Alimentos  
Artículo arbitrado  
Caracterización fisicoquímica, reológica y funcional  
de harina de avena (Avena sativa L. cv Bachíniva)  
cultivada en la región de Cuauhtémoc, Chihuahua  
Physicochemical, rheological and functional characterization of oat flour (Avena  
sativa L. cv Bachiniva) cultivated in the region of Cuauhtemoc, Chihuahua  
1
2
2
FERNANDO FÉLIX FLORES-PEÑA , FLAVIA YADIRA LOZANO-QUEZADA ,ARTURO RAMOS-MARTÍNEZ ,  
3
1
2
RENÉ SALGADO-DELGADO , VÍCTOR MANUEL GUERRERO-PRIETO , SALVADOR RAMÍREZ-MANCINAS ,  
4
2,5  
LUIS ARTURO BELLO-PÉREZ Y PAUL BARUK ZAMUDIO-FLORES  
Recibido: Abril 8, 2013  
Aceptado: Agosto 14, 2014  
Resumen  
Abstract  
En el presente trabajo se obtuvo una harina a partir del cereal de  
avena (Avena sativa L.) de la variedad Bachíniva, el cual representa  
una de las principales fuentes de ingresos para la región de  
Cuauhtémoc, Chihuahua. La harina se caracterizó fisicoquímica-  
mente mediante la evaluación de color, poder de hinchamiento/  
solubilidad y análisis químico proximal. Se determinaron sus  
propiedades térmicas, moleculares, de formación de pastas (perfil  
amilográfico) y reológicas. Los resultados mostraron que la harina  
de esta avena es alta en proteínas y lípidos (6 y 8%,  
respectivamente) lo cual es adecuado para regímenes alimenticios  
en donde se requieren una alta cantidad de estos nutrientes. La  
temperatura y la entalpia de gelatinización (62 °C y 8 J/g) fueron  
comparables con los valores reportados en otras variedades de  
avenas. El perfil amilográfico, la viscosidad y las propiedades  
funcionales indicaron una posible interacción entre los compuestos  
no amiláceos y el almidón, lo cual se corroboró con el análisis  
molecular. Los resultados indicaron que este harina, por sus  
características fisicoquímicas, reológicas y funcionales puede ser  
empleada en la industria alimentaria para la producción de pudines,  
formulaciones infantiles y panes para enfermos celiacos.  
In this work It was obtained a flour made out of cereal oat  
(Avena sativa L.) cv Bachiniva, which represents one of major  
source of income for the region of Cuauhtemoc, Chihuahua.  
The flour was physicochemically characterized by evaluating  
color, swelling power/solubility and proximate chemical analysis.  
Thermal, molecular, formation of pastes (amilographic profile)  
and rheological properties were determined. The results  
showed that this oat meal is high in protein and lipid (6 and 8%,  
respectively) which is suitable for feeding regimes where high  
amounts of these nutrients are required. The temperature and  
enthalpy of gelatinization (62 °C and 8 J/g) were comparable to  
those reported in other varieties of oats. The amylographic  
profile, viscosity and functional properties indicated a possible  
interaction between non-starch compounds and starch which  
was corroborated by molecular analysis. The results indicated  
that this flour for their physicochemical, rheological and  
functional properties can be used in the food industry for the  
production of puddings, infant formula and breads for celiac  
patients.  
Keywords: flour, swelling power, solubility, Fourier transform  
Palabras clave: harina, poder de hinchamiento, solubilidad,  
espectroscopia de infrarrojo con transformada de Fourier, perfil  
amilográfico, propiedades térmicas.  
infrared spectroscopy, amylographic profile, thermal properties.  
_
________________________________  
1
Universidad Autónoma de Chihuahua. Facultad de Ciencias Agrotecnológicas Campus Cuauhtémoc. Av. Presa La Amistad # 2015,  
Ciudad Cuauhtémoc, Chihuahua.  
Centro de Investigación en Alimentación y Desarrollo, A.C. Unidad Cuauhtémoc, Fisiología y Tecnología de Alimentos de la Zona  
Templada. Avenida Río Conchos s/n, Parque Industrial, Apartado postal 781, C.P. 31570, Ciudad Cuauhtémoc, Chihuahua, México.  
Teléfono: 625 5812920, 21 y 70, Ext. 111.  
2
3
4
5
Instituto Tecnológico de Zacatepec. Posgrado-Departamento de Ingeniería Química y Bioquímica, Calzada Tecnológico 27, Zacatepec,  
Morelos, México.  
Instituto Politécnico Nacional. Centro de Desarrollo de Productos Bióticos. Km 8.5 carr. Yautepec-Jojutla, Col. San Isidro, C.P. 62731,  
Yautepec, Morelos, México.  
Dirección electrónica del autor de correspondencia: pzamudio@ciad.mx.  
1
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FERNANDO FLORES-PEÑA, F. Y. LOZANO-QUEZADA, A. RAMOS-MARTÍNEZ, R. SALGADO-DELGADO, V. M. GUERRERO-PRIETO, S. RAMÍREZ-MANCINAS, L. A. BELLO-PÉREZ YP. B. ZAMUDIO-FLORES:  
Caracterización fisicoquímica, reológica y funcional de harina de avena (Avena sativa L. cv Bachíniva) cultivada en la región de Cuauhtémoc, Chihuahua  
Introducción  
nivel mundial, la avena constituye un cereal minoritario en comparación con otros  
cereales como el trigo, el maíz y el arroz, ya que representa un 1.5% de la producción  
global total de los cereales, siendo similar en producción a los cereales de sorgo  
A
y centeno (Morris y Bryce, 2000).Actualmente los productores más importantes de este cereal  
son Rusia, Canadá, Estados Unidos deAmérica,Alemania, Finlandia y Australia (Galdeano  
et al., 2009).  
