Estrategias para la mejora sensorial y nutricional de matrices sin gluten mediante la incorporación de ingredientes funcionales

Abstract

La demanda de productos sin gluten ha aumentado significativamente en los últimos años como consecuencia del incremento en la incidencia de la enfermedad celiaca y otros trastornos relacionados con el gluten, así como por la adherencia voluntaria de una parte de la sociedad a las dietas sin gluten. La oferta y la calidad de los productos sin gluten han mejorado recientemente, fruto de las numerosas investigaciones realizadas en los últimos años, centradas fundamentalmente en la incorporación de almidones, proteínas de origen animal y vegetal e hidrocoloides, así como en la aplicación de diferentes tecnologías. Sin embargo, la calidad nutricional y sensorial de estos productos es todavía inferior a la de sus homólogos con gluten. Las leguminosas son una fuente importante de proteínas y fibra y poseen propiedades funcionales interesantes para la formulación y procesado de los productos alimentarios. Numerosos estudios destacan el potencial de las harinas de leguminosas para la mejora de la calidad de productos de panadería, pastelería y snacks con gluten. Sin embargo, la incorporación de estas materias primas a matrices sin gluten no ha sido suficientemente investigada. El objetivo global de esta tesis doctoral es investigar el efecto de la incorporación de harinas de leguminosas como ingredientes funcionales para la mejora de las propiedades sensoriales y nutricionales de productos sin gluten. Los objetivos parciales, son los siguientes: 1) Caracterizar desde un punto de vista nutricional y tecnológico harinas de leguminosas así como determinar el potencial aromático de las mismas; 2) Investigar el impacto de la aplicación de diferentes tratamientos térmicos sobre propiedades nutricionales, funcionales y aromáticas de las harinas de leguminosas; 3) Evaluar el efecto de la incorporación de harinas nativas y tratadas térmicamente sobre las características de masas panarias sin gluten y 4) Analizar la influencia de las condiciones de procesado sobre la calidad de productos extrusionados elaborados a partir de harinas de leguminosas. Esta tesis doctoral se ha dividido en cuatro capítulos, que corresponden con los objetivos parciales. El primer capítulo comprende el estudio comparativo de la composición nutricional, la funcionalidad tecnológica y el perfil en odorantes volátiles de la harina de arroz (ingrediente básico en la elaboración de productos sin gluten) y de las harinas de lenteja, garbanzo y alubia. Desde el punto de vista nutricional, las tres harinas de leguminosas presentan un perfil más interesante que la harina de arroz para la elaboración de productos sin gluten, especialmente la harina de alubia que presenta un mayor contenido proteico, mayor concentración de fibra soluble e insoluble, más cantidad de almidón resistente y menor índice glucémico que el resto de las harinas. Sin embargo, desde el punto de vista tecnológico, la incorporación de harinas de lenteja y garbanzo parece ser más adecuada que la harina de alubia, debido a que las primeras aportan matices pardos, más similares a los de los productos con gluten, mientras que la harina de alubia presenta una tonalidad similar a la harina de arroz. Además, las características reológicas de sus dispersiones son adecuadas para la elaboración de productos de panadería, pastelería o snacks frente a la elevada viscosidad que aporta la harina de alubia, asociada a su composición química. Por otro lado, el perfil en componentes volátiles odorantes de las harinas de leguminosas es muy complejo, y está formado principalmente por compuestos de las familias químicas de los aldehídos, cetonas y alcoholes, que pueden enriquecer el aroma de los productos sin gluten. En el segundo capítulo, se estudió el impacto de tres tratamientos térmicos en las características nutricionales, tecnológicas y sensoriales de las harinas de leguminosas. Tras un proceso de optimización, se seleccionaron tres tratamientos que fueron aplicados a las tres harinas: tratamiento en horno de convección a 85ºC durante 1 y 2 minutos y tratamiento en horno microondas a 600W durante 82 segundos. El tratamiento en horno microondas fue el más efectivo para la reducción de los oligosacáridos de la familia de la rafinosa, aunque los tres tratamientos estudiados redujeron significativamente la concentración de rafinosa, estaquiosa y verbascosa. Ninguno de los tratamientos afectó al índice glucémico de las harinas ni a la temperatura de gelatinización de las mismas. Sin embargo, la aplicación de cualquiera de ellos modificó en cierta medida el color y la viscosidad de las dispersiones de las harinas. En relación a la composición en volátiles odorantes, se observa cómo los tratamientos térmicos afectan al perfil global de las tres harinas estudiadas. En el Capítulo 3 se estudió la influencia de la sustitución a diferentes porcentajes de harina de arroz por harinas de leguminosas en las propiedades nutricionales, tecnológicas y sensoriales de masas panarias sin gluten. Los resultados corroboraron las adecuadas características nutricionales y tecnológicas de las harinas de leguminosas para mejorar la calidad de matrices sin gluten observadas en el Capítulo 1. Se observó que mediante la incorporación de harinas de leguminosas es posible disminuir el índice glucémico esperado, eliminar la tonalidad pálida asociada a los panes sin gluten o disminuir la firmeza y gomosidad de la miga del pan. Sin embargo, estos efectos dependen del tipo de harina de leguminosa añadida y del porcentaje de adición. Del mismo modo, el tipo de harina y la concentración a la que se añadió modificó el perfil sensorial de los panes estudiados. El pan de lenteja presentó el aroma más complejo de entre todas las estudiadas, destacando los aromas de cereal tostado y la ausencia de notas a sintético. El análisis olfatométrico reveló cómo la composición en volátiles odorantes cambió en función del tratamiento térmico aplicado. Se observó asimismo que ciertos tratamientos inducen la desaparición de moléculas de olor desagradable, pero al mismo tiempo inducen la aparición de otros volátiles odorantes que pueden contribuir a la presencia de off-flavors en el producto final. Por último en el Capítulo 4, se estudió el efecto de las variables del proceso de extrusión (temperatura del sistema y velocidad de giro de los usillos) en las propiedades nutricionales y fisicoquímicas de snacks sin gluten. Además, se estudió el potencial de la tecnología de extrusión como vía de incorporación de ingredientes que permitan disminuir el índice glucémico de extrusionados sin gluten. Se observó que mediante la sustitución del 50% de harina de arroz por harinas de leguminosas es posible conseguir una disminución del índice glucémico esperado, que es particularmente relevante en el caso de la sustitución con harina de alubia. Por todo ello, la incorporación de harinas de leguminosas a distintas matrices alimentarias es una estrategia adecuada para mejorar la calidad tecnológica, sensorial y nutricional de los productos sin gluten.