control del peso a travs de unasaciedad prolongada (Hallfrisch y Behall, 2000;Welch, 1995); efectos que se atribuyen a laelevacin de la viscosidad en el tracto

gastrointestinal, causado principalmente por los-glucanos (Liu et al., 2010; Wood, 2007).

Diversos estudios han publicado algunascaractersticas fisicoqumicas y reolgicas delos principales componentes de la avena, entrelos que destacan los trabajos pionerosrealizados por Paton (1977 y 1979), Doublier etal. (1987) y recientemente por Galdeano et al.

(2009) y Berski et al. (2011) en torno a lapropiedades reolgicas de almidones de avenasde diferentes variedades y de los efectosindividuales e interacciones entre los compo-nentes de -glucanos, almidn y protena en las

propiedades de formacin de pastas en harinasde siete diferentes lneas experimentales deavenas (Liu et al., 2010).

A nivel nacional, de acuerdo con datosproporcionados por la SAGARPA en el ao 2009,la produccin de avena fue de aproximada-mente 130,500 t. Se sabe que el estado deChihuahua ocupa el primer lugar nacional enproduccin de avena en grano, con un aportesuperior al 70% de la produccin nacional total(SAGARPA, 2010).

La regin de Cuauhtmoc, Chihuahua, secaracteriza por su amplia cultura ganadera yagrcola, en este ltimo sector sobresale elcultivo del cereal de avena y sobre todo lavariedad de avena Bachniva. Esta variedadse liber como una alternativa para sustituir alas variedades precoces Pramo yCusihuiriachi, las cuales son susceptibles alas enfermedades de roya y como una variedadde alto rendimiento para la industria (Salmern,2002). Las caractersticas agronmicas de laavena variedad Bachniva fueron descritas por

Salmern (2002); destacan su buena adaptaciny su mayor rendimiento en comparacin conlas otras variedades de avena.

Al momento, y a pesar de que la avenaBachniva es uno de los cereales mscultivados y cosechados en la regin deCuauhtmoc, poco se conoce en cuanto a lacomposicin fisicoqumica de este cereal, por

FERNANDOFLORES-PEA, F. Y. LOZANO-QUEZADA, A. RAMOS-MARTNEZ, R. SALGADO-DELGADO, V. M. GUERRERO-PRIETO, S. RAMREZ-MANCINAS, L. A. BELLO-PREZYP. B. ZAMUDIO-FLORES:Caracterizacin fisicoqumica, reolgica y funcional de harina de avena (Avena sativa L. cv Bachniva) cultivada en la regin de Cuauhtmoc, Chihuahua


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lo que el objetivo del presente trabajo consistien realizar una caracterizacin fisicoqumica,reolgica y funcional a la harina de este cerealcon la idea de tener una mejor comprensin de

la relacin estructura-funcin de los principalescomponentes y con esto diversificar suaplicacin industrial.

Materiales y mtodos

Materiales. Se obtuvieron tres lotes de 20kg del cereal de avena variedad Bachniva loscuales fueron proporcionados por la empresaAvenas del Norte localizada en CiudadCuauhtmoc, Chihuahua. Todos los reactivosqumicos utilizados para el anlisis qumico

proximal fueron de grado analtico, adquiridosde Sigma-Aldrich, Co. (Toluca, Estado deMxico, Mxico).

Obtencin de la harina. Se utiliz lametodologa reportada por Hoover et al. (2010)con una modificacin consistente en quesolamente se lleg a la parte correspondiente ala harina, para lo cual se lav la avena con aguadestilada por al menos 2 min y se dej remojandocon el agua destilada en una relacin 1:2(cereal:agua en peso/volumen) por un mnimo

de 1 h. Una vez transcurrido el tiempo de remojo,se desech el agua y se prepar una mezcla al35% p/v con agua destilada para licuarse a unavelocidad moderada (250 rpm) por 15 min. Lasuspensin se filtr mediante un cedazo fino(100 m) en un vaso de precipitados. Elcolectado del vaso de precipitados se dejreposar durante 2 h con el fin de separar lascapas lquidas. Se agreg agua destilada en unarelacin 1:2 (almidn:agua) (p/v), se agit a unavelocidad de 250 rpm durante 15 min y se dejreposar por 2 h.

