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Principios metodol�gicos fundamentales para las mezclas alimenticias instant�neas con harina de haba, quinoa y ma�z

 

Fundamental methodological principles for instant food mixes with bean, quinoa and corn flour

 

Princ�pios metodol�gicos fundamentais para misturas instant�neas com feij�o, quinua e farinha de milho

 

 

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Correspondencia: carmen.taipe@unh.edu.pe

Ciencias t�cnicas y aplicadas

Art�culos de investigaci�n

 

*Recibido: 16 de marzo de 2021 *Aceptado: 22 de abril de 2021 * Publicado: 05 de mayo de 2021

 

                                I.            Universidad Nacional de Huancavelica-FCA, Escuela Academica Profesional de Ingenier�a Agroindustrial, Huancavelica, Per�.

                             II.            Universidad Nacional de Huancavelica-FCA, Escuela Acad�mica Profesional de Ingenier�a Agroindustrial, Huancavelica, Per�.

                          III.            Universidad Nacional de Huancavelica-FCA, Escuela Academica Profesional de Ingenier�a Agroindustrial, Huancavelica, Per�.

                          IV.            Universidad Nacional de Huancavelica-FCA, Escuela Acad�mica Profesional de Ingenier�a Agroindustrial, Huancavelica, Per�.

Resumen

El objetivo de esta tesis fue explicar los principios metodol�gicos fundamentales a considerar en los procesos de mezclas alimenticias como el haba, la quinua y el ma�z a los fines de mejorar la aceptabilidad de una combinaci�n de alimentos para generar una mezcla alimenticia instant�nea infantil, y determinar la composici�n qu�mica proximal y digestibilidad de la mezcla con mejor aceptabilidad. Se utiliz� el dise�o de mezclas simplex con centroide con un arreglo de 10 tratamientos, de los cuales se seleccionaron tres, cuyo score qu�mico tuvo mayor cantidad de lisina, metionina y tript�fano. La formulaci�n con haba (16,67%), quinua (67,67 %) y ma�z (16,67 %), tuvo una aceptabilidad mayor (4,20 puntos) y se determin� su composici�n qu�mica proximal: humedad (3,95 g), ceniza (2,46 g), grasa (4,15g), prote�na (16,16g), fibra (1,79g), carbohidratos (71,49g) y energ�a total (370,12kcal) para 100 g de mezcla extruida; y su digestibilidad fue de 94,30 g/100 g de prote�na. El �xito de este producto luego de su evaluaci�n, s�lo indica que falta estudiar la forma de introducirlo al mercado, su cadena de comercializaci�n y su inclusi�n en programas de alimentaci�n infantil, con materias primas propias de la regi�n.

Palabras clave: Mezcla instant�nea; digestibilidad; prote�na; extrusi�n; scorequ�mico; amino�cidos esenciales.

 

Abstract

The objective of this thesis was to explain the fundamental methodological principles to consider in the processes of food mixtures such as beans, quinoa and corn in order to improve the acceptability of a food combination to generate an instant food mix for children, and determine the proximal chemical composition and digestibility of the mixture with better acceptability. The design of simplex mixtures with centroid was used with an arrangement of 10 treatments, of which three were selected, whose chemical score had the highest amount of lysine, methionine and tryptophan. The formulation with broad beans (16.67%), quinoa (67.67%) and corn (16.67%), had a higher acceptability (4.20 points) and its proximal chemical composition was determined: moisture (3.95 g), ash (2.46 g), fat (4.15g), protein (16.16g), fiber (1.79g), carbohydrates (71.49g) and total energy (370.12kcal) for 100 g of extruded mix; and its digestibility was 94.30 g / 100 g of protein. The success of this product after its evaluation only indicates that it is necessary to study how to introduce it to the market, its commercialization chain and its inclusion in infant feeding programs, with raw materials from the region.

Keywords: Instant mix; digestibility; protein; extrusion; chemical score; essential amino acids.

 

Resumo

O objetivo desta tese foi explicar os princ�pios metodol�gicos fundamentais a serem considerados nos processos de misturas de alimentos, como feij�o, quinua e milho, a fim de melhorar a aceitabilidade de uma combina��o de alimentos para gerar uma mistura alimentar instant�nea para crian�as, e determinar a proximal composi��o qu�mica e digestibilidade da mistura com melhor aceitabilidade. O delineamento de misturas simplex com centr�ide foi utilizado com um arranjo de 10 tratamentos, dos quais tr�s foram selecionados, cujo escore qu�mico apresentou os maiores teores de lisina, metionina e triptofano. A formula��o com fava (16,67%), quinua (67,67%) e milho (16,67%), teve maior aceitabilidade (4,20 pontos) e foi determinada sua composi��o qu�mica proximal: umidade (3,95 g), cinzas (2,46 g), gordura (4,15g), prote�na (16,16g), fibra (1,79g), carboidratos (71,49g) e energia total (370,12kcal) para 100 g de mistura extrusada; e sua digestibilidade foi de 94,30 g / 100 g de prote�na. O sucesso desse produto ap�s sua avalia��o indica apenas que � necess�rio estudar como apresent�-lo ao mercado, sua cadeia de comercializa��o e sua inser��o em programas de alimenta��o infantil, com mat�rias-primas da regi�o.

