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Aprovechamiento de harinas de leguminosas andinas: haba, chocho, quinua y ma�z en la formulaci�n de un brownie funcional

 

Using Andean legume flours: broad bean, lupin, quinoa, and corn in the formulation of a functional brownie

 

Utiliza��o de farinhas de leguminosas andinas: fava, tremo�o, quinoa e milho na formula��o de um brownie funcional

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Correspondencia: imarin@espoch.edu.ec

 

 

Ciencias T�cnicas y Aplicadas

Art�culo de Investigaci�n

 

* Recibido: 10 de mayo de 2025 *Aceptado: 28 de junio de 2025 * Publicado: �15 de julio de 2025

 

        I.            Escuela Superior Polit�cnica de Chimborazo, Facultad de Salud P�blica, Carrera de Gastronom�a, Ecuador.

      II.            Escuela Superior Polit�cnica de Chimborazo, Facultad de Salud P�blica, Carrera de Gastronom�a, Ecuador.

    III.            Escuela Superior Polit�cnica de Chimborazo, Facultad de Salud P�blica, Carrera de Gastronom�a, Ecuador.

    IV.            Escuela Superior Polit�cnica de Chimborazo, Facultad de Salud P�blica, Carrera de Gastronom�a, Ecuador.

 

Resumen

La investigaci�n tuvo como objetivo formular un brownie funcional sustituyendo tres porcentajes de harina mezcla de quinua, chocho, haba y ma�z por harina de trigo, evaluando su composici�n nutricional y microbiol�gica. El dise�o experimental const� de cuatro tratamientos con diferentes porcentajes de sustituci�n (33%, 66% y 100%) frente a un tratamiento control (0%) desarrollados en los laboratorios de la ESPOCH. Fueron evaluadas en las muestras de brownies caracter�sticas bromatol�gicos (prote�na, grasa, fibra, humedad y cenizas) y microbiol�gicas (mohos, levaduras y Escherichia coli), utilizando el m�todo AOAC (925.10; 923.03; 985.29; 920.85) y la norma NTE INEN ISO 20483:2013, los resultados se analizaron estad�sticamente con diversas pruebas (ANOVA, Kruskal-Wallis, Tukey) para conocer diferencias significativas entre cada tratamiento. Los resultados indicaron que la sustituci�n de harina de trigo por las harinas andinas increment� significativamente los niveles de prote�na, grasa, fibra, humedad y cenizas, sin afectar la inocuidad microbiol�gica. Se concluye que el uso de harinas funcionales mejora el valor nutricional del brownie, estableci�ndolos como productos aptos para dietas sin gluten y altos en prote�nas y fibras.

Palabras clave: Harinas funcionales; Leguminosas andinas; Brownie nutritivo.

 

Abstract

The research aimed to formulate a functional brownie by replacing three percentages of a blend of quinoa, lupin, broad bean, and corn flour with wheat flour, evaluating its nutritional and microbiological composition. The experimental design consisted of four treatments with different substitution percentages (33%, 66%, and 100%) versus a control treatment (0%), developed in the ESPOCH laboratories. Bromatological (protein, fat, fiber, moisture, and ash) and microbiological (mold, yeast, and Escherichia coli) characteristics were evaluated in the brownie samples using the AOAC method (925.10; 923.03; 985.29; 920.85) and the NTE INEN ISO 20483:2013 standard. The results were statistically analyzed with various tests (ANOVA, Kruskal-Wallis, Tukey) to identify significant differences between each treatment. The results indicated that replacing wheat flour with Andean flours significantly increased protein, fat, fiber, moisture, and ash levels without affecting microbiological safety. It is concluded that the use of functional flours improves the nutritional value of the brownie, establishing them as products suitable for gluten-free diets and high in protein and fiber.

Keywords: Functional flours; Andean legumes; Nutritious brownie.

 

Resumo

A investiga��o teve como objetivo formular um brownie funcional substituindo tr�s percentagens de uma mistura de quinoa, tremo�o, fava e farinha de milho por farinha de trigo, avaliando a sua composi��o nutricional e microbiol�gica. O desenho experimental consistiu em quatro tratamentos com diferentes percentagens de substitui��o (33%, 66% e 100%) versus um tratamento testemunha (0%), desenvolvido nos laborat�rios ESPOCH. As caracter�sticas bromatol�gicas (prote�na, gordura, fibra, humidade e cinzas) e microbiol�gicas (bolor, levedura e Escherichia coli) foram avaliadas nas amostras de brownies atrav�s do m�todo AOAC (925,10; 923,03; 985,29; 920,85) e da norma NTE INEN ISO 20483:2013. Os resultados foram analisados estatisticamente com v�rios testes (ANOVA, Kruskal-Wallis, Tukey) para identificar diferen�as significativas entre cada tratamento. Os resultados indicaram que a substitui��o da farinha de trigo por farinhas andinas aumentou significativamente os n�veis de prote�na, gordura, fibra, humidade e cinzas, sem afetar a seguran�a microbiol�gica. Conclui-se que a utiliza��o de farinhas funcionais melhora o valor nutricional do brownie, consolidando-o como um produto adequado para dietas isentas de gl�ten e rico em prote�nas e fibras.

Palavras-chave: Farinhas funcionais; Leguminosas andinas; Brownie nutritivo.

 

Introducci�n

La harina es un polvo m�s o menos fino que se obtiene de la molienda de cereales, leguminosas y otros alimentos ricos en almid�n, en general cuando se menciona a la harina se hace referencia a la harina de trigo, pero tambi�n se puede obtener de otros cereales, como centeno, cebada, avena, trigo, arroz como tambi�n de garbanzo, soja, mandioca, camote, etc.

Es importante identificar que las harinas tradicionales pueden contener gluten en su composici�n, pero al mismo tiempo harinas no convencionales no poseen esta prote�na que afecta en especial a personas con enfermedad cel�aca. (Pino-Falconi, Mar�n-Parra, Zambrano-N��ez, & Villalva-Guevara, 2024).

