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Determinación de isotermas de sorción en harina de maíz a tres temperaturas y su ajuste a modelos matemáticos
Ramirez Miranda, Monica
En México, la harina de maíz nixtamalizado se produce, almacena y distribuye en grandes volúmenes por empresas de clase mundial, así como por molineros en centros de acopio locales que se encuentran por todo el país. No obstante la importancia económica de este producto, se carece de la valiosa información que aporta el conocimiento de los parámetros termodinámicos y de humedad de monocapa, que describen el comportamiento de la harina durante su distribució así como de los valores de humedad seguros que se deben alcanzar para lograr un almacenamiento exitoso. Por ello esta investigación aporta estos datos, utilizando como materia prima las harinas nixtamalizadas por las grandes empresas (industrial), así como las obtenidas por los peque?os productores (tradicional). Para esto se construyeron isotermas de sorción a tres temperaturas (24, 30 y 35°C), en un intervalo de actividad acuosa de 0.074 a 0.970 por el Método de Celda en Equilibrio (PEC). Las isotermas obtenidas, para ambas muestras, presentan una forma de tipo II, de las cinco establecidas por Brunauer. Se determinó el valor de monocapa con las ecuaciones de GAB y BET cuyos valores se ubicaron entre 0.06-0.14 (g de H2O/g de sólido seco) para harina nixtamalizada industrial y 0.11-0.15 (g de H2O/g de sólido seco) para harina nixtamalizada tradicional. Se determino el contenido de humedad de seguridad (XS), que indica el contenido de humedad al cual se lograría la máxima estabilidad del alimento durante su almacenamiento con la ecuación de Caurie cuyos valores se ubicaron entre 0.03 y 0.04 (g de H2O/g de sólido seco). Finalmente se evaluó el calor isostérico de sorción requerido por la Harina de Maíz Nixtamalizada para alcanzar el equilibrio, mediante la ecuación de Clausius – Clapeyron. Los valores de la energía libre de Gibbs están en un intervalo de -386±3.61 para harina nixtamalizada industrial y de -161±1.22 para harina nixtamalizada tradicional, por lo que se concluye que el proceso es espontá los valores de entalpía indican que existen fuerzas atractivas en el proceso de sorción y los valores están comprendidos de -16.9±1.2 para harina nixtamalizada industrial y de -15.06±0.6 para harina nixta los valores de entropía están en un intervalo de 13.15±4.6 para harina nixtamalizada industrial y de 5.09±1.3 para harina nixtamalizada tradicional, lo que indica que el proceso de sorción en la interfase agua-soluto es no estructurado o de alto desorden, debido a que al someterlo a un cambio de estado, este rompe su equilibrio inicial y ocurre un desorden en el sistema.
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TESIS MONICA RAMIREZ ...versión impresa ISSN
Rev. Mex. Ing. Quím vol.13 no.1 México abr. 2014
Ingenier&a de alimentos
Determinaci&n de las isotermas de sorci&n y las propiedades termodin&micas de harina de ma&z nixtamalizada
Determination of moisture sorption isotherms and their thermodynamics properties of nixtamalized maize flour
M. Ram&rez-Miranda1, M.T. Cruz y Victoria1, M.G. Vizcarra-Mendoza2 e I. Anaya-Sosa1*
1 Instituto Polit&cnico Nacional, Escuela Nacional de Ciencias Biol&gicas, Departamento de Graduados en Alimentos, Santo Tomas C.P. 11340 Delegaci&n Miguel Hidalgo M&xico, D.F. *Autora para la correspondencia. E-mail: . Tel. 57-29-60-00, ext. 62464 Fax 57-29-60-00 ext. 62463.
2 Universidad Aut&noma Metropolitana-Iztapalapa. Av. San Rafael Atlixco No.186, Col. Vicentina C.P.09340 Del. Iztapalapa M&xico D.F.
Recibido 12 de Marzo, 2013.
Aceptado 8 de Noviembre, 2013.
Se construyeron isotermas de sorci&n a tres temperaturas (24, 30 y 35&C), en un intervalo de actividad acuosa de 0.074 a 0.970 por el m&todo de celda en equilibrio (PEC). Se obtuvieron isotermas tipo II. La predicci&n de las curvas con los modelos de B.E.T., G.A.B. y Henderson, se realizaron utilizando an&lisis de regresi&n no lineal. Los modelos de G.A.B. y Henderson fueron los de mayor ajuste (error relativo medio &4.4%). Los valores de calor isost&rico (Qs) y la entrop&a (ΔS) evaluados como una funci&n del contenido de humedad, disminuyeron cuando el contenido de humedad de la harina de ma&z nixtamalizado aument&.
Palabras clave: harina de ma&z, nixtamalizaci&n, isotermas de adsorci&n, modelos matem&ticos, propiedades termodin&micas.
The water sorption isotherms of nixmalized maize flour were determinated at three different temperatures (24, 30, 35&C) and water activity range of 0.074 to 0.970 by using the method of equilibrium cell (PEC). The sorption isotherms exhibited type II behavior. The BET, GAB and Henderson models were tested to fit the experimental data by using nonlinear regression analysis. The GAB and Henderson models satisfactorily described the sorption isotherms (mean relative error & 4.4%) The isosteric heat (Qs) and the entropy (ΔS), estimated as functions of the moisture content, decreased as the nixtamalized maize flour increased.