El cereal de avena se cultiva ampliamente  
en las regiones de clima templado y se estima  
que la producción mundial en el año 1998 fue  
de aproximadamente 33,000,000 t (Morris y  
Bryce, 2000). Se considera una planta de  
estación climática fría y muy sensible a altas  
temperaturas en época de floración y de  
formación del grano, exigente en agua,  
adaptable a suelos arcillo-arenosos donde se  
retenga humedad y se adapta mejor que otros  
cereales a suelos ácidos, cuyo pH oscile entre  
(2009) y Berski et al. (2011) en torno a la  
propiedades reológicas de almidones de avenas  
de diferentes variedades y de los efectos  
individuales e interacciones entre los compo-  
nentes de -glucanos, almidón y proteína en las  
propiedades de formación de pastas en harinas  
de siete diferentes líneas experimentales de  
avenas (Liu et al., 2010).  
A nivel nacional, de acuerdo con datos  
proporcionados por la SAGARPAen el año 2009,  
la producción de avena fue de aproximada-  
mente 130,500 t. Se sabe que el estado de  
Chihuahua ocupa el primer lugar nacional en  
producción de avena en grano, con un aporte  
superior al 70% de la producción nacional total  
5
y 7 (SAGARPA, 2010).  
El grano de avena está compuesto  
principalmente de los carbohidratos de almidón  
y -glucanos, los cuales constituyen cerca del  
(SAGARPA, 2010).  
60% de la materia seca (Hoover et al., 2003),  
presenta además otros componentes que  
aunque son minoritarios son de suma  
importancia nutritiva, como las proteínas y los  
lípidos (Liu et al., 2010). El consumo de  
productos a base de avena se ha asociado con  
una disminución de los niveles de colesterol  
sanguíneo, ingesta reducida de glucosa,  
disminución en la respuesta a la insulina  
plasmática y control del peso a través de una  
saciedad prolongada (Hallfrisch y Behall, 2000;  
Welch, 1995); efectos que se atribuyen a la  
elevación de la viscosidad en el tracto  
gastrointestinal, causado principalmente por los  
La región de Cuauhtémoc, Chihuahua, se  
caracteriza por su amplia cultura ganadera y  
agrícola, en este último sector sobresale el  
cultivo del cereal de avena y sobre todo la  
variedad de avena «Bachíniva». Esta variedad  
se liberó como una alternativa para sustituir a  
las variedades precoces «Páramo» y  
«Cusihuiriachi», las cuales son susceptibles a  
las enfermedades de roya y como una variedad  
de alto rendimiento para la industria (Salmerón,  
2002). Las características agronómicas de la  
avena variedad «Bachíniva» fueron descritas por  
Salmerón (2002); destacan su buena adaptación  
y su mayor rendimiento en comparación con  
las otras variedades de avena.  
-glucanos (Liu et al., 2010; Wood, 2007).  
Diversos estudios han publicado algunas  
características fisicoquímicas y reológicas de  
los principales componentes de la avena, entre  
los que destacan los trabajos pioneros  
realizados por Paton (1977 y 1979), Doublier et  
al. (1987) y recientemente por Galdeano et al.  
Al momento, y a pesar de que la avena  
«Bachíniva» es uno de los cereales más  
cultivados y cosechados en la región de  
Cuauhtémoc, poco se conoce en cuanto a la  
composición fisicoquímica de este cereal, por  
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FERNANDO FLORES-PEÑA, F. Y. LOZANO-QUEZADA, A. RAMOS-MARTÍNEZ, R. SALGADO-DELGADO, V. M. GUERRERO-PRIETO, S. RAMÍREZ-MANCINAS, L. A. BELLO-PÉREZ YP. B. ZAMUDIO-FLORES:  
Caracterización fisicoquímica, reológica y funcional de harina de avena (Avena sativa L. cv Bachíniva) cultivada en la región de Cuauhtémoc, Chihuahua  
lo que el objetivo del presente trabajo consistió  
en realizar una caracterización fisicoquímica,  
reológica y funcional a la harina de este cereal  
Caracterización fisicoquímica.  
Análisis químico proximal. Se realizó la  
determinación de proteínas, lípidos, fibra,  
con la idea de tener una mejor comprensión de  
cenizas y humedad a la harina mediante los  
la relación estructura-función de los principales  
métodos oficiales de la AOAC (2002).  
componentes y con esto diversificar su  
Determinación del almidón total (AT). Se  
determinó el contenido de AT mediante una  
cuantificación que estima la cantidad total de  
almidón que está disponible a la hidrólisis  
enzimática. Esta determinación se realizó  
utilizando la metodología reportada por Goñi et  
al. (1997), para lo cual se dispersaron 50 mg  
de la muestra en una solución de KOH a la  
concentración de 2 M para hidrolizar todo el  
almidón que pudiera contener la muestra  
durante 30 min y posteriormente se incubó a  
aplicación industrial.  
Materiales y métodos  
Materiales. Se obtuvieron tres lotes de 20  
kg del cereal de avena variedad «Bachíniva» los  
cuales fueron proporcionados por la empresa  
«
Avenas del Norte» localizada en Ciudad  
Cuauhtémoc, Chihuahua. Todos los reactivos  
químicos utilizados para el análisis químico  
proximal fueron de grado analítico, adquiridos  
de Sigma-Aldrich, Co. (Toluca, Estado de  
México, México).  