Se descart el sobrenadante y elprecipitado se vaci en soportes metlicos(charolas de aluminio) y se dej reposar y secardurante 16 h a temperatura ambiente (20 3C). Una vez seco el material, ste se molicon la ayuda de un mortero y se tamiz en uncedazo de malla mediana (1 mm) para obtenerpartculas de tamao homogneo.

Caracterizacin fisicoqumica.

Anlisis qumico proximal. Se realiz ladeterminacin de protenas, lpidos, fibra,

cenizas y humedad a la harina mediante losmtodos oficiales de la AOAC (2002).

Determinacin del almidn total (AT). Sedetermin el contenido de AT mediante unacuantificacin que estima la cantidad total dealmidn que est disponible a la hidrlisisenzimtica. Esta determinacin se realizutilizando la metodologa reportada por Goi etal. (1997), para lo cual se dispersaron 50 mgde la muestra en una solucin de KOH a laconcentracin de 2 M para hidrolizar todo elalmidn que pudiera contener la muestradurante 30 min y posteriormente se incub a60 C, durante 45 min a un pH de 4.75 con unasolucin de la enzima amiloglucosidasa (MarcaRoch, nm. 102 857, Roche Diagnostics, IN,EUA), transcurrido este tiempo se procedi adeterminar el contenido de glucosa liberadautilizando el ensayo de glucosa oxidasa/peroxidada (GOD/PAD) (SERA-PAK Plus,Bayer de Mxico, S.A. de C.V.). El contenido de

AT se calcul como glucosa (mg) x 0.9, comoreferencia se utiliz almidn de papa.

Evaluacin de color. El color se determinutilizando un colormetro Minolta CR-300(Minolta, Co., Ltd., Osaka, Japn). El equipo secalibr con un estndar de color blanco. Laslecturas se tomaron de puntos aleatorios sobrela superficie de las muestras. Se registraron unpromedio de cuatro lecturas por muestra. Laslecturas se reportaron en el sistema CIELAB(L*, a*, b*). Las mediciones del color serealizaron por triplicado.

Evaluacin de las propiedades funcionales.

Perfil de hinchamiento y solubilidad. Lasolubilidad se determin por el mtodopropuesto por Huijbrechts et al. (2008), para locual se pesaron 0.1 g de la harina (en baseseca) y se mezclaron con 1.5 mL de aguadestilada, posteriormente, la suspensin secalent durante 4 h a 60, 70, 80 y 90 C. Lamezcla se centrifug a 6,500 x gdurante 30 min.



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El sobrenadante se decant y se sec a 105-106 C durante 12 h. Se registr el peso delsedimento. El poder de hinchamiento se definicomo la relacin del peso del sedimento

hmedo al peso inicial del almidn seco. Elporcentaje de solubilidad se determin a partirde la relacin del peso del sobrenadante secoal peso seco inicial del almidn.

Determinacin de las propiedades

trmicas. Se estudiaron las propiedadestrmicas de la harina utilizando un calormetrodiferencial de barrido modelo 2010 (TAInstruments, Inc. New Castle, EUA), para lo cualse emple el mtodo propuesto por Paredes-Lpez et al. (1994), el cual consisti en mezclar

2 mg de la muestra (en base seca) con 7 L deagua desionizada en una charola de aluminio.La charola se sell hermticamente con unaprensa manual y se dej equilibrar por 1 h antesde realizar el anlisis. Las muestras sesometieron a un programa de calentamiento enun intervalo de temperatura de 30 a 120 C yuna velocidad de calentamiento de 10 C/min.La determinacin se hizo al menos portriplicado.

Evaluacin de la viscosidad aparente. La

viscosidad aparente se determin mediante unremetro AR1500ex (TA Instruments, NewCastle, DE, EUA) el cual se equip con lageometra de placas paralelas de aceroinoxidable (= 60 mm) adaptado con el sistemaPeltier para el control de la temperatura a 25C. Se utiliz un gap de 500 mm entre lasplacas, la cantidad de muestra utilizada fue de1.5 mL a la concentracin de 1, 2, 3, 4, 5 y 6 %(p/v). La viscosidad aparente (ap) se determinen funcin del incremento de la velocidad decorte () de 10 a 600 s -1 y observando elesfuerzo cortante (). Las curvas se ajustaronutilizando el modelo reolgico de Ostwald-deWael tambin conocido como la Ley dePotencia: = n; donde: = Esfuerzo cortante(Pa),= Velocidad de corte o deformacin (s-1),= Coeficiente de consistencia (Pa.sn), n= ndicede comportamiento de flujo (adimensional)(Steffe, 1992).

