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INTRODUCCIÓN
Los alimentos funcionales son aquellos en los que determinados componentes afectan funciones del organismo de manera específica y positiva, promoviendo un efecto fisiológico más allá de su valor nutritivo. Dicho efecto puede contribuir al mantenimiento de la salud, a la disminución del riesgo de enfermar y por tanto al bienestar1.
Recientemente se ha observado que existe mayor conciencia de los consumidores sobre el contenido nutricional de los alimentos2, debido a que el sobrepeso, obesidad, hipertensión arterial, diabetes y enfermedades cardiovasculares, entre otras, son cada vez más comunes, de ahí el interés de estudiar el efecto de la alimentación en la salud humana3,4.
El alto contenido de hidratos de carbono simples en los alimentos procesados aumenta el riesgo de obesidad debido al aumento de grasa subcutánea, principalmente en la zona abdominal. Así mismo, la lipogénesis hepática de triglicéridos se ve incrementada debido a la hiperinsulinemia, condición que se podría evitar con mínimas elevaciones de glucosa e insulina postprandial5. Se ha visto que los carbohidratos complejos poseen una respuesta glucémica baja, por ello podrían disminuir el riesgo de desarrollar obesidad, hipertrigliceridemia e hipercolesterolemia6. Estas diferencias se deben al índice glucémico (IG), el cual según la FAO es distinto, incluso en alimentos de un mismo grupo7.
Aunque el uso del IG y carga glucémica (CG) son actualmente debatidos y motivos de controversia, principalmente en el ámbito clínico8-10, son herramientas que permiten determinar la respuesta glucémica, es decir, permiten determinar el efecto sobre la glucemia plasmática de los alimentos que son fuente de carbohidratos3,11,12. Se sabe que tanto la cantidad como el tipo de carbohidrato consumido influye de forma distinta en la glucemia e insulina postprandial13. La determinación del IG se lleva a cabo midiendo la glucemia postprandial tras 2 horas de la ingesta de 50 g de carbohidratos. El área bajo la curva glucemia/tiempo de cada alimento se compara con la curva de referencia posterior a la ingesta de 50 g de glucosa, y que tiene un valor de 100 mg/dL14-16.
Es importante el desarrollo de nuevos productos a partir de alimentos funcionales para prevenir enfermedades crónicas no transmisibles, sin embargo, es difícil alimentarse adecuadamente cuando la oferta de productos saludables y con propiedades funcionales en el mercado son limitadas17. La elaboración de mezclas listas para cocer, facilita el consumo de productos saludables, ya que se reduce el tiempo de elaboración/preparación y se obtienen grandes beneficios para la nutrición y la salud.
Este estudio evaluó el efecto glucémico de pancakes elaborados a partir de una mezcla instantánea de avena, como alimento funcional. Inicialmente se diseñó una mezcla teniendo en cuenta las preferencias del mercado, reemplazando un porcentaje de harina de trigo por harina de avena hasta sustituirla totalmente. Se evaluaron las variables pH, humedad y fibra del producto. La población en general podría ser beneficiada con los resultados de esta investigación al tener nuevas opciones deproductos saludables.
METODOLOGíA
Diseño del estudio
Este estudio tuvo dos partes. La primera fue experimental para el diseño de pancakes, se emplearon cuatro tratamientos, sustituyendo progresivamente los porcentajes de harina de trigo por harina de avena, con tres repeticiones cada uno. Las variables dependientes medidas para los tratamientos fueron humedad, pH y fibra; procedimientos ejecutados bajo la normativa ecuatoriana y siguiendo el modelo lineal:
Donde:
Yij = Valor del parámetro en determinación
µ = Efecto de la media por observación
ti= Efecto de los tratamientos
εij= Efecto del error experimental
Tratamientos: Variación del porcentaje de harinas.
Concentración:
T1: Muestra control pancake 100% harina de trigo.
T2: 50% harina de avena 50% harina de trigo.
