Evaluación de las fracciones granulométricas de la harina de sorgo (Sorghum bicolor (L.) Moench) para la elaboración de una pasta alimenticia
Autor: Pérez Lavalle, Liliana
Asesor: López Ortiz, Norma Constanza (Thesis advisor)
Fecha: 2010
Programa: Bogotá - Medicina - Especialidad en Anestesiología y Reanimación
Facultad: Facultad de Medicina

Resumen: Se evaluaron algunas características químicas de las fracciones granulométricas de la harina de sorgo con el fin de elaborar una pasta alimenticia, mediante la determinación del contenido de proteína y almidón total. Los resultados muestran que de las seis fracciones obtenidas, las correspondientes al tamaño de partícula de 500 μm, 355 μm, y 150 μm, las cuales constituyen el 27,06%, 23,06% y 0,38% de la masa total de la harina original, presentaron el mayor porcentaje de proteína. De igual manera, se demuestra diferencias significativas (p0,05) en cuanto al porcentaje de almidón, encontrándose el mayor contenido en las últimas fracciones obtenidas (250 μm, 212 μm, 180 μm y 150 μm). Para la elaboración de la pasta alimenticia, se sustituyó la sémola de trigo por harina de sorgo con tamaño de partícula de 355 μm en proporciones de 10%,15%y 20%. Se seleccionó esta fracción debido a su buen contenido de proteína y granulometría similar a la sémola. Se estudiaron propiedades funcionales como sólidos solubles (SS) e índice de absorción de agua (IAA) de los diferentes niveles de inclusión de la pasta alimenticia, encontrándose el menor porcentaje de SS en el nivel de inclusión del 10%. El índice de absorción de agua fue igual en todos los niveles de inclusión. / Abstract. Chemical characteristics were evaluated of the granulometric fractions of sorghum flour in order to develop pasta, by determining the protein content and total starch. The results show that the six fractions obtained, corresponding to the particle size of 500 μm, 355 μm and 150 μm, which constitute 27.06%, 23.06% and 0.38% of the total mass of original flour, had the highest percentage of protein. Similarly, shows significant differences (p 0.05) in the percentage of starch, the highest content found in the last fractions obtained (250 μm, 212 μm , 180 μm to 150 μm ). For the preparation of the pasta, was replaced wheat semolina by sorghum flour particle size of 355 μm in a ratio of 10, 15 and 20%. This fraction was selected due to his good content of protein and granulometry similar to the semola. Functional properties were studied as soluble solids (SS) and water absorption index (WAI) of the different levels of inclusion the pasta, being the lowest percentage of SS at the inclusion level of 10%. The water absorption rate was the same in all levels of inclusion.

EVALUACIÓN DE LAS FRACCIONES GRANULOMÉTRICAS DE LA HARINA DE
SORGO( Sorghum bicolor (L.) Moench) PARA LA ELABORACIÓN DE UNA PASTA
ALIMENTICIA
LILIANA PÉREZ LAVALLE
Código 107403
UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA
Programa Interfacultades
Especialización en Ciencia y Tecnología de alimentos
Bogotá, 2010
1EVALUACIÓN DE LAS FRACCIONES GRANULOMÉTRICAS DE LA HARINA DE
SORGO( Sorghum bicolor (L.) Moench) PARA LA ELABORACIÓN DE UNA PASTA
ALIMENTICIA
LILIANA PÉREZ LAVALLE
Código 107403
Trabajo Final presentado como requisito para optar el título de Especialista
en Ciencia y Tecnología de Alimentos
DIRECTORA:
NORMA CONSTANZA LÓPEZ
QUIMICA FARMACEUTICA
UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA
Programa Interfacultades
Especialización en Ciencia y Tecnología de alimentos
Bogotá, 2010
2NOTA DE ACEPTACIÓN
____________________
Director
Bogotá, Junio de 2010
3ÍNDICE GENERAL
Pág.
INTRODUCCIÓN 14
1. OBJETIVOS 16
1.1 OBJETIVO GENERAL 16
1.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS 16
2. MARCO TEÓRICO 17
2.1 ASPECTOS GENERALES Y ECONOMÍA DEL SORGO 17
2.2 ESTRUCTURA Y COMPOSICIÓN QUÍMICA DEL SORGO 19
2.2.1 Almidón 21
2.2.2 Proteína 21
2.3 HARINAS COMPUESTAS 21
2.4 PASTAS ALIMENTICIAS 22
2.4.1 Criterios de calidad de las pastas alimenticias 22
2.4.2 Trigo durum( triticum durum) 23
2.4.3 Ingredientes utilizados en la elaboración de pastas alimenticias 24
2.4.3.1 Sémola de trigo 24
2.4.3.2 Agua 24
2.4.4 Proceso de elaboración 25
2.4.4.1 Mezclado 25
2.4.4.2 Amasado 25
2.4.4.3 Extrusión 25
2.4.4.4 Desecado 26
3. MATERIALES Y MÉTODOS 28
43.1 MATERIALES 28
3.1.1 Materias primas 28
3.2 OBTENCIÓN DE LAS FRACCIONES DE HARINA DE SORGO 29
3.3 DETERMINACIÓN DEL CONTENIDO DE PROTEÍNA Y ALMIDÓN TOTAL 30
3.3.1 Selección de la fracción granulométrica 30
para la elaboración de la pasta alimenticia.
3.4 DESARROLLO DEL PRODUCTO 30
3.4.1 Formulación y elaboración de la pasta alimenticia 31
3.5 DETERMINACIÓN DE LA ESTABILIDAD DURANTE LA COCCIÓN 31
3.6 ÁNALISIS ESTADISTICO 32
4. RESULTADOS Y DISCUSIÓN 33
4.1 OBTENCIÓN DE LAS FRACCIONES GRANULOMÉTRICAS 33
DE LA HARINA DE SORGO
4.1.1 Molienda de las semillas de sorgo 33
4.1.2 Tamizado de la harina de sorgo 34
4.2 CONTENIDO DE PROTEÍNA Y ALMIDÓN TOTAL DE LAS 35
DIFERENTES FRACCIONES GRANULOMÉTRICAS
4.3 SELECCIÓN DE LA FRACCIÓN GRANULOMÉTRICA PARA 40
LA ELABORACIÓN DE LA PASTA ALIMENTICIA
4.4 DESARROLLO DEL PRODUCTO 40
4.5 DETERMINACIÓN DE LA ESTABILIDAD DURANTE LA COCCIÓN 41
5. CONCLUSIONES 46
6. RECOMENDACIONES 47
BIBLIOGRAFÍA 48
5ÍNDICE DE TABLAS
Pág.
Tabla 1. Formulaciones para la elaboración de la pasta alimenticia 30
Tabla 2. Rendimiento de la harina de sorgo (%) 33
Tabla 3. Distribución de la harina de sorgo. 35
Tabla 4. Contenido de proteína y almidón en las 36
diferentes fracciones granulométricas.
Tabla 5. Toht, A; et al (2005). Contenido de proteína de la harina 37
original y de las diferentes fracciones de la harina.
Tabla 6. Bolade, M; et al (2009). Algunos constituyentes químicos 38
de las fracciones de la harina de maíz.
Tabla 7. Moreyra; et al (1976). Composición química de las diferentes 39
fracciones obtenidas en la molienda de quinua.
Tabla 8. Porcentaje de sólidos solubles e índice de absorción de agua 42
de los niveles de inclusión de la pasta alimenticia.
Tabla 9. Petitot,M; et al (2010). Calidad durante la cocción. 44
Tabla 10. Granito, M; et al ( 2003). Prueba de cocción. 45
6ÍNDICE DE DIAGRAMAS
Pág.
Diagrama 1. Procedimiento para la obtención de las 29
fracciones de la harina de sorgo.
Diagrama 2. Elaboración de la pasta alimenticia. 31
7ÍNDICE DE IMÁGENES
Pág
Imagen 1. Componentes anatómicas del grano de sorgo. 20
Imagen 2. Máquina extrusora de fideos. 40
Imagen 3. Proceso de secado. 41
Imagen 4. Niveles de inclusión de las pastas alimenticias 41
Imagen 5. Agua de cocción. Inclusiones 15% y 20% 43
8ÍNDICE DE ANEXOS
Pág
Anexo 1. Análisis de varianza de dos factores con una sola 51
muestra por grupo, para el contenido de almidón.
Anexo 2. Análisis de varianza de dos factores con una sola 52
muestra por grupo, para el contenido de proteína.
Anexo 3. Método de comparaciones múltiples de diferencia 53
mínima significativa ( DMS). Promedios contenido de almidón.
