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Desarrollo de harinas tecno-funcionales mejoradas para la elaboración de productos saludables (BIODOUGH)

Desarrollo de harinas tecno-funcionales mejoradas para la elaboración de productos saludables (BIODOUGH)

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Título

DESARROLLO DE HARINAS TECNO-FUNCIONALES MEJORADAS PARA LA ELABORACIÓN DE PRODUCTOS SALUDABLES (BIODOUGH)

Presupuesto ITACyL

599.892,00 €

Período

Octubre 2017 - diciembre 2020

Empresas colaboradoras

     

 

 

 

 

Objetivos

Entendiendo la necesidad de potenciar el sector cerealista, tanto el primario, como el de transformación, ITACyL, trabaja a través del proyecto Biodough en la puesta en valor de cultivos tradicionales para la obtención de harina y productos derivados modificados.

Así, a través de este proyecto, se ofrecen alternativas a las harinas tradicionales empleadas en panadería, bollería, pastelería e industrias relacionadas. En función de la información aportada por los colaboradores del proyecto del sector primario y transformador, se han seleccionado como punto de partida cebada, avena, lenteja, y salvados de trigo y avena como cultivos y materias primas sobre los que comenzar a trabajar. En este proyecto se busca aunar tecnología y transformación.

Resultados obtenidos 

INFORME COMPLETO

CONCLUSIONES ALCANZADAS DE APLICACIÓN Y OPTIMIZACIÓN DE LA GERMINACIÓN
Los trabajos realizados durante el proyecto en germinación permiten extraer las siguientes conclusiones generales:

  • Son necesarias tanto una higienización previa como una posterior (potencialmente mediante APH) para conseguir un producto seguro. 
  • El secado mediante liofilización mejora, en cuanto a capacidad antioxidante (ORAC), el producto en comparación al fresco y presenta en general un menor impacto que el secado con calor y ventilación. 
  • Las harinas germinadas obtenidas presentan alto contenido en proteína respecto a las no germinadas, incrementando hasta un 1/3 los valores iniciales. 
  • Las harinas germinadas presentan un contenido en carbohidratos y grasas inferiores a los granos iniciales lo que reduce el valor calórico de las mismas. 
  • Las propiedades antioxidantes aumentan por el germinado significativamente, pudiendo llegar a triplicarse.
  • Es necesario trabajar dentro de las ventanas de cada tipo de grano para conseguir los valores óptimos a nivel nutricional o bioactivo. 
  • La germinación produce una pérdida de propiedades tecno-funcionales que puede verse paliada con la optimización y reducción de los tiempos y temperatura. 
  • Las condiciones optimizadas para potenciar las propiedades saludables fueron: 
    • CEBADA (16 ºC, 3,5-4 días) 
    • TRIGO (21ºC, 5-6 días) 
    • GUISANTE (17-18 ºC, 4-4,5 días)

Los resultados adquiridos en los procesos de germinación mostraron que es este proceso tecnológico una herramienta eficaz para el desarrollo de ingredientes que puedan ser incorporados en diferentes porcentajes, junto con otras harinas base y otras matrices, mejorando las propiedades nutricionales y saludables de los productos elaborados.

CONCLUSIONES ALCANZADAS DE LA APLICACIÓN DE TRATAMIENTO HIDROTÉRMICO 

  • Los tratamientos hidrotérmicos son más efectivos cuando se combinan con tratamientos de hidratación previa puesto que mejoran la eficiencia de la transmisión del calor dentro de la matriz alimentaria. 
  • Se observa que tiempos intermedios mejoran la extractabilidad de los compuestos activos fenólicos, aunque largos tiempos de tratamiento producen una reducción de sus propiedades antioxidantes. El aumento de la humedad de las muestras en general mejora las propiedades antioxidantes de las mismas. 
  • El uso de tratamientos hidrotérmicos incrementa la retrogradación del almidón y conversión en almidón resistente (AR), mejorando las propiedades saludables puesto que la no digestibilidad del mismo tiene un efecto fibra con beneficios a nivel nutricional. 
  • En el caso de los guisantes, se han observado diferencias debidas a la variedad, siendo Livia la que presenta un mejor comportamiento frente a este tratamiento, dando lugar a masas hidratadas con mejores propiedades antioxidantes y tecnofuncionales.

CONCLUSIONES ALCANZADAS DE LA APLICACIÓN DE DIFERENTES TEMPERATURAS EN LA EXTRUSIÓN:

  • La extrusión mejoró la capacidad antioxidante de las muestras, produciendo además una mayor biodisponibilidad de compuestos fenólicos. 
  • El uso de una temperatura de 130 ºC a la salida del extrusor favoreció, frente a temperaturas más bajas, el conseguir una mejora en las propiedades antioxidantes. 
  • La utilización de harina base de maíz en combinación con lenteja resultó más beneficiosa que en el caso del arroz.

CONCLUSIONES ALCANZADAS DE LA APLICACIÓN DE DIFERENTES VARIEDADES DE GUISANTE EN LA EXTRUSIÓN: 

  • La variedad Livia mostró un mejor comportamiento al ser extrusionada frente a la variedad Viriato.
  • El guisante sufrió una mayor perdida fenólica tras la extrusión que la harina de lenteja extrusionada 
  • La hidratación del 30-40 % de la harina y su extrusión a 150 rpm y 130 ºC resultó idónea para poder desarrollar harinas extrusionadas con un carácter saludable adecuado. 
  • La selección de Livia frente a Viriato sería indicada con el objeto de potenciar las propiedades antioxidantes de la harina.