Son ingredientes vegetales usados con frecuencia en la cocina y en la industria alimentaria para la obtenci�n de un sinf�n de productos como pastas, panes, galletas, etc.; debido a su caracter�sticas organol�pticas y tecnol�gicas favorables, esto responde al contenido de gluten que posee, la esponjosidad y la elasticidad que la masa

Si bien es cierto, actualmente el uso de harinas en la industria alimentaria es un aspecto fundamental en la elaboraci�n de productos panarios, pasteleros y otros procesados; sin embargo, en los �ltimos a�os se ha observado un creciente inter�s por harinas alternativas no convencionales o funcionales.

La mayor demanda por harinas no convencionales o funcionales en t�rminos de importaciones es liderada por Norteam�rica y Europa. Francia, Pa�ses Bajos y Alemania encabezan el consumo. El mercado en Latinoam�rica est� muy por debajo, pero viene al alza producto de la tendencia de preferir alimentos saludables. Respecto de las harinas no convencionales, las de las leguminosas (arveja, garbanzo, poroto, lenteja) en el segmento de alimentos, representaron la mayor participaci�n de mercado en 2016 debido a la creciente demanda de productos m�s saludables y sin gluten. La CAGR chilena se proyecta en 10.7% al 2026. (Pino, 2019)

Los productos de panader�a (panes, galletas, tostadas, bizcochos, tortas, entre otros) acompa�an a diario las principales comidas y refrigerios de consumidores de todas las edades. Asimismo, la tendencia a consumir alimentos menos cal�ricos y m�s nutritivos, la sensibilidad al gluten, las preferencias por harinas integrales, un mayor consumo de fibra dietaria y la reducci�n de la importaci�n de trigo a nivel mundial vienen generando una gran oportunidad para la innovaci�n en las recetas panaderas que tienen como base principal a la harina de trigo, que se puede sustituir parcialmente por otras harinas con cualidades m�s nutritivas como las que se presentan en nuestros granos y cereales andinos (Valencia et al., 2023, p. 5).

Respecto de las harinas no convencionales, de las leguminosas (arveja, garbanzo, poroto, lenteja) en el segmento de alimentos, representaron la mayor participaci�n de mercado debido a la creciente demanda de productos m�s saludables y sin gluten. La demanda por ingredientes de este tipo crece porque la poblaci�n preocupada por la salud tambi�n alienta a los fabricantes a reducir el gasto en sistemas de ingredientes caros y a desarrollar sistemas innovadores basados en harina, para un uso �ptimo en productos alimenticios extra�dos. As�, el alto perfil de prote�nas de las legumbres y la demanda de productos alimenticios saludables han sido los principales impulsores que est�n contribuyendo al crecimiento del mercado (Pino, 2019). La harina de granos andinos es una fuente rica en prote�nas y carbohidratos es por ello que pueden ser considerados como materias primas potenciales para la elaboraci�n de alimentos nutritivos.

El aumento de los ingresos y los cambios en los h�bitos alimentarios con una preferencia cada vez mayor por alimentos ben�ficos para la salud, dan un espacio a este nuevo tipo de harinas. Cambiar la preferencia de los consumidores de harina convencional basada en trigo por harina funcional (o no convencional) como harina de harina de centeno, harina de quinua o por su valor nutricional, est� ayudando. Adem�s, la progresiva demanda de alimentos bajos en gluten o sin gluten (celiacos) est� impulsando al mercado de harina funcional. El aumento de las alergias al gluten y el aumento de la conciencia de las ventajas para la salud de los granos combinados tambi�n est�n coadyuvando al crecimiento del mercado de la harina funcional en ciertas regiones. Particularmente aquellas de granos altos en prote�nas y amino�cidos esenciales, generan expectaci�n. Las oportunidades se basan en la demanda y/o en la preferencia de los consumidores (Pino, 2019).

Los retos radican en desarrollar habilidades en cada etapa de la cadena de valor, desde el productor hasta la industria que procesa la harina. Las limitaciones de la producci�n y el consumo de legumbres incluyen fluctuaciones en el rendimiento, p�rdidas de cultivos debido a factores de estr�s como da�os por insectos y condiciones clim�ticas adversas, baja rentabilidad, alergias, alto contenido de alcaloides, potencial de contaminaci�n por aflatoxinas y un tiempo considerable de cocci�n. Las legumbres tambi�n contienen ciertos factores antinutricionales que pueden interferir con la digestibilidad de las prote�nas, aunque estos se pueden reducir remojando, hirviendo y fermentando las legumbres. Las futuras innovaciones en el mejoramiento y la modificaci�n gen�tica podr�an permitir a los productores de legumbres superar muchas de estas barreras mediante el desarrollo de cepas que generen mayor rendimiento y sean m�s resistentes a los factores de estr�s (Semba et al., 2021).

Leguminosas Andinas

Son cultivos que tienen gran importancia econ�mica, ecol�gica y social; tanto como grano seco, tierno, procesado o para la agroindustria. Su valor radica en su alto contenido proteico, su capacidad para fijar nitr�geno en el suelo y su importancia en la seguridad alimentaria.

Introducci�n a las harinas de leguminosas y pseudocereales

La harina de granos andinos son una fuente rica en prote�nas y carbohidratos es por ello la importancia de ser caracterizados, algunos de estos granos andinos son el chocho, haba, quinua y ma�z.

 

 

Chocho (Lupinus mutabilis)

El g�nero Lupinus (familia Fabaceae) comprende alrededor de 267 especies, incluyendo legumbres que crecen desde el nivel del mar hasta la altura de los Andes. Las de mayor consumo son: lupino blanco (que corresponde a la especie L. albus), lupino azul (L. angustifolius), lupino amarillo (L. luteus) y lupino andino (L. mutabilis). Seg�n estad�sticas de la Organizaci�n para las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentaci�n (FAO), en el 2019 se produjeron 1.006.842 toneladas de lupinos a nivel mundial, inferior producci�n comparada con la de otras legumbres como la soja y el garbanzo Su comercializaci�n a gran escala se encuentra limitada por la presencia de alcaloides, compuestos amargos y t�xicos. Niveles de alcaloides superiores a 0,035 mg/kg de peso corporal/d�a se asocia con enfermedad hep�tica y bloqueo neuromuscular. La mayor�a de estas sustancias son solubles en agua, por lo que el proceso tradicional de eliminaci�n o �desamargado� incluye el remojo de las semillas, su cocci�n y lavado durante 5 d�as (Curti et al., 2022, p. 2)

