Chayotextle (sechium edule), posible ingrediente en la elaboración de los productos libres de gluten.

González Victoriano L^[a], Hernández Uribe J.P^[b], Güemes Vera N^[c]

Resumen

El chayotextle o tubérculo del chayote (Sechium edule), es uno de los productos que se encuentra altamente arraigado a la cocina mexicana, el cual está ganando popularidad e importancia como cultivo alimenticio en todo el mundo. La importancia del tubérculo reside en su alto contenido de almidón, que es similar a la reportada para el tubérculo de papa, así como por su bajo contenido de gluten lo cual indica que el chayotextle podría ser considerado como una alta y novedosa fuente de almidón. Existen varios reportes referentes a modificar el contenido de gluten en masas, sin alterar las características del producto final. Pero la sustitución de la red de gluten para elaborar productos Libres de Gluten (LG) es un gran reto tecnológico, debido a que la proteína de gluten es esencial para la elaboración de productos de calidad. Actualmente, existe una amplia variedad de productos LG disponibles elaborados a partir de harina y/o almidón de arroz, maíz, patata (u otros tubérculos) y otras harinas LG.Por lo cual es posible considerar que el tubérculo de chayote o chayotextle puede llegar a ser una fuente importante para la elaboración de pastas LG y de rápida digestibilidad, con apariencia y textura similar como la pasta convencional obtenida a partir de harina de trigo.

Palabras clave: Almidón - Chayotextle – Gluten – Masas - Sustitución- Pastas

Abstract

The chayotextle or chayote tuber (S. edule), is one of the products is highly entrenched in Mexican cuisine, which is gaining popularity and importance as a food crop in the world. The importance of the tuber is in its high starch content, which is similar to that reported for potato tuber and its low gluten content indicating that the chayotextle could be considered as a novel and high starch source.There are several reports regarding the gluten content change in doughs, without altering the characteristics of the final product. But the replacement of the gluten network to develop products Gluten Free (GF) is a major technological challenge, because the gluten protein is essential for the production of quality products. Currently, a wide range of LG products available made from flour and/or starch of rice, corn, potatoes ( or other root vegetables ) and other flours GF. Therefore it is possible to consider that the chayote tuber or chayotextle can become an important source for the production of GF pasta of rapid digestibility with texture and similar appearance as conventional pasta obtained from wheat flour.

Keywords: : Chayotextle – Dough – Gluten – Pasta – Replacement –starch

1. INTRODUCCIÓN

Garantizar la seguridad alimentaria y la entrega de alimentos que proporcionan beneficios para la salud son los principales desafíos mundiales (Copeland et al., 2009). En la actualidad, algunas personas exhiben sensibilidad al gluten, este padecimiento es mejor conocido como enfermedad celiaca (EC). La cual es causada por una respuesta inmune inapropiada a la dieta de gluten de trigo o proteínas similares de cebada (hordeína) o centeno (secalina), (Susanna y Prabhasankar, 2013), y el único tratamiento fundamental para dicho padecimiento es la prevención total de la ingestión de gluten, por lo que deben seguir una dieta libre de gluten (LG). Desafortunadamente, el gluten juega un papel muy importante para la formación de la masa y es la responsable de las características elásticas de la misma, esta proteína comprende las fracciones de prolaminas (gliadinas y gluteninas), las cuales son fundamentales para la producción de una gran variedad de alimentos, incluyendo las pastas, específicamente aquellas elaboradas a partir de trigo duro (Mariotti et al., 2011).

Sin embargo ambas fracciones del gluten, afectan a un porcentaje de la población (Susanna y Prabhasankar, 2013), y como consecuencia estas personas no pueden consumir algunos de los productos más comunes, como panes, productos horneados y otros alimentos hechos con harina de trigo (Larrosa et al., 2013). Es por ello que el aumento de la demanda de productos libres de gluten ha llevado a importantes investigaciones tecnológicas en la sustitución de la matriz de gluten para la producción de alimentos sin gluten de alta calidad (Larrosa et al., 2013).

Hoy en día, existen varios ingredientes para la elaboración de dicho producto, de los cuales los más utilizados son, harinas de arroz y maíz, harinas de pseudocereales y almidones de diferente origen, como el de papa (u otros tubérculos). También se pueden preparar a partir de almidones pre-gelatinizados o harinas como materias primas, con la adición de proteínas, gomas y emulsificantes, los cuales pueden actuar parcialmente como sustitutos de gluten (Mariotti et al., 2011).

