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UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA EQUINOCCIAL
FACULTAD DE CIENCIAS DE LA INGENIERÍA
CARRERA DE INGENIERÍA DE ALIMENTOS
“EVALUACIÓN COMPOSICIONAL, REOLÓGICA Y
SENSORIAL DE LA UTILIZACIÓN DE DOS VARIEDADES DE
QUINUA SOMETIDAS A PRETRATAMIENTO PARA LA
ELABORACIÓN DE ALFAJORES”
TRABAJO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO
DE INGENIERO DE ALIMENTOS
JAIME ANDRÉS BERMEO MOLINA
DIRECTORA: ING. TATIANA QUINTANA.
CO-DIRECTORA: ING. ELENA VILLACRÉS.
Quito, Abril, 2016
© Universidad Tecnológica Equinoccial. 2015
Reservados todos los derechos de reproducción
DECLARACIÓN
Yo, JAIME ANDRES BERMEO MOLINA declaro que el trabajo aquí descrito
es de mi autoría; que no ha sido previamente presentado para ningún grado
o calificación profesional; y, que he consultado las referencias bibliográficas
que se incluyen en este documento.
La Universidad Tecnológica Equinoccial puede hacer uso de los derechos
correspondientes a este trabajo, según lo establecido por la Ley de Propiedad
Intelectual, por su Reglamento y por la normativa institucional vigente.
_________________________
Jaime Andrés Bermeo Molina
C.I. 1716640501
CERTIFICACIÓN
Certifico que el presente trabajo que lleva por título “Evaluación
composicional, reológica y sensorial de la utilización de dos variedades
de quinua sometidas a pre tratamiento para la elaboración de alfajores”,
que, para aspirar al título de Ingeniero de Alimentos fue desarrollado por
Jaime Andrés Bermeo Molina, bajo mi dirección y supervisión, en la
Facultad de Ciencias de la Ingeniería; y cumple con las condiciones
requeridas por el reglamento de Trabajos de Titulación artículos 18 y 25.
___________________
Ing. Tatiana Quintana.
DIRECTOR DEL TRABAJO
C.I. 050297631-9
___________________
Ing. Elena Villacrés.
CO DIRECTORA DEL TRABAJO
C.I. 100136741-4
Este trabajo es parte del proyecto ISSANDES financiado por el Instituto
de Investigaciones Agropecuarias (INIAP): Evaluación composicional,
reológica y sensorial de la utilización de dos variedades de quinua
sometidas a pre tratamiento para la elaboración de alfajores.
i
ÍNDICE DE CONTENIDOS
.................................................................................................... PÁGINA
RESUMEN……………………………………………………………………… xiii
ABSTRACT…………………………………………………………………….. ix
1. INTRODUCCIÓN ..................................................................................... 1
2. MARCO TEÓRICO .................................................................................. 3
2.1. LA QUINUA (Chenopodium quinoa Wild) ......................................... 3
2.2. VALOR NUTRICIONAL DE LA QUINUA .......................................... 4
2.3. COMERCIALIZACIÓN EN ECUADOR ............................................. 6
2.4. ALTERNATIVAS DE CONSUMO ..................................................... 8
2.5. VARIEDADES ................................................................................... 9
2.5.1. QUINUA VARIEDAD INIAP-TUNKAHUAN ................................ 9
2.5.2. QUINUA VARIEDAD CRIOLLA ................................................ 10
2.6. FACTORES ANTINUTRICIONALES .............................................. 10
2.6.1. SAPONINAS ............................................................................ 10
2.6.2. ÁCIDO FÍTICO ......................................................................... 11
2.6.3. INHIBIDOR DE TRIPSINA ....................................................... 12
2.7. PRETRATAMIENTOS .................................................................... 13
2.7.1. GERMINACIÓN........................................................................ 13
2.7.2. NIXTAMALIZACIÓN ................................................................. 14
2.7.3. PRE-COCCIÓN ........................................................................ 15
2.8. HARINA DE TRIGO ........................................................................ 15
2.9. FÉCULA DE MAÍZ .......................................................................... 16
2.10. ALFAJOR ........................................................................................ 17
ii
PÁGINA
2.11. CARACTERÍSTICAS FISICOQUÍMICAS ........................................ 18
2.12. CARACTERÍSTICAS REOLÓGICAS.............................................. 19
2.12.1. MIXOLAB ................................................................................. 20
2.13. EVALUACIÓN SENSORIAL ........................................................... 24
3. METODOLOGÍA ................................................................................... 28
3.1. MATERIALES Y EQUIPOS ............................................................ 28
3.1.1. MATERIA PRIMA ..................................................................... 28
3.2. CARACTERIZACIÓN FÍSICA Y QUÍMICA DE LA QUINUA ........... 28
3.2.1. CARACTERIZACIÓN FÍSICA DE GRANOS DE QUINUA ....... 28
3.2.2. CARACTERIZACIÓN QUÍMICA DE GRANOS DE QUINUA. .. 30
3.2.3. CARACTERIZACIÓN DE FACTORES……………………………
………..ANTI NUTRICIONALES. .......................................................... 31
3.3. DISEÑO DE EXPERIMENTO ......................................................... 32
3.3.1. PRIMERA ETAPA: EVALUACIÓN DEL EFECTO DEL
………..PRE-TRATAMIENTO DEL GRANO EN LA COMPOSICIÓN
………..QUÍMICA Y EL RENDIMIENTO HARINERO DE DOS
………..VARIEDADES DE QUINUA. .................................................... 32
3.3.2. SEGUNDA ETAPA: EVALUACIÓN DE LAS
………..CARACTERÍSTICAS REOLÓGICAS DE DIFERENTES
………..FORMULACIONES PARA LA ELABORACIÓN DE
………..ALFAJORES. ........................................................................... 33
3.3.3. TERCERA ETAPA: DETERMINACION DEL NIVEL DE
………..ACEPTABILIDAD Y EL VALOR NUTRICIONAL DE LOS
………..ALFAJORES ELABORADOS CON HARINA DE QUINUA ...... 34
3.4. ANÁLISIS DE RESULTADOS ........................................................ 40
iii
PÁGINA
4. ANÁLISIS DE RESULTADOS .............................................................. 42
4.1. CARACTERIZACIÓN QUÍMICA DE LA MATERIA PRIMA ............. 42
4.2. CARACTERIZACIÓN FÍSICA DE LA MATERIA PRIMA ................. 43
4.3. CARACTERIZACIÓN DE FACTORES ANTI NUTRICIONALES
……...DE LA MATERIA PRIMA ................................................................ 45
4.4. PRIMERA ETAPA: EVALUACIÓN DEL EFECTO DEL PRE-
……..TRATAMIENTO DEL GRANO EN LA COMPOSICIÓN QUÍMICA Y
……..EL RENDIMIENTO HARINERO DE DOS VARIEDADES DE
……..QUINUA ....... …………………………………………………………… 46
4.4.1. EVALUACIÓN QUÍMICA .......................................................... 46
4.4.2. EVALUACIÓN DE FACTORES ANTI NUTRICIONALES ......... 52
4.5. SEGUNDA ETAPA: EVALUACIÓN DE LAS CARACTERÍSTICAS
……..REOLÓGICAS DE DIFERENTES FORMULACIONES PARA LA
……..ELABORACIÓN DE ALFAJORES. ................................................. 56
4.5.1. MIXOLAB ESTANDAR ............................................................. 56
4.6. TERCERA ETAPA: DETERMINACIÓN DEL NIVEL DE