Haba (Vicia faba)

Tiene gran importancia en el mundo por su contenido proteico (alrededor del 25 %), carbohidratos (58 %) y minerales como el calcio, siendo la cuarta leguminosa m�s cultivada. Por su adaptaci�n a las alturas representa una buena opci�n para el mejoramiento de la fertilidad del suelo ya que el haba fija entre 150 a 200 kg de N/ha/ a�o, lo que contrarresta el uso de fertilizantes nitrogenados y si se siembran asociados se reduce el nivel de incidencia de plagas El haba es una legumbre que se puede consumir tanto fresca como seca. El valor nutritivo es similar, pero m�s concentrado en las habas secas. Contiene vitaminas del grupo B y minerales como el potasio, f�sforo, calcio y hierro. El aporte de vitamina B1 es superior a muchos cereales y carnes, y destaca tambi�n el contenido en riboflavina y vitamina A. El contenido de prote�na var�a seg�n sea el haba verde o seca (Basantes, 2015, p. 26 - 27).

Quinua (Chenopodium quinoa, Wild)

La quinua es un nutritivo pseudo cereal aut�ctono de los Andes, cuyo centro de origen se encuentra en alguno de los valles de la zona andina.

Tiene un excepcional valor nutritivo, con prote�nas de alto valor biol�gico y excelente balance de amino�cidos esenciales, ubicados en el endosperma o n�cleo del grano, a diferencia de otros cereales que los tienen en el exosperma o c�scara, como el arroz o el trigo. La quinua, ofrece la mayor cantidad de amino�cidos esenciales que cualquiera de los m�s importantes cereales del mundo, destacando la lisina que es uno de los m�s escasos en los alimentos de origen vegetal y que est� presente en el cerebro humano. La quinua, comparada con otros granos y hortalizas, es muy alta en prote�nas, calcio y hierro. Un investigador ha dicho "mientras ning�n alimento por s� solo puede suministrar todos los nutrientes esenciales para la vida, la Quinua es igual o m�s que muchos del reino vegetal y animal. Debido a su alto contenido de prote�nas y la alta calidad de este complejo de prote�nas, la quinua puede contribuir significativamente a la dieta de estas personas. El calcio, hierro y zinc son considerados minerales esenciales para la salud humana (Campos et al., 2022, p. 2)

Ma�z (Zea mays)

El ma�z constituye para muchas de nuestras culturas ind�genas el origen mismo de su civilizaci�n. En torno de la domesticaci�n de esta planta, se desarrollaron los procesos econ�micos que hicieron posible el asentamiento sobre territorios ancestrales que se extienden a lo largo de la costa del Pac�fico, al interior del callej�n interandino, e incluso m�s all�. El ma�z suscit� el surgimiento de culturas e identidades propias, el nacimiento de naciones enteras. El grano del ma�z simboliza tambi�n el tr�nsito que debieron pasar cientos, miles de viajeros de un extremo a otro del continente, en busca de m�s y mejores tierras, que les permitieran desarrollar y ampliar el comercio y mejorar sus condiciones de vida. Por eso el ma�z se encuentra a lo largo y ancho de nuestra Am�rica, no s�lo como un producto agr�cola fundamental, sino como un s�mbolo de nuestras formas de entender la sociedad y el desarrollo hist�rico (Cantero, 2012, p. 11).

Procesamiento y obtenci�n de harinas

Considerando las materias primas y sus propiedades nutricionales, es importante se�alar que su aplicaci�n abarca diversos productos dentro de la industria alimentaria. Entre ellos destacan la fabricaci�n en panader�a, reposter�a, pastas, entre otros, cuyo proceso de producci�n se enfoca en preservar al m�ximo las cualidades nutricionales.

Harinas de leguminosas

La molienda tiene como finalidad b�sica la obtenci�n de harina a partir de los granos para la fabricaci�n de pan, pastas alimenticias, galletas etc. A partir de la molienda y el tamizado, se obtiene el producto conocido bajo el nombre de harina; a partir de ellas, se elaboran diversos productos, presentes en diferentes campos de la industria.

Los pasos que se siguen para obtener la mayor�a de las harinas seg�n los autores (Valencia & Montoya, 2021) son:

�         Recepci�n: Se recibe la materia prima dispuesta a procesarse.

�         Selecci�n: En esta etapa se eliminan las impurezas que acompa�an a los granos, tales como residuos vegetales, part�culas extra�as, piedras, pajas, granos picados o da�ados.

�         Lavado: En esta etapa se realiza la eliminaci�n del material extra�o por medio de agua y alg�n insumo de lavado (jab�n o desinfectante) esto con el fin de lograr una reducci�n de la carga microbiana con la que ingresa el grano.

�         Secado: Los granos se depositan sobre bandejas del horno secador, a temperatura y tiempo que se especifican de acuerdo a su uso.

�         Molienda: en este proceso se realiza la reducci�n de tama�o de part�cula por la aplicaci�n de fuerzas de impacto, compresi�n y abrasi�n, usando un molino. 6. Tamizado: En esta operaci�n se separan las part�culas gruesas y semi gruesas que se restan de la cantidad de harina que se va a emplear, mediante esta operaci�n se eliminan las part�culas gruesas que disminuyen la calidad de la harina obtenida. Esta operaci�n se realiza con el fin de obtener la granulometr�a deseada.

�         Empaque: En esta etapa se deposita el producto obtenido en empaques aptos para sus caracter�sticas, principalmente con barrera a la humedad.

�         Almacenamiento: En esta etapa se realiza el almacenamiento de los productos terminados a condiciones espec�ficas, en espacios sin humedad o poca iluminaci�n para prolongar su vida �til y dar un uso previsto.

Aplicaciones gastron�micas

�         Harina para pan: Se elige en funci�n de su contenido proteico, priorizando aquellas harinas con alto nivel y calidad de prote�nas, ya que estas contribuyen a la formaci�n del gluten, fundamental para obtener una textura el�stica y aireada en el pan.

�         Harina para galletas: Se prefieren harinas con un nivel moderado de prote�nas, ya que no es necesario desarrollar tanta elasticidad en la masa. Esto permite obtener galletas con una textura m�s crujiente.