Anexo 4. Método de comparaciones múltiples de diferencia 54
mínima significativa (DMS). Promedios contenido de proteína.
Anexo 5. Análisis de varianza de un factor, para el porcentaje 55
de sólidos solubles.
Anexo 6. Análisis de varianza de un factor, para el porcentaje 56
de sólidos solubles.
Anexo 7. Método de comparaciones múltiples de diferencia 57
Mínima significativa (DMS). Promedios Sólidos solubles.
9AGRADECIMIENTOS
La autora expresa sus agradecimientos
A la Doctora Norma Constanza López, por su optimismo, exigencia, consejo y apoyo
incondicional en cada una de las etapas de la presente investigación.
Al programa de Especialización en Ciencia y Tecnología de Alimentos, por su
colaboración, para el desarrollo del proyecto.
A los Doctores Pedro Nel Pachecho y Ramón Matos, por sus aportes valiosos al diseño
experimental y procesamiento de datos.
A los operarios del Instituto de Ciencia y Tecnología de los Alimentos (ICTA), por su
eficiencia y colaboración desinteresada, la cual facilito la ejecución oportuna del
proyecto.
10A DIOS, MI AMIGO FIEL, POR ABRIR SIEMPRE LOS CAMINOS, PARA EL LOGRO
DE MIS METAS.
A MIS PADRES, FAMILIARES Y AMIGOS, POR SUS ORACIONES, APOYO,
CONSEJO Y ALEGRÍA, LOS CUALES FACILITAN EL SENDERO DE MI VIDA.
LILIANA PÉREZ LAVALLE
11RESUMEN
EVALUACIÓN DE LAS FRACCIONES GRANULOMÉTRICAS DE LA HARINA DE
SORGO( Sorghum bicolor (L.) Moench) PARA LA ELABORACIÓN DE UNA PASTA
ALIMENTICIA
Se evaluaron algunas características químicas de las fracciones granulométricas de la harina
de sorgo con el fin de elaborar una pasta alimenticia, mediante la determinación del contenido
de proteína y almidón total. Los resultados muestran que de las seis fracciones obtenidas, las
correspondientes al tamaño de partícula de 500 μm, 355 μm, y 150 μm, las cuales constituyen
el 27,06%, 23,06% y 0,38% de la masa total de la harina original, presentaron el mayor
porcentaje de proteína. De igual manera, se demuestra diferencias significativas ( p<0,05) en
cuanto al porcentaje de almidón, encontrándose el mayor contenido en las últimas fracciones
obtenidas (250 μm, 212 μm, 180 μm y 150 μm).
Para la elaboración de la pasta alimenticia, se sustituyó la sémola de trigo por harina de sorgo
con tamaño de partícula de 355 μm en proporciones de 10%,15%y 20%. Se seleccionó esta
fracción debido a su buen contenido de proteína y granulometría similar a la sémola.
Se estudiaron propiedades funcionales como sólidos solubles (SS) e índice de absorción de
agua (IAA) de los diferentes niveles de inclusión de la pasta alimenticia, encontrándose el
menor porcentaje de SS en el nivel de inclusión del 10%. El índice de absorción de agua fue
igual en todos los niveles de inclusión.
Palabras claves: sorgo, tamaño de partícula, proteína, almidón, pasta alimenticia.
12ABSTRACT
EVALUATION OF THE GRANULOMETRIC FRACTIONS OF THE SORGHUM
( Sorghum bicolor (L.) Moench) FLOUR FOR THE ELABORATION OF A PASTA
Chemical characteristics were evaluated of the granulometric fractions of sorghum flour in order
to develop pasta, by determining the protein content and total starch. The results show that the
six fractions obtained, corresponding to the particle size of 500 μm , 355 μm and 150 μm,
which constitute 27.06%, 23.06% and 0.38% of the total mass of original flour, had the highest
percentage of protein. Similarly, shows significant differences (p <0.05) in the percentage of
starch, the highest content found in the last fractions obtained (250 μm, 212 μm , 180 μm to 150
μm ).
For the preparation of the pasta, was replaced wheat semolina by sorghum flour particle size of
355 μm in a ratio of 10, 15 and 20%. This fraction was selected due to his good content of
protein and granulometry similar to the semola.
Functional properties were studied as soluble solids (SS) and water absorption index (WAI) of
the different levels of inclusion the pasta, being the lowest percentage of SS at the inclusion
level of 10%. The water absorption rate was the same in all levels of inclusion.
Key Words: sorghum, particle size, protein, starch, pasta.
13INTRODUCCIÓN
En la actualidad, el aumento de los precios de los alimentos, azota especialmente a la
población de escasos recursos, empujando cada vez más a millones de personas al abismo de
la pobreza. Esta situación se debe a una combinación de factores que incluyen: mayor
crecimiento poblacional, aumento en la preferencia por la carne, productos lácteos, baja
productividad agrícola, aumento en los costos de energía y la competencia por tierra para la
producción de biocombustibles; lo cual afecta gravemente la seguridad alimentaria y nutricional
de la población vulnerable.7,11
Los cereales, al igual que otros alimentos, han tenido un incremento significativo en los precios;
y se prevé según el Instituto Internacional de Cereales, que el desarrollo de biocarburantes
provoque de seis a ocho años más de precios alcistas en la materia prima, hasta que se logren
nuevos avances en la obtención de bioenergía vegetal, sin utilizar el grano de la planta.1 Todo
esto, sin tener en cuenta problemas tales como: cambios climáticos fuera de lo normal y la
aparición de brotes de enfermedades en las plantas, lo cual incrementaría también la tensión
de los precios.28
La anterior situación es de consideración, debido a que, los cereales constituyen un alimento
básico en todos los países del mundo y, a que en las zonas rurales de los países más pobres,
estos alimentos proporcionan más del 50% de los requerimientos de energía total diaria. 10
Frente a esta crisis alimentaria, la Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la
Alimentación (FAO), al igual que otras entidades, vienen desde varios años trabajando y
facilitando fondos para el desarrollo de productos elaborados a partir de cereales más
económicos y fácilmente adaptables a regiones semiáridas, como es el caso del sorgo. Dentro
de estos proyectos, se pueden mencionar el desarrollo de harinas compuestas y alternativas, el
cual busca incentivar la producción de materias primas locales y reducir la importación de
cereales en países en vías de desarrollo.10,12
El sorgo, ( Sorghum bicolor L.Moench), es un cereal que se conoce bajo varios nombres: mijo
grande y maíz de Guinea en África occidental, Kafir en África Austral, dura en el Sudán, mtama
en África oriental, iowar en la India y Kaoliang en China, en los Estados Unidos, se suele
14denominar milo o milo-maíz.12 Es considerado como el quinto cereal más importante del
mundo, por el volumen de producción y superficie cultivada.18
Alrededor del 48% de la producción mundial de sorgo, se utiliza como pienso y el 42% se
destina para consumo humano. En países en desarrollo (principalmente de Asia y África) se
emplea como alimento, consumiéndose como grano entero o como harina, con la que se
preparan platos tradicionales como: gachas consistentes o delgadas, pan plano con masa
fermentada o sin fermentar. También, se elaboran preparados fritos en aceite y productos
cocidos similares a los que se preparan con sémola de maíz o con arroz.18
En Colombia, al igual que otros países de Latinoamérica y del Caribe, el cultivo de sorgo para
grano se utiliza básicamente para la elaboración de alimentos balanceados para animales;
satisfaciendo una parte de las necesidades de la industria avícola y porcina.8 Este cereal se
constituye, en una buena alternativa para la elaboración de productos destinados a la
alimentación humana, debido a que, tiene un contenido de proteína casi igual y comparable al
maíz y al trigo; así mismo, es una fuente rica en vitamina B, minerales, carbohidratos y está
ausente de gluten, lo cual es deseable para las personas celiacas.12 Adicionalmente, presenta
una excelente adaptación a las regiones de clima cálido, es resistente a la sequía y otras
condiciones adversas; por lo cual se pretenden realizar intentos para incluirlo en la
alimentación humana. Para lograr este objetivo en Colombia, es necesario aumentar la
producción de sorgo y ampliar su uso como alimento, volviéndose competente ante cereales
como: el maíz y el trigo.
Teniendo en cuenta que en Colombia existen pocos estudios relacionados con el uso de sorgo
para consumo humano; en el presente trabajo se realizó una evaluación de algunas
propiedades químicas de las fracciones granulométricas de la harina de sorgo para la
elaboración de un producto tipo pasta alimenticia. Lo anterior permitirá ampliar el uso del sorgo
en la alimentación humana, debido a que en Colombia este cereal solo se utiliza para la
elaboración de piensos.