……..ACEPTABILIDAD Y EL VALOR NUTRICIONAL DE LOS
……..ALFAJORES ELABORADOS CON HARINA DE QUINUA. ............ 64
4.6.1. EVALUACIÓN SENSORIAL ..................................................... 65
4.6.2. PERFIL NUTRICIONAL ........................................................... 73
5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ........................................ 76
5.1. CONCLUSIONES ........................................................................... 77
5.2. RECOMENDACIONES ................................................................... 79
BIBLIOGRAFÍA ............................................................................................ 81
ANEXOS 88
iv
ÍNDICE DE TABLAS
PÁGINA
Tabla 1. Contenido de macronutrientes en la quinua y otros granos
por cada 100g de peso en seco .................................................... 5
Tabla 2. Pretratamientos aplicados a 2 variedades de quinua. ................... 32
Tabla 3. Nivel de Sustitución de Harinas ..................................................... 33
Tabla 4. Formulación para la elaboración de Alfajor ................................... 34
Tabla 5. Pretratamiento del Grano de Quinua ............................................. 36
Tabla 6. Caracterización Química de Quinua .............................................. 42
Tabla 7. Caracterización Física de Quinua. ................................................. 43
Tabla 8. Caracterización del Color. ............................................................. 44
Tabla 9. Contenido de Anti nutricionales en el grano de Quinua. ................ 45
Tabla 10. Efecto del Pretratamiento en la Humedad, Proteína y
Cenizas de 2 variedades de quinua. ........................................... 47
Tabla 11. Efecto del pretratamiento en el contenido de Grasa y
Fibra de 2 variedades de quinua. ................................................ 49
Tabla 12. Efecto del Pretratamiento en contenido de factores anti
nutricionales de 2 variedades de quinua ..................................... 52
Tabla 13. Resultado del Análisis de Mixolab en harina de quinua,
variedad Tunkahuan Nixtamalizada. ........................................... 57
Tabla 14. Resultado del Análisis de Mixolab, en harina de quinua,
variedad Criolla Germinada. ....................................................... 58
Tabla 15. Nivel de Sustitución de harinas para alfajores ............................. 65
Tabla 16. Atributos sensoriales de Alfajores elaborados con harina de
quinua a diferentes niveles de sustitución. .................................. 66
Tabla 17. Atributos sensoriales de Alfajores de Quinua a diferentes
niveles de sustitución ................................................................ 665
Tabla 18. Análisis proximal de Alfajores de quinua. .................................... 74
v
ÍNDICE DE FIGURAS
PÁGINA
Figura 1. Comercialización de quinua vs. Producción en los últimos
………….10 años en Ecuador 6
Figura 2. Áreas de superficie de cultivo de quinua en Ecuador 7
Figura 3. Valor comparativo de la proteína de quinua con otros cereales. 8
Figura 4. Contenido de saponinas en quinua (Método espuma). 11
Figura 5. Quinua Germinada 13
Figura 6. Cocción de quinua por Nixtamalixación 14
Figura 7. Alfajor Tradicional 17
Figura 8. Pantalla de Resultados para un protocolo Chopin+ (Mixolab) 20
Figura 9. Diagrama de flujo elaboración de Alfajor. 35
Figura 10. Color en variedades de quinua criolla (izq.) y
…………….Tunkahuan (der.) 45
Figura 11. Contenido de proteína en quinua por efecto de
…………….pre tratamientos. 48
Figura 12. Contenido de grasa en quinua por efecto de
…………. pre tratamientos. 50
Figura 13. Contenido de fibra en quinua por efecto de pre tratamiento. 51
Figura 14. Contenido de saponina en el grano de quinua pre tratado. 53
Figura 15. Contenido de ácido fítico en el grano de quinua pre tratado. 54
Figura 16. Contenido de anti nutricional TIU (unidades inhibidoras de
…………. Tripsina) por efecto de pretratamiento. 55
Figura 17. Fuerza de torque C1 en análisis Mixolab. 59
Figura 18. Fuerza de torque C2 en análisis Mixolab. 60
Figura 19. Fuerza de torque C3 de análisis Mixolab 61
Figura 20. Fuerza de torque C4 en análisis Mixolab. 62
Figura 21. Fuerza de torque C5 en análisis Mixolab. 63
Figura 22. Aceptabilidad Global de alfajores elaborados con harina de
…………....quinua a diferentes niveles de sustitución. 67
vi
PÁGINA
Figura 23. Calificación de la apariencia de alfajores elaborados
…………. con harina de quinua pre tratada. 68
Figura 24. Calificación promedio del color de alfajores elaborados
…………. con harina de quinua pre tratada. 69
Figura 25. Variación de color por efecto de pretratamientos. 70
Figura 26. Calificación promedio de olor de alfajores elaborados
…………. con harina de quinua pre tratada. 71
Figura 27. Calificación del sabor de alfajores elaborados con harina de
…………. quinua pre tratada. 72
Figura 28. Evaluación de Textura en alfajor de quinua. 73
vii
ÍNDICE DE ANEXOS
PÁGINA
ANEXO I Caracterización de Materia Prima 89
ANEXO II Análisis Proximal de Quinua sometida a Pre tratamientos 90
ANEXO III Análisis Mixolab: Harina 100% Trigo 91
ANEXO IV Análisis Mixolab: Harina de Trigo 75% - Harina de Quinua
……………Tunkahuan Nixtamalizada 25% 92
ANEXO V Análisis Mixolab: Harina de Trigo 75% - Harina de Quinua
…………...Criolla Germinada 25% 93
ANEXO VI Análisis Mixolab: Harina de Trigo 50% - Harina de Quinua
……………Tunkahuan Nixtamalizada 50% 94
ANEXO VII Análisis Mixolab: Harina de Trigo 50% - Harina de Quinua
…………... Criolla Germinada 50% 95
ANEXO VIII Análisis Mixolab: Harina de Trigo 25% - Harina de Quinua
…………... Tunkahuan Nixtamalizada 75% 96
ANEXO IX Análisis Mixolab: Harina de Trigo 25% - Harina de Quinua
…………...Criolla Germinada 75% 97
ANEXO X Elaboración de Alfajor de Quinua 98
ANEXO XI Encuesta de Análisis Sensorial del producto obtenido 100
viii
RESUMEN
El presente trabajo de titulación tuvo la finalidad de aplicar pre tratamientos a
dos variedades de quinua (Chenopodium quinoa wild) con el fin de obtener
harina con características reológicas y nutricionales óptimas para la
elaboración de alfajores tradicionales. Se utilizaron dos variedades de quinua:
Tunkahuan y Criolla, que fueron caracterizadas física, química y cuantificado
los factores anti nutricionales. Se aplicaron pretratamientos (Pre cocción,
Nixtamalización y Germinación) a la quinua, se obtuvieron harinas para el
análisis reológico mediante el uso del equipo Mixolab, a través de la
sustitución parcial sobre harina galletera de trigo, utilizada en la elaboración
de alfajores. La elección del mejor tratamiento utilizado para la elaboración de
alfajor se determinó mediante una prueba de aceptabilidad realizada a 100
personas no entrenadas. Las muestras que presentaron mayor aceptabilidad
por los consumidores fueron examinadas mediante análisis proximal. Se logró
disminuir el contenido de factores anti nutricionales tales como son: saponina
(0.05 mg/100 g), ácido fítico (0.38 mg/100 g) e inhibidor de tripsina (0.24 TIU).
