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• Victor Romero Manrique

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UNIVERSIDAD NACIONAL AGRARIA LA MOLINA “Año del Dialogo Y la Reconciliación Nacional”

Determinación del gluten Cereales menores y granos nativos Profesor: Jiménez Dávalos, Jorge Eduardo Integrantes:        

Padilla Ramírez, Milagros; 20120970 Quintana Ponce, Victor Edmundo 20110961 Linares Suárez, Ayrton; 20130943 Berrocal Puitalla, Maribel; 20110909 Ñahui Saavedra, Eder; 20101060 Romero Manrique, Carmen; 20130967 Bautista Condori, Max Joel; 20130904 Fernandez Cordova, Cinthya Verena; 20080327

2018-I

I.

INTRODUCCIÓN Entre las harinas de los cereales solamente la de trigo tiene la capacidad de formar masa fuerte, cohesiva, capaz de retener gases y dar productos aireados y livianos después de su cocción. Esta propiedad se debe a su composición química y en especial a las proteínas y a su capacidad de formar gluten (León y Rosell, 2007). Se atribuye estas propiedades fundamentalmente a las proteínas de reserva del trigo que forman gluten. El almidón y las proteínas solubles en agua, albúminas y globulinas se pueden eliminar del gluten trabajando la masa bajo una pequeña corriente de agua. Luego del lavado, queda una masa gomosa, blanco-amarillenta, denominada gluten que representa el 80% de las proteínas del trigo, formada por las proteínas insolubles en agua, gliadinas y gluteninas, que definen la calidad de un trigo. Las proteínas de otros granos de cereal no tienen la propiedad de formar masa. El centeno y triticale producen masas débiles, no comparables a las del trigo (Hoseney, 1991, Cauvin and Young, 2009). Aunque el gluten se encuentra en la mayoría de los cereales (trigo, cebada o centeno) hay algunos cereales libres de gluten: arroz, maíz, trigo sarraceno o alforfón, avena, cereales andinos, como la quinua y el amaranto. Tampoco contienen gluten la soja ni las semillas de girasol.

II.

OBJETIVOS  Determinar el contenido de gluten de la muestra de trigo entregado.  Obtener los porcentajes de gluten húmedo, gluten seco e índice de gluten.

III.

MARCO TEORICO

a) GLUTEN El gluten es una proteína de bajo valor nutritivo, cuyo uso se masificó debido a su capacidad de retener aire en la matriz proteica facilitando que la masa se adhiera mejor, fenómeno que favorece la elaboración del pan. Las gliadinas son la fracción soluble en alcohol del gluten y contienen la mayor parte de los componentes tóxicos para los celíacos; son ricas en glutamina y prolina, cuya digestión en el tracto gastrointestinal es más difícil que el de otros péptidos. (Parada & Araya, 2010). Actualmente, el Codex Alimentarius define al gluten como “una fracción proteica del trigo, centeno, cebada, avena, de sus variedades híbridas y sus derivados, al que algunas personas son intolerantes, y que es insoluble en agua y en cloruro de sodio (RENALOA, 2006) b) PROPIEDADES FUNCIONALES El gluten tiene propiedades únicas de absorción de agua, visco elasticidad y termo coagulación lo que lo diferencian de cualquier otra proteína vegetal; por esto es que en el proceso de panificación, las proteínas del gluten son imprescindibles para elasticidad y extensibilidad de la masa, siendo cruciales para la obtención de un buen pan. Sin ellas, el pan no poseería la estructura adecuada. Por otro lado el gluten tiene la capacidad de ligar grasa y sabores por medio de interacciones hidrofóbicas lo que es mayormente aprovechado por la industria panificadora y en la elaboración de donas. (BADUI DERGAL, 2006)Como aditivo, gluten funciona como una estabilización o agente de engrosamiento. c) EXTRACCIÓN DEL GLUTEN EN LOS ALIMENTOS El método tradicional de extracción del gluten consiste en la utilización de una mezcla etanolagua al 60%. La eficiencia del proceso puede mejorarse, especialmente para la extracción del gluten en alimentos procesados con calor, añadiendo a la muestra antes de la extracción definitiva en etanol sustancias reductoras y desnaturalizantes para solubilizar los agregados de gluten producidos por el calor.

