TECNOLOGÍA DE CEREALES Práctica: NIXTAMALIZACION TRADICIONAL: EFECTO DE LA CONCENTRACION DE CAL EN LA ELABORACION DE NIXTAMAL, MASA, TORTILLAS Y FRITURAS DE MAIZ
INTRODUCCIÓN La nixtamalización del maíz es un proceso pre-colombino que consiste en cocer el grano de maíz en una solución alcalina usando hidróxido de calcio y actualmente utilizado para preparar tortillas de buena calidad y otros productos alimenticios elaborados a partir del maíz como son: harinas instantáneas de maíz nixtam alizado, tacos, botanas como chips de maíz y tortilla chips. Este proceso consiste en el cocimiento del grano de maíz con suficiente agua (1 kilogram o de maíz por 2-3 litros de agua), con álcali, preferentemente Ca(OH)2, a temperatura menor a la de ebullición, por 30-60 minutos. El grano se deja reposar entre 12-14 horas en la solución (nejayote), el nixtamal resultante es lavado de 2-4 veces para eliminar el exceso de cal, el nixtamal obtenido es molido en un molino de piedras para obtener la masa (Bello, 2002). Esta técnica de cocimiento alcalino, sirve para suavizar el grano de maíz y permite que las tortillas tengan mayor calidad nutricional comparada con el maíz crudo, por los cambios químicos de los nutrientes que en él ocurrenLos cambios en composición química son el resultado de pérdidas de ciertas estructuras físicas del grano así como también de compuestos químicos, inducidos por el agua, el pH alcalino de cocción, el tiempo de cocción y remojo y las temperaturas aplicadas. Durante el cocimiento del grano se llevan a cabo reacciones bioquímicas, entrecruzamientos
e
interacciones
moleculares
que
modifican
tanto
las
características fisicoquímicas, estructurales y reológicas de la masa, como las propiedades estructurales y de textura de la tortilla producida. Estos cambios, se deben principalmente a modificaciones que ocurren en la estructura del almidón.
El calcio desempeña un papel importante durante la nixtamalización del grano de maíz. El tratamiento con cal facilita la remoción del pericarpio durante la cocción y el reposo, controla la actividad microbiana, mejora el sabor, aroma, color, vida de anaquel y el valor nutricional de las tortillas. La cantidad de calcio incorporado al grano durante el proceso de nixtamalización, tanto en el pericarpio, endospermo y
germen es muy importante porque la interacción entre el hidróxido de calcio y los diferentes componentes del grano determinan las características fisicoquímicas y sensoriales de los productos elaborados a partir de masa de maíz (Castillo V. 2009).
OBJETIVOS Nixtamalizar maíz blanco utilizando diferentes concentraciones de óxido de calcio o cal (0.5, 1.0, 2.0 y 2.5%), con base en el peso del maíz. Producir nixtamal, nejayote, masa, tortilla de mesa y frituras de maíz por medio de la nixtamalización tradicional. Cuantificar el volumen de nejayote y peso de nixtamal (lavado y sin lavar), peso de la masa (acondicionada y sin acondicionar), peso de tortillas calientes y los pesos de las frituras obtenidas. Así como el contenido de humedad de nixtamal, masa, tortilla y botanas. Determinar el pH de los productos del maíz nixtamalizado (nejayote, nixtamal, masa, tortillas de mesa y botanas), además, el porcentaje de solidos totales (nejayote y agua de lavado) Analizar los rendimientos del maíz, masa, tortilla y botanas frita, todo con respecto a un kilogramo de maíz. Evaluar subjetivamente la calidad de los productos obtenidos. Ingredientes, materiales y equipo. 1 kilogramo de maíz limpio
1 horno- estufa de laboratorio (100 °C)
Cantidad de CaO o cal requerida
1 licuadora
3 L de agua
1 potenciómetro
½ litro de aceite
1 charola de plástico
1 bascula granataria
Varias toallas de papel
1 estufa domestica
1 molino para nixtamal
1 olla de peltre de 5 L con tapa
1 prensa para tortillas
1 probeta graduada de 1 L
1 comal
1 cuchara grande de peltre
1 cuchillo liso
1 termómetro
1 deshidratador a 35 ° C
1 colador de plástico
1 tabla de madera
1 cubeta de plástico para 3 L
1 pinza metálica
13 charolas desechables de aluminio
1 freidora o sartén
1 pipeta graduada de 10 mL
4 bolsas de plástico
PROCEDIMIENTO Producción de nixtamal y nejayote Coloque el agua en la olla de peltre, tape y póngala al fuego, hasta que alcance una temperatura aproximada de 90° C; una vez caliente el agua, agregue la cal viva correspondiente y muévala con la cuchara hasta que se disuelva completamente. Nota: cada equipo trabajara con una determinada concentración de óxido de calcio (CaO) o cal. Inmediatamente después agregue el maíz limpio, notara que la temperatura de la solución disminuirá, por lo que el tiempo de cocimiento de 35 minutos se contará a partir que el agua empiece a hervir. Mover de vez en cuando. Al término de ese tiempo, tome un grano de maíz entre sus dedos y frote para verificar que el pericarpio se separa fácilmente, si esto sucede, retire del fuego, tape y deje reposar de 14 a 16 horas a temperatura ambiente. Mediciones Volúmenes, pH y solidos totales. Al día siguiente, separe el nejayote (líquido o agua de cocimiento) del nixtamal (maíz cocido), con ayuda del colador de plástico y una cubeta de plástico; deje escurrir el nejayote por varios minutos antes de determinar su volumen en ml y pH. Es importante recolectar y reservar todo el nejayote en la cubeta de plástico.