Y a su vez, mejorar la calidad nutricional de la quinua en parámetros como:
proteína (20.95%), grasa (7.19%) y fibra (7.45%). Los mejores tratamientos
fueron Nixtamalización y Germinación para la variedad Tunkahuan y Criolla,
respectivamente. Se determinó que las muestras que contienen hasta el 50%
de sustitución con harina de quinua, presentan mayor similitud con respecto
al estándar de 100% harina de Trigo. En la evaluación sensorial de los
alfajores de quinua las puntuaciones fueron: 7.91/10 en la variedad
Tunkahuan Nixtamalizada con sustitución del 25%, y 7.68/10 en la variedad
Criolla germinada con sustitución del 25%. Finalmente, el producto obtenido
cumplió con las normativas vigentes para la elaboración de alfajores (tipo
galleta) y con los requisitos para su comercialización.
ix
ABSTRACT
This degree work was intended to apply pretreatments two varieties of quinoa
(Chenopodium quinoa wild) in order to obtain rheological flour and nutritional
characteristics optimal for the production of traditional alfajores. Tunkahuan
and Criolla, which were characterized physically, chemically and quantified the
anti-nutritional factors: two varieties of quinoa was used. Pretreatments
(Precooking, Nixtamalization and germination) quinoa, were applied it was
possible to reduce the content of anti-nutritional factors such as: saponin (0.05
mg / 100 g), phytic acid (0.38 mg / 100 g) and trypsin inhibitor (0.24 TIU). And
in turn, improve the nutritional quality of quinoa in parameters such as protein
(20.95%), fat (7.19%) and fiber (7.45%). The best treatments were
Nixtamalization and Germination for variety Tunkahuan and Criolla,
respectively. These treatments were used for rheological flour analysis using
the computer Mixolab through partial substitution on biscuit wheat flour, used
in making sandwich cookies. By analysis it was determined that Mixolab
standard samples containing up to 50% substitution with quinoa flour exhibit
greater similarity to the standard of 100% wheat flour. Choosing the best
treatment used for the manufacture of gingerbread was determined by a test
of acceptability carried 100 untrained, which defined the treatment with the
best sensory characteristics were: a variety Tunkahuan nixtamalized
replacement level of 25% presenting a score of 7.91 / 10 and Criolla variety
germinated at a level of substitution of 25%, with a score of 7.68 / 10. Finally,
the samples had higher acceptability by consumers were examined by
proximate analysis in order to determine compliance with regulations for
making alfajores (cookie type), both samples satisfactorily meet the
requirements for marketing.
1. INTRODUCCIÓN
1
1. INTRODUCCIÓN
El consumo de quinua se encuentra limitado por el desconocimiento de las
propiedades nutritivas, por el sabor característico del grano, el mismo que no
es agradable a consumidores, especialmente jóvenes; así como la ausencia
de tecnologías que permitan desarrollar nuevos productos a partir de la harina
de quinua en sustitución de las harinas de trigo y maíz. El alto valor nutricional
de las proteínas de los granos andinos, especialmente de la quinua, es muy
conocido. La proteína de quinua puede reemplazar las proteínas de origen
animal, como las de la leche. El contenido proteico de la quinua es mayor en
comparación con el trigo o cebada, pero además de tener un mayor contenido
de proteínas, la calidad de estas también es superior en comparación con
otros cereales (Tapia & Fríes, 2007).
La quinua es el grano más completo en composición de aminoácidos.
Contiene 16 de los 24 aminoácidos existentes, especialmente lisina, un
aminoácido no muy abundante en el reino vegetal (Peralta E. , 1985).
La quinua fue seleccionada como uno de los principales cultivos que
promueven la seguridad alimentaria en este nuevo siglo, esto debido a su
capacidad de desarrollarse en ambientes extremos. Así mismo, este
pseudocereal ha ganado en la última década considerables espacios en el
mercado nacional e internacional, propuesta que fortalece las oportunidades
económicas para los productores andinos del país (Jacobsen & Sherwood,
2002).
Es por ello que se requieren investigar procesos alternativos para mejorar la
aceptabilidad y aumentar el consumo de los productos elaborados con este
grano.
2
Por tal motivo el objetivo del presente trabajo de titulación fue evaluar las
características reológicas y sensoriales de harina de quinua sometida a
diferentes pre tratamientos (Nixtamalización, Germinación y Pre cocción) con
niveles de sustitución (25, 50 y 75%) para la elaboración de alfajores.
Para lo cual se han planteado los siguientes objetivos específicos:
Evaluar las características físico-químicas de dos variedades de
quinua (INIAP-Tunkahuan y Criolla).
Evaluar el efecto del pre-tratamiento del grano en la composición
química de las variedades de quinua (INIAP-Tunkahuan y Criolla).
Evaluar las características reológicas de diferentes formulaciones
para la elaboración de alfajores.
Determinar el nivel de aceptabilidad y el valor nutricional de los
productos obtenidos.
2. MARCO TEÓRICO
3
2. MARCO TEÓRICO
2.1. LA QUINUA (Chenopodium quinoa Wild)
La quinua (Chenopodium quinoa Wild) es un pseudo cereal que se cultivó en
forma tradicional en el área andina desde la época incásica. La quinua es uno
de los pocos cultivos que se siembra en las alturas, a partir de los 2000 msnm.
Se puede cultivar sola o asociada con otros granos o tubérculos.
Según el Sistema de Información Nacional de Ministerio de Agricultura,
Ganadería, Acuacultura y Pesca SINAGAP (2000) y datos obtenidos del III
Censo Nacional Agropecuario realizado en el año 2000, en el Ecuador se
siembran 867 ha de quinua, obteniendo superficie cosechada de 594 ha, las
pérdidas se deben posiblemente a problemas bióticos (enfermedades y
plagas) y abióticos (sequía, exceso de lluvias, etc.).
La quinua es una semilla pequeña que se dispone en panojas, éstas tienen
entre 15 y 70 cm, puede llegar a un rendimiento de 220 g de granos por panoja
(León, 2003). Esta especie no es propiamente un cereal aunque forme granos
o semillas, pertenece a la familia de las quenopodiáceas, a la que también
pertenecen la remolacha, espinacas y acelgas. Además de las semillas,
también se aprovechan las hojas cocinadas como verdura fresca y crece de
90 a 180 cm de alto; al igual que el mijo, sus semillas están en racimos
grandes al final del tallo.
Las semillas de este tipo de planta están cubiertas de saponinas (sustancias
resinosas) que otorgan el sabor amargo del pseudocereal. Estas contienen un
tipo de esterol o triterpenoide que se encuentra en el pericarpio del grano y
son el principal factor anti nutricional de la quinua, que le confiere un sabor
amargo característico. La quinua tolera las heladas, los vientos y las sequias
más que otros cultivos, ya que tienen una capacidad grande de adaptarse a
condiciones ecológicas muy diferentes (Gandarillas, 1982).
4
La transformación del grano permite un mejor aprovechamiento de sus
cualidades nutritivas, mejora la disponibilidad de nutrientes, la facilidad de
preparación y la presentación de los productos, potenciando su valor como
alimento (Tapia & Fríes, 2007). El desconocimiento sobre las diversas formas
de preparar productos nativos es el responsable de su bajo consumo.