Keywords: corn flour, nixtamalization, adsorption isotherms, mathematical models, thermodynamic properties.
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Caracterización fisicoquímica de la harina de maíz criollo (Zea Mays Amylacea) y su aplicación en la elaboración de Pan
Pino Gutiérrez, Jailer Javier
Con el fin de diversificar el uso de maíz amiláceo (Zea mays amylacea) de consumo apreciado en nuestra selva amazónica, y considerando su aporte en almidón 80%, se procedió a obtener harina para sustituir 10, 20 y 30% de harina de trigo en la elaboración de pan.
Se caracterizó la harina de maíz amiláceo (Zea mays amylacea) por sus propiedades físico químicas como Densidad aparente de 0,60 g/cm3, pH: 6,53, Acidez total: 0,14% expresado como ácido sulfúrico, Granulometría: 97.50%, pasando por un tamiz de 180 um y un análisis químico proximal: Humedad: 11,31, Fibra: 0,36, Grasa: 5,07, Ceniza: 1,25, Proteína: 10,00, Carbohidratos: 72,01. Análisis de amilosa: 13,7% considerando ligeramente exento de amilosa.
Se estudió el comportamiento de la masa panaria en los niveles de sustitución de 10, 20 y 30%, encontrando el mayor valor de expansión a 30% (5.45cm) y el menor valor al 10% (4.85cm), solo las sustituciones de 10 y 20% están dentro del rango establecido y conserva las propiedades de amasado.
Durante el proceso se dividieron en dos etapas: La primera, evalúa las propiedades funcionales y sensoriales en los niveles de sustitución en la elaboración de Pan de maíz amiláceo, analizando estadísticamente al 95% de confianza y la prueba de Tukey se encontró diferencia estadística significativa en la muestra al 30% comparada con la muestra control, 10 y 20% de sustitución en las propiedades funcionales de densidad aparente, coeficiente de elevación y absorción de agua. El análisis sensorial respecto a los atributos de sabor, color y olor estadísticamente no existe diferencia estadística significativa al 5% de probabilidad entre los niveles de sustitución; solo en el atributo apariencia general, determina el máximo nivel de sustitución al 20% en la elaboración de Pan.En la segunda etapa se evalúa la calidad y aceptabilidad del pan al 20% de sustitución con adición de harina de soya y lactosuero, como mejoradores naturales. Los análisis químicos evidencian un enriquecimiento de proteína en 1.31% al adicionar suero de leche comparada frente a la harina de soya (0.66%) y la prueba de aceptabilidad, demuestra que el 50% de los panelistas califican al pan mejorado con suero de leche en la escala me gusta mucho.
En cuanto al análisis microbiológico, la numeración de mohos y levaduras se encuentran por debajo de los límites bacteriológicos permisibles, lo cual demuestra las adecuadas condiciones higiénicas empleadas durante el proceso. With the purpose of diversifying the use of corn starch (zea mays amylacea) of appreciated consume in our Amazon Jungle, and considering its contribution of 80% in starch, it is proceeded to get flour to replace 10, 20 and 30% of wheat flour in making bread.
The corn starch flour in characterized (Zea mays amylacea) for their physical and chemical properties such as bulk density of 0, 60 g/cm3, pH: 6.53, total acidity: 0.14% expressed as sulfuric acid, particle size: 97, 50%, passing through a sieve of 180 um and a quimical analysis: moisture: 11, 31, Fiber: 0.36, fat: 5.07, Ash:
1.25, protein: 10.00, Carbohydrates: 72, 01. Analysis of amylase: 13:7% considering slightly free of amylose.
The behavior of the bread dough was studied at the replacement levels of 10, 20, 30%, finding the highest value of expansion to 30% (5.45 cm) and the lowest 10%
cm), only substitutions of 10 and 20% are within the established range and maintains the properties of mixing without significant alterations.
Two stage were divided during the process: firs, to evaluate the functional and sensory properties in the substitution levels in the elaboration of soft corn bread which was statistically analyzed at 95% confidence and the Tukey test, significant statistical difference was found in the sample to 30% compared with the control sample, 10 and 20% of substitution in the functional properties of bulk density, coefficient of lift and water absorption. The Sensory analysis regarding taxation of flavor, color and smell, no statistical difference was significant at the 5% of probability for replacement levels, only with the general appearance attribute, the maximum substitution level of 20% in developing of bread was determined.The quality and acceptability of the bread with substitution level to 20% in elaboration soft corn bread is evaluated in the second stage. The physicochemical analysis show an enrichment of 1.31% protein by adding milk whey compared to soybean flour (0.66%) and the acceptability test, shows that 50% of the panelists rate the bread improved by the milk whey in scale I like much.
With regard to microbiological analysis, the numbering of molds and yeasts are below the permissible bacteriological limits, these results demonstrate adequate hygienic conditions employed during the process.
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Jailer Javier Pino ...
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