Nota: para determinar pH, tome una muestra de aproximadamente 250 mL de nejayote sin diluir y determinar su pH con un potenciómetro. Una vez registrado el dato, regrese la muestra a la cubeta específica para nejayote de lavado. Lave dos veces el nixtamal, recolecte toda el agua de lavado y júntela con el nejayote para poder determinar el volumen total (VT) de los sólidos totales. Para determinar el porcentaje de solidos totales, se deben colocar 20 ml de la mezcla homogenizada de nejayote y toda el agua de lavado, en una charola de aluminio a peso constante (Ch=1), y seque en la estufa de laboratorio a 100 °C por 24 horas. Haga esta prueba por duplicado. Determine el peso de la charola con los sólidos de los 20 ml (Ch=2) % solidos totales= Ch 2 -Ch1 x 100 VA Donde: Ch= peso de la charola sin muestra (g) Ch=peso de la charola con muestra seca (g) VA= Volumen de la alícuota (ml) Nixtamal limpio El nixtamal limpio se coloca sobre las toallitas de papel absorbente y se deja escurrir por 10 minutos. A continuación, determine el peso, % de humedad y pH del nixtamal. Nota: el contenido de humedad de nixtamal, masa, tortillas y botanas se debe determinar por duplicado. Un peso de 2 a 3 gramos de muestra se seca a 130° C por una hora, en una estufa de laboratorio. En el caso específico de nixtamal, cada grano se debe partir en dos partes longitudinales, el tiempo de secado debe ser de 24 horas. Para determinar pH de cualquier producto, se muelen aproximadamente 20 g de muestra en 200 ml de agua destilada.
Elaboración de masa Se muele el nixtamal en el molino para nixtamal, adicionando un poco de agua durante la molienda. Nota: primeramente, se debe moler una muestra de nixtamal que no forme parte del experimento, para que rellene todos los huecos de las piedras y el alimentador del molino, con la finalidad de evitar pérdidas de masa en el molino y con ello, errores en los cálculos de rendimiento. Inmediatamente después, moler la muestra de nixtamal. Masa sin acondicionar y acondicionada. Se pesa la masa obtenida y se registra como peso de la masa sin acondicionar. Si es necesario, se agrega agua y se amasa hasta obtener una masa de textura adecuada para ser torteada. Se pesa de nuevo para obtener el peso de la masa acondicionada. Determinar el pH y % de humedad de la masa acondicionada. Nota: se debe registrar el peso de la masa sin acondicionar y acondicionada obtenida del peso inicial de maíz Elaboración de tortillas de mesa Utilizamos solamente la mitad de la masa acondicionada obtenida, haga bolitas de masa de 30 gramos. Cada bolita se coloca entre dos pedazos de plástico y se prensa por ambos lados en la prensa manual para tortillas, hasta alcanzar un espesor aproximado de 2 mm. Cocer en un comal metálico caliente, aproximadamente a 280 °C, dejando cocer la tortilla 30 segundos por un lado, 30 por el otro y otros 30 en la superficie inicial. Las tortillas cocidas se colocan en una bolsa de plástico y se guardan. Contar el número de tortillas y determinar el peso caliente de todas ellas. El peso de las tortillas de mesa se multiplica por dos para obtener el rendimiento de un kilogramo de maíz. Además, obtener el contenido de humedad y pH de las tortillas.