60 °C, durante 45 min a un pH de 4.75 con una  
solución de la enzima amiloglucosidasa (Marca  
Roché, núm. 102 857, Roche Diagnostics, IN,  
EUA), transcurrido este tiempo se procedió a  
determinar el contenido de glucosa liberada  
utilizando el ensayo de glucosa oxidasa/  
Obtención de la harina. Se utilizó la  
metodología reportada por Hoover et al. (2010)  
con una modificación consistente en que  
solamente se llegó a la parte correspondiente a  
la harina, para lo cual se lavó la avena con agua  
destilada por al menos 2 min y se dejó remojando  
con el agua destilada en una relación 1:2  
®
peroxidada (GOD/PAD) (SERA-PAK Plus,  
Bayer de México, S.A. de C.V.). El contenido de  
AT se calculó como glucosa (mg) x 0.9, como  
referencia se utilizó almidón de papa.  
(cereal:agua en peso/volumen) por un mínimo  
de 1 h. Una vez transcurrido el tiempo de remojo,  
se desechó el agua y se preparó una mezcla al  
Evaluación de color. El color se determinó  
utilizando un colorímetro Minolta CR-300  
35% p/v con agua destilada para licuarse a una  
(Minolta, Co., Ltd., Osaka, Japón). El equipo se  
velocidad moderada (250 rpm) por 15 min. La  
suspensión se filtró mediante un cedazo fino  
calibró con un estándar de color blanco. Las  
lecturas se tomaron de puntos aleatorios sobre  
la superficie de las muestras. Se registraron un  
promedio de cuatro lecturas por muestra. Las  
lecturas se reportaron en el sistema CIELAB  
(
100 m) en un vaso de precipitados. El  
colectado del vaso de precipitados se dejó  
reposar durante 2 h con el fin de separar las  
capas líquidas. Se agregó agua destilada en una  
relación 1:2 (almidón:agua) (p/v), se agitó a una  
velocidad de 250 rpm durante 15 min y se dejó  
reposar por 2 h.  
(
L*, a*, b*). Las mediciones del color se  
realizaron por triplicado.  
Evaluación de las propiedades funcionales.  
Perfil de hinchamiento y solubilidad. La  
solubilidad se determinó por el método  
propuesto por Huijbrechts et al. (2008), para lo  
cual se pesaron 0.1 g de la harina (en base  
seca) y se mezclaron con 1.5 mL de agua  
destilada, posteriormente, la suspensión se  
calentó durante 4 h a 60, 70, 80 y 90 °C. La  
mezcla se centrifugó a 6,500 x g durante 30 min.  
Se descartó el sobrenadante y el  
precipitado se vació en soportes metálicos  
(
charolas de aluminio) y se dejó reposar y secar  
durante 16 h a temperatura ambiente (20 ± 3  
C). Una vez seco el material, éste se molió  
°
con la ayuda de un mortero y se tamizó en un  
cedazo de malla mediana (1 mm) para obtener  
partículas de tamaño homogéneo.  
1
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Caracterización fisicoquímica, reológica y funcional de harina de avena (Avena sativa L. cv Bachíniva) cultivada en la región de Cuauhtémoc, Chihuahua  
El sobrenadante se decantó y se secó a 105-  
06 °C durante 12 h. Se registró el peso del  
Perfil de formación de pastas. El perfil de  
formación de pastas se determinó mediante la  
técnica propuesta por la AACC (2000), para lo  
cual se preparó una dispersión de almidón al  
10% (p/v) de sólidos totales en base seca. Se  
transfirieron 10 mL de la dispersión al tazón de  
un equipo Micro-Viscoamilógrafo Brabender  
1
sedimento. El poder de hinchamiento se definió  
como la relación del peso del sedimento  
húmedo al peso inicial del almidón seco. El  
porcentaje de solubilidad se determinó a partir  
de la relación del peso del sobrenadante seco  
al peso seco inicial del almidón.  
(
Brabender, OHG, Duisburg, Alemania). Se  
programó el equipo a un ciclo de calentamiento-  
cocción-enfriamiento a partir de una  
temperatura inicial de 30 °C; posteriormente, se  
calentó a 95 °C y se mantuvo esta temperatura  
por 10 min, luego se enfrió a 50 °C y se dejó a  
esta temperatura por 10 min. Se empleó una  
velocidad de calentamiento-enfriamiento  
durante todo el ciclo de 3 °C/min y una velocidad  
de agitación de 125 rpm. Para observar los  
comportamientos fisicoquímicos, y con fines de  
comparación, se realizó un análisis a una  
muestra de almidón de maíz comercial (control).  
Determinación de las propiedades  
térmicas. Se estudiaron las propiedades  
térmicas de la harina utilizando un calorímetro  
diferencial de barrido modelo 2010 (TA  
Instruments, Inc. New Castle, EUA), para lo cual  
se empleó el método propuesto por Paredes-  
López et al. (1994), el cual consistió en mezclar  
2
mg de la muestra (en base seca) con 7 μL de  
agua desionizada en una charola de aluminio.  
La charola se selló herméticamente con una  
prensa manual y se dejó equilibrar por 1 h antes  
de realizar el análisis. Las muestras se  
sometieron a un programa de calentamiento en  
un intervalo de temperatura de 30 a 120 °C y  
una velocidad de calentamiento de 10 °C/min.  
La determinación se hizo al menos por  
triplicado.  
Caracterización molecular. Para la  
caracterización molecular se utilizó la técnica  
FTIR (espectroscopía de infrarrojo con  
transformada de Fourier) mediante un  
espectroscopio de infrarrojo de la serie PRS  
(Marca MIDAC, CA, EUA) el cual estuvo  
equipado con un sistema de pastilla de KBr y  
con el sistema de reflectancia total atenuada a  
una temperatura de 25 ± 2 °C. Para la muestra  
se colectaron 32 barridos con una resolución  
Evaluación de la viscosidad aparente. La  
viscosidad aparente se determinó mediante un  
reómetro AR1500ex (TA Instruments, New  
Castle, DE, EUA) el cual se equipó con la  
geometría de placas paralelas de acero  
inoxidable (= 60 mm) adaptado con el sistema  
Peltier para el control de la temperatura a 25  
-
1
de 4 cm y de estos se obtuvo un valor  
promedio. Se trabajó en la región de 400 a 4000  
-
1
°
C. Se utilizó un gap de 500 mm entre las  
placas, la cantidad de muestra utilizada fue de  
.5 mL a la concentración de 1, 2, 3, 4, 5 y 6 %  
p/v). La viscosidad aparente ( ) se determinó  
cm debido a que es la región en la cual se  
identifican sus características específicas y los  
grupos funcionales. Con fines de comparación,  
se realizó una determinación con una muestra  
de almidón de maíz comercial (control).  