�         Harina para reposter�a: Debe permitir la formaci�n de estructuras esponjosas, por lo que es fundamental que el almid�n en su composici�n est� bien inflado y que el proceso de molienda no haya afectado en exceso la integridad de los granos.

�         Harina para sopas, cremas: Se emplean para aportar espesor, adem�s de mejorar su valor nutricional al ser una fuente rica en prote�nas y fibra.

Actualmente la demanda por este tipo de harinas alternativas ha crecido, debido a que la poblaci�n a nivel mundial y local ha puesto m�s atenci�n en la sostenibilidad, la necesidad de diversificar las fuentes de alimentaci�n y la b�squeda de propiedades nutricionales. Pa�ses como M�xico, Colombia, Per�, Bolivia o Ecuador se han caracterizado por el uso de harinas de leguminosas, tub�rculos, granos incluso insectos o pseudocereales en preparaciones como sopas, potajes, entremeses, panes, tortillas, etc.

El alto perfil de prote�nas de las legumbres y la demanda de productos alimenticios saludables han sido los principales impulsores que est�n contribuyendo al crecimiento del mercado. La harina no convencional (o llamada harina funcional) se obtiene de una combinaci�n de harina de grano y harina no de grano, que tiene un menor contenido de gluten que la harina de grano que tradicionalmente se consume. El valor nutricional mejorado, junto con el bajo contenido de gluten, est�n buscando as� satisfacer la demanda de harinas funcionales. (Pino, 2019).

EL prop�sito del presente estudio es formular un brownie funcional con harina compuesta de haba, chocho, quinua y ma�z, para posteriormente analizar la composici�n nutricional y determinar la aceptabilidad sensorial.

 

Metodolog�a

Localizaci�n

La investigaci�n se desarroll� en la Escuela Superior Polit�cnica de Chimborazo (ESPOCH), en los Laboratorios de Cocina Experimental de la Carrera de Gastronom�a de la Facultad de Salud P�blica, la instituci�n est� ubicada en la Panamericana Sur Kil�metro 1�, parroquia Lizarzaburu, Cant�n Riobamba, Provincia de Chimborazo, a una altitud de 2740 msnm, 78� 4� de longitud de Oeste y a una latitud de 1� 38� Sur. Los an�lisis de laboratorio fueron desarrollados en el Laboratorio de An�lisis Qu�mico TOX-CHEM de la ciudad de Riobamba.

Unidades experimentales

En la investigaci�n se desarrollaron 4 tipos de brownies de chocolate que fueron los tratamientos, cada tratamiento tuvo 3 repeticiones, cada unidad experimental estuvo constituida por 2 Kg. de mezcla base para la elaboraci�n del alimento.

Dise�o experimental

Se dise�aron tres tratamientos, (T1= 33%, T2= 66%, T3= 99%) frente a un tratamiento testigo (T0 = 0.0%), con tres repeticiones por tratamiento, los tratamientos estuvieron constituidos por los distintos porcentajes de extracto de harinas mezcla adicionados en la elaboraci�n de brownies, y se ajustaron al siguiente modelo lineal aditivo:

Yij = μ + ti + 𝜖ij

 

Donde:

𝑌𝑖𝑗 = Valor del par�metro en determinaci�n

𝜇 = Efecto de la media por observaci�n

𝛼𝑖 = Efecto de los tratamientos

𝜖𝑖𝑗 = Efecto del error experimental.

 

Esquema del experimento

Tabla 1. Esquema del experimento

*TUE: Tama�o de la unidad experimental

Fuente: Proyecto de Investigaci�n, 2025

 

Formulaciones evaluadas

La harina mezcla que se emple� en reemplazo de la harina de trigo fue elaborada en base a 10% quinua, 10% ma�z de Chazo, 60% chocho y 20% haba.

El tratamiento T0 (tratamiento control) estuvo constituido por una formulaci�n est�ndar para brownies con 100% de harina de trigo, el tratamiento T1 estuvo constituido por 33% harina combinada y 67% harina de trigo, el tratamiento T2 estuvo constituido por 66% harina combinada y 34% harina de trigo y el tratamiento T3 estuvo constituido por 99% harina combinada y 1% harina de trigo.

Mediciones experimentales

A las muestras de brownies con distintos porcentajes de harina mezcla se realizaron an�lisis bromatol�gicos y an�lisis microbiol�gicos para conocer si la inclusi�n de harina mezcla modifica de manera favorable o desfavorables a alimentos.

An�lisis bromatol�gicos

-���������� Contenido de humedad, (%)

-���������� Contenido de prote�na, (%)

-���������� Contenido de grasa, (%)

-���������� Contenido de cenizas, (%)

-���������� Contenido de fibra cruda, (%)

An�lisis microbiol�gicos

-���������� Mohos y levaduras, (NMP/g)

-���������� Escherichia, (NMP/g)

An�lisis estad�sticos y prueba de significaci�n

Los datos obtenidos de los an�lisis bromatol�gicos de las cuatro formulaciones de brownies fueron sometidos a un tratamiento estad�stico para determinar si exist�an diferencias significativas entre las medias de cada componente.

Antes de aplicar las pruebas de comparaci�n entre tratamientos, se verificaron los supuestos de normalidad y homogeneidad. La normalidad de los datos fue evaluada mediante la prueba de Shapiro-Wilk. La homogeneidad de varianzas se comprob� mediante un an�lisis de varianza de los residuos absolutos con respecto a la media. Ambas pruebas se realizaron con un nivel de significancia del 5%. Cuando los datos cumplieron con los supuestos de normalidad y homocedasticidad, se procedi� a realizar un an�lisis de varianza de una v�a (ANOVA) para cada variable bromatol�gica, con un nivel de significancia de p < 0.05. En caso de obtener diferencias significativas, se aplic� una prueba post hoc de Tukey para identificar entre qu� pares de tratamientos se produc�an dichas diferencias.

En los casos en los que no se cumplieron los supuestos mencionados, se utiliz� la prueba no param�trica de Kruskal-Wallis, seguida de una comparaci�n m�ltiple mediante el m�todo de Dunn con correcci�n de Bonferroni, con el mismo nivel de significancia.