Perfil de formacin de pastas. El perfil deformacin de pastas se determin mediante latcnica propuesta por la AACC (2000), para locual se prepar una dispersin de almidn al

10% (p/v) de slidos totales en base seca. Setransfirieron 10 mL de la dispersin al tazn deun equipo Micro-Viscoamilgrafo Brabender(Brabender, OHG, Duisburg, Alemania). Seprogram el equipo a un ciclo de calentamiento-coccin-enfriamiento a partir de unatemperatura inicial de 30 C; posteriormente, secalent a 95 C y se mantuvo esta temperaturapor 10 min, luego se enfri a 50 C y se dej aesta temperatura por 10 min. Se emple unavelocidad de calentamiento-enfriamiento

durante todo el ciclo de 3 C/min y una velocidadde agitacin de 125 rpm. Para observar loscomportamientos fisicoqumicos, y con fines decomparacin, se realiz un anlisis a unamuestra de almidn de maz comercial (control).

Caracterizacin molecular. Para lacaracterizacin molecular se utiliz la tcnicaFTIR (espectroscopa de infrarrojo contransformada de Fourier) mediante unespectroscopio de infrarrojo de la serie PRS(Marca MIDAC, CA, EUA) el cual estuvo

equipado con un sistema de pastilla de KBr ycon el sistema de reflectancia total atenuada auna temperatura de 25 2 C. Para la muestrase colectaron 32 barridos con una resolucinde 4 cm -1 y de estos se obtuvo un valorpromedio. Se trabaj en la regin de 400 a 4000cm-1debido a que es la regin en la cual seidentifican sus caractersticas especficas y losgrupos funcionales. Con fines de comparacin,se realiz una determinacin con una muestrade almidn de maz comercial (control).

Anlisis estadstico. Los experimentos serealizaron empleando un diseo completamentealeatorizado. Se utiliz un anlisis de varianza(AdeVA, p 0.05) usando el programaestadstico Sigma-Stat, versin 2.03 (Fox et al.,1995). Cuando se encontraron diferenciassignificativas se aplic la prueba de Tukey parala comparacin de las medias (p 0.05; Walpoleet al., 1999).


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Resultados y discusin

Anlisis qumico proximal. En el Cuadro 1se observan los resultados obtenidos del anlisis

qumico proximal de la harina de avena. Engeneral se observ un alto contenido de lpidos yprotenas (8 y 6%, respectivamente) lo cual hasido corroborado por otros investigadores enmuestras de harinas de avenas de diferentesvariedades (man, 1987; Glennie-Holmes et al.,1992; Hartunian-Sowa y White, 1992). Estosvalores fueron ms altos que los reportados porHoover y Ratnayake (2003) lo cual se debi aque el cereal de avena cv Bachniva present unmayor contenido de lpidos y protenas. Tambinse cuantific un alto contenido de fibra, lo cual

se debi a restos de pericarpio que pudieron serproducto de la molienda. Diversos investigadoreshan reportado la presencia de una alta cantidadde fibra dietaria en muestras de harinas de otrasvariedades de avenas, por lo que su presenciaes caracterstica de estos cereales y estorepresenta una fuente nutritiva importante parala salud humana debido a la presencia de -glucanos en la fibra (Hoover et al., 2003; Welch,1995).

Cuadro 1. Resultado del anlisis qumico proximal realizado a la

harina de avena*.

* Promedio de tres repeticiones error estndar. Valores enporcentaje en base seca. **Cuantificado por el mtodo Kjendahl.Factor de conversin de N

2= 6.25.

Con respecto al contenido de almidn totalse obtuvo un porcentaje de 67% en promedio enlas muestras de harina. Esto nos indic que estaharina presentaba una cantidad importante de


sisilnA )%(daditnaC

sodipL 02.000.8

**sanetorP 02.004.6

sazineC 20.002.1

arbiF 80.030.4

dademuH 01.005.3

latotndimlA 05.102.76

almidn, el cual es el componente responsablede conferirle algunas propiedades fisicoqumicasy funcionales a la harina (Ayadi et al., 2011).