1
(
ap  
en función del incremento de la velocidad de  
-
1
corte () de 10 a 600 s y observando el  
esfuerzo cortante (). Las curvas se ajustaron  
utilizando el modelo reológico de Ostwald-de  
Wael también conocido como la Ley de  
Análisis estadístico. Los experimentos se  
realizaron empleando un diseño completamente  
aleatorizado. Se utilizó un análisis de varianza  
(AdeVA, p  0.05) usando el programa  
estadístico Sigma-Stat, versión 2.03 (Fox et al.,  
1995). Cuando se encontraron diferencias  
significativas se aplicó la prueba de Tukey para  
la comparación de las medias (p 0.05; Walpole  
et al., 1999).  
n
Potencia:  =   ; donde:  = Esfuerzo cortante  
-1  
Pa),  = Velocidad de corte o deformación (s ),  
n
(
= Coeficiente de consistencia (Pa.s ), n = Índice  
de comportamiento de flujo (adimensional)  
Steffe, 1992).  
(
1
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Caracterización fisicoquímica, reológica y funcional de harina de avena (Avena sativa L. cv Bachíniva) cultivada en la región de Cuauhtémoc, Chihuahua  
almidón, el cual es el componente responsable  
Resultados y discusión  
de conferirle algunas propiedades fisicoquímicas  
Análisis químico proximal. En el Cuadro 1  
y funcionales a la harina (Ayadi et al., 2011).  
se observan los resultados obtenidos del análisis  
químico proximal de la harina de avena. En  
general se observó un alto contenido de lípidos y  
Evaluación de color. El resultado de la  
evaluación de color en la harina se observa en  
el Cuadro 2. Como se puede apreciar, la harina  
proteínas (8 y 6%, respectivamente) lo cual ha  
presentó un valor del factor de luminosidad (L*)  
sido corroborado por otros investigadores en  
muestras de harinas de avenas de diferentes  
variedades (Åman, 1987; Glennie-Holmes et al.,  
de 91, con coordenadas a* y b* de 0.04 y 7.42,  
respectivamente; mientras que el croma y el  
°hue fueron de 7.82 y 90. En cuanto al valor L*,  
1
992; Hartunian-Sowa y White, 1992). Estos  
los resultados son comparativamente similares  
a los reportados por von Atzingen y Silva  
Machado Pinto (2005) en un estudio realizado  
en harinas y almidones de cereales (harina de  
trigo, L* = 91.8; harina de maíz, L* = 82.3 y  
almidón de maíz, L* = 97.10). Estos resultados  
indicaron una coloración blanca debido a la  
presencia del componente mayoritario (el  
almidón) y que esta harina es adecuada para  
utilizarse para consumo humano en productos  
alimenticios como formulaciones infantiles.  
valores fueron más altos que los reportados por  
Hoover y Ratnayake (2003) lo cual se debió a  
que el cereal de avena cv Bachíniva presentó un  
mayor contenido de lípidos y proteínas. También  
se cuantificó un alto contenido de fibra, lo cual  
se debió a restos de pericarpio que pudieron ser  
producto de la molienda. Diversos investigadores  
han reportado la presencia de una alta cantidad  
de fibra dietaria en muestras de harinas de otras  
variedades de avenas, por lo que su presencia  
es característica de estos cereales y esto  
representa una fuente nutritiva importante para  
la salud humana debido a la presencia de -  
glucanos en la fibra (Hoover et al., 2003; Welch,  
Cuadro 2. Evaluación de color y variables térmicas obtenidas  
por calorimetría diferencial de barrido (CDB) en la harina de  
avena*.  
1995).  
Análisis  
Variables analizadas  
Cuadro 1. Resultado del análisis químico proximal realizado a la  
Color  
L*  
a*  
b*  
Croma  
°hue  
harina de avena*.  
90.52 ± 0.08  
0.036 ± 0.01  
7.42 ± 0.04  
7.82 ± 0.50  
89.7 ± 0.08  
T
g
H (J/g)  
CDB  
Análisis  
Cantidad (%)  
8.00 ± 0.20  
6.40 ± 0.20  
1.20 ± 0.02  
4.03 ± 0.08  
3.50 ± 0.10  
67.20 ± 1.50  
6
1.85 ± 0.93  
8.10 ± 0.99  
Lípidos  
*
Promedio de cinco repeticiones ± error estándar. T = temperatura  
g
de gelatinización; DH = cambio de entalpía asociado a la  
gelatinización.  
Proteínas**  
Cenizas  
Fibra  
Análisis térmico. En el Cuadro 2 se observan  
los resultados obtenidos de las variables  
térmicas. El valor de la variable T (temperatura  
de gelatinización) está dentro de los intervalos  
reportados por otros investigadores en un estudio  
Humedad  
g
Almidón total  
*
Promedio de tres repeticiones ± error estándar. Valores en  
**  
porcentaje en base seca. Cuantificado por el método Kjendahl.  
realizado con cultivares de avena (T = 56 a 74  
C; Hoover et al., 2003). Galdeano et al. (2009)  
g
Factor de conversión de N = 6.25.  