Palavras-chave: Instant mix; digestibilidade; prote�na; extrus�o; pontua��o qu�mica; Amino�cidos essenciais.

 

Introducci�n

El 15 de octubre del 2019, en presencia de la Ministra de Salud, Zulema Tomas, laviceministra del Ministerio de Desarrollo e Inclusi�n Social, Ariela Luna y laRepresentante de UNICEF, Ana de Mendoza, se presentaron al Estado Mundial dela Infancia (EMI), un informe que recoge los indicadores oficiales de desarrollo dela ni�ez y adolescencia de todo el mundo. A partir de estas cifras, en cada edici�nel informe examina detenidamente una cuesti�n clave que afecta a la infancia, ypropone soluciones (UNICEF, 2019). El �ltimo informe del siglo pasado (1999)estuvo dedicado al estado nutricional de la ni�ez y la adolescencia. Veinte a�osdespu�s y bajo el t�tulo Ni�os, alimentos y nutrici�n, crecer bien en un mundo entransformaci�n,elEMI 2019vuelveaexaminarestarealidady evidencialoavanzado, pero tambi�n los desaf�os latentes para garantizarle a ni�as, ni�os yadolescentes su derecho a una buena nutrici�n (UNICEF, 2019). El resultado deeste informe fue que 3 de cada 5 ni�os est� malnutrido, a nivel global; 1 de cada 5ni�osnocrecebien,aniveldeAm�ricalatinayelCaribe;y12%deni�osperuanosmenoresde5 a�ospresentadesnutrici�n cr�nica.

A pesar del tiempo, la realidad sigue siendo alarmante, y es as� que se ha pensadoen dise�ar un producto extruido tipo mezcla alimenticia, hecho a base de materiaprima propia de la regi�n Huancavelica como son haba, ma�z y quinua, paraproponeruna soluci�nalproblema delamalnutrici�ndenuestrosni�os.

Sin embargo, aunque un producto pueda ser muy nutritivo, alto en prote�nas, yamino�cidos esenciales, si no son aceptados por sus consumidores finales, pocasser�n sus probabilidades de �xito. Es por ello, que es primordial realizar unaevaluaci�nsensorialadaptada algrupoetario,ydeterminarsuaceptabilidad.

Este producto, debe cumplir con las exigencias de la legislaci�n actual orientada ala nutrici�n infantil y una alta digestibilidad de la prote�na contenida. Entonces se esperaba tener �xito con el producto para su posterior comercializaci�n e introducci�n en programas sociales orientados a la nutrici�n de los ni�os del Per�.

 

Criterios a considerar para la elaboraci�n de una mezcla nutritiva

Los criterios m�s importantes que se debe considerar para la elaboraci�n de una mezcla nutritiva (FAO/OMS/UNU, 2017) son:

a.      Que sea de alto valor nutricional proporcionando una cantidad adecuada de calor�as y prote�nas; adem�s es necesario que las calor�as se distribuyan adecuadamente entre carbohidratos, grasas y prote�nas.

b.      Que los carbohidratos, grasas y prote�nas tengan una alta digestibilidad para evitar trastornos digestivos y facilitar su asimilaci�n.

c.      Que las materias primas sean producidas o susceptibles de ser producidas en el pa�s.

d.      Que el producto se adapte muy bien a los h�bitos alimentarios existentes.

e.      Que tenga larga vida y no sea afectada por condiciones severas de clima y que preferentemente no requiera refrigeraci�n.

f.       Que sea de f�cil manejo y no requiera preparaci�n adicional.

g.      Que sus costos sean aceptablemente bajos, incluyendo los de materias primas, procesamiento y comercializaci�n.

h.      Que su producci�n industrial sea atractiva para los potenciales inversionistas p�blicos o privados.

 

Criterios a considerar para la elaboraci�n de una mezcla nutritiva

Se menciona que existen tres m�todos que permiten combinar la prote�na de diferentes fuentes vegetales para la formulaci�n de mezclas de buena calidad proteica (Bressani, 2010); estos son:

a.      Mezclando los componentes seg�n su contenido de amino�cidos esenciales en base a un patr�n de referencia.

b.      Adicionando una prote�na a otra en la cantidad necesaria para cubrir las deficiencias en amino�cidos de una de ellas.

c.      Buscando a trav�s de pruebas biol�gicas el punto de complementaci�n �ptima entre los amino�cidos de prote�nas provenientes de varias fuentes.