Evaluacin de color. El resultado de laevaluacin de color en la harina se observa enel Cuadro 2. Como se puede apreciar, la harinapresent un valor del factor de luminosidad (L*)de 91, con coordenadas a* y b* de 0.04 y 7.42,respectivamente; mientras que el croma y elhue fueron de 7.82 y 90. En cuanto al valor L*,los resultados son comparativamente similaresa los reportados por von Atzingen y SilvaMachado Pinto (2005) en un estudio realizadoen harinas y almidones de cereales (harina detrigo, L* = 91.8; harina de maz, L* = 82.3 y

almidn de maz, L* = 97.10). Estos resultadosindicaron una coloracin blanca debido a lapresencia del componente mayoritario (elalmidn) y que esta harina es adecuada parautilizarse para consumo humano en productosalimenticios como formulaciones infantiles.

Cuadro 2. Evaluacin de color y variables trmicas obtenidaspor calorimetra diferencial de barrido (CDB) en la harina deavena*.

* Promedio de cinco repeticiones error estndar. Tg= temperatura

de gelatinizacin; DH = cambio de entalpa asociado a lagelatinizacin.

Anlisis trmico. En el Cuadro 2 se observanlos resultados obtenidos de las variablestrmicas. El valor de la variable T

g(temperatura

de gelatinizacin) est dentro de los intervalosreportados por otros investigadores en un estudiorealizado con cultivares de avena (T

g= 56 a 74

C; Hoover et al., 2003). Galdeano et al. (2009)determinaron un valor de T

gde 64.71 C en una

muestra de almidn de avena de la variedad IAC-7 y recientemente, Ovando-Martnez et al. (2013)reportaron un valor de Tg de 62.74 C en unaharina de avena americana (Avena sativaL. cv

sisilnA sadazilanaselbairaV

roloC *L *a *b amorC euh

80.025.09 10.0630.0 40.024.7 05.028.7 80.07.98

BDC Tg )g/J(H

39.058.16 99.001.8


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Ebeltoft). El resultado de Tgindic el valor de

la temperatura a la cual se est llevando lagelatinizacin de los grnulos de almidn; la otravariable trmica (DH = cambio de entalpa)

mostr la cantidad de energa necesaria parallevar a cabo ese cambio fisicoqumico. Noda etal. (1998) fundamentan que la temperatura degelatinizacin es influenciada por la estructuramolecular de la regin cristalina, la cual se debea la distribucin de las cadenas de amilopectina,y no a la proporcin de regiones cristalinas.

El valor obtenido de H (8.10 J/g) fueligeramente menor al reportado por Hoover etal. (2003) en muestras de almidones de avenasde otras variedades. Esta variacin puede

deberse a que en los estudios anteriormentemencionados se han reportado valores devariables trmicas en muestras de almidones,mientras que los estudios realizados en torno aharinas del cereal de avena son escasos. Encomparacin con otros cereales como el maz,los valores de Tg

y H son inferiores, lo cual

puede deberse al mayor contenido de lpidos(Wang y White, 1994) y a la presencia de unamayor cantidad de cadenas cortas de laamilopectina que conforma el grnulo de

almidn (Mua y Jackson, 1995).Estos resultados son importantes desde el

punto de vista de la industria de alimentos, yaque indican que la harina cv Bachniva puedetener un impacto positivo en la textura final enalimentos como pudines, formulacionesinfantiles y en los productos de panificacin.

Poder de hinchamiento y solubilidad. En laFigura 1 se observa el resultado de poder dehinchamiento y solubilidad de la harina deavena. Se observaron incrementos en el poder

de hinchamiento y solubilidad en la muestra amedida que increment la temperatura. Estecomportamiento se debi principalmente alefecto de la temperatura en el hinchamiento delos grnulos de almidn y al fenmenofisicoqumico de la gelatinizacin, el cualinvolucr un rompimiento de la estructuragranular (Chvez-Murillo et al., 2012).

Figura 1.Poder de hinchamiento ( ) y solubilidad () de laharina de avena. Valores con letras iguales en las barras deerror estndar no son significativamente diferentes (p > 0.05).