2
°
determinaron un valor de T de 64.71 °C en una  
g
Con respecto al contenido de almidón total  
se obtuvo un porcentaje de 67% en promedio en  
las muestras de harina. Esto nos indicó que esta  
harina presentaba una cantidad importante de  
muestra de almidón de avena de la variedad IAC-  
7 y recientemente, Ovando-Martínez et al. (2013)  
reportaron un valor de Tg de 62.74 °C en una  
harina de avena americana (Avena sativa L. cv  
1
56  
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Caracterización fisicoquímica, reológica y funcional de harina de avena (Avena sativa L. cv Bachíniva) cultivada en la región de Cuauhtémoc, Chihuahua  
Figura 1. Poder de hinchamiento (  
harina de avena. Valores con letras iguales en las barras de  
error estándar no son significativamente diferentes (p > 0.05).  
                                                                                                                                                                                              
�
                                                                                                                                                                                              
                                                                                                                                                                                                
ꢀ
                                                                                                                                                                                                 
) y solubilidad () de la  
                                                                                                                                                                                                                          
                                                                                                                                                                                                                          
«
Ebeltoft»). El resultado de T indicó el valor de  
g
la temperatura a la cual se está llevando la  
gelatinización de los gránulos de almidón; la otra  
variable térmica (DH = cambio de entalpía)  
mostró la cantidad de energía necesaria para  
llevar a cabo ese cambio fisicoquímico. Noda et  
al. (1998) fundamentan que la temperatura de  
gelatinización es influenciada por la estructura  
molecular de la región cristalina, la cual se debe  
a la distribución de las cadenas de amilopectina,  
y no a la proporción de regiones cristalinas.  
El valor obtenido de H (8.10 J/g) fue  
ligeramente menor al reportado por Hoover et  
al. (2003) en muestras de almidones de avenas  
de otras variedades. Esta variación puede  
deberse a que en los estudios anteriormente  
mencionados se han reportado valores de  
variables térmicas en muestras de almidones,  
mientras que los estudios realizados en torno a  
harinas del cereal de avena son escasos. En  
comparación con otros cereales como el maíz,  
Está claramente comprobado que los  
gránulos de almidón son insolubles en agua fría,  
pero a medida que se incrementa la temperatura,  
estos comienzan a absorber agua y, si el  
calentamiento es continuo, se produce la  
gelatinización. Lo anterior ha sido reportado por  
diversos investigadores en muestras de almidón  
de plátano (Aparicio-Saguilán et al., 2005) y  
amaranto (Bello-Pérez et al., 1998). Los valores  
de hinchamiento y solubilidad en la muestra de  
harina son bajos en comparación con los  
valores (9.5 a 22.3%) reportados por Hoover y  
Senanayake (1996) en almidones de avenasAC  
Stewart (Avena sativa L.) y NO 753-2 (Avena  
nuda L.). Estos bajos valores pueden estar  
relacionados con la cantidad de amilosa  
presente en el almidón, la cual actúa como  
diluyente e inhibe el hinchamiento, especial-  
mente en la presencia de lípidos, los cuales  
forman complejos insolubles con la amilosa  
durante el hinchamiento y gelatinización  
(Oladebeye et al., 2009;Tester y Karkalas, 1996;  
Zeleznak y Hoseney, 1987). Lo anteriormente  
mencionado está de acuerdo con la mayor  
cantidad de lípidos presente en la harina de  
avena (Cuadro 1). En ciertos alimentos, como  
los pudines, se requiere la funcionalidad del  
poder de hinchamiento y solubilidad para impartir  
textura y consistencia en los rellenos para  
productos de panificación.  
los valores de Tg y H son inferiores, lo cual  
puede deberse al mayor contenido de lípidos  
Wang y White, 1994) y a la presencia de una  
(
mayor cantidad de cadenas cortas de la  
amilopectina que conforma el gránulo de  
almidón (Mua y Jackson, 1995).  
Estos resultados son importantes desde el  
punto de vista de la industria de alimentos, ya  
que indican que la harina cv Bachíniva puede  
tener un impacto positivo en la textura final en  
alimentos como pudines, formulaciones  
infantiles y en los productos de panificación.  
Poder de hinchamiento y solubilidad. En la  
Figura 1 se observa el resultado de poder de  
hinchamiento y solubilidad de la harina de  
avena. Se observaron incrementos en el poder  
de hinchamiento y solubilidad en la muestra a  
medida que incrementó la temperatura. Este  
comportamiento se debió principalmente al  
efecto de la temperatura en el hinchamiento de  
los gránulos de almidón y al fenómeno  
fisicoquímico de la gelatinización, el cual  
involucró un rompimiento de la estructura  
granular (Chávez-Murillo et al., 2012).  
1
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Caracterización fisicoquímica, reológica y funcional de harina de avena (Avena sativa L. cv Bachíniva) cultivada en la región de Cuauhtémoc, Chihuahua  
Viscosidad aparente. En la Figura 2 se  
muestra el resultado de la viscosidad aparente  
de la harina a diferentes concentraciones. Estas  
concentraciones son las más utilizadas en la  
industria alimentaria para lograr los efectos de  
viscosidad en la textura de alimentos. Se  
observó un aumento gradual a medida que se  
incrementó la concentración de la harina en la  
dispersión, oscilando desde 0.40 mPa.s para  
la dispersión de harina al 1% (p/v), hasta un valor  
de 5.7 mPa.s para la dispersión al 6% (p/v). No  
se observaron diferencias significativas entre las  
viscosidades de las dispersiones elaboradas al  
podría encontrar aplicaciones en alimentos que  
requieren de una viscosidad y consistencia  
necesaria en la textura, como pueden ser  
pudines y formulaciones lácteas infantiles.  
Perfil amilográfico o de formación de pastas.  