T3: 75% harina de avena 25% harina de trigo.
T4: Harina de avena 100% avena.
Testigo o control: Se utilizó un testigo absoluto que fue el T1, pancakes con 100% harina de trigo.
Todos los tratamientos tienen como ingredientes huevos, leche, extracto de vainilla, estevia en polvo, polvo de hornear en la misma cantidad.
Unidad experimental: Mezcla para pancakes. Se realizó un muestreo aleatorio simple en el cual se muestreo los pancakes en unidades de 80 g cada una.
Repeticiones / bloques: Se realizaron tres repeticiones.
Variables dependientes: Fibra, humedad, pH.
El diseño de los tratamientos de pancakes funcionales se realizó de la siguiente manera:
Se realizó una revisión bibliográfica de harinas funcionales.
Se diseñó los 4 tratamientos en base a la receta estándar, dentro de los cuales está el control.
Se realizó los 4 tratamientos enlos laboratorios de la Universidad Técnica del Norte (UTN) siguiendo el proceso que se detalla en la Figura 1.
Determinación de fibra, pH y humedad
– Se midió el pH, de los cuatro tratamientos, mediante potenciometría bajo la Norma Técnica Ecuatoriana NTE INEN 389: 1980. Determinación de pH.
– Se midió la humedad de los cuatro tratamientos bajo la NTE INEN 518: 1981. Determinación de humedad y materia seca.
– Se midió la concentración de fibra de los cuatro tratamientos bajo la NTE INEN 522: 1980. Determinación de fibra.
– Se realizó el análisis estadístico de comparación de medias ANOVA de los resultados de las medidas de pH, humedad y fibra.
– Se escogió el mejor tratamiento comparando con la NTE INEN 3084 2018-07 MEZCLAS SECAS DE PANADERíA. Requisitos.
La segunda parte del estudio fue descriptiva para determinar el índice Glucémico del mejor tratamiento de la parte experimental. Fue el tratamiento cuatro con 100% harina de avena.
Medición del índice glucémico
Primero: Siete voluntarios firmaron el consentimiento informado para participar en el estudio. Los criterios de inclusión fueron: Hombres y mujeres sanos de 18 a 24 años, sin alergia a los ingredientes que componen el pancake (avena, huevo, leche) o el blanco (harina de trigo), índice de masa corporal (IMC) <25 kg/m2, glucosa basal en ayunas de 70 a 100 mg/dL; sin ninguna prescripción médica; no fumadores, sin enfermedades genéticas, neoplásicas, metabólicas o autoinmunes; sin procesos infecciosos recientes. Se excluyeron personas que no cumplan con las características anteriores y mujeres embarazadas. Criterios de salida: Si alguno de los participantes que cumplía con los criterios de inclusión presentase en el transcurso de la investigación algún criterio de exclusión, podía abandonar el estudio.
Segundo: Se realizó la toma de muestras de sangre capilar durante cinco días según la metodología de la FAO (1998) y las normas ISO 26642-2010. Se utilizó un glucómetro portátil marca General Electric serie EG100 y tiras medidoras de glucosa.
Tercero: Se calculó el área bajo la curva de cada uno de los participantes.
Cuarto: Se calculó el índice glucémico del producto final.
RESULTADOS
En base a varios estudios, se tomó las proporciones para la sustitución de harina de trigo con harina avena como se muestra en la Tabla 1, se partió de estas mezclas para diseñar un producto que beneficie a la población y sea más saludable. Se realizó una mezcla líquida instantánea, lista para cocer, que tenga las propiedades nutricionales adecuadas.