 

Metodolog�a de formulaci�n

La selecci�n de materias de gran valor nutritivo puede basarse en los an�lisis publicados acerca de su contenido de amino�cidos, si es que se dispone de tales an�lisis, pues en otro caso deber� determinarse el contenido en amino�cidos. Existen varios m�todos que permiten combinar las prote�nas de diferentes alimentos de los cuales los m�s importantes son (Bressani, 2010):

a.                  C�lculo te�rico: Basado en el c�mputo qu�mico con referencia un patr�n.

b.                  Programaci�n lineal: Que resuelve el problema de combinaci�n del aporte de nutrientes de los insumos.

c.                  M�todos��� biol�gicos:����� Estudio���������� experimental�� con����� animales��������� de laboratorio.

Para seleccionar una mezcla alimenticia adecuada se debe presentar los siguientes factores:

�         Valor nutritivo de los ingredientes y producto final.

�         Posibilidad de que existan sustancias t�xicas y compuestos altamente digestibles para evitar trastornos digestivos.

�

�         La materia prima debe existir en la zona o regi�n y tener la tendencia de mayor productividad.

�         Que la mezcla y/o harina simple tenga buenas cualidades de conservaci�n y preferiblemente no requiera refrigeraci�n y que no le afecten las condiciones clim�ticas.

�         Evitar aquellos procesos que reduzcan el valor nutritivo.

�         Posibilidades de utilizar productos locales.

�         Bajo��� costo,�� incluyendo����� materia����������� prima,� procesamiento y comercializaci�n.

�         F�ciles de preparar.

�         Aceptabilidad y adaptaci�n a los h�bitos alimentarios.

 

Escore del alimento

Viene a ser: mg de amino�cidos en prote�na en estudio/ mg de amino�cidos en prote�na patr�n. El escore de cada alimento se calcula teniendo en cuenta datos bibliogr�ficos de composici�n qu�mica de amino�cidos esenciales de las tablas de FAO (MINSA, 2009).

 

Tabla 1: Patr�n de amino�cidos propuesto para ni�os > a 1 a�o y adultos

 

 

Se utiliza como prote�na de referencia el patr�n de amino�cidos para ni�os mayores de 1 a�o y adultos de la Academia Nacional de Ciencia de EEUU (Dado & Allen, 1993).

El PDCAAS se calcul� en cada caso multiplicando el dato de escore por la cifra de digestibilidad proteica:

𝑃𝐷𝐶𝐴𝐴𝑆=𝑒𝑠𝑐𝑜𝑟𝑒 𝑥𝑑𝑖𝑔𝑒𝑠𝑡𝑖𝑏𝑖𝑙𝑖𝑑𝑎𝑑

La digestibilidad de las prote�nas que se obtiene de los valores publicados por la FAO en 1985 (FAO/OMS/UNU, 1985).

 

Evaluaci�nSensorial

La evaluaci�n sensorial es una disciplina cient�fica usada para evocar,medir, analizar e interpretar las reacciones a las caracter�sticas de losalimentos y los materiales tal y como son percibidas por los sentidos deltacto,olfato,gusto, vistayo�do(Ure�a &Arrigo, 1999).

 

Tipos de pruebas sensoriales

Existen dos clasificaciones principales de pruebas sensoriales, las anal�ticas y las afectivas. a. Pruebas Anal�ticas: usadas por laboratorios de evaluaci�n de productos en t�rminos de diferencias o similitudes y por identificaci�n y cuantificaci�n de caracter�sticas sensoriales. Hay dos principales tipos de pruebas anal�ticas; Discriminativas y Descriptivas. Ambas emplean panelistas seleccionados por un personal selecto.

Pruebas Afectivas: usadas para evaluar la preferencia y/o aceptaci�n de productos. Generalmente, se requiere un gran n�mero de respuestas para estas evaluaciones. Los panelistas no son entrenados, pero son seleccionados de un conjunto amplio de tal manera que represente a una poblaci�n (Anzald�a, 1994).

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Escala de clasificaci�n hed�nica

Prueba usada para medir el nivel de gusto de productos alimenticios por una poblaci�n. Puede ser aplicada en pruebas de preferencia o aceptaci�n. El m�todo permite reportar directa y confiablemente los sentimientos de agrado o desagrado de los panelistas. Las clasificaciones de la escala hed�nica son convertidas a puntajes num�ricos para luego aplicar un an�lisis estad�stico para determinar la diferencia en el grado de aceptabilidad entre o dentro de las muestras.

Consiste en pedirle a los panelistas que den su informe sobre el grado de satisfacci�n que tienen de un producto, al present�rsele una escala hed�nica o de satisfacci�n, pueden ser verbales o gr�ficas, la escala verbal va desde me gusta much�simo hasta me disgusta much�simo, entonces las escalas deben ser impares con un punto intermedio de ni me gusta ni me disgusta y la escala gr�fica consiste en la presentaci�n de caritas o figuras faciales. Cuando se usa figuras faciales se le conoce a esta escala como Escala Hed�nica Facial (Anzald�a, 1994).