2. REVISIÓN DE LITERATURA

2.1 Tubérculos

Raíces y tubérculos son importantes cultivos alimentarios que sirven ya sea como coadyuvantes o alimentos de subsistencia, que son ricas fuentes de almidón, además de muchas vitaminas, minerales, entre otras, sin embargo ha habido un cierto descenso en el uso de estas raíces y tubérculos como alimento, y su aplicación industrial, especialmente la de yuca, está haciendo rápidos progresos (Subramony, 2002).

Las raíces y los tubérculos se pueden dividir en tubérculos, raíces y aráceas comestibles (Zaidul et al., 2008). Este tipo de cultivos son comúnmente convertidos en harina para su conservación, y posterior uso como ingredientes y/o coadyuvantes de elaboración en la industria alimentaria. El constituyente principal de estas harinas de tubérculos y raíces es el almidón (Zaidul et al., 2008) y por lo tanto son una fuente importante de almidón (Subramony, 2002). El almidón es la fuente principal de hidratos de carbono en raíces, que van desde 73,7 % a 84,9 % del peso seco de la raíz, siendo una de las macromoléculas naturales más importantes (Zaidul et al., 2008).

Estudios sobre diferentes almidones en el Instituto Central de Investigación de tubérculos (CTCRI) han puesto de manifiesto la gran diversidad en la características del almidón de tubérculos y la posibilidad del uso de estos almidones nativos en lugar de modificar almidones químicamente, gracias a sus propiedades físico-químicas únicas, debido a su relación de amilosa y amilopectina (Subramony, 2002), tal como el almidón de Yam, el cual ha sido reportado como una fuente alternativa debido a varias propiedades deseables de su almidón, como son la estabilidad de la viscosidad a altas temperaturas y pH bajos. Por lo tanto, estudiar la posibilidad de sustituir harina de trigo por harina de papa, ñame y yuca puede ser importante para cumplir los requisitos de carbohidratos en productos alimenticios. La posibilidad de utilizar almidones de papa ha sido investigado para determinar la idoneidad de la harina, puesto que el conocimiento de las características funcionales y fisicoquímicas de su almidón es esencial. En la actualidad el almidón de papa se puede utilizar como ingrediente en pan, galletas, pasteles, jugos, y fideos (Zaidul et al., 2007).

Las fuentes alternativas de almidón examinado como tubérculos andinos, raíces, frutos y semillas han sido estudiadas, así como el potencial para diversas aplicaciones. Entre estas fuentes encontramos el tubérculo del chayote (Sechium edule), también conocido como chayotextle, en el cual el contenido de almidón es muy parecido al de la papa. Por lo que es posible que el tubérculo del chayote pueda ser considerado como una nueva fuente de almidón (Hernández et al., 2011).

2.2 Chayote

El Chayote (Sechium edule Sw.) ha sido significante en la dieta autóctona desde la época precolombina y es un producto de exportación importante de algunos países de América Latina. Su cultivo en México se ha centrado a la producción de fruta, que produce alrededor de 100,620.25 toneladas / año. Pertenece a la tribu Sycioideae de la familia Curcubitaceae (Jiménez et al., 2007). Se caracteriza por poseer una semilla de gran tamaño, es un alimento que contiene carbohidratos, proteínas, calcio, fósforo, hierro, vitamina A, tiamina, riboflavina, niacina, ácido ascórbico, azúcar soluble y agua (Ramírez, 2011).

Es una planta perenne de crecimiento anual y se cultiva de manera tradicional en los solares, traspatios y huertos, la forma común y más eficaz de propagación es por medio de la semilla. La siembra puede realizarse en cualquier época del año, pero es común que se haga al inicio de la época lluviosa; la duración del ciclo productivo de las plantas es de un promedio de tres años hasta ocho, actualmente el chayote es distribuido prácticamente en los cinco continentes, debido a que en los últimos 20 años la comercialización de esta hortaliza ha prosperado hasta su exportación, siendo las principales entidades productoras Jalisco, Michoacán y Veracruz, también se produce en San Luis Potosí, Yucatán, Puebla, Colima, Nayarit y el Estado de México (Ramírez, 2011).

Esta planta produce frutos diferentes de tamaños y formas, tallos verdes, hojas tiernas y tubérculos, todos ellos comestible (Jiménez et al., 2007). Es importante mencionar que la raíz tuberizada es sólo el engrosamiento de una parte de la raíz, ubicada en su extremo terminal, debido a que no todas las raíces presentan una formación de chayotextle. Estas raíces lignificadas de chayotextle cumplen con la función de fijar la planta, absorber el agua y elementos nutritivos para el crecimiento (Ramírez, 2011). Estos tubérculos alcanzan hasta 1,36 kg de peso y son de forma irregular, los cuales pueden ser desenterrados sin destruir la vid, si se hace con cuidado (Morton, 1981).