CONCLUSIONES ALCANZADAS DE LA APLICACIÓN DE ALTAS PRESIONES HIDOSTÁTICAS:

  • Los estudios de APH en harinas permiten concluir las siguientes afirmaciones: 
  • El uso de APH aumenta la disponibilidad o facilidad de extracción de los compuestos activos evaluados por métodos indirectos, así como la capacidad antioxidante total de compuestos solubles e insolubles evaluados con métodos directos. Siendo en general valores entre 450-550 MPa las presiones donde se alcanzan los valores máximos de propiedades antioxidantes. 
  • Las APH aumentan ligeramente el índice glucémico por lo que es necesario trabajar con presiones 400-450 MPa para lograr encontrar unos valores menores de IG.
  • Las APH aumentan el grado de absorción de agua de las masas lo cual presenta ventajas tecno funcionales como mejora de la capacidad de expansión de las masas durante su horneado.

CONCLUSIONES FINALES TAREA 2-3

Los resultados alcanzados dentro del proyecto nos permiten concluir: 

  • El uso de todas las tecnologías estudiadas produjo una mejora en las propiedades saludables de las matrices de manera generalizada, observándose en la mayoría de los casos una mayor biodisponibilidad de compuestos que no son solubles en condiciones nativas como son principalmente los fenoles ligados a fibra.
  • La germinación permite desarrollar ingredientes de alto valor nutricional y saludable, tanto en cereales como en leguminosas, los cuales pueden ser incorporados, sin detrimento en sus propiedades sensoriales, tanto en otras harinas para complementar su perfil nutricional y bioactivo, como en otras matrices alimentarias tales como bebidas, gelatinas o postres. 
  • Los estudios realizados con Altas presiones hidrostáticas (APH) tanto en masas como en harinas hidratadas mejora la absorción de agua, las propiedades antioxidantes, además de reducir el índice glucémico de las mismas. 
  • La tecnología de extrusión (monohusillo) mejora las propiedades antioxidantes de las harinas. Se observó que el efecto de la temperatura de salida es fundamental en el rango de 130-140 °C, aumentando significativamente las propiedades antioxidantes, y reduciendo el índice glucémico. 
  • El uso de procesos hidrotérmicos, como proceso físico, mejora la biodisponibilidad de compuestos activos ligados a fibra, tanto en salvados de cereales como en leguminosas.

Aunque todas las tecnologías pueden ser utilizadas tanto en cereales como en leguminosas, se podría concluir en primer lugar que la germinación proporciona más beneficios en el caso de cereales, teniendo en cuenta condiciones óptimas diferentes, con incrementos de capacidad antioxidante en el rango de 50-100%, frente a valores de 25- 50% en el caso de leguminosas. El procesado hidrotérmico resultó igualmente beneficioso tanto en cereales como leguminosas, desde un punto de vista de aumentar la disponibilidad de compuestos activos, multiplicándose en un rango de 4 y 5 veces la presencia de fenoles solubles gracias a este proceso. En referencia a la extrusión, durante el proyecto se ha centrado el uso de esta tecnología en mezclas de cereales con leguminosas, al estar más extendida que el resto de tecnologías su uso en cereales, y por el interés que puede generar la posibilidad de destrucción de antinutrientes y facilitar una gelatinización rápida del almidón (de especial dificultad en leguminosas). El aumento de la capacidad antioxidante en los productos obtenidos utilizando lenteja o garbanzo fue superior (25%) a aquellos en los que se utilizó guisante (10%). La utilización de maíz como base de la mezcla resultó también en productos finales con una mayor capacidad antioxidante (10-50%). Las Altas Presiones Hidrostáticas (APH) resultaron más beneficiosas en el caso de su utilización en masas de leguminosas, donde los incrementos en la capacidad antioxidante fueron de mayor rango (50-75%) que los observados en cereales (25-50%), jugando un papel importante en esta tecnología como cofactor el grado de hidratación.

Difusión del proyecto

FOLLETO SOBRE GRASAS SALUDABLES, ACRILAMIDA Y NUEVA LEY DEL PAN

Artículos científicos 

Artículos en revistas

Conferencias en Congresos, simposios y reuniones 

  • Daniel Rico, Adriana Villaverde, Cristina Martínez-Villaluenga, Angel L. Gutierrez, Pedro A. Caballero, Felicidad Ronda, Elena Peñas, Juana Frías y Ana B. Martín Diana. Optimization of autoclave as a hydrothermal treatment for development of a wheat bran antioxidant ingredient. Effost 2020 Internacional Conference. ONLINE event, 10-12 noviembre de 2020.
  • Sara B. Expósito, Irene Tomé-Sánchez, Ana B. Martín Diana, Juana Frías, Elena Peñas, Daniel Rico, María J. García-Casas, Cristina Martínez-Villaluenga. Wheat bran: from wheat milling by-product to functional ingredient through hydrothermal and enzymatic-assisted solubilization of phenolic acids. Effost 2020 Internacional Conference. ONLINE event, 10-12 noviembre de 2020. 
  • Participación en el Congreso  Nacional II Simposio Español de Fisiología y Mejora de Cereales (#SEFiMeC). 6-7 Marzo del 2019 Córdoba.
  • Jornadas técnicas divulgativas sectoriales donde ha tenido lugar la presentación de resultados del proyecto BIODOUGH "Desarrollo de harinas tecno-funcionales mejoradas para la elaboración de productos saludables" (Cofinanciado por fondos FEADER).
  • De manera periódica se realizan reuniones de seguimiento puesta en común de los resultados del proyecto. El 16/02/2018 se realizó la primera reunión donde se establecen las prioridades de colaboración y el 12/04/2019 se realizó la segunda reunión de seguimiento con los socios donde se analizaron los resultados obtenidos la anualidad anterior y la planificación de la anualidad siguiente.

Emisión en RTVCyL sobre el proyecto BIODOUGH:
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