d) CARACTERÍSTICAS QUE DEBE REUNIR DE UN MÉTODO ANALÍTICO PARA LA DETECCIÓN DE GLUTEN Según (RENALOA, 2006) las características que debe de reunir son las siguientes  Sensibilidad. Capacidad de detectar gluten hasta concentraciones de partes por millón (ppm). 1 ppm equivale a 1 miligramo de gluten por kilogramo de alimento.  Selectividad. El método debe detectar exclusivamente el gluten y no otros compuestos con propiedades similares. En la detección de gluten se utilizan anticuerpos, elementos de reconocimiento muy específicos. A pesar de ello, se conocen algunas sustancias que interfieren en la detección.  Fiabilidad. Los métodos deben estar diseñados para que los resultados analíticos puedan ser reproducibles en distintos laboratorios.  Rápido. Un tiempo corto de análisis posibilita abaratar el costo del análisis y poder realizar gran número de análisis por día.  Validado. El método analítico de detección de gluten debe estar validado. Para poder validar el método de detección se necesita un material de referencia certificado. e) TECNICAS ANALTICAS PARA LA DETECCION DE GLUTEN EN ALIMENTOS Según Gonzales 2009 se debe detectar la cantidad de gluten presente mediante un método analítico. algunas de las técnicas están muy implantadas en el control del gluten en los alimentos, como los ensayos ELISA, la técnica PCR, Western Blot, espectrometría de masas, cromatografía y tiras inmunocromatográficas. Por último las técnicas más novedosas en la detección de gluten, entre las que se encuentran los biosensores y lab-on-a-chip  ENSAYO INMUNOENZIMÁTICO ELISA La técnica ELISA (del inglés Enzyme Linked ImmunoSorbent Assay) consiste en un ensayo basado en el principio inmunológico del reconocimiento y unión de los anticuerpos a las moléculas que reconocen como extrañas (antígenos). Es un método inmunológico clásico, enormemente utilizado para una gran cantidad de aplicaciones, por ejemplo, en diagnóstico clínico, detección de virus, búsqueda de anticuerpos, etc. En el caso de la detección de gluten se utilizan anticuerpos que reconocen fragmentos presentes en las proteínas del gluten (antígeno).  TÉCNICA DE PCR Mediante PCR se puede detectar gluten de manera indirecta. Esta técnica detecta el ADN responsable de la síntesis de las proteínas del gluten, proceso conocido como expresión génica y que constituye la base del funcionamiento de todos los seres vivos. Si en el diseño del ensayo PCR se utiliza un fragmento presente en gliadinas, secalinas, hordeínas y aveninas puede detectarse el ADN de todos los cereales con prolaminas tóxicas.  TÉCNICA WESTERN BLOT La técnica Western Blot es, al igual que los ELISA, un inmunoensayo diseñado para detectar proteínas en muestras complejas. La detección final de las proteínas (el gluten) se realiza mediante la unión de anticuerpos específicos anti-gluten y la utilización de enzimas unidas a estos mismos anticuerpos gracias a las cuales puede registrarse su unión al gluten.  ESPECTROMETRÍA DE MASAS

La espectrometría de masas es una técnica analítica utilizada para medir la masa molecular de compuestos químicos o biológicos, deducir datos estructurales e identificarlos. Para el análisis de gluten se ha empleado la técnica de espectrometría de masas MALDI-TOF7 (desorción/ionización mediante láser asistida por matriz acoplada a un detector de tiempo de vuelo). Esta técnica puede aplicarse a la detección de gluten en extractos de cereales. El análisis del gluten de trigo, centeno, cebada y avena proporciona el patrón de masas característico de las prolaminas de estos cereales (gliadinas, secalinas, hordeínas y aveninas, respectivamente) y permite la compleja identificación de las prolaminas del gluten.  TÉCNICAS CROMATOGRÁFICAS La cromatografía es un método físico de separación, en el que los componentes se distribuyen en dos fases, la fase móvil y la estacionaria. El análisis de muestras alimentarias puede realizarse mediante cromatografía líquida, en la que la fase móvil es un líquido, por tanto los componentes de la muestra deben ser solubles en ese líquido. Las especies separadas se pueden caracterizar mediante los detectores apropiados.  BIOSENSORES Y LAB-ON-A-CHIP Un biosensor es un dispositivo compacto de análisis que incorpora un elemento de reconocimiento biológico (ácido nucleico, enzima, anticuerpo) asociado a un sistema que procesa la señal producida por la interacción entre el elemento de reconocimiento y la muestra. Los biosensores pueden reconocer la presencia, actividad o concentración de una molécula biológica. Esta tecnología de análisis está en desarrollo para su aplicación en la detección de gluten respondiendo a la creciente demanda de las empresas alimentarias de desarrollar nuevos métodos de detección de gluten más rápidos y baratos. IV.

MATERIALES 1. Harina de trigo.

2. Vaso

3. Glutork: Secador de Gluten.

4. Centrifuga Gluten Index

V.

MÉTODOS a. Pesar 5 gramos de harina de trigo, colocarlos en un recipiente y añadir 2.7 ml de agua destilada. En caso de usar máquina para el amasado pesar 10g. b. Con ayuda de una espátula se mezcla el agua y la harina, hasta lograr una pasta homogénea. c. Se extrae la masa obtenida y con los dedos se sigue la operación de mezcla. Luego con la palma de la mano, se forma una bola. d. La bola se coloca en un vaso con 80 ml de agua, dejándola reposar 15 minutos.

e. Transcurrido el periodo de reposo, se extrae la bola y se empieza a lavar en un principio suavemente regulando el caño a gotas para de este modo evitar que se pierda el gluten; lavar hasta eliminar el almidon y las proteínas solubles. f. Centrifugar el gluten mojado que se obtuvo, esto servira para quitar el agua superficial, obtener el gluten humedo retenido y el no retenido. g. Pesar el gluten húmedo retenido y el gluten humedo total, para posteriormente determinar el índice de gluten. h. Con el peso de gluten húmedo total y el peso inicial de la harina determinar el porcentaje de gluten humedo i. Dejar secar el gluten húmedo total y pesarla. Posteriormente comparar este peso con el peso del a harina para determinar el porcentaje de gluten seco.