Actualmente el chayote es distribuido prácticamente en los cinco continentes, pero para el año 2010, en México se reportó una producción de 144 mil 157 toneladas de chayote, siendo las principales entidades productoras Jalisco, Michoacán y Veracruz, también se produce en San Luis Potosí, Yucatán, Puebla, Colima, Nayarit y el Estado de México (Ramírez, 2011).

2.2.1 Composición química de la raíz tuberizada del chayote (chayotextle)

El chayote es muy consumido por su alto valor nutritivo. Sin embargo, las otras partes de la planta como el tallo y la raíz, también se consumen y aportan nutrientes importantes, Cuadro 1. En algunos componentes como carbohidratos, proteínas, ácido ascórbico, niacina, fósforo y en especial el almidón, la raíz tuberizada del chayote supera al mismo fruto (Jiménez et al. 2007), reportó la composición química del tubérculo de chayote en comparación con la papa, en el Cuadro 2 es posible observar que el contenido de almidón en el tubérculo del chayote (72.80%) es muy parecido al de la papa (70.01%), por lo que es posible que el tubérculo chayote pueda ser considerado una nueva fuente de almidón y a su vez competir con la papa (Hernández et al., 2011).

Estudios realizados, demuestran que entre estos dos tubérculos, existe una similitud en la relación amilosa-amilopectina, y sólo se observan diferencias en cuanto forma y tamaño del gránulo; se reporta que, el tubérculo de chayote contiene un 25.8% de sólidos; los cuales contienen 59.4% de almidón, es decir que, en 10 kg de chayotextle hay 1.5 kg de almidón potencialmente extraíble, obteniendo asi un rendimiento de 0.55 kg/kg de raíz tuberizada con una pureza de 89.1% (Ramirez, 2011). Cabe mencionar que tanto las propiedades fisicoquímicas como la forma y el tamaño de gránulo, contenido de amilosa, o el contenido de los componentes sin almidón, muestran variación considerable entre los almidones de dichos tubérculos (Subramony, 2002).

2.2.2 Estructura del almidón

El almidón es un macro-componente de muchos alimentos y sus propiedades e interacciones con otros componentes, en particular el agua y los lípidos, son de interés para la industria alimentaria y de la nutrición humana (Copeland, et al., 2009). Los gránulos de almidón se sintetizan en una amplia gama de tejidos de las plantas y en muchas especies de plantas. Cabe destacara que las variaciones de tamaño de gránulo (~ 1-100 micras de diámetro), forma (redonda, lenticular, poligonal), así como la distribución de tamaño (uni-o bi-modal), asociación como individuo (simple) o grupos granulares (compuesto) y la composición (α -glucano, lípidos, humedad, proteína y minerales) reflejan el origen botánico (Tester et al., 2003). Estructuralmente, el almidón consiste de dos polisacáridos químicamente distinguibles: la amilosa y la amilopectina. La amilosa (Figura 1) es un polímero lineal de unidades de glucosa unidas por enlaces α (1-4), en el cual algunos enlaces α (1-6) pueden estar presentes (Hernández et al., 2007). Tiene una masa molar de 1x105 – 1x106 Da, tiene un grado de polimerización de 324 a 4920 con alrededor de 9-20 puntos de ramificación equivalentes a 3-11 cadenas por molécula aproximadamente (Ramírez 2011). Esta molécula no es soluble en agua, pero pue¬de formar micelas hidratadas por su capacidad para enlazar moléculas vecinas por puentes de hidrógeno y generar una estructura helicoidal que es capaz de desarrollar un color azul por la formación de un complejo con el yodo (Hernández et al., 2007).

Figura 1: Amilosa, polímero de glucosa en el que las unidades están unidas por enlaces 1-4-α-glicosidicos. (McMurry, 2008).

Mientras que la amilopectina (Figura 2) es un polímero ramificado con uno de los más altos pesos moleculares conocidos entre los polímeros que se encuentran naturalmente (Singh et al., 2003), es parcialmente soluble en agua caliente y en presencia de yodo produce un color rojizo violeta (Hernández et al., 2007). Esta molécula presenta ramificaciones en tres niveles; cadenas tipo A (ramificaciones no ramificadas a su vez), cadenas tipo B (ramificaciones que presentan otras ramificaciones) y cadena tipo C (solo existe una) es la cadena central ramificada pero que tiene un extremo inicial no parte de otra cadena (Ramirez, 2011).