Los resultados obtenidos del perfil amilográfico  
mostraron que durante la etapa de calentamiento  
(30 a 95 °C) se presentó, tanto en la muestra  
como en el control, un aumento gradual de la  
viscosidad (UB) hasta obtener el valor máximo  
(viscosidad máxima o pico máximo) (Figura 3).  
El valor de viscosidad máxima fue de 2350 UB  
para la muestra control y de 1750 UB para la  
harina de avena. Estas diferencias se debieron  
a que la harina de avena presentó otros  
compuestos además de almidón, como las  
proteínas, lípidos y fibra (Cuadro 1), los cuales  
pudieron interferir en el proceso de solubilización  
e hidratación del almidón. Thebaudin et al. (1998)  
observaron que, cuando el almidón es calentado  
en exceso de agua, sus granos son hinchados y  
al mismo tiempo parte de sus componentes son  
solubilizados, provocando un aumento en el  
hinchamiento y la suspensión de partículas  
dispersadas en la fase continua.  
3
y 4%. Los incrementos en los valores de  
viscosidad aparente entre las dispersiones  
están directamente asociados al mayor  
contenido de fibra en las concentraciones  
mayores debido a la presencia de -glucanos  
(
datos no mostrados) los cuales están  
involucrados con los incrementos de viscosidad  
en diversas actividades fisiológicas en el tracto  
digestivo (Wood et al., 1994; Dikeman y Fahey,  
2006; Regand et al., 2011).  
-1  
Figura 2. Resultado de la viscosidad aparente (a 600 s ) en las  
dispersiones de harina de avena. Valores de viscosidad con  
letras iguales en las barras de error estándar no son  
significativamente diferentes (p > 0.05).  
En general se observó que la harina de avena  
no siguió el comportamiento atribuible a una  
muestra amilácea, en la cual se puede apreciar  
la curva de viscosidad máxima, el descenso de  
esta viscosidad por el efecto de la gelatinización  
del almidón y un posterior incremento en la  
viscosidad debida a la retrogradación de la  
amilosa (el cual se conoce como set back).  
Figura 3. Perfil de formación de pasta obtenido mediante la  
técnica de micro-Viscoamilografía en la harina de avena y  
control. *La línea de operación se refiere a las condiciones de  
programación del equipo.  
Nuestros resultados son comparables con  
los recientemente reportados por otros  
investigadores en muestras de harinas  
comerciales de trigo, cebada de grano entero y  
harina integral de centeno (Rieder et al., 2015) y  
en harinas integrales de seis cultivares de avena  
(
Polar, Akt, Cakco, STH, STH7505, STH 6905)  
originarias del país de Polonia (Zarzycki y Sobota,  
015). En términos generales, estos resultados  
de viscosidad sugieren que la harina cv Bachíniva  
2
1
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Caracterización fisicoquímica, reológica y funcional de harina de avena (Avena sativa L. cv Bachíniva) cultivada en la región de Cuauhtémoc, Chihuahua  
Figura 4. Espectro de infrarrojo con transformada de Fourier  
de harina de avena y control.  
Las propiedades de formación de pastas  
son influidas por la cantidad de componentes  
lixiviados de almidón (amilosa), por el contenido  
de lípidos presentes en el almidón y por la  
magnitud de la interacción entre las cadenas  
dentro del gránulo de almidón (Liu et al., 2010).  
Diversos estudios han reportado que la cantidad  
de componentes no amiláceos (que no  
conforman o son parte del almidón, como la  
amilosa y la amilopectina), como son los tipos  
de fibra, pueden influir en el comportamiento  
final del perfil de formación de pastas (Doublier  
et al., 1987; Liu et al., 2006; Kaur y Singh, 2007).  
Recientemente, Ovando-Martínez et al. (2013)  
reportaron un comportamiento similar a nuestro  
-
1
estudio en muestras de harinas de avena  
desnuda (Avena sativa L. cv Ebeltoft). Para  
aplicaciones prácticas, estos resultados  
indicaron que la harina de avena puede ser  
utilizada en formulaciones alimenticias que  
requieran cierta textura y sin la presencia de  
gluten, como pueden ser algunos tipos de  
pudines y panes para enfermos celíacos.  
La absorción débil a 1627 cm para la  
muestra control, probablemente son rasgos de  
las moléculas de agua fuertemente ligadas que  
están presentes en las moléculas de almidón.  
La señal encontrada en el número de onda de  
-
1
1333 cm pertenece al estiramiento simétrico  
de –CH . Las amplias bandas de absorción en  
2
-1  
el intervalo de 1100-990 cm , son características  
del estiramiento C-O en la estructura C-O-C y  
en C-O-H del anillo glicosídico del almidón.  
Adicionalmente, las bandas amplias y las débiles  
Caracterización molecular. Este estudio es  
importante debido a que representa un método  
cualitativo y cuantitativo para la determinación  
de los componentes principales asociados a las  
estructuras, además de ser confiable y  
relativamente rápido (Olsen, 1990). El resultado  
del espectro de infrarrojo con transformada de  
Fourier mostró las bandas típicas de absorción  
características de la estructura del almidón y la  
presencia de otros materiales, lo cual corroboró  
que se trata de una muestra de harina con un  
porcentaje de almidón de 70% (Figura 4). Las  
-1  
encontradas en el intervalo de 930-600 cm , son  
probables incrementos de las frecuencias en la  
deformación del enlace O-H y C-H, como  
reportaron Ahmad et al. (1999).  
Conclusiones  
La harina del cereal de avena (cv. Bachíniva)  
presentó una alta cantidad de lípidos, proteínas,  
fibra dietaria y almidón. La temperatura y la  
entalpia de gelatinización fueron comparables  
con los valores reportados en otras variedades  
de avenas. El perfil amilográfico, la viscosidad  
y las propiedades funcionales indicaron una  
posible interacción entre los compuestos no  
amiláceos y el almidón, lo cual se corroboró con  
el análisis molecular. Debido a sus  
características fisicoquímicas, reológicas y  
funcionales, esta harina puede ser empleada  
en la industria alimentaria para la producción  
de pudines, formulaciones infantiles y panes  
para enfermos celíacos, lo cual la posicionan  
como un alimento de importancia nutritiva.  