Est claramente comprobado que losgrnulos de almidn son insolubles en agua fra,pero a medida que se incrementa la temperatura,estos comienzan a absorber agua y, si elcalentamiento es continuo, se produce lagelatinizacin. Lo anterior ha sido reportado pordiversos investigadores en muestras de almidnde pltano (Aparicio-Saguiln et al., 2005) yamaranto (Bello-Prez et al., 1998). Los valoresde hinchamiento y solubilidad en la muestra deharina son bajos en comparacin con los

valores (9.5 a 22.3%) reportados por Hoover ySenanayake (1996) en almidones de avenas ACStewart (Avena sativaL.) y NO 753-2 (Avenanuda L.). Estos bajos valores pueden estarrelacionados con la cantidad de amilosapresente en el almidn, la cual acta comodiluyente e inhibe el hinchamiento, especial-mente en la presencia de lpidos, los cualesforman complejos insolubles con la amilosadurante el hinchamiento y gelatinizacin(Oladebeye et al., 2009; Tester y Karkalas, 1996;

Zeleznak y Hoseney, 1987). Lo anteriormentemencionado est de acuerdo con la mayorcantidad de lpidos presente en la harina deavena (Cuadro 1). En ciertos alimentos, comolos pudines, se requiere la funcionalidad delpoder de hinchamiento y solubilidad para impartirtextura y consistencia en los rellenos paraproductos de panificacin.



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Viscosidad aparente. En la Figura 2 semuestra el resultado de la viscosidad aparentede la harina a diferentes concentraciones. Estasconcentraciones son las ms utilizadas en la

industria alimentaria para lograr los efectos deviscosidad en la textura de alimentos. Seobserv un aumento gradual a medida que seincrement la concentracin de la harina en ladispersin, oscilando desde 0.40 mPa.s parala dispersin de harina al 1% (p/v), hasta un valorde 5.7 mPa.s para la dispersin al 6% (p/v). Nose observaron diferencias significativas entre lasviscosidades de las dispersiones elaboradas al3 y 4%. Los incrementos en los valores deviscosidad aparente entre las dispersionesestn directamente asociados al mayor

contenido de fibra en las concentracionesmayores debido a la presencia de -glucanos(datos no mostrados) los cuales estninvolucrados con los incrementos de viscosidaden diversas actividades fisiolgicas en el tractodigestivo (Wood et al., 1994; Dikeman y Fahey,2006; Regand et al., 2011).

Figura 2. Resultado de la viscosidad aparente (a 600 s-1) en lasdispersiones de harina de avena. Valores de viscosidad conletras iguales en las barras de error estndar no sonsignificativamente diferentes (p > 0.05).

Nuestros resultados son comparables con

los recientemente reportados por otrosinvestigadores en muestras de harinascomerciales de trigo, cebada de grano entero yharina integral de centeno (Rieder et al., 2015) yen harinas integrales de seis cultivares de avena(Polar, Akt, Cakco, STH, STH7505, STH 6905)originarias del pas de Polonia (Zarzycki y Sobota,2015). En trminos generales, estos resultadosde viscosidad sugieren que la harina cv Bachniva

podra encontrar aplicaciones en alimentos querequieren de una viscosidad y consistencianecesaria en la textura, como pueden serpudines y formulaciones lcteas infantiles.

Perfil amilogrfico o de formacin de pastas.Los resultados obtenidos del perfil amilogrficomostraron que durante la etapa de calentamiento(30 a 95 C) se present, tanto en la muestracomo en el control, un aumento gradual de laviscosidad (UB) hasta obtener el valor mximo(viscosidad mxima o pico mximo) (Figura 3).El valor de viscosidad mxima fue de 2350 UBpara la muestra control y de 1750 UB para laharina de avena. Estas diferencias se debierona que la harina de avena present otroscompuestos adems de almidn, como lasprotenas, lpidos y fibra (Cuadro 1), los cualespudieron interferir en el proceso de solubilizacine hidratacin del almidn. Thebaudin et al. (1998)observaron que, cuando el almidn es calentadoen exceso de agua, sus granos son hinchados yal mismo tiempo parte de sus componentes sonsolubilizados, provocando un aumento en elhinchamiento y la suspensin de partculasdispersadas en la fase continua.

En general se observ que la harina de avenano sigui el comportamiento atribuible a una

muestra amilcea, en la cual se puede apreciarla curva de viscosidad mxima, el descenso deesta viscosidad por el efecto de la gelatinizacindel almidn y un posterior incremento en laviscosidad debida a la retrogradacin de laamilosa (el cual se conoce como set back).

Figura 3. Perfil de formacin de pasta obtenido mediante latcnica de micro-Viscoamilografa en la harina de avena ycontrol. *La lnea de operacin se refiere a las condiciones deprogramacin del equipo.