151. OBJETIVOS
1.1 OBJETIVO GENERAL
- Estudiar algunas características químicas de las fracciones granulométricas de la harina sorgo
para la elaboración de un producto tipo pasta alimenticia.
1.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS
- Determinar el contenido de almidón y proteína de las fracciones granulométricas de la harina
de sorgo.
- Seleccionar la fracción con mejor granulometría y características químicas, para ser incluida
en un producto tipo pasta alimenticia.
- Estudiar el efecto de la inclusión de sorgo a niveles del 10%,15% y 20% en la estabilidad
durante la cocción de la pasta alimenticia.
162. MARCO TEÓRICO
2.1 ASPECTOS GENERALES Y ECONOMÍA DEL SORGO
El sorgo, (Sorghum bicolor L.Moench), es un cereal que pertenece a la tribu
Andropogonae de la familia herbácea Poaceae. Conociéndose bajo varios nombres:
mijo grande y maíz de Guinea en África occidental, Kafir en África Austral, dura en el
Sudán, mtama en África oriental, iowar en la India y Kaoliang en China. En los Estados
Unidos se suele denominar milo o milo-maíz.12
El sorgo granífero, parece haber llegado a América como “maíz de guinea” desde áfrica
occidental, con los tratantes de los esclavos alrededor de mediados del siglo XIX. En
Colombia, la producción de sorgo para grano comenzó a fomentarse en 1957, cuando
la empresa Purina Colombiana, sembró tres híbridos en la región algodonera de la
atlántica.12,8
costa
Los granos de sorgo muestran una gran diversidad en color, forma, tamaño y en
determinados aspectos de los componentes anatómicos. El grano de sorgo varía en el
color que va desde el blanco a tonalidades oscuras de rojo y pardo, pasando por
amarillo pálido, hasta pardo púrpura profundo. Los colores más comunes son el blanco,
el bronce y el pardo. Los granos son por lo general esféricos, pero varían en dimensión
y forma. La cariopsis puede ser redondeada y con puntas romas, de 4-8mm de
diámetro. El peso de 1000 granos de sorgo tiene un amplio margen de variación, de 3 a
80g, pero en la mayoría de las variedades va de 25 a 30g. El grano está cubierto
parcialmente de glumas.12
El sorgo es el quinto cereal más importante del mundo, por el volumen de producción y
superficie cultivada. Aporta el 2,72 por ciento de la producción mundial total de cereales
por debajo del maíz (29,83%), arroz (28,52%), trigo (27,69%) y cebada (6,48%).
Aunque este porcentaje es bajo, en comparación con estos cereales, estos granos son
vitales en los trópicos semiáridos, en donde muy pocos cultivos pueden crecer;
constituyendo de esta forma la principal fuente de proteínas y energía para millones de
personas en Asia y África.10,7,24
17En África occidental y central, el sorgo se cultiva en la faja comprendida entre el
desierto del Sahara en el norte y los bosques ecuatoriales en el sur. En el África
oriental y Austral, se cultiva en regiones más áridas, en las que las precipitaciones
demasiados escasas no permiten cultivar bien el maíz. Se resalta que, Nigeria y el
Sudán, son los principales productores de África. En Asia, la producción está más
concentrada desde el punto de vista geográfico y dos países China y la India producen
regional.7
el 94 por ciento del total
En los Estados Unidos y en América Central y del Sur el sorgo se cultiva
fundamentalmente para utilizarlo como pienso para los animales. En la región de
América Central y el Caribe, la producción está dominada por México (90 % de la
producción regional total) y en América del Sur, se concentra en la Argentina (60 % del
total de la región) y en las zonas áridas del Brasil, el norte de Colombia y
Venezuela.18,24
En América del Norte, se cultiva en las llanuras de las regiones centrales y
meridionales de los Estados Unidos (principalmente en Kansas, Texas y Nebraska)
donde la lluvia es escasa y variable. Estados Unidos, es el primer productor del mundo
con más del 25 % de la producción total, siendo el principal exportador con un
hectárea.18,24
rendimiento de 4,87 toneladas por
En Colombia, el cultivo se sorgo ha mostrado una tendencia de caída en su producción,
con unos leves repuntes a partir del año 1998. La mayoría de las siembras de este
cereal, se hacen en el segundo semestre del año, y los principales departamentos
productores del país, son Tolima, que aportó el 37% del volumen anual en 2004,
seguido por valle del cauca, con 18%, y Cesar, Huila y Sucre que en conjunto aportan
el 22% de la producción nacional. Según la Federación Nacional de Cultivadores de
Cereales y leguminosas( FENALCE), la productividad promedio está en 2,6 toneladas,
y se espera que para la próxima década alcance las 4 toneladas por hectárea, que
unidas a la incorporación de unas 25 mil hectáreas permitirán mantener la oferta para
cubrir la demanda.21,13
182.2 ESTRUCTURA Y COMPOSICIÓN QUÍMICA DEL SORGO.
El sorgo ha sido un elemento básico importante en la economía en las zonas tropicales
semiáridas de Asia y África a lo largo de muchos siglos. Este cultivo sigue siendo
todavía la fuente principal de energía, proteínas, vitaminas y minerales para millones de
habitantes más pobres de esas regiones.12
Sus principales elementos anatómicos son el pericarpio, el germen o embrión y el
endospermo, los cuales varían de un grano a otro. En el grano de sorgo el peso medio
del pericarpio es del 6%, el endospermo del 84% y el germen del 10%.12
El pericarpio es el elemento estructural más externo de la cariopsis y se compone de
tres subcapas, el epicarpio, el mesocarpio, y el endocarpio. El epicarpio se subdivide
en epidermis e hipodermis. En la cariopsis del sorgo, la epidermis se compone de
células gruesas, alargadas y rectangulares que tienen un revestimiento cutínico en la
superficie exterior. En la epidermis está presente a menudo un pigmento. La
hipodermis se compone de células ligeramente más pequeñas que la epidermis y tiene
de una a tres capas de células de espesor. El mesocarpio y la parte media es la capa
más gruesa del pericarpio del sorgo pero su espesor varía mucho entre los distintos
genotipos. La resistencia del sorgo al moho está asociada con un mesocarpio delgado.