Todos los an�lisis estad�sticos se realizaron utilizando el software INFOSTAT, y los resultados se expresaron como media � desviaci�n est�ndar.

 

 

 

 

Formulaci�n: Brownie con harina combinada a partir de chocho, haba, quinua y ma�z.

Nota: La harina combinada es una mezcla de 10% quinua, 10% ma�z de Chazo, 60% chocho y 20% haba.

 

 

 

 

 

 

Flujograma de procesos

 

Preparaci�n de las muestras para an�lisis de laboratorio

Las muestras de brownies fueron almacenadas en temperatura de refrigeraci�n de 4 �C en recipientes individuales hasta el traslado al laboratorio, los an�lisis se iniciaron inmediatamente luego de la recepci�n y las muestras no superaron las 24 horas de almacenamiento previo el comienzo de los diversos an�lisis en el laboratorio (Pascual, 2000).

 

An�lisis bromatol�gicos de laboratorio

An�lisis de humedad

El m�todo AOAC 925.10 determina la humedad en alimentos por desecaci�n en horno a temperatura controlada (100�105 �C). La muestra se pesa antes y despu�s del secado hasta peso constante. La p�rdida de peso representa el contenido de agua eliminado por evaporaci�n. Este m�todo es aplicable a una amplia gama de productos alimenticios, especialmente s�lidos y semis�lidos.

An�lisis de cenizas

El m�todo AOAC 923.03 determina el contenido de ceniza (residuo mineral) mediante la incineraci�n de la muestra en una mufla a 550 �C. Durante el proceso, se queman todos los componentes org�nicos, y el residuo inorg�nico restante representa las sales minerales totales del alimento. Es un indicador de la materia inorg�nica total presente.

An�lisis de prote�nas

La norma NTE INEN ISO 20483:2013 establece el m�todo Kjeldahl para la determinaci�n del contenido de nitr�geno en cereales, legumbres y productos derivados, a partir del cual se calcula el contenido de prote�nas mediante un factor de conversi�n espec�fico. El m�todo implica tres etapas principales: digesti�n (con �cido sulf�rico para convertir el nitr�geno org�nico en amonio), destilaci�n (para liberar el amon�aco como gas) y valoraci�n (para cuantificar el nitr�geno presente).

An�lisis de fibra

El m�todo AOAC 985.29 determina la fibra cruda mediante una digesti�n secuencial de la muestra con �cido sulf�rico diluido y hidr�xido de sodio diluido, simulando el proceso digestivo en animales monog�stricos. Esta digesti�n elimina componentes solubles como az�cares, almidones y prote�nas, dejando un residuo que representa la fracci�n fibrosa insoluble (celulosa y lignina principalmente). El residuo se seca, calcina y se corrige por cenizas para obtener el contenido real de fibra cruda.

An�lisis de grasa

El m�todo AOAC 920.85 se basa en la extracci�n de grasa cruda de alimentos mediante solventes org�nicos como �ter de petr�leo o �ter et�lico. La muestra seca se somete a extracci�n continua utilizando un equipo tipo Soxhlet, en el que el disolvente disuelve la grasa presente. Luego, se evapora el solvente y se pesa el residuo graso para calcular el contenido de grasa total del alimento.

 

An�lisis microbiol�gicos de laboratorio

An�lisis de mohos y levaduras

El m�todo AOAC 997.02 determina la presencia y cantidad de mohos y levaduras mediante la t�cnica de siembra en placa con medio agar dextrosa acidificado (PDA o DG18 con �cido). Se incuba la muestra a temperatura controlada (25�28 �C) durante 3 a 5 d�as. Las colonias desarrolladas se cuentan y se reportan como unidades formadoras de colonias por gramo (UFC/g). Es un m�todo �til para evaluar la calidad microbiol�gica de alimentos, especialmente los propensos al deterioro f�ngico.

Escherichia coli

El m�todo AOAC 991.14 se basa en la detecci�n y recuento de Escherichia coli mediante la t�cnica de filtraci�n por membrana o siembra en placa en medios selectivos como m-Endo agar LES y agar EC con MUG (4-metilumbeliferil-β-D-glucur�nido). Las colonias de E. coli se identifican por su capacidad de fermentar lactosa y producir fluorescencia bajo luz UV debido a la actividad de la enzima β-glucuronidasa, espec�fica de esta bacteria. Es un m�todo confiable para evaluar la contaminaci�n fecal en alimentos y agua.

 

Resultados y discusi�n

Fueron evaluados en laboratorio par�metros bromatol�gicos como porcentajes de prote�na, grasa, fibra cruda, humedad y ceniza, adicional; para establecer la inocuidad de los alimentos elaborados fueron identificadas caracter�sticas microbiol�gicas como mohos y levaduras (NMP/g) y Escherichia coli� (NMP/g).

 

An�lisis bromatol�gicos de laboratorio

An�lisis de prote�na

Supuestos de normalidad y homogeneidad

�         Test de Shapiro Wilks para normalidad

�

�         An�lisis de varianza de las diferencias de residuos absolutos para homogeneidad

�

 

Interpretaci�n: Previo al an�lisis comparativo entre tratamientos, se verificaron los supuestos de normalidad y homogeneidad de varianzas. La normalidad de los datos correspondientes a la variable prote�na fue evaluada mediante la prueba de Shapiro-Wilk, obteni�ndose un valor de p=0,7668, lo cual indica que los datos no difieren significativamente de una distribuci�n normal. Por lo tanto, se asumi� normalidad para esta variable y se consider� v�lida la aplicaci�n de pruebas param�tricas.

Por otro lado, la homogeneidad de varianzas se comprob� mediante un an�lisis de varianza aplicado a los residuos absolutos de la variable prote�na. El valor p obtenido fue de 0,2449, mayor al nivel de significancia de 0,05, lo que permite aceptar la hip�tesis de igualdad de varianzas entre tratamientos. Con base en estos resultados, se determin� que se cumpl�an los supuestos necesarios para realizar un an�lisis de varianza (ANOVA) de una v�a en las variables que presentaron simult�neamente normalidad y homogeneidad.