 

Digestibilidad in vitro

Para estimar el valor nutritivo de un alimento, se utiliza su composici�n qu�mica y los correspondientes coeficientes de digestibilidad (a nivel ileal o fecal). Estos coeficientes de digestibilidad se han estimado tradicionalmente con ensayos in vivo con animales modificados quir�rgicamente. En los �ltimos a�os, se han desarrollado varios m�todos in vitro para estimar la digestibilidad de nutrientes in vivo (P�rez- Vendrell & Torrallardona, 2010). Las t�cnicas in vitro pretenden simular el proceso de digesti�n, utilizando un in�culo preparado a partir de contenidos digestivos de cerdo (L�wgren, Graham, & �man, 1989) o preparaciones enzim�ticas (Boisen & Fern�ndez, 1997). El sistema multienzim�tico de tres pasos desarrollado por Boisen y Fern�ndez (1997) simula la digesti�n en el est�mago, el intestino delgado y el intestino grueso, y parece ser un sistema eficaz para predecir la digestibilidad de la materia org�nica en cerdos (Pujol & Torrallardona, 2007), aunque no tiene en cuenta algunos aspectos de la digesti�n in vivo, como las secreciones end�genas, la absorci�n y el tr�nsito (Noblet & Jaguelin-Peyraud, 2007; Wilfart et al., 2008). Por lo general, con este m�todo in vitro se obtiene un valor de digestibilidad de punto final despu�s de la hidr�lisis enzim�tica completa de los alimentos (P�rez- Vendrell & Torrallardona, 2010).

 

Bases conceptuales

Haba: caracter�sticas nutritivas

Las legumbres son uno de los alimentos m�s esenciales en la dieta humana con un consumo per c�pita de 2,56 kg a�o�1 en Europa, mientras que el promedio mundial es de 7,21 kg a�o�1. La mayor�a de las legumbres, como los frijoles de haba, son ricas en prote�nas, grasas, carbohidratos, antioxidantes, fibra, vitaminas y minerales (Multari, Stewart, & Russell, 2015). Los frijoles haba son ricos en muchos compuestos bioactivos, como los compuestos fen�licos (principalmente flavonoides), con propiedades antioxidantes, antiinflamatorias y antidiab�ticas relacionadas (Bacchetti, Turco, Urbano, Morresi, & Ferretti, 2019; Siah, Wood, Agboola, Konczak, & Blanchard, 2014). Sin embargo, las semillas de haba contienen algunos metabolitos conocidos como factores antinutricionales que pueden limitar el inter�s en estas legumbres (Revilla, 2015). Uno de los m�s importantes son los taninos, que son compuestos fen�licos que pueden reticularse con prote�nas, carbohidratos y vitaminas, lo que hace que no est�n disponibles durante la digesti�n (Revilla, 2015). Por el contrario, los taninos se han relacionado con varias propiedades promotoras de la salud (anticancer�genas, antioxidantes, etc.) junto con propiedades antimicrobianas (Chung, Wong, Wei, Huang, & Lin, 1998).

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Tabla 2: Composici�n de amino�cidos de prote�nas del haba (% en base seca) (Marquardt, Mckirdy, & Campbell, 1975)

 

Clasificaci�n taxon�mica

El haba se encuentra dentro de la siguiente clasificaci�n taxon�mica (Mostacero, Mejía, & Gamarra, 2009).

Reino: ������������� Vegetal

Clase: �������������� Angiospermae

Subclase:���������� Dicotyledoneae.

Orden:�������������� Leguminosae

Familia:������������ Papilionac� (Fabaceae)

G�nero:������������ Vicia

Especie:������������ Vicia faba L. Nombre com�n��������� : Haba caballar

 

Impacto del procesamiento t�rmico en la composici�n de habas (Vicia faba)

Las semillas de frijol de haba son ricas en prote�nas, carbohidratos, fibra y vitaminas y tienen un efecto hipocolesterol�mico (Macarulla et al., 2001). El uso m�s com�n es como alimento humano en los pa�ses en desarrollo porque son relativamente baratos en comparaci�n con los productos c�rnicos. Sin embargo, el valor biol�gico de los frijoles faba se ve afectado negativamente por la presencia de factores antinutricionales como los inhibidores de tripsina, los taninos condensados, el �cido f�tico, las saponinas, las lectinas y los factores inductores del favismo. Por lo tanto, la eliminaci�n de estos antinutrientes es necesaria para la utilizaci�n efectiva de las legumbres alimentarias en la nutrici�n humana. Ciertos factores como los inhibidores de la tripsina, las hemaglutininas y los taninos condensados se destruyen f�cilmente mediante el procesamiento por calor (ebullici�n, cocci�n, autoclave o cocci�n por extrusi�n) o se eliminan mediante pretratamientos como el descascarado, remojo, germinaci�n, fermentaci�n y suplementaci�n con diversos qu�micos y enzimas (Revilla, 2015).