A diferencia de otros cereales, el sorgo contiene granos de almidón en su pericarpio. El
tamaño de estos gránulos oscila entre 1y 4 μm. El endocarpio, que es la subcapa más
interna del pericarpio se compone de células transversales y de una capa de células
tubulares que transportan la humedad al grano. 12, 17
Justo debajo del endocarpio está la capa de la testa o revestimiento de la semilla. En
algunos genotipos de sorgo la testa está muy pigmentada. El color y el pigmento son
una característica genética. El espesor de la capa de la testa no es uniforme. En
algunos genotipos, hay una testa parcial mientras que en otros no se ve a simple vista o
no la hay. 12
Seguido de esta capa se encuentra el endospermo, el cual constituye la mayor parte del
grano. Este es un importante tejido de almacenaje compuesto de una aleurona y de
zonas periféricas de textura córnea y harinosa. En todos los sorgos, la aleurona es una
única capa que esta inmediatamente debajo del revestimiento de la semilla o testa. Las
19células de la aleurona son ricas en minerales, vitamina B, aceite, y también contienen
enzimas hidrolizantes. El endospermo periférico se caracteriza por sus células
rectangulares largas, que son muy compactas y que contienen gránulos amiláceos y
sustancias proteínicas dentro de la matriz proteínica. En el sorgo el número de
sustancias proteínicas baja a medida que aumenta su contenido amiláceo desde la
zona periférica al núcleo central donde se halla localizado el endospermo harinoso.12
Las dos partes principales del germen son el eje embriónico y el escutelo. El escutelo es
un tejido de almacenamiento, rico en lípidos, proteína, enzimas y minerales. El aceite
presente en el germen de sorgo es rico en ácidos grasos poliinsaturados y análogo al
aceite de maíz.12
Imagen 1. Componentes anatómicos del grano de sorgo
Fuente: Hoseney, R, (1991),17 autorizado por: Rooney, L,(1973).23
202.2.1 ALMIDÓN
El almidón es la principal forma de almacenaje de carbohidratos en el sorgo. La
digestibilidad del almidón en el grano de cereal determina el contenido energético
disponible del grano, lo que depende de su hidrólisis por las enzimas pancreáticas.12
Con unos valores que van del 56 al 73%, el contenido medio de almidones del sorgo es
el de 69,5%. Alrededor del 70-80% del almidón del sorgo es amilopectina, mientras que
el restante 20-30% es amilosa. Factores tanto genéticos como ambientales influyen en
el contenido de amilosa del sorgo. El sorgo ceroso o glutinoso es muy pobre en amilosa
y su almidón consiste en 100% de amilopectina. Ahora bien, en el sorgo azucarado el
contenido de amilosa del almidón es de un 5% a un 15% superior al del sorgo normal.12
2.2.2 PROTEÍNA
El segundo gran componente del grano es la proteína. El sorgo tiene un contenido
medio de proteína de 10,4%, presentando una gran variabilidad, debido probablemente
a que este cereal se cultiva en situaciones agroclimáticas diversas que influyen en la
composición del grano. El contenido proteínico del grano también guarda una notable
correlación con el peso del grano y el contenido de proteína. Las fluctuaciones en el
contenido proteínico del grano van acompañadas por lo general de cambios en la
composición aminoácida del grano y su proteína.12
2.3 HARINAS COMPUESTAS
En la actualidad, la mayoría de los países en vías de desarrollo dependen de la
importación de trigo para la elaboración de diferentes productos, ya, que por razones
agroclimáticas este cereal solo se puede cultivar en pocos países; ocasionando un
descenso en la economía de los países en desarrollo.10
21Ante esta situación se han propuesto varias alterativas, una de las tantas es el uso de
harinas compuestas. Estas harinas se pueden considerar en primer lugar como mezclas
de harina de trigo y de harinas procedentes de otros cereales para la elaboración de
productos horneados, tanto fermentados como no fermentados, y de pastas. En
segundo lugar se pueden considerar como mezclas de harinas, no enteramente de
trigo, o de otros productos para utilizarlos como sustitutos de las harinas en la
elaboración de los distintos productos tanto tradicionales como de más reciente
desarrollo.10
Las harinas compuestas además de reducir o eliminar el uso de trigo o de otra materia
prima, también cumplen otro objetivo importante; el cual consiste en cambiar las
características nutritivas del producto como, el enriquecimiento con proteínas, vitaminas
y minerales. 10
Como ejemplos de harinas compuestas, se pueden mencionar la elaboración de pan
hecho con 70% de harina de trigo y un 30% de harina de sorgo. Tortillas preparadas
con maíz amarillo y 15% de sorgo, entre otros.12
2.4 PASTAS ALIMENTICIAS
Pasta, o pastas alimenticias, son términos que describen un gran número de productos,
elaborados principalmente por sémola de trigo duro y agua. Entre los ingredientes
alternativos se incluyen la harina de patata (empleada en los ñoquis o gnocchi) y de
maíz (en productos sin gluten). Entre los ingredientes adicionales se encuentran: huevo,
colorantes naturales como las espinacas o el tomate y vitaminas.17, 12
Los tipos más corrientes de pastas son los macarrones, spaghettis, fideos, y tallarines.10
2.4.1 CRITERIOS DE CALIDAD DE LAS PASTAS ALIMENTICIAS
La pasta no cocinada debe ser fuerte mecánicamente, de forma que conserve su
tamaño y forma durante el empaquetamiento y transporte. Debe ser también de color
amarillo uniforme. La aceptación por el consumidor ha estado fuertemente ligada al
22color amarillo, traslúcido y uniforme. Por el cocinado en agua hirviendo, el producto
debe mantener su forma y no abrirse y desmoronarse. Además, la pasta cocinada debe
quedar firme al mordisco (cualidad llamada <<al dente>>) y la superficie no debe ser
pegajosa. El agua de cocción debe quedar libre de almidón. Finalmente, la pasta debe
ser resistente al exceso de calor.17
2.4.2 TRIGO DURUM (Triticum durum)
Los trigos << durum >> son diferentes de los trigos comunes. Son tetraploides, mientras
que los comunes son exaploides. Los << durum >> son principalmente trigos de
primavera, aunque también se conocen << durum >> de invierno. Son, generalmente de
color ámbar, aunque en realidad son trigos blancos con el endospermo traslúcido que
les da el aspecto ambarino. También se conocen trigos << durum >> rojos, pero se
utilizan para piensos y no en la producción de semolina. Los trigos << durum >> son
ricos en pigmentos carotenoides; los cuales le confieren a la pasta su color amarillo.17
Por lo general, los trigos << durum >> no sirven para panificación. El gluten del trigo <<
durum>>, suele ser más débil que el gluten del trigo común. Sin embargo, las
variedades desarrolladas más recientemente, tienen el gluten más fuerte y por lo tanto
producen piezas de pan mejores, aunque sea todavía pobres para los estándares de
trigo común. Curiosamente, los << durum >> con gluten más fuerte producen pasta con
el efecto << al dente>> más fuerte. Ocasionalmente, en algunas partes del mundo se
pueden encontrar que se produce pan con trigos << durum >>. 17
Probablemente la característica más sobresaliente de los trigos << durum >> es su
dureza. El grano es físicamente muy duro, mucho más duro que los trigos duros
comunes. Es molturable produciendo buenos rendimientos de semolina, que es la
fracción media purificada del trigo << durum >>. El trigo << durum >> es tan duro que es
difícil reducirlo hasta la finura de harina. Cuando se reduce a harina, el porcentaje de
almidón lesionado es varias veces superior al que se produce en los trigos comunes. En
el proceso de molturación del << durum >>, también se produce, pero por lo general es
de valor inferior al de la semolina. Se suele utilizar para hacer <<noodles>>, pero
también pueden utilizarse para hacer pasta; la harina de << durum >> suele dar
23excelentes productos con la excepción de que no son tan resistentes al exceso de
cocción, ni tienen color amarillo, como son los hechos con semolina. 17
2.4.3 INGREDIENTES UTILIZADOS EN LA ELABORACIÓN DE LAS PASTAS
ALIMENTICIAS
2.4.3.1 SÉMOLA DE TRIGO
La sémola de trigo es el producto elaborado con granos de trigo duro (Triticum durum),
por medio de procedimientos de trituración o molienda en los que se separa la mayor
parte del salvado y el germen, y el resto se muele hasta darle un grado adecuado de
finura.13
A pesar de que la granulometría de la sémola de trigo duro osciló durante varias
décadas entre 630µm y 125 µm, en estos momentos se está procesando sémola más
fina, con un tamaño de partícula inferior a 355 µm, junto con una parte de harina. Esta
tendencia ha sido influenciada, por un lado, por la perspectiva de que se requiere un
tiempo de mezcla más corto cuanto más fina fuera la materia prima, y por otro, por las
nuevas líneas de producción de pasta basadas en las nuevas tecnologías que requieren
sémola más fina como materia prima. 19
La norma del Codex Alimentarius para sémola de trigo duro, reglamenta que máximo el
79% deberá pasar a través de una gasa de seda de 315 µm o de un tamiz textil
sintético13
2.4.3.2 AGUA
El agua utilizada en el proceso debe ser un agua potable de alta calidad, libre de
contaminantes microbiológicos y químicos.19
242.4.4 PROCESO DE ELABORACIÓN
2.4.4.1 MEZCLADO
La primera etapa para formar la pasta incluye la hidratación de la sémola de trigo. La
cantidad de agua que debe añadirse es variable, si bien la masa final debería contener
del 28% al 30% de humedad(p/p). 10,19
La mezcla tiene como objetivo permitir que el gluten de la sémola pase de ser un
material vítreo a un material gomoso y elástico, que adquiera la capacidad de formar
cadenas y láminas mediante establecimiento de puentes intermoleculares. Esta matriz
proteica atrapa y encapsula al almidón manteniendo la forma del producto durante su
elaboración y cocción.19
2.4.4.2 AMASADO
Esta operación se refiere a la homogenización a presión del material mezclado,
reforzándose aún más la red proteica que se había creado previamente durante la
mezcla. El amasado debe continuar hasta que la masa adquiera cierta firmeza de
manera que cuando se apriete con la mano la masa se mantenga unida.10, 19
2.4.4.3 EXTRUSIÓN
Esta operación tiene como propósito dar a la pasta la forma deseada. La masa puede
enrollarse en forma de láminas (y cortado en hebras) o extruirse a través de un extrusor
de tornillo único. La masa se comprime a la vez que progresa entre las hendiduras cada
vez más estrechas del tornillo o a medida que sale a través de los finos orificios de una
matriz revestida de teflón. La elevada fuerza de cizalla hace que los gránulos de
almidón de la masa se orienten en la dirección del flujo de la masa y hace que aparezca
el gluten formando una matriz proteica de carácter discontinuo que rodea de forma
desigual al almidón. 10
La pasta extruida se corta mediante una cuchilla giratoria que se coloca en la superficie
externa de la matriz. En la etapa de extrusión es importante controlar el aumento en la
25temperatura de la masa para evitar posteriores defectos en la pasta. Ya que si esta
sufre un excesivo incremento de temperatura, la proteína se desnaturaliza
irreversiblemente, adquiriendo características deficientes para la cocción.10
La temperatura del cuerpo del extrusor y de la matriz deben mantenerse, en
consecuencia, a unos 45°C.10
2.4.4.4 DESECADO
Esta etapa tiene como propósito asegurar la estabilidad microbiológica y bioquímica del
producto. La mayor parte de la pasta comercial se deseca desde alrededor del 30% de
humedad hasta el 10-12%(p/p). La desecación debe realizarse lentamente y con gran
cuidado ya que la pasta se contrae a medida que se deseca. Las desecaciones
desiguales hacen que se desencadenen presiones dentro de la pasta lo que origina que
se produzcan agrietamientos en la pasta desecada.10
La desecación puede realizarse en cualquiera de los numerosos desecadores
existentes en el mercado, los cuales se dividen en dos clases según utilicen procesos
de baja o alta temperatura (HT, del inglés high temperature). También se han utilizado
con éxito para trozos o piezas pequeñas de pasta, desecadores que utilizan la energía
de microondas.10
El control de la temperatura durante el secado también es útil para modificar dos
propiedades clave de la pasta: la textura tras la hidratación y el cocinado, y el color.