Según Mujica & Jacobsen (2006), actualmente se han identificado cinco
categorías de quinua:
Quinuas de valle: crecen en los valles entre los 2 000 y 3 000 msnm.
Son de gran tamaño y tienen un largo periodo de crecimiento.
Quinuas de altiplano: crecen alrededor del lago Titicaca. Son
pequeñas, carecen de ramas y tienen un corto periodo de crecimiento.
Resistentes a las heladas.
Quinua de terrenos salinos: crecen en las llanuras de Altiplano
Boliviano. Soportan terrenos salinos y alcalinos. Tienen semillas
amargas con alto contenido proteico. La quinua Real de Bolivia es una
de éstas y es conocida por sus semillas blancas y de tamaño grande;
es muy cotizada en el mercado internacional.
Quinuas del nivel del mar: encontradas en el sur de Chile. Tienen
semillas de color amarillo y son amargas.
Quinuas subtropicales: crecen en los valles interandinos de Bolivia.
Tienen semillas pequeñas de color blanco o amarillo.
2.2. VALOR NUTRICIONAL DE LA QUINUA
Durante los últimos años la quinua ha adquirido un rol como nuevo sustituto a
los cereales que se consumen habitualmente. La quinua formó parte de los
principales granos de cultivos alimentarios de las culturas precolombinas de
América Latina y hasta la actualidad sigue siendo un alimento importante para
los pueblos quechua y aymara de las zonas rurales dentro de la región andina
de América del Sur (Abugoch, 2009).
5
En relación a los factores nutricionales, el aporte calórico de la quinua supera
ampliamente en energía a alimentos habituales como frijoles, maíz, arroz o
trigo, tal y como se muestra en la Tabla 1. Además la quinua se destaca por
ser una buena fuente de proteínas de calidad, carbohidratos y grasas
poliinsaturadas (Koziol, 1992).
Tabla 1. Contenido de macronutrientes en la quinua y otros granos por cada 100g de peso en seco
Tabla 1. Contenido de macronutrientes en la quinua y otros
granos por cada 100 g de peso en seco
Quinua Frijol Maíz Arroz Trigo
Energía (kcal/100g) 399 367 408 372 392
Proteína (g/100g) 16.5 28 10.2 7.6 14.3
Grasa (g/100g) 6.3 1.1 4.7 2.2 2.3
Total Carbohidratos 69 61.2 81.1 80.4 78.4
(FAO, 2013)
La quinua posee una mayor proporción y mejor calidad de proteína con
relación al resto de cereales, es rica en ácidos grasos y minerales (es una
fuente de vitamina E y de varias vitaminas del grupo B), (Repo-Carrasco,
Espinoza, & Jacobsen, 2003). La composición del aceite de la quinua es
similar al aceite de soya, con predominio del ácido linoléico y linolénico que
constituye entre el 55 - 63% de la grasa de la quinua (Koziol, 1992). Además
aporta fibra y no contiene gluten, por lo que pueden consumir las personas
que tienen intolerancia al gluten (celiacos).
6
2.3. COMERCIALIZACIÓN EN ECUADOR
El año 2013 fue declarado por la Organización de las Naciones Unidas para
la Alimentación y la Agricultura (FAO), como el año internacional de la quinua,
siendo el Congreso Internacional de la Quinua realizado en Ecuador, el evento
más importante para la ampliación de los conocimientos acerca de este grano.
En el Congreso, se difundió que Ecuador es el tercer productor de quinua en
la región, detrás de Bolivia y Perú. En el país se ha calculado la existencia de
2.000 hectáreas sembradas. El 80% pertenece a la variedad Tunkahuan y el
20% a la variedad pata de venado (FAO, 2014).
En el periodo comprendido entre los años 2002 y 2013 la producción de
quinua aumentó como se muestra en la figura 1. Según el Banco Central del
Ecuador, se vendieron al exterior cargas por US$1’454 000 en el 2012, por
US$2’500 000 en 2013 y a decir de compañías consultadas, en 2014 también
se vivió un buen momento para el producto (FAO, 2013).
Figura 1. Comercialización de quinua vs. Producción en los últimos 10 años en Ecuador
(FAO, 2013)
250
450
650
850
1050
1250
2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013
Comercialización Quinua
Area de Cosecha (Ha) Producción (ton)
7
Según SINAGAP (2000), en el III Censo Agropecuario realizado en el año
2000, como se muestra en la figura 2, se determinó que las provincias de
mayor producción de quinua son: Azuay, Chimborazo, Cotopaxi, Pichincha,
Imbabura y Tungurahua. Las provincias de mayor número de unidades de
producción agrícola (UPA’s) con este grano andino son: Imbabura, Cotopaxi
y Chimborazo. El rendimiento promedio presentado por el Sistema de
Información y Censo Agropecuario-SICA es de 0.4 t/ha.
Figura 2. Áreas de superficie de cultivo de quinua en Ecuador
(SINAGAP, 2000)
8
2.4. ALTERNATIVAS DE CONSUMO
En Ecuador las principales formas de transformación del grano de quinua son:
hojuelas, harinas integrales, como ingrediente en papillas para alimentación
infantil, expandidos, extruidos, quinua perlada, etc. La quinua ha formado
parte de la dieta de poblados andinos desde tiempos remotos, la adquisición
de la experiencia milenaria ha permitido la utilización de este grano de manera
integral, aprovechando su valor nutritivo y terapéutico. En aquel entonces su
consumo reemplazaba al de las proteínas de origen animal, siendo
actualmente la principal fuente proteica en distintas áreas poblacionales
(Jacobsen & Sherwood, 2002).
La transformación del grano de quinua, es decir la aplicación de un pre
tratamiento precedente a un proceso de industrialización permite un mejor
aprovechamiento de las cualidades nutritivas, por ejemplo el porcentaje de
proteína como se muestra en la figura 3, así como la mayor disponibilidad de
nutrientes. Una de las fortalezas del grano de quinua, es la ausencia de gluten
en su composición intrínseca, lo que representa un producto idóneo para
personas celiacas, o a su vez puede ser utilizada como sustituto en productos
de galletería por su alto valor nutritivo (Villacrés, Peralta, Egas, & Mazón,
2011).
Figura 3. Valor comparativo de la proteína de quinua con otros cereales.
(Tapia, 1979)
9
2.5. VARIEDADES
En el Ecuador existen algunas variedades de quinua y a partir de estas el
Instituto Nacional Autónomo de Investigaciones Agropecuarias (INIAP) ha
desarrollado 4 variedades mejoradas.
Las primeras variedades en ser desarrolladas fueron la variedad INIAP-
Imbaya e INIAP-Cochasqui, variedades consideradas amargas por su alto
contenido de saponina (mayor a 0.1 %). A continuación se desarrollaron 2
variedades más, pero estas a diferencia de las anteriores son consideradas
de tipo dulce por su bajo contenido de saponinas (menor a 0.1 %), estas
variedades de quinua son INIAP-Ingapirca e INIAP-Tunkahuan; y finalmente
tiempo más tarde se desarrolló otra variedad denominada Iniap-Pata de
Venado (Nieto et al., 1992).
2.5.1. QUINUA VARIEDAD INIAP-TUNKAHUAN
Se originó de una población de germoplasma recolectada en la Provincia del
Carchi en 1985, seleccionada como material promisorio en 1986 e introducida
en el Banco de Germoplasma del INIAP como ECU-0621. La variedad
Tunkahuan es de talla alta y semitardía, presenta hojas grandes, triangulares
y de borde dentado u ondulado, características típicas también presentes en
la variedad encontrada en Imbabura, sector norte de la zona andina. Fue
liberada oficialmente como variedad mejorada en cuanto a su porcentaje de
saponina en 1992 (Peralta E. , 2011).