 

Quinua

La semilla de quinua (Chenopodium quinoa Willd.) Es un alimento humano b�sico de la regi�n andina de Am�rica del Sur que ha recibido atenci�n debido a su alto valor nutricional, debido en particular a su composici�n de �cidos grasos (FA) (Wood, Lawson, Fairbanks, Robison, & Andersen, 1993) ya que tiene una alta proporci�n de FA insaturada, particularmente oleico (OA, C18: 1 n-9) y �cido linoleico (LA, C18: 2 n- 6), y su espectro equilibrado de amino�cidos con alto contenido de metionina (4 � 10 g / kg DM) y contenido de lisina (51 � 64 g / kg DM) (Bhargava, Shukla, & Ohri, 2007).

Su consumo es ancestral en la dieta de la poblaci�n campesina. Su cultivo fue artesanal en las zonas altas andinas hasta la d�cada de los a�os 90, en que se produce una importante posibilidad de exportaci�n al mercado norteamericano y europeo (Ayala, Ortega, & Mor�n, 2004).

La semilla de quinua tambi�n se ha utilizado como alimento para animales. Concluyeron que la semilla de quinua tiene potencial como alimento para pollos de engorde, pero no debe exceder un nivel de inclusi�n de 150 g / kg de la dieta, mientras que descubrieron que el descascarado de quinua mejor� ligeramente el rendimiento de los pollos de engorde (Jacobsen, Skadhauge, & Jacobsen, 1997). Se descubrieron que las capas org�nicas de alta producci�n y restringidas en nutrientes son capaces de encontrar y utilizar cantidades considerables de alimentos, como la quinua y otros cultivos forrajeros, de un �rea de forraje cultivada sin efectos negativos en su salud y bienestar (Horsted & Hermansen, 2007). Improta y Kellens informaron que diluir la quinua con otro alimento disponible son opciones viables que pueden considerarse para mejorar el rendimiento de los pollos de engorde cuando la quinua es un componente importante de la dieta (Improta & Kellems, 2001). A continuaci�n se observa la Tabla 3 (FAO, 1970).

 

Tabla 3: Composici�n de amino�cidos de prote�nas de la quinua (mg de amino�cidos/g de prote�na)

 

Clasificaci�n taxon�mica (Mostacero et al., 2009) Clase���� : Dicotiled�neas

Subclase:��� Angiospermas

Orden:������� Centropermales

Familia:����� Chenopodiaseas

G�nero:����� Chenopodium

Secci�n:����� Chenopodia Subsecci�n : Cellulata

Especie:����� Chenopodium quinua Wild

 

Efecto de la extrusi�n en la quinua

Se investigaron las caracter�sticas de procesamiento de extrusi�n de la harina de quinua Cherry Vanilla (Chenopodium quinoa Willd) utilizando un dise�o de superficie de respuesta de tres factores para evaluar el impacto de la humedad del alimento, la temperatura y la velocidad del tornillo en las propiedades fisicoqu�micas de los extruidos de quinua. La energ�a mec�nica espec�fica (PYME) requerida para extruir esta variedad de quinua fue mayor (250 - 500 kJ / kg) que la reportada previamente para la quinua. Se observaron las siguientes caracter�sticas de los extruidos: relaci�n de expansi�n (1,17 � 1,55 g / cm3), densidad unitaria (0,45 � 1,02 g / cm3), �ndice de absorci�n de agua (WAI) (2,33 � 3,05 g/g) e �ndice de solubilidad en agua (WSI) (14,5 - 15,87%). Esta harina de quinua tuvo una expansi�n directa relativamente baja en comparaci�n con los granos de cereales como el ma�z o el trigo, lo que sugiere que no es adecuada para la fabricaci�n de productos expandidos directamente. El estudio sugiere adem�s que es necesario comprender las caracter�sticas de procesamiento de las nuevas variedades de quinua para el cultivo. Comprender por adelantado la extrusi�n y otros rasgos de calidad ayudar� a seleccionar las variedades apropiadas que permitir�an a los procesadores de alimentos satisfacer las necesidades del consumidor (Kowalski, Medina-Meza, Thapa, Murphy, & Ganjyal, 2016).

 

Ma�z

Luquet y Bergot y Delort-Laval y Mercier mostraron que, entre muchos tratamientos, la extrusi�n proporciona los mejores resultados en gelatinizar el almid�n y mejorar la digestibilidad. En particular, si la prote�na se reemplaza por carbohidratos en las dietas, el contenido de l�pidos podr�a variar, tanto en los �rganos y tejidos como en el porcentaje de �cidos grasos (Boccignone, Forneris, & Palmegiano, 1989).