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Las propiedades de formacin de pastasson influidas por la cantidad de componenteslixiviados de almidn (amilosa), por el contenidode lpidos presentes en el almidn y por la

magnitud de la interaccin entre las cadenasdentro del grnulo de almidn (Liu et al., 2010).Diversos estudios han reportado que la cantidadde componentes no amilceos (que noconforman o son parte del almidn, como laamilosa y la amilopectina), como son los tiposde fibra, pueden influir en el comportamientofinal del perfil de formacin de pastas (Doublieret al., 1987; Liu et al., 2006; Kaur y Singh, 2007).Recientemente, Ovando-Martnez et al. (2013)reportaron un comportamiento similar a nuestroestudio en muestras de harinas de avena

desnuda (Avena sativa L. cv Ebeltoft). Paraaplicaciones prcticas, estos resultadosindicaron que la harina de avena puede serutilizada en formulaciones alimenticias querequieran cierta textura y sin la presencia degluten, como pueden ser algunos tipos depudines y panes para enfermos celacos.

Caracterizacin molecular. Este estudio esimportante debido a que representa un mtodocualitativo y cuantitativo para la determinacinde los componentes principales asociados a las

estructuras, adems de ser confiable yrelativamente rpido (Olsen, 1990). El resultadodel espectro de infrarrojo con transformada deFourier mostr las bandas tpicas de absorcincaractersticas de la estructura del almidn y lapresencia de otros materiales, lo cual corroborque se trata de una muestra de harina con unporcentaje de almidn de 70% (Figura 4). Lasbandas de absorcin a 3293 cm-1son debidasal estiramiento vibracional de los enlaces O-H.Usualmente, el intervalo de absorcin para lavibracin del enlace O-H est localizado en los

valores de 3700-3500 cm-1, pero en la muestrade la harina, el pico de estiramiento del enlaceO-H cambi a una menor longitud de onda(Yaacob et al., 2011). Esto se debi probable-mente a que los enlaces de hidrgenointermoleculares en el anillo glucosdicodebilitaron el enlace O-H, por lo tanto cambiaronla regin de la banda de absorcin a unafrecuencia menor, entre 3400-3200 cm-1.

Figura 4. Espectro de infrarrojo con transformada de Fourierde harina de avena y control.

La absorcin dbil a 1627 cm-1 para lamuestra control, probablemente son rasgos delas molculas de agua fuertemente ligadas queestn presentes en las molculas de almidn.La seal encontrada en el nmero de onda de1333 cm-1 pertenece al estiramiento simtricode CH

2. Las amplias bandas de absorcin en

el intervalo de 1100-990 cm-1, son caractersticasdel estiramiento C-O en la estructura C-O-C yen C-O-H del anillo glicosdico del almidn.

Adicionalmente, las bandas amplias y las dbilesencontradas en el intervalo de 930-600 cm-1, sonprobables incrementos de las frecuencias en ladeformacin del enlace O-H y C-H, comoreportaron Ahmad et al. (1999).

Conclusiones

La harina del cereal de avena (cv. Bachniva)present una alta cantidad de lpidos, protenas,fibra dietaria y almidn. La temperatura y laentalpia de gelatinizacin fueron comparablescon los valores reportados en otras variedadesde avenas. El perfil amilogrfico, la viscosidady las propiedades funcionales indicaron una

posible interaccin entre los compuestos noamilceos y el almidn, lo cual se corrobor conel anlisis molecular. Debido a suscaractersticas fisicoqumicas, reolgicas yfuncionales, esta harina puede ser empleadaen la industria alimentaria para la produccinde pudines, formulaciones infantiles y panespara enfermos celacos, lo cual la posicionancomo un alimento de importancia nutritiva.



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Agradecimientos

Flavia Yadira Lozano Quezada agradece labeca otorgada por el CONACYT. Se agradece

adems al Fondo Mixto CONACYT-Gobierno delEstado de Chihuahua, por financiar el presentetrabajo, el cual forma parte del proyecto titulado:Obtencin de un alimento funcional a partir dealmidn resistente por modificacin fsica yqumica del almidn de avena cultivada en laregin de Cuauhtmoc, Chihuahua, con claveCHIH-2009-C02-126281. Agradecemos a laempresa Avenas del Norte localizada enCiudad Cuauhtmoc, Chihuahua por sugenerosa aportacin del cereal de avena.