-
1
bandas de absorción a 3293 cm son debidas  
al estiramiento vibracional de los enlaces O-H.  
Usualmente, el intervalo de absorción para la  
vibración del enlace O-H está localizado en los  
-
1
valores de 3700-3500 cm , pero en la muestra  
de la harina, el pico de estiramiento del enlace  
O-H cambió a una menor longitud de onda  
(Yaacob et al., 2011). Esto se debió probable-  
mente a que los enlaces de hidrógeno  
intermoleculares en el anillo glucosídico  
debilitaron el enlace O-H, por lo tanto cambiaron  
la región de la banda de absorción a una  
-
1
frecuencia menor, entre 3400-3200 cm .  
1
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Caracterización fisicoquímica, reológica y funcional de harina de avena (Avena sativa L. cv Bachíniva) cultivada en la región de Cuauhtémoc, Chihuahua  
GOÑI, I., A. García-Alonso and F. Saura-Calixto. 1997. A starch  
Agradecimientos  
hydrolysis procedure to estimate glycemic index. Nutritional  
Research 17: 427-437.  
HALLFRISCH, J. and K. M. Behall. 2000. Mechanisms of the effects of  
grains on insulin and glucose response. Journal of the American  
Flavia Yadira Lozano Quezada agradece la  
beca otorgada por el CONACYT. Se agradece  
además al Fondo Mixto CONACYT-Gobierno del  
Estado de Chihuahua, por financiar el presente  
trabajo, el cual forma parte del proyecto titulado:  
College of Nutrition 19: 320S-325S.  
HARTUNIAN-SOWA, M. and White, P. J. 1992. Characteristics of starch  
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physicochemical properties and in vitro digestibility of selected  
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«
Obtención de un alimento funcional a partir de  
almidón resistente por modificación física y  
química del almidón de avena cultivada en la  
región de Cuauhtémoc, Chihuahua», con clave  
CHIH-2009-C02-126281. Agradecemos a la  
empresa «Avenas del Norte» localizada en  
Ciudad Cuauhtémoc, Chihuahua por su  
generosa aportación del cereal de avena.  
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Este artículo es citado así:  
Flores-Peña, F., F. Y. Lozano-Quezada,A. Ramos-Martínez, R. Salgado-Delgado, V. M. Guerrero-Prieto, S. Ramírez-Mancinas, L.  
A. Bello-Pérez y P. B. Zamudio-Flores. 2014. Caracterización fisicoquímica, reológica y funcional de harina de avena (Avena  
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Vol. VIII, Núm. 3 • Septiembre-Diciembre 2014 •  
FERNANDO FLORES-PEÑA, F. Y. LOZANO-QUEZADA, A. RAMOS-MARTÍNEZ, R. SALGADO-DELGADO, V. M. GUERRERO-PRIETO, S. RAMÍREZ-MANCINAS, L. A. BELLO-PÉREZ YP. B. ZAMUDIO-FLORES:  
Caracterización fisicoquímica, reológica y funcional de harina de avena (Avena sativa L. cv Bachíniva) cultivada en la región de Cuauhtémoc, Chihuahua  
Resumen curricular del autor y coautores  
FERNANDO FÉLIX FLORES PEÑA. Cursó la carrera de Ingeniero en Industrias Alimentarias en el Instituto Tecnológico de Ciudad Cuauhtémoc  
(ITCC). Realizó su residencia profesional y posteriormente la tesis de Licenciatura en el Centro de Investigación en Alimentación y  
Desarrollo, A.C. (CIAD) en la Unidad Cuauhtémoc, Chihuahua bajo la dirección del Dr. Paul Baruk Zamudio Flores, con la tesis titulada  
Obtención de harina de avena variedad Bachíniva cultivada en Ciudad Cuauhtémoc, Chihuahua: Aislamiento y caracterización parcial  
de su almidón. Estudió la Maestría en Ciencias en Fisiología de Plantas en la Facultad de Ciencias Agrotecnológicas de la Universidad  
Autónoma de Chihuahua (FACIATEC) en el Campus Cuauhtémoc, bajo la dirección del Dr. Víctor Manuel Guerrero Prieto.  
JUAN MANUEL TIRADO GALLEGOS. Realizó estudios de licenciatura en la Universidad Autónoma Agraria Antonio Narro (UAAAN), Saltillo,  
Coahuila, obteniendo el título de Ingeniero en Ciencia y Tecnología de Alimentos en el año 2004. Ha impartido cátedras docentes en la  
UAAAN (2009). Terminó la Maestría en Ciencias en Ingeniería Bioquímica en el Instituto Tecnológico de Veracruz, en el 2011. En el año  
2012 ingreso a estudiar el Doctorado en Ciencias en el laboratorio de Carbohidratos, Empaques y Alimentos Funcionales (CEAF) en el  
Centro de Investigación en Alimentación y Desarrollo, A. C. (CIAD) Unidad Cuauhtémoc. Ha colaborado en 4 artículos científicos como  
coautor y como asesor en 1 tesis de licenciatura.  
ARTURO RAMOS MARTÍNEZ. Realizó sus estudios en el Instituto Tecnológico de Ciudad Cuauhtémoc (ITCC), Cuauhtémoc, Chihuahua,  
obteniendo el título de Ingeniero en Industrias Alimentarias en el año 2012. Se incorporó en el año 2009 a laborar en el Centro de  
Investigación en Alimentación y Desarrollo, A.C. (CIAD) Unidad Cuauhtémoc donde es técnico del laboratorio de Carbohidratos, Empaque  
y Alimentos Funcionales (CEAF). Ha colaborado en 2 artículos científicos como coautor, y en 4 artículos científicos, 11 tesis de licenciatura  
y dos de maestría apareció en agradecimientos. Ha sido evaluador y representante del CIAD-Cuauhtémoc en el Instituto de Apoyo al  
Desarrollo Tecnológico (INADET).  