Tabla 1. Tratamientos para el diseño experimental.
| Tratamientos | Formulación | |
|---|---|---|
| Harina de trigo (%) | Harina de avena (%) | |
| T1 (control) | 100 | 0 |
| T2 | 50 | 50 |
| T3 | 25 | 75 |
| T4 | 0 | 100 |
La harina de trigo es difícilmente sustituida, ya que es el único cereal capaz de formar gluten, una proteína responsable de la elasticidad de los productos. Se propuso ir reemplazando paulatinamente la harina de trigo por harina de avena para no afectar las características organolépticas de los productos y de esta manera tener un alimento aceptable y saludable. Todas las formulaciones tuvieron partes iguales de huevos, leche, extracto de vainilla, estevia en polvo, polvo de hornear y el proceso de producción es el mismo.
En la Tabla 2 se presentan los datos de la medición de las variables fisicoquímicas de fibra, pH y humedad. Se encontró diferencias estadísticamente significativas en estos tres parámetros (p<0,05). Por lo tanto, se realizó una prueba de Tukey, encontrando que todos los tratamientos son diferentes en fibra, en pH hay mínimas diferencias entre el T1 y T4, sin embargo, es un pH que cumple con las normas INEN y en cuanto a humedad las diferencias se encontraron entre el T2 y T4, siendo este último menos húmedo, lo que ayudará en el proceso de conservación.
Tabla 2. Medias de las variables fisicoquímicas de fibra, pH y humedad de los tratamientos.
| Variable | Tratamientos | p-valor | |||
|---|---|---|---|---|---|
| T1 | T2 | T3 | T4 | ||
| Fibra (g) | 0,66±0,010 | 2,28±0,020 | 3,20±0,015 | 3,94±0,021 | 0,000* |
| pH | 6,27±0,10 | 6,43±0,005 | 6,37±0,153 | 6,37±0,751 | 0,000* |
| Humedad (g) | 65,23±0,50 | 63,56±0,41 | 54,47±0,153 | 54,33±0,152 | 0,000* |
*p-valor menor a 0,001 a través del test estadístico ANOVA.
En cuanto a los resultados de fibra, se incrementó conforme se aumentó la harina de avena. La humedad disminuye mientras más harina de avena se añade y el pH varía mínimamente con la modificación de las harinas.
Al realizar la comparación de la respuesta glucémica entre el consumo de pan blanco y pancake, no se encontraron diferencias estadísticamente significativas como se observa en el Figura 2. La medición de glicemia capilar se realizó en 6 tiempos tras la ingesta de pan blanco o pancake (15, 30, 45, 60, 90 y 120 minutos). Durante las 6 mediciones de glicemia postprandial, el pan se ubicó por encima del pancake. A los 15 minutos se notó una diferencia de 2 mg/dL en la concentración de glucosa (113,3 mg/dL vs. 111,3 mg/dL). Seguidamente, a los 30 minutos la media de glucosa del pan blanco fue de 112 mg/dL y de 106,57 mg/dL en el caso del pancake. La diferencia de concentración de glucosa fue más marcada en el minuto 45 y 60 (112,7 mg/dL vs. 104,43 mg/dL y 108,6 mg/dL vs. 98,3 mg/dL respectivamente).
Conforme avanzaron los minutos, a los 90 y 120 minutos los niveles de glicemia fueron disminuyendo, tanto en el pan blanco como en el pancake. Como se mencionó anteriormente, en ningún momento los niveles de glucosa del pancake superaron a los del pan blanco. A los 90 minutos el valor deglucosa del pan fue de 105,5 mg/dL y del pancake de 100,6 mg/dL. Por último, a los 120 minutos el valor del pan fue de 102,9 mg/dL y del pancake de 99,3 mg/dL.
En la Tabla 3 se presenta el índice glucémico del pancake de avena del tratamiento cuatro que fue de 35,6%, equivalente a un bajo índice glucémico según la clasificación de la OMS. Se obtuvo de los valores del área bajo la curva de cada individuo teniendo en promedio un valor de 1476 ml/dL/ 120 min para pan blanco y 490 ml/dL/ 120 min para el pancake.