En un secadero con temperatura elevada, la coagulación de la proteína por el calor
creará una red proteica permanente alrededor de los gránulos de almidón con una
fuerza e integridad realzadas. Esto evitará que los gránulos de almidón pasen al agua
de cocción y mejorará la firmeza y << consistencia durante la masticación>> de la pasta
después de la cocción. Lo anterior es debido a que a temperatura ambiente, el gluten
húmedo es un material extremadamente elástico, muy similar a la goma de mascar. A
medida que la temperatura sube hasta 55°C, el gluten se convierte en un gel duro pero
consistente y masticable, similar a la carne cocida.19
26Adicionalmente, a temperaturas próximas a 70°C se inactiva la enzima lipooxigenasa, la
cual es responsable del blanqueamiento de los pigmentos carotenoides naranjas, que
se encuentran de forma natural en el grano; contribuyendo a conservar el pigmento
amarillo presente en la pasta.19
273. MATERIALES Y MÉTODOS
El presente trabajo se dividió en dos partes:
Primera:
Molienda y tamizado del sorgo.
Determinación de proteína y almidón total de las diferentes fracciones granulométricas
obtenidas.
Segunda:
Selección de la mejor fracción granulométrica.
Elaboración de pasta alimenticia con inclusiones de harina de sorgo en niveles del 10%, 15% y
20%.
Determinación de la estabilidad durante la cocción de las pastas alimenticias.
3.1 MATERIALES
3.1.1 Materias Primas
 Harina de Sorgo
Se obtuvo a partir de la molienda con martillos de las semillas de sorgo granífero,
híbridos HF-895 de la Casa Comercial CRISTIANI BURKARD S.A. producido en Texas,
EE-UU e importados y distribuidos por la empresa Andinesa con sede en Cali,
Colombia. Se trabajó con un único lote de este tipo de semilla.5
 Sémola de trigo
Se obtuvo de Molinos La Aurora, Bogotá (Colombia)
283.2 OBTENCIÓN DE LAS FRACCIONES DE LA HARINA DE SORGO
Se molieron tres lotes cada uno de 1,00 kg de semillas de sorgo granífero-hibrido HF-
895, en un molino de martillos Fitz Mill Ilinois 60126 Modelo D con malla de 1mm. De
cada kilogramo de sorgo molido, se tomaron 500g por el método de cuarteo manual,
para su posterior tamizado en el equipo Ro Tap Tyler el cual consta de seis tamices(N°
35, 45, 60, 70, 80,100), con tamaño de partícula de 500 μm, 355 μm, 250 μm, 212 μm,
180 μm y 150 μm respectivamente.
Diagrama 1: Procedimiento para la obtención de las fracciones de la Harina se sorgo.
Molienda de semilla de
sorgo (1kg)
Harina
Cuarteo manual (500g)
Tamizado
Por
Obtención de las fracciones
granulométricas
293.3 DETERMINACIÓN DEL CONTENIDO DE PROTEÍNA Y ALMIDÓN TOTAL
A cada fracción de harina de sorgo obtenida se le determinó el contenido de proteína y
almidón con base en los siguientes métodos:
ANÁLISIS MÉTODO
Proteína AOAC 920.872
Almidón Total Goñi y colaboradores15
3.3.1 SELECCIÓN DE LA FRACCIÓN GRANULOMÉTRICA PARA LA ELABORACIÓN DE
LA PASTA ALIMENTICIA
La selección la fracción granulométrica de la harina de sorgo se hizo con base a los
siguientes criterios: 1.) buen contenido de proteína y almidón. 2.) granulometría
semejante a la sémola de trigo.
3.4 DESAROLLO DEL PRODUCTO
3.4.1 Formulación y elaboración de la pasta alimenticia
Para la elaboración de la pasta se tuvo en cuenta la siguiente formulación:
Tabla 1. Formulaciones para la elaboración de la Pasta Alimenticia
Ingredientes %Inclusión Control
10 15 20
Sémola de trigo(g) 90 85 80 100
Harina de sorgo(g) 10 15 20 -----
Agua(ml) 35 35 35 35
30Diagrama 2. Elaboración de la Pasta alimenticia
Peso de materia
prima
Sémola de trigo,
harina de sorgo y agua
Mezcla y amasa do
Extrusión
Secado
20°C , 24h
3.5 DETERMINACIÓN DE LA ESTABILIDAD DURANTE LA COCCIÓN
Para evaluar la calidad de la pasta alimenticia se determinó la estabilidad durante la cocción de
los diferentes niveles de inclusión. Peso de la pasta cocida y pérdida de sólidos.
Se pesaron aproximadamente 20g de pasta y se llevaron a un beaker que contenía 250ml de
agua destilada en ebullición durante 10 minutos. Transcurrido este tiempo se pesó la pasta
cocida y se reportó su peso en relación a la pasta seca. En el agua de cocción se observó la
turbidez y el aspecto. Para la determinación del porcentaje de sólidos solubles se tomó una
alícuota de 10ml del agua de cocción y se secó a peso constante en una estufa a 110°C, se
pesó el residuo y se reportó en relación al peso de la pasta seca.4,25
313.6 ANÁLISIS ESTADÍSTICO
El procesamiento de los datos (contenido de proteína y almidón de las fracciones
granulométricas), siguió el diseño para el caso cuando se consideran dos factores. En este
caso, un factor de tratamiento( tamices ) y un factor de control( corridas o número de
tamizados). Siguiendo el modelo:
y μ+Ƭ +Ϲ+ ε
ij= i j ij,
i= 1,2,3,4,5,6
j= 1,2,3
En donde Y, se considera el contenido de proteína y almidón de las seis fracciones
granulométricas, μ, la media general, Ƭi, el efecto del tratamiento, Ϲj, el efecto de las corridas,
ε el error experimental.
ij,
Los datos (Porcentaje de proteína y almidón de dieciocho fracciones obtenidas a partir de tres
tamizados) fueron evaluados, a través de la técnica de análisis de varianza(ANOVA), para un
diseño de bloques completos al azar, usando como soporte Microsoft Office Excel 2007.
Los datos que presentaron diferencia significativa, se evaluaron mediante la técnica de DMS(
Diferencia Mínima Significativa), para establecer el tratamiento con mayor contenido de
proteína y almidón.
De igual manera, se realizó por triplicado la prueba de estabilidad durante la cocción, para cada
nivel de inclusión de las pastas alimenticias, aplicando un análisis de varianza y una DMS a los
datos obtenidos.