 

Tabla 4: Composici�n de amino�cidos de prote�nas del ma�z (mg de amino�cidos/g de prote�na)(FAO, 2019b)

 

Clasificaci�n taxon�mica (Mostacero et al., 2009)Divisi�n : Angiospermae

Clase:�������� Monocotyledoneae

Orden:������� Cypareles

Familia:����� Poaceae

G�nero:����� Zea

Especie:����� Zeamays L.

 

Principios metodol�gicos

�mbito temporal y espacial

Este trabajo se realiz� con materia prima de Acobamba, Huancavelica. La extrusi�n fue realizada en el Taller de Maquinarias de la E. P. de Ingenier�a Agroindustrial. Los an�lisis fisicoqu�micos del extru�do fue realizado en el CEMTRAR y la digestibilidad en el Laboratorio CALIDAD TOTAL de la Universidad Nacional Agraria La Molina, en la ciudad de Lima.

 

Tipo de Investigaci�n

La presente investigaci�n es de tipo aplicada, ya que, busca la aplicaci�n o utilizaci�n de los conocimientos adquiridos, a la vez que se adquieren otros, despu�s de implementar y sistematizar la pr�ctica basada en investigaci�n (Hern�ndez, Fern�ndez, & Baptista, 2013).

 

Nivel de Investigaci�n

El nivel de investigaci�n en el presente trabajo de investigaci�n es experimental, ya que, se manipular�n variables como la temperatura y la presi�n de extracci�n con CO2 supercr�tico (Hern�ndez et al., 2013).

 

Poblaci�n, muestra y muestreo

Se tom� la materia prima a utilizarse en el presente trabajo de investigaci�n, el haba, quinua y ma�z amil�ceo en el mercado del distrito y provincia de Acobamba, Huancavelica; de tal manera que los resultados obtenidos sirvan mucho para el desarrollo de un producto propio de la zona. Se trabaj� una muestra de 10 kg de cada tipo de harina extruida. Se tomaron equitativamente de los 10 kg seg�n el porcentaje requerido para cada una de las 10 formulaciones. El muestreo fue al azar.

 

Dise�o de la investigaci�n

Para la obtenci�n de las formulaciones se utiliz� el Dise�o de Mezclas Simplex con centroide con un arreglo de 10 tratamientos

 

 

Tabla 6: Proporciones de las harinas aplicando Dise�o Simplex con centroide ampliado para una mezcla de extruida de haba, quinua y ma�z

D�nde:

X₁: Porcentaje de harina extruida de haba.

X₂: Porcentaje de harina extruida de quinua

X₃: Porcentaje de harinaextruida de ma�z.

 

Dise�o experimental

Primero se hizo un dise�o de mezclas con 10 tratamientos con un Dise�o con Centroide Simplex, estos tratamientos fueron calculados mediante Score Qu�mico, en su composici�n de amino�cidos esenciales y limitantes en cada grano en estudio. De ellos se tomaron 3 tratamientos con las restricciones de amino�cidos, sobre todo lisina. Estas tres formulaciones fueron sometidas a una evaluaci�n sensorial con ni�os de 1� y 2� a�o de primaria de la Instituci�n Educativa Nacional N� 36177, del centro poblado de Pucacruz, provincia de Acobamba - Huancavelica. Los ni�os estuvieron entre los 6 a 9 a�os de edad. Al tratamiento que present� mayor aceptabilidad, se le hizo un an�lisis de composici�n qu�mica proximal, digestibilidad de prote�na in vitro.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Figura 1: Dise�oexperimental.

 

M�todos de Investigaci�n

El m�todo general utilizado en la investigaci�n fue el m�todo hipot�tico� deductivo.

 

Descripci�n de proceso de extrusi�n

Selecci�n. Esta operaci�n consisti� en evaluar la calidad sanitaria de los granos y se seleccion� la materia prima que est� apta para ser procesada. Se seleccion� aquellas que no presenten da�o mec�nico, da�o por insectos ni da�o por microorganismos.

Clasificado. Operaci�n que se realiz� con la finalidad de trabajar con productos del mismo di�metro para que de esta manera haya una cocci�n uniforme en la extrusora.

Limpieza. Se realiza con la finalidad de eliminar las impurezas que puedan estar presentes en los productos que se trabajar�n.

Desaponificado. Este proceso se realiza solo para la quinua ya que este producto en su composici�n contiene saponinas, entonces es necesario eliminar estos compuestos, se elimin� lavando con abundante agua. Esto s�lo para la quinua.

Secado. Esta operaci�n solo realiz� para la quinua, en este proceso de secado se elimin� parte del agua presente en las semillas, este proceso se realiza a temperatura ambiente por el tiempo que sea necesario.