10
2.5.2. QUINUA VARIEDAD CRIOLLA
Material colectado en la provincia de Chimborazo, planta alta de 110-180 cm
de altura, crecimiento tardío de 160-220 días de período vegetativo, de hábito
erecto ramificado con presencia de hojas grandes que muestra un rendimiento
de 1000 - 4000 kg/ha . Esta variedad es de panoja glomerulada, grano de
color blanco opaco y tamaño de grano de 1.8 a 1.9 mm. En cuanto a su
contenido de saponina, presenta un componente menor al 4% (Peralta E. ,
2011).
2.6. FACTORES ANTINUTRICIONALES
2.6.1. SAPONINAS
Según Koziot (2002), las saponinas son compuestos del tipo esterol o
triterpenoide se encuentran en el pericarpio del grano y representan el
principal factor anti nutricional de la quinua, que le confiere un sabor amargo
característico.
Las principales propiedades de las saponinas son la abundante producción
de espuma cuando son disueltas en agua y agitadas, y también la solubilidad
en alcohol absoluto, generalmente la coloración adquirida por los granos se
tornan blanco a ligeramente pardos. Estas moléculas de tipo esterol están
frecuentemente acumuladas en las cáscaras de los granos de los cereales.
En las formas silvestres y variedades amargas de quinua, su composición
aproximada es de 2.8 % (sin embargo, el rango varía notoriamente según la
especie y ecotipo de la planta de quinua), cantidad que a su vez, comparada
con las exigencias actuales del mercado (menor a 0.5 %) es extremadamente
alta (Fontúrbel, 2003).
11
Por otra parte, debido a su fuerte sabor amargo se ha descubierto que las
saponinas son ligeramente tóxicas para los animales y el ser humano, razón
por la cual deben ser eliminadas en la mayor cantidad posible como se
muestra en la figura 4. Existen dos tipos de mecanismos para separar el
epispermo del grano. El primero es basado en la fricción entre granos, método
ejecutado por acción mecánica (escarificado), mediante el cual se obtiene un
polvo rico en saponinas denominado "mojuelo". El segundo es un proceso de
lavado con agua para eliminar el epispermo restante. El rendimiento del
"mojuelo" es de alrededor de 4.5 % respecto al grano, por lo que cada año se
generan toneladas de estos residuos (Lozano et al., 2012).
Figura 4. Contenido de saponinas en quinua (Método espuma).
(Iniap, 2014)
2.6.2. ÁCIDO FÍTICO
La cantidad de ácido fítico en los granos de cereales constituye una
problemática en la Industria de Alimentos para humanos y animales debido a
que el fósforo en esta forma no está disponible para los animales mono
gástricos debido a la falta de fitasas endógenas, las mismas que son enzimas
específicas para la desfosforilación de ácido fítico.
Por otra parte la característica quelante de ácido fítico reduce la
biodisponibilidad de otros nutrientes esenciales, tales como minerales,
proteínas y aminoácidos (Megazyme, 2007).
12
El ácido fítico es considerado el principal factor anti nutricional encontrado en
cereales. Es conocido que su presencia en estos productos y también en
legumbres oscila entre 1 y 2% de su composición, esto puede inhibir
significativamente la absorción de minerales ya que forma complejos
insolubles con minerales de interés como el hierro, el calcio y el zinc,
impidiendo su absorción y alterando la homeostasis mineral. A este problema
se asocia problemas en la salud tan importantes como alteraciones en el
crecimiento de los niños, enfermedades cardíacas, cáncer, disfunciones
reproductivas o alteraciones inmunológicas (Hurrell, Juillerat, Redy, & nLynch,
2004).
Distintos estudios han comprobado que el ácido fítico que se encuentra en los
granos de quinua representa alrededor del 1% en materia seca, es
responsable también de la disminución en la digestibilidad de lípidos,
proteínas y almidón (Frías, Doblado, Antezana, & Vidal-Valverde, 2003).
2.6.3. INHIBIDOR DE TRIPSINA
Los inhibidores de proteasas, como la tripsina, se pueden definir como
compuestos sensibles a la temperatura por su naturaleza proteica, que alteran
la digestión de las proteínas, inhibiendo la acción de las enzimas digestivas
que cumplen una función esencial en la hidrólisis de las proteínas de la dieta.
La presencia de inhibidores de proteasas en los alimentos reduce el valor
biológico de las proteínas.
La tripsina al ser una proteasa, permite la hidrolización de las proteínas a
aminoácidos, los cuales son absorbidos por el organismo humano. Los
inhibidores de esta proteasa se pueden encontrar comúnmente en
leguminosas y cereales, en el caso de la quinua oscila entre 1.06 y 5.04 TIU/g,
los mismos que al unirse con la enzima tripsina forman complejos inactivos.
13
La mayoría de la actividad de este tipo de inhibidor puede neutralizarse
utilizando tratamientos como: térmicos, germinación y fermentación (Elizalde
et al., 2009).
Uno de los principales papeles de los inhibidores de proteasas, es el de
defensa frente a la invasión de microorganismos e insectos, y para ello, las
leguminosas elaboran inhibidores de proteasas tanto microbianas, como
digestivas para insectos. A nivel de consumo humano los inhibidores de
tripsina confieren un interés considerable por sus efectos nocivos, pueden
llegar a producir cáncer a nivel de páncreas o incluso potenciar el efecto
cancerígeno de otros compuestos. Además, son capaces de desencadenar
procesos alérgicos en individuos predispuestos, y un buen ejemplo de ello es
el inhibidor de Kunitz (Goyoaga, 2005).
2.7. PRETRATAMIENTOS
2.7.1. GERMINACIÓN
En el germinado de semillas ocurren cambios relevantes en cuanto a su
composición como se puede observar en la figura 5, ya que este proceso hace
uso de las reservas intrínsecas de carbohidratos, lípidos y proteínas, con el
fin de fomentar el desarrollo de su eje embrionario.
Figura 5. Quinua Germinada
14
El proceso de germinación induce cambios en la concentración y digestibilidad
de la proteína de forma particular en cada tipo de semillas, en el caso de la
quinua se ha determinado un aumento en su valor numérico de digestibilidad
de proteína en el primer día de germinación, este incremento se ve producido
por la reducción de factores anti nutricionales como ácido fítico y saponina en
la composición del grano de quinua, por lo que se puede concluir que este
pretratamiento permite un mejor aprovechamiento de la fuente de proteína, en
la alimentación humana (Chaparro et al., 2010).
2.7.2. NIXTAMALIZACIÓN
La palabra Nixtamalización castellanizada, del náhuatl (nextlí: cal de cenizas
y tamalli: masa cocida de maíz), significa maíz cocido con sales de cenizas o
cal. Entonces, la Nixtamalización se define como el tratamiento térmico
alcalino con cal según como se muestra en la figura 6, la cual es una técnica
de lixiviación empleada para obtener una masa apta para la elaboración de
tortillas y otros productos mexicanos tradicionales. El proceso de cocción
durante la Nixtamalización provee beneficios entre los cuales se encuentra la
alta disponibilidad de calcio en la tortilla, fenómeno importante para evitar el
desarrollo de pelagra y osteoporosis (Rodríguez, 2013).