324. RESULTADOS Y DISCUSIÓN
4.1 OBTENCIÓN DE LAS FRACCIONES GRANULOMÉTRICAS DE LA HARINA DE
SORGO
4.1.1 MOLIENDA DE LAS SEMILLAS DE SORGO.
Para reducir el tamaño de partícula del sorgo se utilizó un molino de martillos. El
cual consiste en hojas afiladas de acero inoxidable que rotan rápidamente dentro de
un cilindro cerrado y con una apertura cubierta por un tamiz en su parte inferior. El
tamiz puede ser fijo o intercambiable. El tamaño de partícula de la harina, depende
de la velocidad de rotor, tamaño del tamiz, y velocidad de introducción del material.12
En la tabla 2, se puede observar que en la molienda de martillos, se obtuvo un
rendimiento promedio de harina de sorgo correspondiente a 96,6% y una pérdida
de 3,3%. Se obtuvo harina integral de color rojo, característico del pigmento original
de la semilla. Las pérdidas por molienda, muy probablemente se debieron al
calentamiento que generalmente ocurre por la fricción y movimiento del material
dentro del molino durante el proceso. Lo cual ocasiona migración de humedad al
aire y por ende se reduce el peso. Adicionalmente, el aumento de la merma, se
debe a la pérdida de partículas muy finas hacia la atmósfera.
Tabla 2. Rendimiento de la harina de sorgo(%)
Molienda Harina de sorgo Pérdidas por molienda
N°1 96 4
N°2 96 4
N°3 98 2
Promedio 96,6±1,1 3,3±1,1
33Sin embargo, para obtener una harina más fina, no integral y de mejor color, se debe
proceder a hacer una decorticación antes de la molienda en molino de martillos; esto
es, la eliminación de la <<corteza>> o capas exteriores del grano. El anterior
procedimiento, se puede lograr mediante descortezadores abrasivos o mediante
técnicas de frotamiento.6,12
En comparación con la molienda con martillos; en la molienda de sorgo, llevada a
cabo con un molino de rodillos, se producen rendimientos de harina de sorgo que
oscilan entre 72 y 84%. Adicionalmente, con el sistema de rodillos, se debe realizar
una molienda semihúmeda, añadiendo un 20% de humedad y acondicionando el
grano durante seis horas. Este proceso implica un costo adicional, pero es necesario
si se requiere hacer una molturación con rodillos, ya que la molturación seca, rompe
el pericarpio en varios trozos, los cuales son demasiado frágiles para separarse del
endospermo. Aunque la ventaja con este tipo de molino, es que se evita el proceso
de decorticación. A su vez, permite darle a la harina una vida útil más prolongada, ya
que se produce una separación del germen, el cual suele conducir al rápido
enranciamiento de la harina.12,17
4.1.2 TAMIZADO DE LA HARINA DE SORGO
El tamaño de los orificios de la malla que cubre la salida del molino, determina el
tamaño de las partículas de la harina. En este caso, se utilizó una malla de 1mm.
En la tabla 3, se puede observar que el mayor porcentaje de harina, corresponde al
tamaño de partícula de 500 μm con un promedio de 27,06%; seguido de la fracción de
355 μm con un 23,06%. Así mismo, se presenta un porcentaje considerable de harina
de sorgo que corresponde a tamaños de partícula superiores a 500 μm.
Esta mayor proporción de harina de tamaño de partícula grueso, puede ser modificada,
si se desea, utilizando un proceso de molienda húmeda, ya que el proceso de
atemperado produce un ablandamiento del endospermo, lo cual facilita la molturación y
por ende una mayor obtención de harina fina. Adicionalmente, puede usarse otra criba,
diferente a 1mm, para cambiar la granulometría deseada.
34Sin embargo, con la distribución de tamaño lograda en este trabajo, se pudo seleccionar
una fracción adecuada tanto en rendimiento como en tamaño de partícula, para ser
usada en la elaboración de pasta alimenticia.
Las pérdidas por tamizado (15,49%), se atribuyen al proceso de limpieza en cada
tamizado.
Tabla 3. Distribución de la harina de sorgo.
Distribución de la harina(%)
Tamices Tamaño
(N°) de partícula Tamizado Tamizado Tamizado Promedio
(μm) N°1 N°2 N°3
>500 17,06 23,06 21,26 20,46
35 500 29,06 25,06 27,06 27,06
45 355 23,06 23,06 23,06 23,06
60 250 5,74 3,42 4,56 4,57
70 212 3,08 4,98 3,74 3,93
80 180 4,64 5,70 4,76 5,03
100 150 0,57 0,38 0,20 0,38
Pérdidas 16.78 14,34 15,36 15,49
por tamizado
4.2 CONTENIDO DE PROTEÍNA Y ALMIDÓN TOTAL DE LAS DIFERENTES FRACCIONES
GRANULOMÉTRICAS
El contenido de proteína y almidón total de las diferentes fracciones de la harina de sorgo se
muestra en la tabla 4. En cuanto al contenido de almidón, se demuestra con una p<0.05 que
existe diferencia significativa entre las diferentes fracciones obtenidas. Presentando las últimas
35fracciones obtenidas (250 μm, 212 μm, 180 μm y 150 μm), el más alto contenido de almidón.
De igual manera, se presenta una diferencia significativa en cuanto al contenido de proteína de
estas fracciones, con un valor de p<0.05. Presentando, la harina de sorgo con tamaño de
partícula de 500 μm, el mayor porcentaje de proteína (11,15%), seguido de las fracciones de
355 μm y 150 μm.
Tabla 4. Contenido de proteína y almidón en las diferentes fracciones granulométricas.
Fracción
Tam año de Almidón (%) Proteína (%)
partícula
(μm)
3,37ac 0,33a
500 53,10 ± 11,15 ±
a b
355 51,43 ± 4,95 8,83 ± 0,50
3,50b 0,27c
250 60,57 ± 8,03 ±
7,04cb 0,47c
212 59,32 ± 7,89 ±
4,30b 0,37c
180 60,85 ± 7,88 ±
8,89b 0,17bd
150 60,64 ± 8,43 ±
Promedios (n=3)
* Valores con la misma letra son estadísticamente iguales.
El mayor contenido de proteína, presente en los tamaños de partícula más grandes, es
probablemente debido a que como se realizó una molturación seca de las semillas de
sorgo, no se produjo un buen fraccionamiento del endospermo, en sus componentes
químicos almidón y proteína. Componiéndose las partículas de mayor tamaño,
fundamentalmente de almidón embebido en matriz proteica, igual como ocurriría con el
endospermo intacto.17
En cuanto al contenido de almidón, se presume de igual manera, que como el grano de
sorgo presenta un endospermo córneo y uno harinoso, las partículas de mayor tamaño
36corresponden al primero, ya que este presenta una textura más dura, lo cual dificulta la
reducción de tamaño, cuando no se lleva a cabo un proceso de atemperado. En este
caso las partículas de menor tamaño estarían compuestas por endospermo harinoso.
Adicionalmente, las fracciones de menor tamaño, estarían también compuestas por
pequeños trozos de pericarpio, los cuales a su vez incrementan el contenido de almidón
en las ultimas fracciones; ya que como se había mencionado, el sorgo, a diferencia de
otros cereales, contiene granos de almidón en su pericarpio que oscilan entre 1y 4 μm.
Esta distribución del pericarpio en las últimas fracciones, también se le atribuye al tipo
de molturación, ya que otro objetivo del atemperado en la molienda húmeda, es poner
correoso al salvado para que se resista a ser dividido en pequeños trozos durante la
molturación.17
En comparación con otros autores, Toht, A; et al (2005)26 encontraron un mayor
contenido de proteína en la harina de trigo de invierno obtenida a partir de molienda con
rodillos, a medida que disminuía el tamaño de partícula.
Tabla 5. Toht, A; et al (2005)26. Contenido de proteína de la harina original y de las
diferentes fracciones de harina.
Promedios (n=3)
37Igualmente, Bolade, M, et al( 2009)3, encontraron un aumento en el contenido de
proteína en harina de maíz, en proporción a la disminución del tamaño de partícula.
Observándose el mayor porcentaje en las fracciones de 75-150 μm.
Tabla 6. Bolade, M, et al( 2009)3. Algunos constituyentes químicos de las fracciones de
la harina de maíz.
Los resultados de esos autores difieren con los obtenidos en el presente trabajo, debido
probablemente a los tamices utilizados. Cabe resaltar que en la fracción
correspondiente a 150 μm, se observa un leve incremento de proteína en la harina de
sorgo; el cual es estadísticamente igual a la fracción de 355 μm. Ver Tabla 4. Muy
seguramente, si se hubiera usado tamices con aberturas inferiores a 150 μm, se
hubieran obtenido porcentajes más altos de proteína en las últimas fracciones.
Lo anterior, es debido a que partículas más pequeñas están compuestas por trozos de
matriz proteica o pequeños granos de almidón con proteína adherida, siendo más ricas
en proteína17
Toht, A; et al (2005)26, argumentan que en trigo, el mayor porcentaje de proteína
obtenido en la última fracción (>63 μm), se debe a que el salvado y la capa de aleurona
rica en proteína quedaron distribuidas en las ultimas fracciones.