Figura 2: Estructura de la amilopectina en racimo o clouster. (Rivas-González, 2006)..

2.3 Aplicación en la industria de los alimentos

El chayotextle o tubérculo del chayote (Sechium edule), se comercializa en México y es uno de los productos que se encuentra altamente arraigado a la cocina mexicana. Actualmente estos tubérculos solo se consumen pelados, cocidos, fritos o asados y se come como el ñame, o pueden ser cocidos con azúcar como dulces (Morton, 1981). Es preciso destacar que la importancia del tubérculo reside en su alto contenido de almidón (Ramirez, 2011).

El almidón es una materia prima con un amplio campo de aplicaciones que van desde la impartición de textura y consis¬tencia en alimentos hasta la manufactura de papel, adhesivos y empaques biodegradables, de¬bido a que el almidón es el polisacárido más utilizado como ingrediente funcional (espesante, estabilizante y gelificante) en la industria alimentaria, es necesario buscar nuevas fuentes de extracción. No obstante en los últimos años, se ha incrementado el desarrollo de productos libres de gluten (LG), debido a que las personas con enfermedad celiaca no pueden consumir algunos de los productos más comunes, como panes, productos horneados y otros alimentos hechos con harina de trigo. (Susanna y Prabhasankar, 2013).

Esto proporciona una oportunidad para el uso de materias primas no tradicionales para la elaboración de una pasta aumentando así la calidad nutricional de la misma (Petitot et al., 2010). Para lograr dicho objetivo se han usado diferentes fuentes de almidón para la fabricación de productos en forma de fideos lo cual se ha practicado durante siglos, cabe mencionar que estos productos son diferentes de otros tipos de fideos debido a que están elaborados con almidón (Hong et al., 2009).

Pero la sustitución de la red de gluten para elaborar productos LG es un gran reto tecnológico, debido a que la proteína de gluten es esencial para la elaboración de productos de calidad. Hoy en día, existen varios ingredientes para la elaboración de dicho producto, de los cuales los más utilizados son, harinas de arroz y maíz, harinas de pseudocereales y almidones de diferente origen, como el de papa (u otros tubérculos). También se pueden preparar a partir de almidones pre-gelatinizados o harinas como materias primas, con la adición de proteínas, gomas y emulsificantes, los cuales pueden actuar parcialmente como sustitutos de gluten, por lo que, existe una amplia variedad de productos LG disponibles elaborados a partir harinas LG (Mariotti et al., 2011).

Por lo cual es posible considerar que el tubérculo de chayote o chayotextle puede llegar a ser una fuente importante para la elaboración de pastas LG y de rápida digestibilidad, con apariencia y textura similar como la pasta convencional obtenida a partir de harina de trigo.

3 CONCLUSIONES

Algunos tubérculos tropicales como el sagú (Canna edulis), zulu (Maranta sp.), Guapo (Myrosma cannifolia) y chayote (Sechium edule), que contienen almidón como componente principal, y solo se han utilizado para consumo en fresco, debido a que los almidones puros de estos tubérculos son difíciles de extraer y como consecuencia sus propiedades se desconocen, por lo tanto, es valioso determinar las características fisicoquímicas de estos almidones y explorar sus posibles aplicaciones en la industria alimentaria, por su bajo o nulo contenido de gluten. Hoy en día, los ingredientes más utilizados en la elaboración productos libres de gluten son harinas de arroz y maíz, harinas de pseudocereales, almidones de diferente origen, productos lácteos y proteínas vegetales, debido a su abundancia, bajo costo y alta capacidad de expansión, así como por ser apto para celíacos.

Por consiguiente, todavía hay una necesidad de encontrar sustancias que podrían mejorar la calidad de este tipo de productos. Es por ello que, las sustancias que imitan las propiedades viscoelásticas del gluten son siempre necesarias en los productos libres de gluten.

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^[a] Instituto de Ciencias Agropecuarias de la Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo. Av. Universidad km 1, Ex - Hacienda de Aquetzalpa, Rancho Universitario, C.P. 43600, Tulancingo Hidalgo México.

^[b] Instituto de Ciencias Agropecuarias de la Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo. Av. Universidad km 1, Ex - Hacienda de Aquetzalpa, Rancho Universitario, C.P. 43600, Tulancingo Hidalgo México.

^[c] Instituto de Ciencias Agropecuarias de la Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo. Av. Universidad km 1, Ex - Hacienda de Aquetzalpa, Rancho Universitario, C.P. 43600, Tulancingo Hidalgo México. njgv2002@yahoo.com.mx