Figura 6. Cocción de quinua por Nixtamalización
(INIAP, 2014)
15
Se ha demostrado que este proceso también produce cambios en el contenido
mineral de los granos. Desde el punto de vista químico, la quinua presenta
una considerable cantidad de ácido fítico, compuesto químico asociado a
reducir la biodisponibilidad del hierro y de otros minerales, por lo que este
pretratamiento está relacionado directa y significativamente con la reducción
de ácido fítico y el aumento de hierro disponible en comparación al contenido
en granos crudos (Urízar & Bressani, 1999).
2.7.3. PRE COCCIÓN
La pre cocción es uno de los métodos más tradicionales para la preparación
de alimentos con el fin de mejorar las características organolépticas al
momento de su consumo, en el caso de los cereales, los granos son
sometidos a una inmersión en agua en proceso de ebullición, sin embargo
esta técnica presenta serias desventajas en cuanto a la reducción de
contenidos nutricionales de los granos, en especial con su calidad proteica
(100 mg/100 g de semillas) (Cervilla et al., 2014).
2.8. HARINA DE TRIGO
Como definición es el producto obtenido de la molienda y tamizado del
endospermo del trigo (Triticum vulgare, triticum durum) hasta un grado de
extracción determinado, siendo los residuos utilizados como subproductos
(germen, endospermo y salvado). Es el cereal más importante y el único capaz
de dar por sí mismo harinas panificables. Esta materia prima se maneja en
grandes cantidades en la empresa alimentaria, pertenece al grupo de los
cereales y derivados (INEN 6. N., 2006).
La harina de trigo posee constituyentes aptos para la formación de masas
(proteína – gluten) pues la harina y agua mezclados en determinadas
16
proporciones, producen una masa consistente, tenaz, con ligazón entre sí,
que al ser extendida ofrece una determinada resistencia, a la que puede darse
una forma deseada y que resiste los gases producidos por la fermentación
(Barrionuevo, 2011).
2.9. FÉCULA DE MAÍZ
Se ha caracterizado como el almidón de maíz sin modificar, es un polvo blanco
de textura fina, sabor y olor propio, utilizado ampliamente como agente
espesante y agente de retención de humedad en la elaboración de diferentes
productos alimenticios.
El almidón de maíz es utilizado como ingrediente o complemento en la
industria alimentaria en general debido a sus propiedades y bajo costo en la
fabricación de conservas, dulces, salsas, fórmulas, batidos, agentes de
espolvoreo y en productos de panificación. También se usa como moldeador
en la fabricación de gomas y dulces blandos, en sopas y cremas como
espesante y suavizante, como agente de relleno, etc. Dentro del consumo
humano representa la fuente de energía más importante, con alrededor del
80% de la ingesta calórica mundial. También es utilizado para producir
edulcorantes de alta intensidad y sustitutos de grasa, ya que este tipo de
productos son utilizados en la elaboración de alimentos bajos en calorías
(Tovar, 2008).
17
2.10. ALFAJOR
Se entiende por Alfajor el producto constituido por dos o más galletas o masas
horneadas, adheridas entre sí por productos, tales como mermeladas, jaleas,
dulces u otras sustancias o mezclas de sustancias alimenticias de uso
permitido como se muestra en la figura 7. Podrán estar revestidos parcial o
totalmente por coberturas o baños de repostería u otras sustancias y contener
frutas secas enteras o partidas, coco rallado o adornos cuyos constituyentes
se encuentren admitidos (CAA, 2001).
Si bien es cierto en Ecuador no se registran normativas ni datos específicos
sobre el consumo de alfajores, se puede tomar en cuenta el índice de
preferencias de galletas, de las cuales en el país existen alrededor de 22
marcas comerciales, marcando un consumo de alrededor de 3 kg por
individuo. Según diferentes estudios de mercado, las galletas preferidas por
los paladares ecuatorianos son las dulces y que contribuyan valores
agregados en su consumo (Pro Ecuador, 2014).
Figura 7. Alfajor Tradicional
18
2.11. CARACTERÍSTICAS FISICOQUÍMICAS
Cada uno de estos parámetros es cuantitativo conforme al método que
permite obtener valores homogéneos y reproducibles que permiten la
comparación entre diversos alimentos con el fin de determinar la calidad y
aceptabilidad de los productos con fines de comercialización y consumo
humano (Badui Dergal, 2006).
Es importante entender que la definición de estos conceptos lleva un método
de determinación asociado con el fin de dar el valor numérico a cada uno de
estos parámetros químicos definidos a continuación:
Humedad: Representado por el contenido de agua de un alimento.
Cenizas: Representa el contenido de sales minerales sin especificar la
cantidad de cada uno de los elementos particulares
Grasas: Por definición corresponde a la fracción de los alimentos
solubles en disolventes orgánicos, también llamados lípidos;
proteínas, de acuerdo a su cuantificación corresponde al contenido de
nitrógeno en un alimento.
Fibra cruda: Se refiere a la parte orgánica del alimento que es insoluble
y no digestible.
En cuanto a la determinación de las características físicas se encuentra las
siguientes variables:
Tamaño: Conjunto de las dimensiones físicas de la materia o producto.
Peso: Constituye la fuerza gravitatoria ejercida por el cuerpo.
Color: Se refiere a la impresión producida por un tono de luz en los
órganos visuales.
19
2.12. CARACTERÍSTICAS REOLÓGICAS
La reología estudia el flujo y la deformación de la materia bajo la acción de
esfuerzos, se relaciona con la física de los cuerpos deformables. La masa de
harina de cereales es un cuerpo deformable cuyo estudio de las
características reológicas tiene gran importancia para la mejor utilización
tecnológica de este material. Los análisis de reología se utilizan para la
caracterización de harinas; asimismo es una herramienta de predicción del
comportamiento del producto de panificación con el fin de determinar si el
esfuerzo aplicado y la deformación están en el mismo rango de las utilizadas
en el procedimiento real (Rodriguez, Sandoval, & Cortes, 2012).
Entre las principales ventajas del estudio de la reología de alimentos se
encuentran:
Formulación para el desarrollo de productos
Evaluación de la textura y consistencia del alimento; propiedades de
gran interés para captar la aceptabilidad del consumidor.
Estabilidad de emulsiones y suspensiones, entre otras.
Control de calidad en productos intermedios y finales, control que
puede ser realizado en la propia línea de producción.
Punto de control determinante para aceptación de productos como:
patatas fritas, cereales, quesos, aperitivos, dulces, chocolates,
yogures, etc.
Estudio de vida de anaquel.
Es así como la “ciencia del flujo y la deformación” representa un papel
fundamental en los análisis de productos alimenticios (Ramírez, 2006).
20
2.12.1. MIXOLAB
El Mixolab es un aparato que permite caracterizar el comportamiento reológico
de una masa sometida a amasado y calentamiento, por lo cual se busca la
adaptación de las harinas en función de su uso final, midiendo sus parámetros
en tiempo real (CHOPIN, 2009):
Capacidad de hidratación, tiempos de desarrollo
Debilitamiento de proteínas
Actividad enzimática
Gelatinización y retrogradación del almidón.
