Estudio de la incorporación de altos porcentajes de proteínas en productos sin gluten a base de cereales

Resum

Las proteínas, junto a carbohidratos y grasas, son macromoléculas que componen la base de la dieta humana. En los últimos años, la presencia de altos contenidos de proteína en productos se ha convertido en un reclamo de los consumidores. Se conoce que un mayor consumo de proteínas puede producir beneficios nutricionales para determinados grupos de población como deportistas, ancianos, etc. Además, la mayor sensación de saciedad que aportan los productos enriquecidos con proteínas los convierte en una buena opción para personas que quieren perder peso. Existen diferentes estudios que analizan el efecto de las proteínas en la funcionalidad de harinas y almidones, así como en las características de productos a base de cereales. Sin embargo, la mayor parte de estos trabajos estudian individualmente las proteínas, no comparan entre diferentes tipos de proteínas y los contenidos de proteínas adicionados son bajos (<15%). Además, algunos de estos estudios presentaron resultados contradictorios, y los diferentes requerimientos de agua de cada proteína podrían ser uno de los motivos. Por ello, el objetivo de la presente tesis fue evaluar el efecto de la incorporación de altos porcentajes de diferentes proteínas (arroz, patata, guisante, suero y huevo) en las características reológicas, físicas y sensoriales de productos sin gluten a base de cereales (galletas, panes, bizcochos y purés). Los tipos de proteína utilizados fueron elegidos en base a los resultados obtenidos en estudios previos realizados por el grupo de investigación. De esta forma, las proteínas seleccionadas presentan propiedades características y engloban la mayor parte de los tipos de proteínas disponibles (leguminosas, cereales, tubérculos, leche y huevo) para que los resultados puedan ser extrapolables a otras proteínas. Además, también se pretendió analizar diferencias entre las proteínas animales y las proteínas vegetales. En cuanto a los productos elegidos como matriz, se pretendió evaluar como la adición de proteínas puede influir en diferentes tipos de masas (batidas, cortas, fermentadas) y productos (horneados y mezclados en frío). La incorporación de altos porcentajes de proteína modificó las características de galletas sin gluten elaboradas con harina de maíz blanco. La proteína de clara de huevo incrementó significativamente la dureza de las galletas mientras que la proteína de suero dio lugar a galletas más oscuras y de mayor diámetro. Por su parte, las proteínas vegetales apenas modificaron las características de las galletas, a excepción del oscurecimiento de los bordes que produce la proteína de patata. La escasa influencia de la proteína de guisante en las características físicas y aceptabilidad de las galletas la convierten en la mejor opción para conseguir un producto de alto contenido proteico. La hipótesis planteada sobre los diferentes niveles de hidratación requeridos por cada tipo de proteína se confirmó tras realizar una optimización de la misma en panes de almidón de maíz. Este estudio reveló que los panes con proteínas vegetales necesitaron más cantidad de agua para conseguir su máximo volumen específico que los panes sin proteína y con proteínas animales. Además, todos los panes enriquecidos presentaron un volumen menor que el pan control. En cuanto al comportamiento reológico, las masas con proteína de suero presentaron los mayores valores de G’ y G’’ debido a su bajo contenido de agua. Por el contrario, las masas con proteína de huevo fueron tan líquidas que no pudieron ser evaluadas con el reómetro aunque consiguieron formar una estructura tras el horneado debido al proceso de coagulación que experimentan. La incorporación de ambas proteínas animales incrementó significativamente, como en el caso de los bizcochos, la dureza de los panes, mientras que las proteínas vegetales no lo modificaron. Por último, la adición de proteína dio lugar a panes más oscuros, siendo mayor este efecto con la proteína de suero. Debido a la gran capacidad de absorción de la proteína de guisante, la presencia de esta proteína en bizcochos de arroz aumentó significativamente la viscosidad de las masas, siendo este efecto mayor, cuanto mayor es el contenido de proteína. En cuanto a las proteínas animales, la adición de proteína de huevo dio lugar a bizcochos con los mayores valores de dureza debido a su característico proceso de coagulación. Por su parte, la proteína de suero, que también aumentó la dureza de los bizcochos, produjo el mayor aumento de volumen específico. Ambas proteínas animales incrementaron la cohesividad y elasticidad de los bizcochos. Por el contrario, las proteínas de guisante y arroz apenas modificaron las características físicas de los bizcochos. En cuanto a las propiedades sensoriales, todas las proteínas disminuyeron la aceptabilidad de los bizcochos, aunque la proteína de suero fue, entre todas las proteínas, la que obtuvo mejores valoraciones. Además de productos horneados, otros productos a base de cereales, como los purés instantáneos, también pueden ser una matriz adecuada para la incorporación de altos porcentajes de proteína. El uso de harinas extrusionadas reduce el tiempo de preparación de productos, lo cual se adapta a los nuevos modelos de vida donde se busca comodidad sin perder de vista la nutrición. Así, la adición de proteína en purés elaborados con harina de maíz extrusionada modificó su viscosidad. Las proteínas de clara de huevo y de suero redujeron la viscosidad de los purés durante el mezclado. Sin embargo, tras un proceso de calentamiento, se la viscosidad incrementó debido a la agregación que sufren las moléculas de proteínas por acción del calor. Por el contrario, las proteínas de guisante y de arroz apenas modificaron la viscosidad de los purés, pero redujeron su sinéresis tras la congelación, sobre todo la primera de ellas. Por su parte, las proteínas animales incrementaron significativamente la sinéresis tras refrigeración y congelación debido a su baja capacidad de retención de agua. Finalmente, tanto la proteína de guisante como la proteína de clara de huevo apenas modificaron la aceptabilidad de los purés mientras que la proteína de suero la mejoró. Como se ha explicado anteriormente, la incorporación de proteína en galletas responde a la demanda por parte del consumidor de productos ricos en proteínas. Al crear un nuevo producto o reformular uno ya existente, la percepción de ese producto por parte del consumidor apenas debe ser influida en comparación con el producto de referencia. De esta forma, el uso de diferentes técnicas de análisis sensorial es una herramienta muy útil para evaluar el posible efecto de la proteína en la percepción del consumidor por un producto determinado. La evaluación sensorial de las galletas enriquecidas se realizó utilizando diferentes técnicas como test de aceptabilidad, check-all-that-apply (CATA) y projective mapping. Mediante el uso combinado de estas dos últimas técnicas se pudo afirmar que ambos métodos se complementan y son muy útiles a la hora de entender diferencias y similitudes entre muestras. De acuerdo con los resultados obtenidos, la incorporación de proteína modificó las características sensoriales de las galletas. Sin embargo, no hubo diferencias entre las galletas control de maíz blanco (sin gluten) y las de trigo. De esta forma, se pudo concluir que, la presencia de proteína y el tipo de proteína elegido tiene más influencia en la percepción del consumidor que el tipo de harina utilizado. Así, la adición de proteína de gluten y suero dieron lugar a galletas más crujientes y secas mientras que la proteína de gluten hidrolizado produjo galletas más oscuras y con un fuerte regusto final. Por su parte, las proteínas de patata y clara de huevo proporcionaron un color medio oscuro a las galletas sin gluten de maíz blanco mientras que la proteína de guisante causó una textura harinosa en las galletas.