An�lisis de varianza de una v�a (ANOVA)

Interpretaci�n: El an�lisis de varianza de una v�a aplicado a los datos de prote�na mostr� diferencias altamente significativas entre los tratamientos (p = 0,0002), lo cual indica que el contenido proteico vari� en funci�n del tipo de formulaci�n utilizada. El coeficiente de determinaci�n ajustado (R� Aj = 0,86) sugiere que un 86% de la variabilidad total en el contenido de prote�na puede explicarse por el efecto del tratamiento, lo cual refuerza la solidez del modelo. Adem�s, el coeficiente de variaci�n (CV = 5,15%) se encuentra dentro de un rango aceptable, lo que indica buena precisi�n experimental. Estos resultados confirman que la sustituci�n parcial de harina convencional por ingredientes alternativos en las formulaciones de brownies tuvo un impacto estad�sticamente significativo sobre el nivel de prote�nas en el producto final.

Test de Tukey

Interpretaci�n: La prueba de Tukey evidenci� diferencias significativas en el contenido de prote�na entre el tratamiento control (T0) y los tratamientos T1, T2 y T3. En particular, T0 (6,96%) present� valores significativamente m�s bajos que el resto. T1 (8,21%) y T2 (9,24%) no difirieron entre s�, pero s� fueron distintos de T0. A su vez, T3 (9,75%) mostr� diferencias significativas con T1, pero no con T2. Estos resultados indican que a partir del 33% de sustituci�n de harina mezcla, el contenido de prote�na aumenta significativamente respecto al control.

Discusi�n: Los tres tratamientos con harina mezcla de quinua, haba, chocho y ma�z mostraron incremento estad�stico significativo del componente prote�na frente al tratamiento control, algo similar a lo obtenido por Gonz�lez et al. (2015), donde un panqu� elaborado con 80% de harina de frijol y 20% de trigo present� un aumento significativo en prote�na y fibra en comparaci�n con productos comerciales.

 

An�lisis de grasa

Supuestos de normalidad y homogeneidad

�         Test de Shapiro Wilks para normalidad

�

�         An�lisis de varianza de las diferencias de residuos absolutos para homogeneidad

�

Interpretaci�n: Previo al an�lisis comparativo entre tratamientos, se verificaron los supuestos de normalidad y homogeneidad de varianzas. La normalidad de los datos correspondientes a la variable grasa fue evaluada mediante la prueba de Shapiro-Wilk, obteni�ndose un valor de p=0,0051, lo cual indica que los datos difieren significativamente de una distribuci�n normal.

Por otro lado, la homogeneidad de varianzas se comprob� mediante un an�lisis de varianza aplicado a los residuos absolutos de la variable grasa. El valor p obtenido fue de 0,1491, mayor al nivel de significancia de 0,05, lo que permite aceptar la hip�tesis de igualdad de varianzas entre tratamientos. Con base en estos resultados, se determin� que es necesario aplicar prueba de Kruskal Wallis y Dunn para identificar diferencias estad�sticas entre los tratamientos del alimento.

Prueba no param�trica de Kruskal-Wallis con comparaci�n de medias

Prueba de Kruskal-Wallis

Interpretaci�n:

Dado que no se cumpli� el supuesto de normalidad, se aplic� la prueba no param�trica de Kruskal-Wallis para comparar el contenido de grasa entre los tratamientos. El valor del estad�stico H fue de 8,33 con un valor p = 0,0396, indicando diferencias significativas entre al menos dos tratamientos (p < 0,05). El an�lisis de rangos muestra que los tratamientos T2 (25,72%) y T3 (25,85%) presentaron valores significativamente m�s altos de grasa que los tratamientos T0 (21,40%) y T1 (21,26%). En particular, T3 y T2 formaron un grupo distinto (letra C) respecto a T0 y T1 (letras A y B), lo que sugiere que a partir del 33% de sustituci�n de harina mezcla en los brownies frente a la harina de trigo, se produce un aumento significativo en el contenido de grasa.

Discusi�n: El reemplazo de harinas mezcla puede incrementar el contenido lip�dico de productos como los brownies al incorporarlo como sustituto parcial o total, tal como menciona en su estudio de Mosquera y Fabio (2009). En esta investigaci�n, se elaboraron galletas con mezclas de harina de quinua y trigo en proporciones de hasta 50%. El an�lisis fisicoqu�mico de la harina de quinua mostr� un contenido graso del 3,9%, mayor que el t�pico de la harina de trigo, lo cual justifica el incremento en grasa observado en los productos finales con mayor proporci�n de quinua (Mosquera & Fabio, 2009).

 

 

 

An�lisis de fibra cruda

Supuestos de normalidad y homogeneidad

�         Test de Shapiro Wilks para normalidad

�

�         An�lisis de varianza de las diferencias de residuos absolutos para homogeneidad

�

Interpretaci�n: Previo al an�lisis comparativo entre tratamientos, se verificaron los supuestos de normalidad y homogeneidad de varianzas. La normalidad de los datos correspondientes a la variable prote�na fue evaluada mediante la prueba de Shapiro-Wilk, obteni�ndose un valor de p=0,3683, lo cual indica que los datos no difieren significativamente de una distribuci�n normal. Por lo tanto, se asumi� normalidad para esta variable y se consider� v�lida la aplicaci�n de pruebas param�tricas.

Por otro lado, la homogeneidad de varianzas se comprob� mediante un an�lisis de varianza aplicado a los residuos absolutos de la variable fibra cruda. El valor p obtenido fue de 0,1841, mayor al nivel de significancia de 0,05, lo que permite aceptar la hip�tesis de igualdad de varianzas entre tratamientos. Con base en estos resultados, se determin� que se cumpl�an los supuestos necesarios para realizar un an�lisis de varianza (ANOVA) de una v�a en las variables que presentaron simult�neamente normalidad y homogeneidad.

