6.3.1 Calorimetría diferencial de barrido. Las propiedades térmicas de los materiales obtenidos por extrusión se realizaron usando un calorímetro diferencial de barrido DSC- 60 marca Mettler Toledo (Mettler Toledo 821, Rusia). La temperatura de transición se evaluó mediante el método propuesto por Krueger et al. (1987) y Ordorica-Falomir (1988), se pesaron 2mg de muestra (base seca, n=3) y se colocaron sobre una cápsula estándar de aluminio de 40 μl, se añadió 7 μl de agua desionizada con una jeringa Hamilton (Hamilton Company, USA) y se sellaron herméticamente, las muestras se prepararon una hora antes de realizar los análisis. Una cápsula estándar de aluminio vacía fue utilizada como referencia. La muestra fue sometida a un calentamiento programado en un rango de temperatura de 20 ºC a 180 ºC y a una velocidad de calentamiento de 10 ºC/min. La temperatura inicial (onset), el pico de temperatura (Tp), temperatura final y la entalpía de transición (δH) se obtuvieron directamente de los análisis utilizando el software TA Instruments OS/2, versión 2.1.
6.3.2 Análisis de rayos X. Esta determinación se obtuvo por duplicado con las muestras molidas a un tamaño de partícula menor a malla 40 (420 µ) con un contenido de humedad entre 9 y 13%. Las muestras colocadas en un porta objetos de vidrio con una profundidad de 0.5 mm y montadas en un difractómetro de rayos X (Siemens D500) y de acuerdo con los procedimientos y observaciones descritos por Martínez-Flores et al. (1997) y Zazueta-Morales et al. (2002). Los análisis se realizaron en la muestra sin procesar y en las tratadas por extrusión, con la finalidad de determinar el efecto del procesamiento sobre la cristalinidad de los almidones. Los difractogramas se consiguieron con un barrido de ángulo de Braga de 5º-30º sobre una escala de 2θ, con
intervalos de 0.02, operando a 30 KV y 16 mA, con radiación de Cuk y una longitud de onda λ 1.5406 Ǻ. La cristalinidad relativa fue calcula de acuerdo al método Hermen, descrito por Nara et al., (1978) y Gómez et al., (1989). El área de la fracción cristalina fue dividida por el área de la fracción de difracción de la muestra control. El área de la fracción cristalina del difractograma presentando por la muestra no extrudida se considera como la muestra control con 100% de cristalinidad y la cristalinidad relativa fue calculada como:
CR( ) (RCE 100)
RCH
Ecuación (8)
Donde CR = cristalinidad relativa (%)
RCEx = región cristalina del producto extrudido
RCH = región cristalina de la mezcla sin procesar (control).
6.3.3 Microscopia electrónica de barrido (SEM). Los análisis de microscopia electrónica de barrido se realizaron a las muestras extrudidas de acuerdo al procedimiento de Zazueta-Morales et al. (2002). Se utilizó un microscopio electrónico de barrido ZEISS®, modelo DSM-950, empleando un detector de electrones secundarios y un campo de 15 KV de aceleración. Las muestras molidas (<malla 60) fueron montadas sobre un porta muestra de aluminio de 12 mm de diámetro, tipo PIN, empleando un detector de electrones secundarios y un campo de 20 KV y se registraron las respectivas microfotografías.
6.3.4 Perfiles de viscosidad. Las características de viscosidad de las botanas de 2ª y 3ª generación se evaluaron usando un equipo “Rapid isco-Analyzer” (R A), modelo 3C (Newport Scientific PTY Ltd., Sydney, Australia), siguiendo las especificaciones del manual de operación y las sugerencias de Martínez-Flores et al. (1997) y Zazueta- Morales et al. (2002). La molienda de las muestras se realizó en un molino marca Braun (modelo KSM-2, México) y se cribaron usando un tamiz de malla # 60 para obtener muestras con un tamaño de partícula menor de 0.25 mm. Se pesaron 3 g de muestra y se ajustaron a 28 g con agua destilada usando un envase de aluminio del propio
equipo. La muestra se mantuvo en agitación constante por 2 min a una temperatura de 50 °C, posteriormente se elevó la temperatura hasta 92 °C, con una razón de calentamiento de 5.5 °C/min. Una vez alcanzada esta temperatura se mantuvo por cinco minutos a 92 °C y posteriormente, se enfrío la muestra hasta 50 °C (5.6 °C/min) y finalmente se mantuvo esta última temperatura por un minuto. Los valores obtenidos se expresaron en centipoise (cP).
7. Diseño experimental y análisis estadístico
Para la botana de 2ª generación se utilizó un diseño de tres factores donde se estudiaron la temperatura de extrusión (ºC) de la tercera zona del extrusor, la concentración de harina de chía y la velocidad del tornillo (Hertz), con cinco niveles cada uno. Los niveles de las variables independientes se determinan con base a la información bibliográfica y a ensayos preliminares. Se empleó un diseño experimental central compuesto, rotable, con un valor de α 1.682 (Apéndice 1). El modelo estadístico fue:
Yi= b0 + b1X1 + b2X2 + b3X3 + b11X12 + b22X22 + b33X32 + b12X1X2 + b13X1X3 + b23X2X3 + ei
Donde Yi es la respuesta genérica, X1 es la temperatura de extrusión, X2 es la concentración de harina de chía y X3 es la velocidad del tornillo. b0, b1, b2, b3, b11, b22, b33, b12, b13, b23, son los coeficientes de regresión.
Con relación a las botanas de 3ª generación fue utilizado un diseño de 3 factores (temperatura de la zona de transporte, concentración de chía y la humedad) con cinco niveles cada uno. Se empleó un modelo lineal constante, con un valor de α 1.414. El modelo estadístico fue:
Donde Yi es la respuesta genérica, X1 es la temperatura de extrusión, X2 es la concentración de harina de chía y X3 es la humedad. b0, b1, b2, b3, b11, b22, b33, b12, b13, b23, son los coeficientes de regresión.
Se utilizó la metodología de superficie de respuesta, para obtener condiciones óptimas de concentración de chía, temperatura y velocidad del tornillo/humedad. La significancia estadística de los modelos se justificó mediante la técnica de análisis de varianza, y la influencia de las variables fue observada mediante gráficos de superficie de respuesta.
Todos los tratamientos se realizaron en orden aleatorio y los datos fueron analizados con el programa estadístico Design–Expert (versión 6.1.0, 2008).