Comparative Evaluation of Fermentation and Emerging Processing Technologies for Enhancing Nutritional Quality and Bioactive Phytochemicals in Finger Millet Flour

En muchas partes del mundo, la seguridad alimentaria depende de cultivos que puedan sobrevivir a condiciones adversas como la sequía y el calor extremo. Entre estas plantas resilientes se encuentra el mijo de dedo, un cereal de grano pequeño cultivado en regiones tropicales y subtropicales. Es una potencia nutricional, naturalmente rico en calcio, hierro y aminoácidos esenciales, conteniendo a menudo más calcio que la leche. Sin embargo, durante siglos, este grano ha sido subutilizado porque contiene compuestos naturales que actúan como barreras para la nutrición. Estas barreras, conocidas como antinutrientes, incluyen los taninos y el ácido fítico. Los taninos pueden unirse a las proteínas y los minerales, dificultando su absorción por parte del cuerpo humano, mientras que el ácido fítico actúa como una esponja, atrapando minerales esenciales como el hierro y el zinc. Para desbloquear todo el potencial de salud del mijo de dedo, los científicos han buscado durante mucho tiempo formas de eliminar o reducir estas barreras sin destruir los valiosos nutrientes del grano ni su sabor.

Un equipo de investigadores se propuso recientemente comparar diferentes métodos de procesamiento del mijo de dedo, con el objetivo de encontrar la forma más eficaz de mejorar su calidad nutricional. Probaron cuatro enfoques distintos: fermentación tradicional utilizando bacterias beneficiosas, una técnica física llamada sonicación que utiliza ondas de sonido, una combinación de ondas de sonido y remojo, y el remojo de los granos en soluciones alcalinas como carbonato de sodio e hidróxido de amonio. El objetivo era ver qué método reducía mejor los antinutrientes manteniendo o incluso potenciando la proteína, los minerales y las propiedades antioxidantes del grano. El estudio se centró en transformar los granos procesados en harina y analizar cómo estos tratamientos cambiaban su composición química, su color y la facilidad con la que el cuerpo puede digerir su almidón y sus proteínas.

Los investigadores comenzaron tomando granos de mijo de dedo crudos y dividiéndolos en grupos para cada tratamiento. Para el grupo de fermentación, introdujeron una cepa específica de bacteria beneficiosa, Lactiplantibacillus plantarum, en la harina y la dejaron reposar durante dos días. Este proceso imita los métodos tradicionales de la masa madre, donde los microbios descomponen compuestos complejos. Para el grupo de sonicación, sumergieron los granos en agua y los sometieron a ondas de sonido de alta frecuencia, una técnica que crea diminutas burbujas que estallan y rompen la estructura celular del grano. Otro grupo recibió una combinación de estas ondas de sonido mientras se remojaba, y los dos últimos grupos fueron remojados en soluciones químicas diseñadas para alterar la química interna del grano. Tras el procesamiento, todas las muestras fueron secadas y molidas en harina para un análisis detallado.

Los resultados revelaron que la fermentación fue un método destacado para mejorar el contenido de proteínas del grano. La harina fermentada mostró un aumento significativo en la proteína, pasando de aproximadamente un 9 por ciento en el grano crudo a casi un 12 por ciento. Esto ocurrió porque las bacterias descomponen los antinutrientes que anteriormente se unían a la proteína, haciendo que haya más nitrógeno disponible. En contraste, los otros métodos, particularmente los rebozados químicos y los tratamientos de ondas de sonido, no aumentaron la proteína y, en algunos casos, causaron una ligera disminución, probablemente debido a que las proteínas solubles se lavaron hacia el agua durante el procesamiento. El proceso de fermentación también logró reducir la acidez del grano, bajando el pH de un 6.71 neutro a un 3.38 más ácido, lo que es una señal de que las bacterias estaban trabajando activamente.