 

 

 

 

 

An�lisis de varianza de una v�a (ANOVA)

�Interpretaci�n: El an�lisis de varianza de una v�a aplicado a los datos de fibra cruda mostr� diferencias altamente significativas entre los tratamientos (p = 0,0039), lo cual indica que el contenido de fibra cruda vari� en funci�n del tipo de formulaci�n utilizada. El coeficiente de determinaci�n ajustado (R� Aj = 0,72) sugiere que un 72% de la variabilidad total en el contenido de fibra puede explicarse por el efecto del tratamiento, lo cual refuerza la solidez del modelo. Adem�s, el coeficiente de variaci�n (CV = 6,10%) se encuentra dentro de un rango aceptable, lo que indica buena precisi�n experimental. Estos resultados confirman que la sustituci�n parcial de harina convencional por ingredientes alternativos en las formulaciones de brownies tuvo un impacto estad�sticamente significativo sobre el nivel de fibra cruda en el producto final.

Test de Tukey

�Interpretaci�n: El test de Tukey evidenci� diferencias estad�sticas en el contenido de fibra cruda, el tratamiento control T0 y el tratamiento T1 son estad�sticamente similares, mientras que los tratamientos T2 y T3 son estad�sticamente similares pero distintos a los dos iniciales. A partir de la incorporaci�n de 66% de harina mezcla el porcentaje de fibra cruda en los brownies aumentan significativamente� el nutriente.

Discusi�n: El incremento en el componente fibra cruda estad�sticamente se da en los tratamientos T2 y T3 debido a que se reemplazo la harina de trigo por porcentajes altos de alimentos vegetales, tal como menciona el trabajo de Padr�n Pereira et al. (2009), el cual al sustituir parcialmente la harina de trigo por harinas de cladodios de cactus (Opuntia boldinghii) en porcentajes del 10%, 15% y 20% en postres tipo ponquecito, se produjo un aumento significativo en el contenido de fibra cruda. Este incremento fue proporcional al nivel de sustituci�n aplicado (Padr�n Pereira et al., 2009).

 

An�lisis de humedad

Supuestos de normalidad y homogeneidad

�         Test de Shapiro Wilks para normalidad

�

�         An�lisis de varianza de las diferencias de residuos absolutos para homogeneidad

�

Interpretaci�n: Previo al an�lisis comparativo entre tratamientos, se verificaron los supuestos de normalidad y homogeneidad de varianzas. La normalidad de los datos correspondientes a la variable humedad fue evaluada mediante la prueba de Shapiro-Wilk, obteni�ndose un valor de p=0,3274, lo cual indica que los datos no difieren significativamente de una distribuci�n normal. Por lo tanto, se asumi� normalidad para esta variable y se consider� v�lida la aplicaci�n de pruebas param�tricas.

Por otro lado, la homogeneidad de varianzas se comprob� mediante un an�lisis de varianza aplicado a los residuos absolutos de la variable humedad. El valor p obtenido fue de 0,7442, mayor al nivel de significancia de 0,05, lo que permite aceptar la hip�tesis de igualdad de varianzas entre tratamientos. Con base en estos resultados, se determin� que se cumpl�an los supuestos necesarios para realizar un an�lisis de varianza (ANOVA) de una v�a en las variables que presentaron simult�neamente normalidad y homogeneidad.

 

 

An�lisis de varianza de una v�a (ANOVA)

�Interpretaci�n: El an�lisis de varianza de una v�a aplicado a los datos de humedad mostr� diferencias altamente significativas entre los tratamientos (p = 0,0057), lo cual indica que el contenido de humedad vari� en funci�n del tipo de formulaci�n utilizada. El coeficiente de determinaci�n ajustado (R� Aj = 0,69) sugiere que un 69% de la variabilidad total en el contenido de humedad puede explicarse por el efecto del tratamiento, lo cual refuerza la solidez del modelo. Adem�s, el coeficiente de variaci�n (CV = 3,22%) se encuentra dentro de un rango aceptable, lo que indica buena precisi�n experimental. Estos resultados confirman que la sustituci�n parcial de harina convencional por ingredientes alternativos en las formulaciones de brownies tuvo un impacto estad�sticamente significativo sobre el nivel del contenido de agua en el producto final.

Test de Tukey

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Interpretaci�n: La prueba de Tukey evidenci� diferencias significativas en el contenido de humedad, los tratamientos T0 (14,53%), T1 (14,62%) y T2 (14,86%) son similares estad�sticamente, sin embargo, el tratamiento T3 (16,35%) es estad�sticamente diferente al resto presentando un porcentaje m�s alto, por lo que podemos se�alar que el incorporar 100% de harina mezcla en la elaboraci�n de Brownies aumenta el contenido de humedad en el alimento.

Discusi�n: El incremento de la humedad en brownies es proporcional al incremento de harina mezcla, similar a lo que en su estudio menciona Padr�n Pereira et al. (2009), la sustituci�n parcial de harina de trigo por harinas de cladodios de cactus (10%, 15% y 20%) en postres tipo ponquecito result� en un aumento significativo del contenido de humedad, entre otras mejoras fisicoqu�micas del producto final (Padr�n Pereira et al., 2009).

 

An�lisis de cenizas

Supuestos de normalidad y homogeneidad

�         Test de Shapiro Wilks para normalidad

�

�         An�lisis de varianza de las diferencias de residuos absolutos para homogeneidad

�

Interpretaci�n: Previo al an�lisis comparativo entre tratamientos, se verificaron los supuestos de normalidad y homogeneidad de varianzas. La normalidad de los datos correspondientes a la variable cenizas fue evaluada mediante la prueba de Shapiro-Wilk, obteni�ndose un valor de p=0,1732, lo cual indica que los datos no difieren significativamente de una distribuci�n normal. Por lo tanto, se asumi� normalidad para esta variable y se consider� v�lida la aplicaci�n de pruebas param�tricas.

Por otro lado, la homogeneidad de varianzas se comprob� mediante un an�lisis de varianza aplicado a los residuos absolutos de la variable cenizas. El valor p obtenido fue de 0,3772, mayor al nivel de significancia de 0,05, lo que permite aceptar la hip�tesis de igualdad de varianzas entre tratamientos. Con base en estos resultados, se determin� que se cumpl�an los supuestos necesarios para realizar un an�lisis de varianza (ANOVA) de una v�a en las variables que presentaron simult�neamente normalidad y homogeneidad.