Elaboración de frituras “Corn Chips” o fritos. Con la otra mitad de la masa acondicionada, se forman las tortillas de la misma manera que las tortillas de mesa; córtelas en triángulos medianos, colóquelos en una charola de acero inoxidable del deshidratador y deshidrátelos a 35 °C por 15 minutos, posteriormente sumérjalas en el aceite caliente a 190 °C, volteando de vez en cuando, hasta que se doren por ambos lados. Escúrralos, colóquelos en papel absorbente por 10 minutos, y determine el peso de las frituras doradas, su contenido de húmeda y su pH. El peso de los fritos se multiplica por dos para obtener el rendimiento de un kilogramo de masa. Elaboración de “Tortillas Chips” o tostitos.
La mitad del peso de las tortillas de mesa ya fritas (cuantifique el peso), córtelas en triángulos medianos, deshidrátelos 15 minutos a 35 °C y dórelas de la misma manera que los “Corn chips” péselos y determine su contenido de húmeda y pH. El peso de los tostitos se multiplica por cuatro para obtener el rendimiento de un kilogramo de masa.
RESULTADOS Y DISCUSION Medición
Concentración de cal 0.5 %
1%
2%
2.5%
Volumen nejayote (ml)
460
1100
790
800
pH del nejayote
8.84
11.02
11.82
11.94
% de sólidos totales
1.5
2
2.5
3
pH de nixtamal
7.35
9.32
10.43
11.46
Peso de masa sin acondicionar (g)
1050
1005
1010
1015
Peso de la masa acondicionada (g)
1060
1070
1110
1040
Número de tortillas
17
18
18
21
Número de tortillas de un kilogramo de maíz
34
36
36
42
Peso de tortillas de mesa (g)
400
429.2
400
491.7
Peso de tortillas de un kilogramo de maíz (g)
800
858.4
800
983.4
Rendimiento de tortillas por kilogramo de maíz
80%
86%
80 %
98%
pH de las tortillas de mesa
7.45
9.22
10
10.3
Peso de Corn Chips de un kilogramo de maíz (g)
600
625
600
710
Rendimiento de Corn Chips por kilogramo de maíz
60%
62%
60%
71%
pH de Corn Chips
6.26
8.7
Peso de tortillas Chips (g)
140
140
140
140
Peso de las tortillas Chips de un kilogramo de maíz 560
560
560
560
Rendimiento de tortillas Chips por kilogramo de
56%
56%
56 %
56%
6.54
9.1
9.5
10
9.1
9.5
maíz pH de tortillas Chips
CONCLUSION La cocción alcalina y el remojo provocan el hinchamiento y rompimiento de las capas del pericarpio, esto hace que esta parte del grano se vuelva frágil, facilitando su remoción durante el lavado, teniendo más volumen de nejayote, a excepción de la concentración de 1%, el tratamiento que tenía mayor cantidad de cal.
En la tabla se observa principalmente que el pH del nejayote es mayor en la concentración de óxido de calcio al 2%, los sólidos totales aumentan 0.5 % entre cada concentración. El volumen del nejayote, va en aumento conforme aumenta la concentración de cal. Aunque aproximadamente todos los equipos tenían la misma cantidad de masa, el mayor rendimiento en tortilla, lo obtuvo la última concentr ación. Comparando el peso de las tortillas Chips con las Corn chips, las que tuvieron mayor peso fueron las Corn chips, esto puede ser debido a que en su cocción se observó una mayor absorción de aceite. CONCLUSIONES:
El volumen del nejayote aumenta proporcionalmente a las concentración de cal. El pH de los productos elaborados disminuyó en comparación con el pH del nixtamal. Si la cantidad de cal adicionada es muy grande, afecta las propiedades organolépticas del alimento Mientras aumenta la concentración de cal las tortillas obtienen un color más amarillo, por el contrario, la tortilla es más blanca con bajas concentraciones de cal.