La calidad de una harina no se mide únicamente por el porcentaje o la calidad
de las proteínas. Así pues, el Mixolab Estándar proporciona las siguientes
características representadas en la figura 8:
Figura 8. Pantalla de Resultados para un protocolo Chopin+ (Mixolab)
(Chopin Technologies, 2009)
21
Amasado o Desarrollo (Etapa 1)
En la etapa 1 de la prueba, a temperatura constante se determina el poder de
absorción de agua de las harinas y se mide las características de las masas
durante el amasado (estabilidad, elasticidad).
Fuerza de las Proteínas (Etapa 2)
En cuanto la temperatura de la masa aumenta, la consistencia disminuye, la
intesidad de este debiltamiento depende de la calidad de las proteínas.
Gelatinización del almidón (Etapa 3)
A partir de la temperatura inicial de gelatinización, los fenómenos vinculados
a la gelatinización del almidón se vuelven principales y se observa entonces
un incremento de la consistencia. La intensidad de este incremento depende
del tipo de almidón.
Actividad amilásica (Etapa 4)
El valor de la consistencia al final de la curva depende mayoritariamente de la
actividad amilásica endógena o añadida. Cuanto más grande sea la
disminución de la consistencia, más importante será la actividad amilásica.
Retrogradación del almidón (Etapa 5)
Al enfriarse la masa, se retrograda el almidón y la consistencia del producto
aumenta. Algunos productos químicos tienen acción sobre este fenómeno y
22
limitan la importancia de este, permitiendo así retrasar la deshidratación y
obtener una mayor conservación del producto elaborado.
De acuerdo a Chopin Technologies (2009), el comportamiento de la masa en
los cinco parámetros (C1, C2, C3, C4, C5) que se obtienen de la curva del
Mixolab, se explica de la siguiente manera:
a) Comportamiento en C1 a 30°C
El proceso inicia con el efecto de amasado en donde la red de gluten crece y
se hace lo suficientemente fuerte para soportar al CO2 que se produce en el
momento de la fermentación. A 30°C y bajo del efecto del amasado, las
proteínas se aglomeran en súper estructuras proteicas (GMP - Gluten Macro
Polymer). La red de gluten se desarrolla, lo que se traduce en un aumento
rápido del par hasta C1 (CHOPIN, 2009).
b) Comportamiento entre C1 y C2 entre 30 y 50°C
Entre C1 y C2, la red proteica dispersa sigue concentrándose, el almidón no
se gelatiniza. Entre C1 y C2, los gránulos se “inflan” por aumento de
temperatura. La matriz proteica, repartida alrededor de los gránulos de C1
tiende a aglomerarse en C2 y rodea menos gránulos de almidón, lo que
corresponde a la disminución del par registrado por el Mixolab. La
aglomeración de las proteínas se acelera hasta aproximadamente 45- 50°C
gracias a la activación gradual de los enlaces débiles (hidrógeno, iónico). Esto
contribuye al reforzamiento de la red de gluten. Debido a esto la masa se
ablanda, esta fase se asimila a cuando el pan está en el horno por lo que la
producción del gas se acelera (actividad de amilasa es más fuerte). La red de
gluten se deforma siendo capaz de retener el gas, logrando que el volumen
aumente (CHOPIN, 2009).
23
c) Comportamiento entre C2 y C3 entre 55 y 60°C
Entre C2 y C3, los gránulos de almidón se deforman considerablemente y
comienza el fenómeno de gelatinización, lo que se traduce en un aumento
importante y rápido de la viscosidad, y por tanto del par registrado por el
Mixolab. En efecto, los gránulos de almidón más pequeños se gelatinizan
completamente, mientras que los más grandes aún permanecen visibles en
esta fase. La proporción de los tipos de almidón, influye en la cinética de
gelatinización (C2 C3, beta). De forma general, un trigo con una calidad
superior de almidón y/o una actividad amilásica más baja tendrá un C3 más
elevado (CHOPIN, 2009).
d) Comportamiento entre C3 y C4 entre 60° a 90°C
Entre 60 y 90°C, las proteínas siguen aglomerándose. A partir de 55°C, el
gluten pierde la capacidad de crear enlaces internos cuando la masa queda
en reposo. Esto ilustra perfectamente la desnaturalización de las proteínas
que dejan de formar un enlace continuo. Entre C3 y C4, la gelatinización del
almidón llega a ser completa. Los gránulos están muy deformados y ocupan
la mayor parte de la estructura. Se forman aglomerados almidón/proteína.
Cuanto mayor sea la diferencia C3-C4, mayor es la licuefacción/actividad
amilásica. La gelatinización del almidón es importante para fijar la estructura
de la miga lo cual depende de la proporción amilosa/amilopectina. Unos
valores muy bajos de C3, C4 y C5 para la panificación deben llevar
lógicamente a la producción de panes de poco volumen con una miga
pegajosa (CHOPIN, 2009).
e) Comportamiento entre C4 y C5, de 90 a 50°C.
La recristalización de la amilopectina es el parámetro más importante que
explica la retrogradación. No obstante, la amilosis, que retrograda en los
primeros momentos, predice el comportamiento futuro de la amilopectina. Los
24
gránulos se componen principalmente de almidón, y la proteína viene a llenar
los intersticios. Dado que la retrogradación de la amilopectina es influida por
la velocidad de retrogradación de la amilosa, el aumento del par entre C4 y
C5 es un muy buen indicador de la velocidad de asentado del producto final
(CHOPIN, 2009).
2.13. EVALUACIÓN SENSORIAL
El análisis sensorial de los alimentos proviene de una función básica del
hombre, que desde su infancia, tiene la aptitud para aceptar o rechazar los
alimentos de acuerdo a las sensaciones psicológicas que experimenta al
consumirlos. El instrumento de medida del análisis sensorial es el mismo
hombre y su afectividad con la muestra que se le presenta. Esta metodología
consiste en medir, analizar e interpretar las reacciones a determinadas
características de los alimentos y materiales (Ibáñez & Barcina, 2001).
Esta es una herramienta enfocada en el análisis de calidad total de un
producto, determinando su nivel de aceptación y la probabilidad de éxito
cuando se exponga en el mercado. En los análisis de aceptación se busca
determinar el nivel o grado de aceptación que tendrá un producto, siendo
muchas veces deseable conocer la reacción subjetiva o impulsiva del catador.
En este tipo de análisis, las pruebas pueden realizarlas personas sin ningún
tipo de entrenamiento previo en el análisis sensorial, pero que respondan al
medio social o cultural al que va destinado el producto, ya que el punto final
de la prueba es poder conocer si esta muestra será o no aceptada por el
consumidor (Sancho & Bota, 1999).
25
Color
El color es la percepción de la luz de una cierta longitud de onda reflejada por
un objeto, tiene 3 características: el tono el cual está determinado por el valor
exacto de la longitud de onda de luz reflejada, la intensidad la cual depende
de la concentración de las sustancias colorantes dentro del objeto o alimento
y el brillo que es dependiente de la cantidad de luz que es reflejada por el
cuerpo, en comparación de la luz que incide sobre él (Anzaldua, 1994).
Textura
La textura es una propiedad sensorial de los alimentos que es detectada por
los sentidos de tacto, la vista y el oído y que se manifiesta cuando el alimento
sufre una deformación (Anzaldua, 1994).
Sabor
El sabor se percibe mediante el sentido del gusto, el cual posee la función de
identificar las diferentes sustancias químicas que se encuentran en los
alimentos. El gusto se define como las sensaciones percibidas por los
receptores de la boca, específicamente concentrados en la lengua, aunque
también se presentan en el velo del paladar, mucosa de la epiglotis, en la
faringe, laringe y en la garganta (Espinosa, 2007).