Acondicionado. Operaci�n que se realiz� con la finalidad de las muestras entren uniformes, �sea del mismo di�metro al proceso de extrusi�n para as� obtener un producto uniforme en cuanto a la cocci�n. Molienda. Con esta operaci�n se redujo el tama�o de part�cula hasta obtener una salida de malla de 0,5 mm.

Formulaci�n. Se realiz� seg�n el dise�o de mezclas planteado. Mezclado. Es proceso se realiz� vertiendo todos los ingredientes en una mezcladora con un tiempo de operaci�n de 10 minutos para asegurar el completo mezclado.

Extrusi�n. Este proceso se realiz� con una extrusora donde las condiciones ser�n a una humedad de 15 % y a una temperatura de 180 �C con una velocidad de alimentaci�n de 40 kg/hora y una velocidad de rotaci�n del tornillo de 450 rpm.

Envasado. El envasado se realiz� en bolsas de polietileno de 1 mm de espesor y 1 kg de capacidad. Despu�s se sellaron para su almacenamiento con un sellador el�ctrico.

 

Evaluaci�n sensorial

Debido a que el p�blico objetivo son los ni�os menores de 5 a�os, se realizar�n la evaluaci�n de la preferencia general, con un panel de ni�os, usando cartillas de caritas (Anzald�a, 1994).

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An�lisis qu�mico proximal

La determinaci�n de los componentes de la materia prima, se realizar�n en base a las normas AOAC (AOAC, 2012), en algunos casos se han realizado algunas modificaciones seg�n lo requerido. En las cuales se mencionan los procedimientos a seguir seg�n el componente a ser determinado.

 

Digestibilidad �in vitro�

La determinaci�n de la digestibilidad mediante las t�cnicas multienzim�ticas y el ataque in vitro con pepsina y �cido clorh�drico, de acuerdo al protocolo de an�lisis de piensos y forrajes Max Becker (1961), usado por el Laboratorio Calidad Total.

 

T�cnicas de procesamientos y an�lisis de los datos

La t�cnica de procesamiento y an�lisis de datos se hizo a trav�s del software Minitab versi�n 16.

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Resultados

An�lisis de informaci�n

 

Tabla 7: Tratamientos con mejor score qu�mico

H:haba,Q:quinua,M:ma�z

 

Tabla 8: Composici�n qu�mica proximal del extruido T4

 

Tabla 9: Digestibilidad por pepsina y prote�na del extru�doT4

 

 

 

 

 

Prueba de hip�tesis

 

Tabla 10: Prueba de Kruskal � Wallis de la evaluaci�n sensorial

H:3,49;p =0,140

 

Figura 3: Aceptabilidad promedio de los extruidos (tratamiento)

 

Discusi�n de resultados

Tratamientos con mejor score qu�mico

De los 10 tratamientos planteados a trav�s del dise�o de mezclas se escogieron tres tratamientos que, presentaron mayor score qu�mico, por las siguientes razones:

1)          El efecto de convergencia, limita a los jueces a m�ximo cinco muestras por evaluaci�n (Anzald�a, 1994).

2)          Se usaron tres amino�cidos limitantes: lisina, metionina y tript�fano.

El ma�z es un cereal rico en almid�n, que es importante para el proceso de extrusi�n (Espinoza Silva & Quispe Solano, 2011), pero limitado por su contenido de lisina (Bressani, Alvarado, & Viteri, 1959), por eso la idea de complementarlo con otros granos que s� cuentan con este importante amino�cido. Por otro lado, el tript�fano es uno de los amino�cidos esenciales, considerado por su estructura qu�mica como un LNAA (Large Neutral Amino Acid). Su RDA, seg�n la FAO es de 17 mg/kg/d�a en lactantes, 12,5 en ni�os de dos a tres a�os y 3,2 en los adultos. El L-tript�fano es usado como agente controlador del desorden del sue�o, quedando reflejado esta acci�n en la disminuci�n de la latencia del sue�o, y se administra entre 2 � 5 g/d�a antes de iniciar el reposo nocturno. Su importancia en el enriquecimiento de leches infantiles ha sido contrastada tanto de forma cient�fica como cl�nica (Cubero et al., 2006). Finalmente, al respecto, la L-metionina es un amino�cido esencial implicado en la s�ntesis de prote�nas y m�ltiples v�as metab�licas tales como la regulaci�n y s�ntesis de ADN (�cido desoxirribonucleico) (Singhal, Narayanan, Jain, Mukherjee, & Mantil, 2008).

 

Composici�n qu�mica proximal

La composici�n qu�mica proximal del extruido T4 (Tabla 8) fue comparada principalmente en sus componentes prote�na, grasa, carbohidratos y energ�a, con otros productos extruidos similares y las exigencias de la FAO (2019a) (Tabla 11).