CUESTIONARIO 1. Evaluar las características sensoriales (color, olor, textura a la mordida, presencia de ampollas y sabor del producto) en las tortillas de mesa, Corn Chips y tortillas Chips, utilizar la siguiente escala: 5= me gusta mucho, 4= me gusta, 3= me es indiferente, 2= no me gusta y 1= me disgusta mucho. TORTILLA DE MESA Características Sensoriales Color Olor Textura a la mordida Presencia de ampollas Sabor
Porcentaje de CaO 0.5% 3 4 2 3 3
1% 4 4 2 3 3
2% 3 4 4 4 5
2.5% 2 2 4 4 2
CORN CHIPS Características Sensoriales Color Olor Textura a la mordida Presencia de ampollas Sabor TORTILLAS CHIPS Características Sensoriales Color Olor Textura a la mordida Presencia de ampollas Sabor
Porcentaje de CaO 0.5% 4 2 4 2 3
1% 4 3 4 3 3
2% 3 4 4 4 4
2.5% 2 2 4 4 2
Porcentaje de CaO 0.5% 4 3 4 2 3
1% 4 3 4 2 3
2% 3 4 4 4 5
2.5% 2 2 4 4 2
Conforme iba aumentando el porcentaje de CaO se volvían más suaves y con más ampollas, sólo que el olor a CaO se hacía más presente, la textura a la mordida eran similares a excepción de la tortilla de mesa.
2. ¿A qué se deben los cambios de pH en los diferentes productos obtenidos? Describa cada producto por separado: pH de nixtamal = 10.43 pH de Corn Chips = 9.1 pH torilla de mesa =10 pH de tortillas Chips = 9.5 Un pH alto se puede obtener incrementando la concentración de cal durante el cocimiento o reduciendo el número de lavados del nixtamal. Generalmente en las tortillerías el nixtamal se lava varias veces, lo que produce masas con pH más bajos. También, la masa fresca se fermenta rápidamente produciendo ácido que disminuye el pH (Bello, 2002). Por otro lado la disminución de pH depende de la concentración de agua ya que dependiendo de esta aumenta o disminuye la concentración, por tal motivo el pH de corn Chips es un poco más bajo ya que el agua permanece en la masa para elaborar
la tortilla y freírla compara da con el pH de tortillas Chips es un poco más elevado ya que se elimina agua y por tal aumenta la concentración de cal y aumenta el pH. En cuanto al pH de la tortilla no presenta, mucha variación ya que no se fríe ni se deshidrata, por tal el pH permanece casi igual con el del nixtamal con diferenciación por el proceso.
3.- ¿Que sugiere hacer para evitar o reducir los efectos al medio ambiente, como consecuencia de la descarga del nejayote a la red de drenaje domestico por parte de los cientos de pequeños molinos de nixtamal aunado al de grandes plantas procesadoras de harinas de maíz nixtamalizado? Que se coloquen pequeños centros de acopio en diferentes comunidades, con la finalidad de que los desechos de los pequeños molinos no terminen en lugares cercanos como desperdicio, sino que se le aplique algún tratamiento para reducir el impacto al medio ambiente.
4.- ¿Cuál de las cuatro concentraciones origina el mayor rendimiento tortillero y de botanas? Discuta ampliamente su respuesta El mayor rendimiento tortillero del Nixtamal se observó a una concentración de 2.5% de cal. Esto debido a que la difusión de los iones calcio hacia el interior del grano es un proceso lineal debido a la estructura del grano la cual está en función de la concentración de Ca(OH) 2 durante el proceso de nixtamalización, La mejor concentración en el procesamiento del nixtamal fue de 2.5 g/100g de Ca(OH) 2 dicha concentración permitió obtener un nixtamal con mayor capacidad de absorción de agua lo que originó el mayor rendimiento tortillero, obteniendo además productos de mejor calidad.
5.- ¿Qué recomienda hacer para utilizar el nejayote industrialmente? Acompañe su idea con un diagrama de bloques Se puede obtener extracto enzimático o liofilizado a partir de la fermentación del nejayote estos productos son utilizados en laboratorios de genética y biotecnología, como subproducto se puede obtener un suplemento alimenticio para animales por el alto contenido de proteínas (18%),
BIBLIOGRAFÍA
Castillo V. (2009). Efecto de la concentración de hidróxido de calcio y tiempo de cocción del grano de maíz (Zea mays L.) nixtamalizado, sobre las características fisicoquímicas y reológicas del nixtamal. Archivos Latinoamericanos de Nutrición (ALAN). Volumen 59, Numero 4, año 2009. Venezuela. Bello P. et – al. 2002. Propiedades químicas, fisicoquímicas y reológicas de masas y harinas de maíz nixtamalizado. Centro de Investigación y de Estudios Avanzados del IPN. Apartado postal 623. Irapuato, Guanajuato, México.