DISCUSIÓN
Se diseñaron cuatro tratamientos en base al estudio de “Valoración nutricional y sensorial de pancakes elaboradas a base de harina de trigo (Triticum aestivum L.) y zanahoria (Daucus carota L.)” en donde se evaluaron cuatro tratamientos definidos por el nivel de sustitución de harina de trigo (HT) por trozos de zanahoria (Z) en las panquecas, aplicado a las variables dependientes estudiadas (humedad, proteína, grasa, fibra, cenizas, carbohidratos, b-caroteno y minerales), indicó diferencias significativas en ellas (P<0,01), las cuales fueron analizadas por la prueba de Duncan, donde los porcentajes de fibra, cenizas (minerales), grasa, carbohidratos y contenido de b-caroteno aumentaron a medida que se incrementó el contenido de trozos de zanahoria en cada tratamiento y los de proteína y humedad disminuyeron con la sustitución parcial de la harina18.
Las variables independientes de pH, fibra y humedad, se compararon con la NTE INEN 3084 2018-07 MEZCLAS SECAS DE PANADERíA. Requisitos: Donde el requisito para humedad es de máximo 14,5 g/100g de unidad y el pancake del Tratamiento 4, que fue el mejor tratamiento, tiene una humedad de 54 g/100g debido a que es una mezcla líquida, sin embargo es la que menos humedad tiene lo que favorece al proceso de conservación del producto19. El pH del producto es de 6,37 por lo tanto se recomienda poner un conservante como el propionato de calcio, para que funcione como antimoho. Se recomienda utilizar la refrigeración como medio de conservación.
Debido a las características del pancake del T4, se podría recomendar su consumo como producto funcional. Se pudo notar diferencias notorias en la concentración de fibra del T4 vs. el T1, lo cual podría ser favorable para retrasar el vaciamiento gástrico e interferir en la absorción de macronutrientes como carbohidratos. Esto podría influir en las concentraciones de glucosa postprandial20.
Adicionalmente, se debe considerar que para la elevación de la glucemia plasmática después de la ingestión del alimento suceden varios procesos fisicoquímicos que interactúan con el alimento. Entre estos se encuentran las técnicas de procesamiento21, técnicas culinarias como el calor, cantidad de agua utilizada en la preparación y tipo de almidón22. En el producto diseñado estas características pudieron haber influido en su menor índice glucémico en comparación con el pan blanco.
Una cualidad adicional del producto diseñado en nuestra investigación es que no está limitado a medir su IG de forma aislada, sino más bien bajo un contexto de preparación mixta y compuesta por varios ingredientes, es decir de la manera en la que las personas se alimentan. Es importante mencionar esto debido a que el IG puede diferir cuando se mide de forma aislada o en preparación23.
Adicionalmente, una ventaja de nuestra investigación podrían ser las características comunes que cada uno de los sujetos tenían, esto podría disminuir las probabilidades de alterar la respuesta glucémica. Vale la pena destacar esto, debido a que el estado fisiológico, así como otras características individuales de cada persona pueden alterar la respuesta glucémica24.
Finalmente se sabe que el incremento de la glucemia estimula la secreción de la hormona insulina, la cual alcanza los tejidos del organismo a través de la sangre. La insulina favorece el uso de la glucosa por parte de todas las células del organismo; estimula la conservación de la glucosa excedente bajo forma de grasas, y en particular de triglicéridos, en el interior del tejido adiposo (lipogénesis); inhibe la movilización de las grasas de los depósitos adiposos (lipólisis)25. Por lo tanto,tener un producto con bajo índice glucémico es importante para la población en general.
CONCLUSIONES
El producto elaborado (pancakes) a partir de una mezcla instantánea de avena obtuvo un índice glucémico de 35,6% lo cual se traduce como bajo. Se logró sustituir la totalidad de la harina de trigo por harina de avena sin olvidar las preferencias del mercado. El mejor tratamiento resultó ser el T4, donde se reemplazó al 100% la harina de trigo por harina de avena, obteniendo un producto con mayor contenido de fibra que el control y con características organolépticas muy similares al control.
