Project Details
Description
1. Resumen El crecimiento de la población mundial ha ocasionado un incremento en el consumo y en la demanda de alimentos procesados, dentro de los cuales se encuentran los productos de panificación a base de trigo, como el pan (Godfray et al., 2010). Colombia no es ajena a esta situación, dado que, según lo reportado por la Encuesta Nacional de Situación Alimentaria y Nutricional (ENSIN) para el año 2015, se presentó una mayor prevalencia de consumo de cereales (99,2 %), seguido de tubérculos y plátanos (97,8 %) y entre los derivados de estas materias primas se encuentra el pan (88,2 %), siendo este uno de los productos de mayor preferencia para todos los grupos etarios del país (ICBF, 2015; Rey, 2023). Estos valores han demostrado la razón por la cual la demanda de trigo ha incrementado considerablemente, pronosticando que esta materia prima podrá ser escasa mundialmente en un futuro próximo (Jensen et al., 2015; Sánchez & Chaves, 2017). En los últimos años en Colombia se ha presentado una tendencia decreciente en el área de siembra de trigo, lo cual demuestra las coyunturas macroeconómicas que inciden directamente sobre la producción nacional, evidenciando la crisis que ha presentado el sector productivo en los últimos años (Sánchez & Chaves, 2017). Lo anterior explica la necesidad de investigar sobre materias primas no industrializadas como las raíces y tubérculos cultivados en el país, que permitan suplir a futuro las deficiencias del trigo, cuyo uso históricamente ha sido en alimentación humana (Li et al., 2017). La proteína estructural que posee el trigo, conocida como gluten, le confiere las propiedades adecuadas para la obtención de productos horneados con levadura, ya que, durante la elaboración de la masa, la hidratación del gluten contribuye al desarrollo de una red viscoelástica unida por enlaces disulfuro entre moléculas de glutenina y gliadinas (Chisenga et al., 2020), que le confieren importantes cualidades a los alimentos preparados con este cereal, brindándoles una mejor palatabilidad (Elli et al., 2017). No obstante, a pesar de dichas propiedades tecnológicas, se han identificado fundamentalmente tres Trastornos Relacionados con el Consumo de Gluten (TRCG): (i) la enfermedad celiaca (EC), (ii) la alergia al trigo IgE mediada y (iii) la sensibilidad al gluten no celiaca (Donat Aliaga, 2023), los cuales están asociados a manifestaciones intestinales y/o extraintestinales específicas, que mejoran tras retirar el consumo de gluten (Asri & Rostami-Nejad 2022). En la actualidad la enfermedad celiaca (EC) o intolerancia al gluten afecta aproximadamente al 1 % de la población mundial (Lamacchia et al., 2009), alrededor del 0,5 % presenta alergia al trigo (Pamela & Alessio, 2009) y adicionalmente el 6 % de la población de USA puede padecer sensibilidad al gluten, la cual es una enfermedad descubierta recientemente (Rosell et al., 2014), aunque muchos de estos casos pueden permanecer sin ser identificados claramente, indicando que son pacientes no diagnosticados (Oxentenko & Rubio-Tapia, 2019). Dichos trastornos requieren una dieta basada en productos especiales, que sean libres de gluten (GF), por lo tanto, el uso de materias primas alternativas como raíces y tubérculos presenta una ventaja competitiva dada la reducción del riesgo de exposición a esta proteína por parte de los consumidores sensibles (Horstmann et al., 2017). Adicionalmente, en los últimos años, se ha presentado una creciente tendencia hacia el consumo de productos GF, significando un reto para la industria alimentaria, la cual, debe disponer de otros compuestos para suplir las propiedades del gluten en la formación de estructuras viscoelásticas y texturas en los productos de panadería (Lamacchia et al., 2009; Horstmann et al., 2017). De acuerdo con lo anterior, algunos investigadores han realizado esfuerzos con distintos enfoques tecnológicos donde se ha estudiado el uso de hidrocoloides sustitutos del gluten como carboximetilcelulosa (CMC), hidroxipropilmetilcelulosa (HPMC), goma xantana y goma guar (Abdel-Aal, 2009; Kittisuban et al., 2014; Lazaridou & Biliaderis, 2009; Mancebo et al., 2015, Monthe et al., 2019) en productos elaborados a partir de almidón o harinas de materias primas amiláceas como arroz, maíz, sorgo, papa, batata o yuca (Onyango et al., 2009; Rosales-Juárez et al., 2008; Sánchez & de la Torre, 2002, Monthe et al., 2019, Dufour et al., 2022). Adicionalmente, en África y América Latina, el almidón y las harinas obtenidas a partir de raíces y tubérculos como yuca, ñame, arracacha, cubio y achira entre otros, han incrementado su aplicación en el desarrollo de productos de panificación, debido a su versatilidad y practicidad gastronómica, pero con muy poca investigación que se evidencia en el trabajo realizado por Gómez-Reyes (2022). De acuerdo con lo anterior, y con base en estudios previos realizados por el grupo de investigación que buscaban la