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Este artculo es citado as:

Flores-Pea, F., F. Y. Lozano-Quezada, A. Ramos-Martnez, R. Salgado-Delgado, V. M. Guerrero-Prieto, S. Ramrez-Mancinas, L.A. Bello-Prez y P. B. Zamudio-Flores. 2014. Caracterizacin fisicoqumica, reolgica y funcional de harina de avena (Avena

sativaL. cv Bachniva) cultivada en la regin de Cuauhtmoc, Chihuahua.TECNOCIENCIAChihuahua8(3): 152-162.


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Resumen curricular del autor y coautores

FERNANDOFLIXFLORESPEA. Curs la carrera de Ingeniero en Industrias Alimentarias en el Instituto Tecnolgico de Ciudad Cuauhtmoc

(ITCC). Realiz su residencia profesional y posteriormente la tesis de Licenciatura en el Centro de Investigacin en Alimentacin yDesarrollo, A.C. (CIAD) en la Unidad Cuauhtmoc, Chihuahua bajo la direccin del Dr. Paul Baruk Zamudio Flores, con la tesis tituladaObtencin de harina de avena variedad Bachniva cultivada en Ciudad Cuauhtmoc, Chihuahua: Aislamiento y caracterizacin parcialde su almidn. Estudi la Maestra en Ciencias en Fisiologa de Plantas en la Facultad de Ciencias Agrotecnolgicas de la UniversidadAutnoma de Chihuahua (FACIATEC) en el Campus Cuauhtmoc, bajo la direccin del Dr. Vctor Manuel Guerrero Prieto.

JUANMANUELT IRADOGALLEGOS. Realiz estudios de licenciatura en la Universidad Autnoma Agraria Antonio Narro (UAAAN), Saltillo,Coahuila, obteniendo el ttulo de Ingeniero en Ciencia y Tecnologa de Alimentos en el ao 2004. Ha impartido ctedras docentes en laUAAAN (2009). Termin la Maestra en Ciencias en Ingeniera Bioqumica en el Instituto Tecnolgico de Veracruz, en el 2011. En el ao2012 ingreso a estudiar el Doctorado en Ciencias en el laboratorio de Carbohidratos, Empaques y Alimentos Funcionales (CEAF) en elCentro de Investigacin en Alimentacin y Desarrollo, A. C. (CIAD) Unidad Cuauhtmoc. Ha colaborado en 4 artculos cientficos comocoautor y como asesor en 1 tesis de licenciatura.

ARTURO RAMOS MARTNEZ.Realiz sus estudios en el Instituto Tecnolgico de Ciudad Cuauhtmoc (ITCC), Cuauhtmoc, Chihuahua,obteniendo el ttulo de Ingeniero en Industrias Alimentarias en el ao 2012. Se incorpor en el ao 2009 a laborar en el Centro deInvestigacin en Alimentacin y Desarrollo, A.C. (CIAD) Unidad Cuauhtmoc donde es tcnico del laboratorio de Carbohidratos, Empaquey Alimentos Funcionales (CEAF). Ha colaborado en 2 artculos cientficos como coautor, y en 4 artculos cientficos, 11 tesis de licenciaturay dos de maestra apareci en agradecimientos. Ha sido evaluador y representante del CIAD-Cuauhtmoc en el Instituto de Apoyo al

Desarrollo Tecnolgico (INADET).REN SALGADO DELGADO. Termin su licenciatura en 1994, ao en que le fue otorgado el ttulo de Ingeniero qumico por el InstitutoTecnolgico de Zacatepec perteneciente a la Direccin General de Educacin Superior Tecnolgica (DGEST). Realiz la Maestra enCiencias en Qumica en el Instituto Tecnolgico de Tijuana en el rea de Polmeros en 1999 y Obtuvo el grado de Doctor en Ingenieraen la Universidad Autnoma de Quertaro en el 2003. Desde 1994 labora dentro del Sistema de Institutos Tecnolgicos habiendoimpartido ctedras docentes (1994: Instituto Tecnolgico de Zacatepec, 1997: Instituto Tecnolgico de Tijuana, 1999: Instituto Tecnolgicode Quertaro, y a partir del 2002 se reincorpora nuevamente al Departamento de Posgrado del Instituto Tecnolgico de Zacatepec yposee la categora Profesor Investigador de tiempo Completo titular "C". Ha sido miembro del Sistema Nacional de Investigadores desdeel 2003 (candidato: 2003; Nivel 1: actualmente). Su rea de especializacin (Licenciatura: Anlisis Instrumental; Maestra: Polmeros;Doctorado: Materiales compuestos y aleaciones polimricas). Ha dirigido 15 tesis de licenciatura, 5 de maestra y 3 de doctorado. Es autorde 15 artculos cientficos, ms de 20 ponencias en congresos, y 1 captulo de libros cientficos; adems ha impartido 20 conferencias porinvitacin y ha dirigido 5 proyectos de investigacin financiados por fuentes externas. Es evaluador de proyectos de investigacin delCONACYT (Fondos Institucionales, mixtos y sectoriales) y es rbitro de 2 revistas cientficas una de circulacin nacional y otra decirculacin internacional.