Calculo de parámetros: %Gluten húmedo = (Peso gluten húmedo/Peso inicial de la harina)*100 %Gluten seco = (Peso gluten seco/ Peso inicial de la harina)*100 Índice de Gluten = (Peso de gluten húmedo retenido/ Peso total de gluten húmedo)*100

VI.

RESULTADOS 

PESO DE MUESTRAS o o o o o

Peso inicial de la harina = Peso de gluten húmedo = Peso de gluten seco = Peso de gluten retenido = Peso gluten no retenido =

5 g. 1.5456 g. 0.5143 g. 1.4889 g. 0.0567 g.



PORCENTAJE DE GLUTEN HÚMEDO 

(Peso gluten húmedo / Peso inicial de la harina) * 100 % Gluten húmedo = (1.5456 g. / 5 g.) * 100 % Gluten húmedo = 30.912 %



PORCENTAJE DE GLUTEN SECO 

(Peso gluten seco / Peso inicial de la harina) * 100 % Gluten seco = (0.5143 g. / 5 g.) * 100 % Gluten seco = 10.286 %



INDICE DE GLUTEN 

(Peso gluten húmedo retenido / Peso total de gluten húmedo) * 100 Índice de Gluten = (1.4889 g. / 1.5456 g.) * 100 Índice de Gluten = 96.332 %

VII.

DISCUSIONES

La conversión de las proteínas de trigo en masas es un proceso en el que participan todos los componentes de la harina y los ingredientes de la masa. Se producen una serie de cambios físicos y químicos Las proteínas del gluten son vitales para la estructura de la masa que se forma tras la hidratación y manipulación de la harina de trigo. Aunque las proteínas del gluten, glutenina y gliadina, son distintos componentes de la harina, estas proteínas interaccionan para formar el gluten durante la formación de la masa. La formación de complejos debida a la hidratación y a la manipulación física de la harina da lugar a la formación del gluten. Estos complejos implican la rotura de algunos enlaces disulfuro y la formación de nuevos enlaces por lo tanto existe algo de disgregación y algunas interacciones proteina-proteina que al final forman el gluten. Según los resultados obtenidos los valores tanto de gluten seco y gluten húmedo son valores que nos indican que al formarse el gluten tiene gran capacidad de hidratación, mediante la manipulación. Esto nos asegura una gran elasticidad pudiéndose determinar sus usos para pan, etc. El gluten es responsable de las propiedades elásticas de la masa de harina. La diferencia entre el peso del gluten húmedo y gluten seco, es una medida de la capacidad de enlazar agua, lo cual es también reconocida como un factor de calidad importante en el trigo. Las propiedades del gluten y su estructura son importantes para:  Formación de una masa elástica  Retención del gas durante el fermentado y horneado  Permitir la expansión  Llevar a cabo la expansión  Mantener la forma del pan

El índice de gluten, es reportado mundialmente en informes de cosecha como un importante indicador de la calidad durante la fabricación de la pasta, el gluten tiene una gran influencia en:  Formación de masa no pegajosa  Alcanzar las características deseadas de proceso  Mantener la firmeza y estabilidad en el cocinado  Obtener productos con las características de cocinado deseadas (Gluten Index, 2015) Al obtener un valor en el índice de gluten de 96.33% podemos decir que tiene características favorables y tener diferentes usos, además de comercializarlo de manera rentable.

VIII.

CONCLUSIONES  El porcentaje de gluten húmedo es de 30.912%, con estos valores se observa que tiene un alto contenido de gluten, que pueden ser utilizados para pan y galletas , se encuentra dentro del rango óptimo para generar buena producción  El porcentaje de gluten seco es de 10. 286%, es casi la tercera parte del gluten húmedo, mientras mayor es el cociente de gluten húmedo a gluten seco mejor es la calidad del trigo.  Índice de gluten es de 96.332%, nos muestra una harina adecuada para pan, debido a su alto contenido de gluten.

IX.

BIBLIOGRAFIA - RENALOA, 2006. Buenas prácticas de laboratorio y requisitos para la determinación de gluten en alimentos. Anmat federal - Gonzales, Jose Manuel. 2009. Técnicas y detección de gluten en alimentos. CEIM. Madrid España - Sancho Peñasco, F. (n.d.). Métodos de analisis de trigos y harinas. - COQUE MACÍAS, R. G. (2016). Determinación del porcentaje óptimo del gluten húmedo en la producción de galletas dulces empleando diseño experimental estadístico. - SANCHO PEÑASCO, F. (N.D.). Métodos de Análisis de trigos y harinas. - Badui, S. 1986. Química de los Alimentos. Edit. Alhambra. México, D.F. - Parada, Alejandra. 2010. El gluten su historia y efecto en la enfermedad celiaca. Chile. Pag 1319-1325