optimización de una formulación de pan con masa madre e inclusión de harina de linaza y almidón de yuca fermentado (Martinez, 2022), el presente proyecto pretende responder a la siguiente pregunta de investigación ¿cuál es la calidad fisicoquímica, nutricional, reológica y sensorial de pan libre de gluten elaborado a partir de mezclas de harinas obtenidas de materias primas amiláceas como achira (Canna edulis), arracacha (Arracacia xanthorrhiza) y ñame (Dioscorea alata) con inclusión de sustitutos industriales de gluten? En cuanto a la naturaleza de las raíces y tubérculos como materia prima para el desarrollo de productos, estas son caracterizadas por ser reservorio de carbohidratos (almidón especialmente, 65 – 85 % de su peso) (Jiménez & Sammán, 2014). El almidón es utilizado en el desarrollo de productos por sus propiedades: gelificante, espesante, adherente, ingrediente retenedor de humedad, estabilizante, formador de película, texturizante y anti-envejecimiento. No obstante, estas pueden variar en función de la fuente de almidón y adicionalmente pueden ser modificadas dependiendo de su aplicación. Por lo tanto, cuando el gluten es eliminado de una harina, el almidón es el componente principal que queda; así entonces, este juega un rol importante en la formulación de los productos principalmente aquellos de panadería que no contienen gluten (Horstmann et al., 2017). De modo que, se estima que los productos de este grupo de alimentos podrían representar un gran potencial como una alternativa para la sustitución de la harina de trigo en la industria alimentaria, dado que, en los productos sin gluten, el almidón se incorpora a la formulación del alimento para mejorar las características de horneado, como el volumen específico, el color y la estructura y textura de la miga (Horstmann et al., 2017). En el año 2021, se estimó que dichas materias primas agrícolas presentaron la mayor área de siembra durante el primer semestre, entre los productos que jalonaron este impacto son la yuca, el ñame y la papa, y en menor medida se encontraron la arracacha, achira y malanga (MinAgricultura, 2022). De manera que, la posibilidad de fomentar el uso industrial y consumo de raíces y tubérculos dependerá en gran medida del conocimiento científico que se produzca acerca de las características físicoquímicas, nutricionales y funcionales que permitirán enfocar los esfuerzos de la industria alimentaria en el desafío actual sobre la producción de alimentos GF (Lamacchia et al., 2009). En la actualidad existen pocos estudios que demuestren el potencial de materias primas como achira (Canna edulis); arracacha (Arracacia xanthorrhiza) y ñame (Dioscorea alata) (Gómez-Reyes (2022). Este escenario resulta positivo para incentivar el desarrollo industrial y agrícola, desde la producción hasta la comercialización. Según las organizaciones unidas para la agricultura y la alimentación (FAO) se espera que la producción y uso agroindustrial aumentará durante el próximo decenio en 18 %, proyectando que para el 2029 las raíces y tubérculos entrarán a formar parte de las dietas mundiales, debido a que, tienen una adaptabilidad en diferentes ecosistemas, buena productividad agrícola con periodos relativamente cortos en comparación con otros productos vegetales y un perfil nutricional elevado (OCDE & FAO, 2021). El ñame, es una planta tropical de origen africano y asiático, en el país la producción y el consumo se localiza en la Costa Caribe, para el 2020 se produjeron 420.773 toneladas, disminuyendo el 13 % de áreas sembradas entre el 2016 al 2020, la mayoría del ñame producido en el país es de variedades criollas (70 %), y el 16 % y 14 % corresponde a variedades espino y diamante, respectivamente (Acevedo et al., 2015). Otra de las especies de interés entre el gran número de tubérculos andinos es la achira, la cual hace parte fundamental en la fabricación de productos locales como bizcochos, pan, coladas, y natillas. Se produce en los departamentos de Cundinamarca, Huila y Tolima principalmente, con una producción anual de 1.307 toneladas (Ortega et al., 2020). Otro de los tubérculos de interés industrial es la arracacha, el departamento de Tolima es el mayor productor en el país con 3.200 hectáreas sembradas y una cosecha de 73.000 toneladas anuales (DANE, 2015). Basado en lo anterior, y dada la relevante relación entre salud y nutrición, se ha concedido una gran importancia a ofrecer productos alimenticios con determinadas modificaciones en su composición, ya sea por reducción, eliminación o adición de ciertos componentes que le permitan al consumidor disponer de una variedad de productos que contengan nutrientes que puedan tolerar o evitar el exceso de aquellos que podrían eventualmente ser nocivos para su salud (Pérez et al., 2013).
Status | Active |
---|---|
Effective start/end date | 10/01/23 → 31/03/25 |
Project Status
- In Execution
Project funding
- Internal
- Pontificia Universidad Javeriana