El tratamiento 4 propuesto para evaluaci�n final presenta 16,16 % de prote�na, 4,16 % de grasa, 71,49 % de carbohidratos y 370,12 kcal de energ�a. Al comparar con lo establecido por la FAO (2019a), en prote�na y carbohidratos se cumple y supera ligeramente, con el producto dise�ado en este trabajo, pero en cuanto a grasa y energ�a solo cubre el 27,67 % de grasa y 80,46 % de energ�a, requerida en el desayuno de ni�os escolares (FAO, 2019a).

En cuanto, a la comparaci�n con otros productos similares, como ma�z, tarwi y qinua (Salazar, 2013) y ma�z y garbanzo (Guti�rrez et al., 2008), el contenido en prote�nas y grasa fue menor, pero fue superior al compararlo con el extruido de arroz, ca�ihua y kiwicha (Higinio, 2011). Y en el contenido en carbohidratos fue similar a los productos de Guti�rrez et al. (2008) e Hinigio (2011), y superior al de Salazar (2013).

 

Tabla 11: Comparaci�n del T4 extruido con otros productos similares

¹Salazar(2013),2Guti�rrezetal.(2008),3Higinio(2011),4FAO(2019a).

 

Digestibilidad in vitro

La digestibilidad in vitro del tratamiento 4 (T4) fue de 94,30 g/100 g (Tabla 9). Se compar� con harina de quinua extruida de dos variedades Blanca Jeric� (63,23 g/100 g) y Tunkahuan (67,77 g/100 g) (Cer�n Fern�ndez, Guerra Morcillo, Legarda Quintero, Enr�quez Collazos, & Pismag Portilla, 2016), y se observa que es muy superior. Con esto se puede, concluir que existe una sinergia entre los granos usados en la formulaci�n que permite aumentar la digestibilidad de la prote�na en el extruido final. Las posibles razones para que se obtuviera una reducci�n de la digestibilidad de la quinua extruida sin mezclar, se orienta a la modificaci�n de la estructura primaria de las prote�nas disminuyendo o modificando la digestibilidad de las mismas debido a la formaci�n de uniones covalentes, isomerizaci�n de amino�cidos, o modificaci�n de las cadenas laterales de los restos de amino�cidos, que al modificarse no pueden ser reconocidos por las proteasas como sitios de hidr�lisis (Lupano, 2013).

 

Prueba de hip�tesis

La prueba de Kruskal � Wallis (Tabla 10) mostr� que no existen diferencias significativas entre los tratamientos, con mejor score qu�mico (p > 0,05). Sin embargo, se observa que el valor z coloca al tratamiento 4 (T4) como el de mayor aceptabilidad (z = 0,87) y un puntaje promedio de 4,20 que est� en el rango de �me gusta�. Este tratamiento tuvo la mayor cantidad de quinua: haba (0,167), quinua (0,667) y ma�z (0,167). La mayor cantidad de quinua en el extruido es importante porque la semilla de quinua (Chenopodium quinoa Willd.) es un alimento de alto valor nutricional, debido en particular a su composici�n de �cidos grasos (Wood et al., 1993) como tiene una alta proporci�n de �cidos grasos insaturados, particularmente oleico (C18: 1, n-9) y �cido linoleico (C18: 2, n-6), y su espectro equilibrado de amino�cidos con alto contenido de metionina (4 � 10 g/kg materia seca) y contenido de lisina (51 � 64 g/kg materia seca) (Bhargava et al., 2007). A este tratamiento, se determin� su composici�n qu�mica proximal, digestibilidad in vitro y prote�na, y se presentan en la secci�n respectiva.

Queda a disposici�n de futuros estudios detallar y proponer otras condiciones de operaci�n a escala industrial y comercializaci�n del producto.

�

 

 

Conclusiones

�         Se determin� los porcentajes de haba (16,67%), quinua (67,67%) y ma�z (16,67%) que optimizan el score qu�mico y la aceptabilidad con un puntaje de 4,20 equivalente a �me gusta�, para la mezcla alimenticia instant�nea infantil.

�         La composici�n qu�mico proximal de 100 g de mezcla alimenticia instant�nea infantil �ptima fue: humedad (3,95 g), ceniza (2,46 g), grasa (4,15 g), prote�na (16,16 g), fibra (1,79 g), carbohidratos (71,49 g) y energ�a total (370,12 kcal).

�         La digestibilidad de prote�na de la mezcla alimenticia instant�nea infantil �ptima fue de 94,30 g/100 g de prote�na.

 

Anexos

 

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� 2020 por los autores. Este art�culo es de acceso abierto y distribuido seg�n los t�rminos y condiciones de la licencia Creative Commons Atribuci�n-NoComercial-CompartirIgual 4.0 Internacional (CC BY-NC-SA 4.0)

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