En cuanto a la eliminación de los antinutrientes nocivos, los métodos mostraron diferentes fortalezas. El remojo químico con carbonato de sodio fue el más eficaz para eliminar los taninos, reduciéndolos en casi un 73 por ciento. Esta reacción química hizo que los taninos se disolvieran y se lavaran. Sin embargo, para el ácido fítico, la fermentación bacteriana y el remojo con hidróxido de amonio fueron los más exitosos, recortando los niveles en aproximadamente un 28 por ciento cada uno. Aunque los rebozados químicos fueron agresivos en la eliminación de taninos, tuvieron un inconveniente: también eliminaron una cantidad significativa de los minerales naturales del grano. La harina fermentada, por otro lado, de hecho aumentó sus niveles de calcio, hierro y zinc. Las bacterias produjeron ácidos orgánicos que ayudaron a liberar estos minerales de sus estados bloqueados, haciéndolos más disponibles para que el cuerpo los utilice.

El estudio también analizó cómo estos tratamientos afectaron la capacidad del grano para combatir el estrés oxidativo, un factor clave en la prevención de enfermedades crónicas. La harina fermentada surgió como la clara ganadora en este aspecto, mostrando los niveles más altos de actividad antioxidante. Esto significa que fue más eficaz para neutralizar los radicales libres dañinos en el cuerpo. Los tratamientos químicos, aunque buenos para eliminar antinutrientes, tendieron a reducir el potencial antioxidante general del grano, probablemente porque lavaron compuestos beneficiosos junto con los no deseados. Los investigadores también analizaron los compuestos químicos específicos de la harina utilizando cromatografía de gases y espectrometría de masas avanzadas. Encontraron que la fermentación creaba un perfil rico de ácidos grasos y otras moléculas beneficiosas, mientras que los rebozados químicos dejaban muy pocos compuestos detectables.

La digestibilidad, o la facilidad con la que el cuerpo puede descomponer el alimento, fue otra medida crítica. La harina fermentada y la harina tratada con ondas de sonido y remojo mostraron una mejora en la digestibilidad de la proteína, lo que significa que el cuerpo puede acceder a más aminoácidos. La fermentación fue particularmente eficaz, elevando la digestibilidad de la proteína a casi el 88 por ciento, en comparación con el 59 por ciento del grano crudo. Para el almidón, los tratamientos cambiaron la forma en que el grano afectaría el azúcar en sangre. La combinación de ondas de sonido y remojo aumentó la cantidad de almidón resistente, un tipo de carbohidrato que pasa a través del sistema digestivo sin ser completamente descompuesto. Esto es beneficioso porque ayuda a regular los niveles de azúcar en sangre y favorece la salud intestinal. Los rebozados químicos, sin embargo, hicieron que el almidón fuera más fácil de digerir, lo que podría provocar picos de azúcar en sangre más rápidos.

La apariencia visual de la harina también cambió con cada método. Los rebozados químicos, especialmente el de hidróxido de amonio, hicieron que la harina fuera significativamente más clara y menos marrón, lo que podría ser más atractivo para algunos consumidores. La harina fermentada, sin embargo, mantuvo un color muy similar al del grano crudo, lo que sugiere que el proceso biológico no alteró drásticamente el aspecto natural del grano. Los investigadores observaron que, si bien los métodos químicos producían un color más claro, comprometían el perfil nutricional. Los métodos de fermentación y de ondas de sonido ofrecieron un mejor equilibrio, mejorando los beneficios para la salud del grano sin sacrificar su densidad nutricional natural.

En última instancia, el estudio sugiere que, si bien los tratamientos químicos son potentes para eliminar antinutrientes específicos como los taninos, esto conlleva la pérdida de minerales y antioxidantes valiosos. La fermentación y la combinación de ondas de sonido con remojo surgieron como las estrategias más prometedoras. Estos métodos no solo redujeron las barreras para la nutrición, sino que también mejoraron el contenido de proteínas, la disponibilidad de minerales y el poder antioxidante del grano. Para las comunidades que dependen del mijo de dedo para su sustento, estos hallazgos apuntan hacia técnicas de procesamiento que pueden transformar un cultivo resiliente en una fuente de salud más potente, asegurando que los nutrientes encerrados dentro del grano estén plenamente disponibles para las personas que más los necesitan.