RENÉ SALGADO DELGADO. Terminó su licenciatura en 1994, año en que le fue otorgado el título de Ingeniero químico por el Instituto  
Tecnológico de Zacatepec perteneciente a la Dirección General de Educación Superior Tecnológica (DGEST). Realizó la Maestría en  
Ciencias en Química en el Instituto Tecnológico de Tijuana en el área de Polímeros en 1999 y Obtuvo el grado de Doctor en Ingeniería  
en la Universidad Autónoma de Querétaro en el 2003. Desde 1994 labora dentro del Sistema de Institutos Tecnológicos habiendo  
impartido cátedras docentes (1994: Instituto Tecnológico de Zacatepec, 1997: Instituto Tecnológico de Tijuana, 1999: Instituto Tecnológico  
de Querétaro, y a partir del 2002 se reincorpora nuevamente al Departamento de Posgrado del Instituto Tecnológico de Zacatepec y  
posee la categoría Profesor Investigador de tiempo Completo titular "C". Ha sido miembro del Sistema Nacional de Investigadores desde  
el 2003 (candidato: 2003; Nivel 1: actualmente). Su área de especialización (Licenciatura: Análisis Instrumental; Maestría: Polímeros;  
Doctorado: Materiales compuestos y aleaciones poliméricas). Ha dirigido 15 tesis de licenciatura, 5 de maestría y 3 de doctorado. Es autor  
de 15 artículos científicos, más de 20 ponencias en congresos, y 1 capítulo de libros científicos; además ha impartido 20 conferencias por  
invitación y ha dirigido 5 proyectos de investigación financiados por fuentes externas. Es evaluador de proyectos de investigación del  
CONACYT (Fondos Institucionales, mixtos y sectoriales) y es árbitro de 2 revistas científicas una de circulación nacional y otra de  
circulación internacional.  
VÍCTOR MANUEL GUERRERO PRIETO. Terminó su licenciatura en 1975, año en que le fue otorgado el título de Ingeniero Floricultor por la ahora  
Facultad de Ciencias Agrotecnológicas de la UACH. Realizó su posgrado en la Oregon State University en Corvallis, OR. EUA, donde  
obtuvo el grado de Master of Science en Horticultura en 1984 y el grado de Doctor en Ciencias en Agronomía por la New México State  
University en Las Cruces, N.M. EUA, en 1995. En el año 2011, se reincorporó a FACIATEC en el campus Cuauhtémoc, Chihuahua y posee  
la categoría de Profesor-Investigador ATA. Ha sido miembro del Sistema Nacional de Investigadores desde 1986 a 1990 (Candidato a  
Investigador Nacional) y actualmente es Investigador Nacional Nivel I, desde el 2002. Su área de especialización es la fisiología vegetal  
y de poscosecha, así como el control biológico de enfermedades poscosecha utilizando microorganismos. Ha dirigido 14 tesis de  
licenciatura, 8 de maestría y 6 de doctorado. Es autor de 37 artículos científicos, más de 60 ponencias en congresos, 1 libro y 2 capítulos  
de libro científicos; además ha impartido 9 conferencias por invitación y ha dirigido 7 proyectos de investigación financiados por fuentes  
externas. Es evaluador RCEA de proyectos de investigación del CONACYT (Fondos institucionales, mixtos y sectoriales), Fundación  
Produce Chihuahua, es revisior del seguimiento de los Fondos sectoriales SAGARPA-CONACYT y del CyTED, Madrid, España y es árbitro  
de 9 revistas científicas de circulación nacional e internacional.  
PAUL BARUK ZAMUDIO FLORES. Realizó sus estudios de Licenciatura en el Instituto Tecnológico de Acapulco, Acapulco (ITA), Guerrero,  
obteniendo el título de Ingeniero Bioquímico en el año 2000. Terminó los estudios de Maestría en Ciencias en Desarrollo de Productos  
Bióticos en el Centro de Desarrollo de Productos Bióticos (CEPROBI), perteneciente al Instituto Politécnico Nacional, en Yautepec,  
Morelos, en el 2005. En el año 2008 recibió el grado de Doctor en Ciencias en Desarrollo de Productos Bióticos por el CEPROBI-IPN en  
Yautepec, Morelos. Durante su trayectoria académica ha obtenido múltiples reconocimientos por alto desempeño académico. Ha sido  
distinguido por el Sistema Nacional de Investigadores (SNI) del CONACYT como Investigador Nacional Nivel 1 desde el año 2010 a la  
fecha. Ha tenido una importante productividad científica, que incluye la publicación de 28 artículos científicos en revistas internacionales,  
así como la publicación de diversos artículos de divulgación y capítulos de libros de editoriales internacionales reconocidas. Es evaluador  
RCEA de proyectos de investigación del CONACYT (Fondos institucionales, mixtos y sectoriales), y es árbitro de 6 revistas científicas  
indizadas de circulación nacional e internacional. Actualmente es Investigador del Centro de Investigación en Alimentación y Desarrollo,  
A.C. (CIAD) Unidad Cuauhtémoc, donde es responsable del laboratorio y líder del Grupo de Investigación (GI) en Carbohidratos,  
Empaque y Alimentos Funcionales (CEAF). Su área de investigación se enfoca en carbohidratos, empaques y alimentos funcionales.  
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• Vol. VIII, Núm. 3 • Septiembre-Diciembre 2014 •