 

 

An�lisis de varianza de una v�a (ANOVA)

�Interpretaci�n: El an�lisis de varianza de una v�a aplicado a los datos de cenizas mostr� diferencias altamente significativas entre los tratamientos (p = 0,0005), lo cual indica que el contenido proteico vari� en funci�n del tipo de formulaci�n utilizada. El coeficiente de determinaci�n ajustado (R� Aj = 0,83) sugiere que un 83% de la variabilidad total en el contenido de cenizas puede explicarse por el efecto del tratamiento, lo cual refuerza la solidez del modelo. Adem�s, el coeficiente de variaci�n (CV = 3,22%) se encuentra dentro de un rango aceptable, lo que indica buena precisi�n experimental. Estos resultados confirman que la sustituci�n parcial de harina convencional por ingredientes alternativos en las formulaciones de brownies tuvo un impacto estad�sticamente significativo sobre el nivel de cenizas en el producto final.

Test de Tukey

�Interpretaci�n: La prueba de Tukey evidenci� diferencias significativas en el contenido de ceniza, los tratamientos T0 (2,02%) y T1 (2,08%) son similares estad�sticamente, pero distintos a los tratamientos T2 (2,36%) y T3 (2,37%) los cuales tambi�n son similares estad�sticamente entre ellos. El incorporar 66% y 100% de harina mezcla en la elaboraci�n de brownies aumenta el contenido de ceniza.

Discusi�n: Los brownies presentan diferencias estad�sticas en cenizas y el incremento en el par�metro es mayor en los tratamientos T2 y T3, de acuerdo al estudio de Sosa Lepe y Mar�a (2017), quienes desarrollaron galletas con mezclas de harina de trigo y semillas de ch�a (en proporciones del 5%, 10% y 15%), el contenido de cenizas mostr� un aumento del 0.88% en minerales (expresados como contenido de cenizas) en comparaci�n con la galleta elaborada exclusivamente con harina de trigo (Sosa Lepe & Mar�a, 2017).

 

An�lisis microbiol�gicos

Resultados de laboratorio de mohos y levaduras

MUESTRA	PAR�METRO	M�TODO DE AN�LISIS	UNIDAD	RESULTADO
Tratamiento T0 (0% de harina mezcla)	Mohos y levaduras	AOAC 997.02, Ed. 22, 2023	NMP/g	<1 Ausencia
Tratamiento T1 (33% de harina mezcla)	Mohos y levaduras	AOAC 997.02, Ed. 22, 2023	NMP/g	<1 Ausencia
Tratamiento T2 (66% de harina mezcla)	Mohos y levaduras	AOAC 997.02, Ed. 22, 2023	NMP/g	<1 Ausencia
Tratamiento T3 (99% de harina mezcla)	Mohos y levaduras	AOAC 997.02, Ed. 22, 2023	NMP/g	<1 Ausencia
Tratamiento T0 (0% de harina mezcla)	Escherichia coli Rep	AOAC 991.14, Ed. 22, 2023	NMP/g	<1 Ausencia
Tratamiento T1 (33% de harina mezcla)	Escherichia coli Rep	AOAC 991.14, Ed. 22, 2023	NMP/g	<1 Ausencia
Tratamiento T2 (66% de harina mezcla)	Escherichia coli Rep	AOAC 991.14, Ed. 22, 2023	NMP/g	<1 Ausencia
Tratamiento T3 (99% de harina mezcla)	Escherichia coli Rep	AOAC 991.14, Ed. 22, 2023	NMP/g	<1 Ausencia

 

Interpretaci�n:

Los an�lisis microbiol�gicos realizados para la detecci�n de mohos y levaduras (seg�n AOAC 997.02, Ed. 22, 2023) y de Escherichia coli (seg�n AOAC 991.14, Ed. 22, 2023) en las muestras evaluadas, arrojaron resultados reportados por el laboratorio como "<1 UFC/g" o "ausencia".

Esto indica que, en todas las muestras analizadas, los recuentos de mohos y levaduras fueron inferiores al l�mite de detecci�n del m�todo empleado (<1 unidad formadora de colonias por gramo o mililitro de muestra), lo cual sugiere que no se encontraron niveles detectables de estos microorganismos.

De igual manera, la ausencia de E. coli tambi�n implica que no se evidenci� contaminaci�n fecal ni presencia de esta bacteria pat�gena en las condiciones de an�lisis, lo cual representa un indicador positivo de inocuidad microbiol�gica del producto.

Estos resultados demuestran que las condiciones higi�nico-sanitarias durante la elaboraci�n y manipulaci�n de las muestras fueron adecuadas, cumpliendo con los requisitos establecidos por la normativa vigente para alimentos seguros.

Discusi�n: Los resultados microbiol�gicos de los brownies elaborados con harina mezcla se complementan con los mencionado en el estudio de Benavides De La Cruz (2015). En esta investigaci�n, al elaborar galletas sustituyendo parcialmente la harina de trigo por harina de ch�a (5% a 30%), se observ� que el producto final se mantuvo sin deterioro sensorial visible, incluyendo ausencia de crecimiento f�ngico durante 2.5 meses a temperatura ambiente. Esto sugiere que las propiedades antioxidantes o higrosc�picas de las harinas vegetales podr�an estar relacionadas con una menor proliferaci�n de mohos y levaduras en productos horneados (Benavides De La Cruz, 2015).

 

Conclusiones

1.           La sustituci�n de harina de trigo por harinas andinas (chocho, haba, quinua y ma�z) en la formulaci�n de brownie aument� significativamente el contenido de prote�na, grasa, fibra, cenizas y humedad, demostrando que estos ingredientes aportan un valor nutricional superior.

2.           El an�lisis microbiol�gico evidenci� la ausencia de mohos, levaduras y Escherichia coli en todos los tratamientos, lo que ratifica la inocuidad del producto. Adem�s, la formulaci�n con harinas funcionales conserv� una estructura y textura �ptimas para su aplicaci�n en este tipo de productos.

3.           El estudio evidencia el potencial de las harinas de leguminosas andinas como alternativas sostenibles y saludables en la industria de alimentos, especialmente en productos dirigidos a consumidores con requerimientos nutricionales espec�ficos (como cel�acos). Se sugiere ampliar la investigaci�n hacia estudios sensoriales y de conservaci�n, as� como evaluar su viabilidad comercial a mayor escala.

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� 2025 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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