VCTORMANUELGUERREROPRIETO. Termin su licenciatura en 1975, ao en que le fue otorgado el ttulo de Ingeniero Floricultor por la ahoraFacultad de Ciencias Agrotecnolgicas de la UACH. Realiz su posgrado en la Oregon State University en Corvallis, OR. EUA, dondeobtuvo el grado de Master of Science en Horticultura en 1984 y el grado de Doctor en Ciencias en Agronoma por la New Mxico StateUniversity en Las Cruces, N.M. EUA, en 1995. En el ao 2011, se reincorpor a FACIATEC en el campus Cuauhtmoc, Chihuahua y poseela categora de Profesor-Investigador ATA. Ha sido miembro del Sistema Nacional de Investigadores desde 1986 a 1990 (Candidato aInvestigador Nacional) y actualmente es Investigador Nacional Nivel I, desde el 2002. Su rea de especializacin es la fisiologa vegetaly de poscosecha, as como el control biolgico de enfermedades poscosecha utilizando microorganismos. Ha dirigido 14 tesis delicenciatura, 8 de maestra y 6 de doctorado. Es autor de 37 artculos cientficos, ms de 60 ponencias en congresos, 1 libro y 2 captulosde libro cientficos; adems ha impartido 9 conferencias por invitacin y ha dirigido 7 proyectos de investigacin financiados por fuentesexternas. Es evaluador RCEA de proyectos de investigacin del CONACYT (Fondos institucionales, mixtos y sectoriales), FundacinProduce Chihuahua, es revisior del seguimiento de los Fondos sectoriales SAGARPA-CONACYT y del CyTED, Madrid, Espaa y es rbitrode 9 revistas cientficas de circulacin nacional e internacional.

PAULBARUK ZAMUDIOFLORES. Realiz sus estudios de Licenciatura en el Instituto Tecnolgico de Acapulco, Acapulco (ITA), Guerrero,obteniendo el ttulo de Ingeniero Bioqumico en el ao 2000. Termin los estudios de Maestra en Ciencias en Desarrollo de ProductosBiticos en el Centro de Desarrollo de Productos Biticos (CEPROBI), perteneciente al Instituto Politcnico Nacional, en Yautepec,Morelos, en el 2005. En el ao 2008 recibi el grado de Doctor en Ciencias en Desarrollo de Productos Biticos por el CEPROBI-IPN enYautepec, Morelos. Durante su trayectoria acadmica ha obtenido mltiples reconocimientos por alto desempeo acadmico. Ha sidodistinguido por el Sistema Nacional de Investigadores (SNI) del CONACYT como Investigador Nacional Nivel 1 desde el ao 2010 a la

fecha. Ha tenido una importante productividad cientfica, que incluye la publicacin de 28 artculos cientficos en revistas internacionales,as como la publicacin de diversos artculos de divulgacin y captulos de libros de editoriales internacionales reconocidas. Es evaluadorRCEA de proyectos de investigacin del CONACYT (Fondos institucionales, mixtos y sectoriales), y es rbitro de 6 revistas cientficasindizadas de circulacin nacional e internacional. Actualmente es Investigador del Centro de Investigacin en Alimentacin y Desarrollo,

A.C. (CIAD) Unidad Cuauhtmoc, donde es responsable del laboratorio y lder del Grupo de Investigacin (GI) en Carbohidratos,Empaque y Alimentos Funcionales (CEAF). Su rea de investigacin se enfoca en carbohidratos, empaques y alimentos funcionales.


caracterizacion_fisicoquimica_reologica_y_funcional_de_harina_de_avena (1).pdf

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