38Bolade, M, et al( 2009)3, expresan que el incremento de proteína en las partículas más
pequeñas, se debe a que la unión de la matriz proteica con los gránulos de almidón de
mayor tamaño, es más débil que con los gránulos de tamaño inferior, distribuyéndose
la mayor parte de proteína en las últimas fracciones.
En contraste con estos autores, los resultados obtenidos en el presente proyecto, son
similares a los obtenidos por Moreyra et al( 1976)20, los cuales encontraron en harina de
quinua( un pseudocereal), un mayor contenido de proteína y menos almidón en las
fracciones de mayor granulometría. A su vez, el mayor porcentaje de carbohidratos
correspondió a las fracciones más finas. Ver tabla 7.
Tabla 7. Moreyra et al( 1976)20 Composición química de las diferentes fracciones
obtenidas en la molienda de quinua.
Análisis Variedad Kancolla Variedad Sajama
bromatológico Afrecho Harina Harina Afrecho Harina Harina
gruesa fina gruesa fina
Humedad 11,88 12,20 12,34 8,99 9,11 9,67
Proteína 14,25 11,61 7,70 13,80 13,85 11,50
Grasa 7,70 6,32 4,30 5,70 5,82 5,50
Fibra 4,50 2,02 0,69 2,80 2,32 1,20
Ceniza 3,30 2,41 1,50 2,20 2,15 1,80
Carbohidratos 58,37 65,41 73,47 66,60 66,73 70,3
Estos autores expresan, que el mayor contenido de proteína, grasa, fibra, cenizas en
harina de quinua, se presentan en las fracciones de mayor granulometría (aquellas
compuestas de una mayor cantidad de cáscara), debido a que en la primera capa
(episperma) se concentra la mayor cantidad de estos compuestos. Por el contrario, en
la parte interna del grano (perisperma), se encuentran los almidones en mayor
proporción.
394.3 SELECCIÓN DE LA FRACCIÓN GRANULOMÉTRICA PARA LA ELABORACIÓN DE LA
PASTA ALIMENTICIA
Se escogió la fracción de harina de sorgo con base en dos criterios: porcentaje de proteína y
granulometría similar a la sémola. Seleccionándose la harina de sorgo con tamaño de partícula
de 355 μm, ya que presenta un 8,83% de proteína y granulometría parecida a la sémola.
4.4 DESARROLLO DEL PRODUCTO
La pasta se elaboró a partir de la sémola de trigo, siguiendo las formulaciones de la tabla 1
(135g de mezcla) y la metodología, de acuerdo al diagrama 2. Se dejó 30min en reposo para
permitir la hidratación de la mezcla. Luego se uso la máquina que se observa en la imagen 2,
para la extrusión de la pasta en forma de fideos. La extrusión y el secado se hicieron a
temperatura ambiente (20°C en Bogotá). Ver imagen 3.
Imagen 2. Máquina extrusora de fideos.
40Imagen 3. Proceso de Secado
Se puede observar en la imagen 4, que a medida que aumentó el nivel de inclusión de
de harina de sorgo, se incrementaba el color rosado de las pastas alimenticias. Lo
anterior, fue debido al color rojo que presentaban las semillas de sorgo. No se
observaron partículas de color café que indiquen la presencia de pericarpio, ni
manchas de color blanco que demuestren que hubo una mezcla no homogénea.
Imagen 4. Niveles de inclusión de las pastas alimenticias
4.5 DETERMINACIÓN DE LA ESTABILIDAD DURANTE LA COCCIÓN
El porcentaje de sólidos solubles (SS) e índice de absorción de agua (IAA) de los
distintos niveles de inclusión de la pasta se muestra en la tabla 8.
41Tabla 8. Porcentaje de sólidos solubles e índice de absorción de agua de los niveles
de inclusión de la pasta alimenticia.
Análisis
Tratamiento % SS %IAA
Inclusión 10% de harina de 0,25 ± 0,01a 256,81 ± 9,55a
sorgo
Inclusión 15% de harina de 0,33 ± 0,02b 259,72 ± 18,83a
sorgo
Inclusión 20% de harina de 0,35 ± 0,03b 277,60 ± 3,97a
sorgo
Sémola( pasta control) 0,26 ± 0,02a 275,57 ± 2,73a
Promedios (n=3)
* Valores con la misma letra son estadísticamente iguales.
En cuanto al contenido de sólidos solubles, se demuestra una diferencia significativa,
con un valor de p<0.05. Presentando las pastas elaboradas con las inclusiones de 20%
y 15% el mayor porcentaje de sólidos solubles, en comparación con la pasta control.
Lo anterior, es debido a que las proteínas del trigo durum, principalmente gluteninas y
gliadinas( escasamente solubles en agua), forman puentes disulfuro intra e
intermoleculares durante el proceso de elaboración de la pasta. Lo cual conduce a la
formación de una red de gluten de tres dimensiones que atrapa y encapsula el almidón,
permitiendo la conservación del producto durante su cocción.19, 21, 14
Adicionalmente, las proteínas de todos los cereales, con excepción del trigo, no poseen
las proteínas que conforman el gluten, el cual da las características especiales a la
masa, para la elaboración de productos como el pan y la pasta. Entre estas
características se encuentra la extensibilidad y las propiedades viscoelasticas.
42Por lo tanto, la mayor adición del sorgo, material que no aporta gluten, en las últimas
inclusiones probablemente disminuyó la fuerza del gluten, debilitando la estructura
general de los fideos. Lo que conllevó a la disolución del almidón en el agua de cocción.
Ver imagen 5.
Imagen 5. Agua de cocción. Inclusiones
15% 20%
Por el contrario, la pasta con la inclusión del 10% tuvo un porcentaje de sólidos solubles
igual a la pasta control. Lo que indica, que esta cantidad de sorgo, no produce una
disminución importante en el contenido de gluten, que afecte la calidad de la pasta.
Con respecto al índice de absorción de agua, no se presentaron diferencias estadísticas
( p>0.05) entre los diferentes niveles de inclusión y la pasta control.
En comparación con otros autores, Petitot, M; et a l(2010)22, elaboraron pastas
alimenticias con harina de guisantes y habas con el objetivo de aumentar la calidad
nutricional del producto. Los resultados obtenidos por estos autores, en cuanto a las
pérdidas por cocción y absorción de agua, se muestra en la tabla 9.
43Tabla 9. Petitot, M; et a l(2010)22. Calidad durante la cocción.
Ingredientes %SS %IAA
65% de semolina + 35% de 7.0 ± 0.6 166 ± 6
harina de guisante 5.6 ± 0.3 168 ± 7
6.1 ± 0.5 150 ± 3
65% de semolina + 35% de 6.8 ± 0.8 166 ± 6
harina de haba 5.8 ± 0.4 169 ± 6
5.9 ± 0.6 139 ± 7
Con respecto al porcentaje de sólidos solubles, este mayor porcentaje, se debe
probablemente al incremento en el nivel de inclusión (35%), lo cual difiere mucho de los
resultados obtenidos en el presente proyecto. Ya con el nivel de inclusión del 20% de
harina de sorgo, se presentan pérdidas de 0,35% de sólidos solubles. Adicionalmente,
la disminución en la absorción de agua, se debe al menor tiempo de cocción utilizado
por estos autores, el cual corresponde a 8,5min.
La sustitución de la sémola, por otros ingredientes, representa una disminución en el
contenido de gluten y por ende una pasta de calidad diferente. Esto se puede corroborar
con los resultados obtenidos por Torres, A, et al (2009)27, quienes elaboraron una pasta
alimenticia con germen desengrasado de maíz, a un nivel de inclusión del 25%,
obteniendo una pérdida de sólidos solubles del 82% en relación a la pasta control.
Adicionalmente, la mayor pérdida de sólidos solubles obtenida por Torres, A, et al
(2009)23, se debe posiblemente a la granulometría de la harina de maíz usada, la cual
correspondió a 180 μm. Esto probablemente, permitió una mayor hidratación en la
harina de maíz, en comparación con la sémola de trigo, ya que a menor tamaño de
partícula, se produce una hidratación más rápida de la harina. Esto seguramente
conllevó a la formación de una masa no homogénea, que se disolvió al momento de la
cocción.
Granito, M, et al ( 2003)16, elaboraron pastas alimenticias con trigo, maíz, yuca y frijol,
los resultados de las pruebas de cocción, se presentan en la tabla 10.
44Tabla 10. Granito, M, et al ( 2003)16. Pruebas de cocción
Ingredientes %SS
P2. 45% S, 20% HGDM, 15%
FO, 19,50% AY, 0,5% SSL 14,40
P6. 45% S, 20% HGDM, 15%
FO, 19,50% AY, 0,5% SSL 29,63
ST: Sémola de trigo, HDGM: Harina de germen desengrasado de maíz, FO: Frijol orituco, AY:
Almidón yuca, SSL: estearoil lactilato sódico.
Las altas pérdidas por cocción, fueron debidas probablemente a que el almidón de
estas pastas se hidrató, pero posteriormente se solubilizó y pasó al agua de cocción,
al no haber una matriz proteica suficientemente fuerte para retener el almidón
gelatinizado.16
455. CONCLUSIONES
1. En la molienda de sorgo, en molinos de martillos con criba de 1mm, se obtiene
un rendimiento promedio de harina de 96,6%. El tamaño de los agujeros del
tamiz o criba determina el tamaño de las partículas de harina, en consecuencia
el mayor porcentaje de harina original, correspondió a tamaños de partícula de
>500, 500 y 355 μm.
2. Se presenta una diferencia significativa en cuanto al contenido de proteína y
almidón de las distintas fracciones granulométricas. El mayor porcentaje de
almidón corresponde a tamaños de partícula inferiores (250 μm, 212 μm, 180 μm
y 150 μm) . También se observa un mayor contenido de proteína en las primeras
fracciones (500 y 355 μm), y en la última fracción de 150 μm.
3. La fracción de 355 μm presentó una granulometría similar a la sémola de trigo, y
buen contenido de proteína, por lo cual se recomienda incluirla en un producto
tipo pasta alimenticia a un nivel del 10%, ya que este nivel presentó el menor
porcentaje de sólidos solubles.
4. La fracción granulométrica de harina de sorgo incluida en la pasta alimenticia,
permitió una menor pérdida de sólidos solubles, en comparación con los
tamaños de partícula utilizados por otros autores.
466. RECOMENDACIONES
1. Se recomienda evaluar otros parámetros químicos como contenido de cenizas y fibra
dietaria, con el fin de conocer mejor la distribución de los componentes anotómicos del
grano en las diferentes fracciones granulométricas.
2. Para conocer mejor las características funcionales del producto, se recomienda evaluar
otros parámetros como poder de hinchamiento y tiempo mínimo de cocción.
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50ANEXOS
Anexo 1. Análisis de varianza de dos factores con una sola muestra por grupo, para el
contenido de almidón.
RESUMEN Cuenta Suma Promedio Varianza
C1 6 359.65 59.9416667 48.9795367
C2 6 363.57 60.595 17.92563
C3 6 314.57 52.4283333 15.9448167
T1 3 159.3 53.1 11.3841
T2 3 154.29 51.43 24.5721
T3 3 181.72 60.5733333 12.2841333
T4 3 177.97 59.3233333 49.6814333
T5 3 182.57 60.8566667 18.5669333
T6 3 181.94 60.6466667 79.2086333
Origen de Promedio Valor
las Suma de Grados de de los crítico para
variaciones cuadrados libertad cuadrados F Probabilidad F
Filas 247.142933 2 123.571467 8.56637656 0.00680034 4.10282102
Columnas 269.998183 5 53.9996367 3.7434307 0.03598256 3.32583453
Error 144.251733 10 14.4251733
Total 661.39285 17
51Anexo 2. Análisis de varianza de dos factores con una sola muestra por grupo, para el
contenido de proteína.
RESUMEN Cuenta Suma Promedio Varianza
C1 6 0.5036 0.08393333 0.00016732
C2 6 0.5412 0.0902 0.00016559
C3 6 0.5239 0.08731667 0.00017091
T1 3 0.3367 0.11223333 1.1223E-05
T2 3 0.265 0.08833333 2.5823E-05
T3 3 0.241 0.08033333 5.5033E-06
T4 3 0.2367 0.0789 0.00002379
T5 3 0.2364 0.0788 0.00001531
T6 3 0.2529 0.0843 0.00000252
Origen de Promedio Valor
las Suma de Grados de de los crítico para
variaciones cuadrados libertad cuadrados F Probabilidad F
Filas 0.00011806 2 5.9032E-05 11.7413645 0.00237627 4.10282102
Columnas 0.00246885 5 0.00049377 98.2103693 3.6222E-08 3.32583453
Error 5.0277E-05 10 5.0277E-06
Total 0.00263719 17
52Anexo 3. Método de comparaciones múltiples de diferencia mínima significativa (DMS).
Promedios contenido de Almidón
Con α= 0,05 , GLE= 10, se tiene t= 2,228
DMS= t(α, GLE)
CME= Cuadrado medio del error
r= Número de repeticiones
DMS= 2,228
DMS= 6,90923679
Existe diferencia significativa cuando:
| Promed Y – Y | > DMS
I j
T1 T2 T3 T4 T5 T6
Tratamientos Prom almid 53.1 51.43 60.5733333 59.3233333 60.8566667 60.6466667
T1 53.1 0 1,67 7,4733333 6,2233333 7,7566667 7,5466667
T2 51.43 1,67 0 9,1433333 7,8933333 9,4266667 9,2166667
T3 60.5733333 7,4733333 9,1433333 0 1,25 0,2833334 0,0733334
T4 59.3233333 6,2233333 7,8933333 1,25 0 1,533334 1,3233334
T5 60.8566667 7,7566667 9,4266667 0,2833334 1,5333334 0 0,21
T6 60.6466667 7,5466667 9,2166667 0,0733334 1,3233334 0,21 0
= Diferencia significativa entre promedios.
53Anexo 4. Método de comparaciones múltiples de diferencia mínima significativa (DMS).
Promedio contenido de proteína
Con α= 0,05 , GLE= 10, se tiene t= 2,228
DMS= t(α, GLE)
DMS= 2,228
DMS= 0,004079004
T1 T2 T3 T4 T5 T6
Tratamientos Prom prote 0.11223333 0.08833333 0.08033333 0.0789 0.0788 0.0843
T1 0.11223333 0 0.0239 0.0319 0.03333333 0.03343333 0.02793333
T2 0.08833333 0.0239 0 0.008 0.00943333 0.00953333 0.00403333
T3 0.08033333 0.0319 0.008 0 0.00143333 0.00153333 0.00396667
T4 0.0789 0.03333333 0.00943333 0.00143333 0 0.0001 0.0054
T5 0.0788 0.03343333 0.00953333 0.00153333 0.0001 0 0.0055
T6 0.0843 0.02793333 0.00403333 0.00396667 0.0054 0.0055 0
= Diferencia significativa entre promedios.
54Anexo 5. Análisis de varianza de un factor, para el porcentaje de sólidos solubles.
RESUMEN
Grupos Cuenta Suma Promedio Varianza
Columna 1 3 0.00761502 0.00253834 2.301E-08
Columna 2 3 0.00989234 0.00329745 7.0852E-08
Columna 3 3 0.0104575 0.00348583 7.364E-08
Columna 4 3 0.0076509 0.0025503 6.9082E-08
Promedio
Origen de las Suma de Grados de de los Valor crítico
variaciones cuadrados libertad cuadrados F Probabilidad para F
7.3577E-
Entre grupos 2.2073E-06 3 07 12.4399062 0.00221408 4.066180557
Dentro de los 5.9146E-
grupos 4.73166E-07 8 08
Total 2.68047E-06 11
55Anexo 6. Análisis de varianza de un factor, para porcentaje de índice de absorción de
agua.
RESUMEN
Grupos Cuenta Suma Promedio Varianza
Columna 1 3 7.7043 2.5681 0.00912973
Columna 2 3 7.79171 2.59723667 0.03547744
Columna 3 3 8.3281 2.77603333 0.00158265
Columna 4 3 8.2618 2.75393333 0.00074064
Promedio Valor
Origen de las Suma de Grados de de los crítico para
variaciones cuadrados libertad cuadrados F Probabilidad F
Entre grupos 0.10172231 3 0.03390744 2.89001471 0.10225794 4.06618056
Dentro de los
grupos 0.09386094 8 0.01173262
Total 0.19558325 11
56Anexo 7. Método de comparaciones múltiples de diferencia mínima significativa (DMS).
Promedios Sólidos solubles
Con un nivel de confianza del 95%.
Contraste Diferencia
10% - 15% -0,0759107
10% - 20% -0,0947493
10% - Control -0,001196
15% - 20% -0,0188387
15% - Control 0,0747147
20% - Control 0,0935533
= Diferencia significativa entre promedios.
57