Olor
El olor desempeña un papel muy importante en la evaluación sensorial de los
alimentos. El olor de los alimentos se origina por las sustancias volátiles que
cuando se desprenden de ellos pasan por las ventanas de la nariz y son
percibidos por los receptores olfatorios (Espinosa, 2007).
26
Aceptabilidad
La aceptabilidad se refiere a la actitud positiva que se tiene del producto
(quiero comprarlo), a la previsión de una utilización real, pudiendo medirse
según la preferencia. En el proceso de analizar las características sensoriales
de un alimento, la aceptabilidad es entendida como la valoración numérica
que el consumidor aplica bajo su propia escala de apreciación y al conjunto
de experiencias que haya tenido anteriormente (Saltos, 2010).
3. METODOLOGÍA
28
3. METODOLOGÍA
El presente trabajo se desarrolló en el Departamento de Nutrición y Calidad
de la Estación Experimental Santa Catalina, ubicada en el cantón Mejía,
Provincia de Pichincha.
3.1. MATERIALES Y EQUIPOS
3.1.1. MATERIA PRIMA
Se utilizaron 2 variedades de quinua cruda (INIAP Tunkahuan y Criolla) para
la aplicación de diferentes pretratamientos (germinación, Nixtamalización y
pre cocción), las mismas que fueron analizadas en su composición proximal y
características reológicas.
3.2. CARACTERIZACIÓN FÍSICA Y QUÍMICA DE LA QUINUA
Como se muestra en el Anexo I, se realizó la caracterización de 2 variedades
de Quinua (INIAP Tunkahuan y Criolla) mediante los métodos que se detallan
a continuación:
3.2.1. CARACTERIZACIÓN FÍSICA DE GRANOS DE QUINUA
Tamaño.- Con el uso de un paquímetro digital MITUTOYO, se tomaron
en cuenta tres descriptores cuantitativos (largo, ancho y espesor)
medidos desde la parte más alargada del grano para el largo, medición
29
desde la fracción más ancha del grano para el descriptor de ancho y el
espesor fue medido desde el largo del tabique del grano que lo separa
en 2 partes. Todas las mediciones fueron realizadas en milímetros, de
10 repeticiones y promediadas para obtener un valor más puntual
Color.- Se determinaron los parámetros h (tono), C (cromaticidad) y L
(claridad) usando un colorímetro ColorTec-Expectro Color sobre la piel
de las 2 variedades de quinua, cubriendo toda la superficie del prisma
para una lectura más acertada. Las mediciones se realizaron por
triplicado con el fin de obtener un valor más preciso de cada parámetro.
Peso Hectolítrico.- Se determinó el peso ocupado de los granos de
quinua dentro de una vasija tubular con capacidad de 1 000 cm3
ajustado con un tubo llenador y nivelado hacia la ranura del recipiente
contenedor. La masa obtenida en gramos corresponde al contenido de
un litro del recipiente, o sea gramos por litro. Gramos por litro,
multiplicando por 100 (cien) corresponderá a gramos por hectolitro que,
dividiendo para 1 000 (mil), tendremos kilogramos por hectolitro; o sea
el Peso Hectolítrico.
Peso de Mil Granos.- el peso de mil semillas de quinua puede variar
según la especie e incluso el cultivo. Para la evaluación se contaron
100 semillas multiplicando por 10 la media aritmética de 3 repeticiones
de conteo, descartando las semillas en cada práctica. Cada repetición
de conteo se realizó por triplicado.
30
3.2.2. CARACTERIZACIÓN QUÍMICA DE GRANOS DE QUINUA.
Humedad.- Este método de medición fue realizado colocando 5
gramos de quinua en la estufa, determinando la humedad mediante la
diferencia de pesos. El tiempo de secado se realizó por 3 horas, con
intervalos de medición de la variación de peso cada 30 minutos, hasta
obtener peso constante de muestra seca a temperatura de 130 °C. La
muestra es calentada bajo condiciones especificadas, y la pérdida de
peso se usa para calcular el contenido de humedad de la muestra. El
valor del contenido de humedad de la muestra es altamente
dependiente del tipo de estufa usada y del tiempo y temperatura de
secado. La relación del peso de la muestra seca dividida para el peso
de la muestra original, multiplicado por 100, determina el dato del
contenido de humedad de la muestra que fue realizada por triplicado.
El método de la A.O.A.C N° 14.004 para la determinación de humedad.
Proteína.- la determinación de proteína se realizó mediante método
A.O.A.C N° 14.067 (digestión, destilación, titulación).
Cenizas.- La muestra de quinua (2 gramos) fue incinerada en una
mufla a 600 °C con el fin de eliminar todo el material orgánico. El
material inorgánico que no se destruye se denomina ceniza. La
cuantificación de estos materiales se realiza mediante diferencia de
pesos según A.O.A.C. N°14.006.
Grasa.- El proceso de determinación de extracto etéreo o grasa se
realizó mediante el método Goldfish, según A.O.A.C. N° 14.018.
Fibra cruda.- La determinación de fibra se realizó mediante método
A.O.A.C N° 7.070 (digestión, destilación, titulación).
31
Digestibilidad de proteína.- El análisis de digestibilidad es un ejemplo
de un procedimiento que proporciona información del valor nutricional
de las fuentes de proteína según método de Montaixe.
3.2.3. CARACTERIZACIÓN DE FACTORES ANTI NUTRICIONALES.
Saponinas.- el contenido de este factor anti nutricional se realizó por
el método espectrofotométrico según Monje. El fundamento de la
técnica se basa en la extracción de la saponina con una mezcla de
isopropanol al 20% V/V sometida a dilución con el mismo propanol que
se encuentra dentro de la curva de calibración y es leída a 528 nm.
Inhibidor de Tripsina.- la cuantificación de este factor anti nutricional
se realizó mediante el apartado establecido por Kakade (1974). La
enzima exógena tripsina es parcialmente atacada por los inhibidores
presentes en el extracto de la muestra. La tripsina restante actúa sobre
la solución sustrato de BAPA (benzoil-DL-arginina-p-nitroanilina),
dando un complejo coloreado que se lee a 410 nm.
Ácido fítico.- El ácido fítico es la principal fuente de inositol y fósforo
almacenado en las semillas de las plantas, contribuyendo con el 70%
del fósforo total. La determinación de ácido fítico se efectúa a través de
la desfosforilación del ácido fítico efectuada por las enzimas fitasas. La
cuantificación se realizó mediante método Megazyme (2007).
32
3.3. DISEÑO DEL EXPERIMENTO
La obtención de Alfajores de harina de quinua sometida a pretratamiento se
realizó mediante la ejecución de varias etapas previas que se describen a
continuación:
3.3.1. PRIMERA ETAPA: EVALUACIÓN DEL EFECTO DEL PRE-
TRATAMIENTO DEL GRANO EN LA COMPOSICIÓN QUÍMICA DE
DOS VARIEDADES DE QUINUA.
Se aplicó un diseño multifactorial AxB de 2 factores y 4 niveles con 3
repeticiones para las 2 variedades de quinua (Tunkahuan y Criolla) aplicando
4 pretratamientos diferentes (crudo como referencia, pre cocción,
Nixtamalización, germinación) presentados en la Tabla 2.
Tabla 2. Pretratamientos aplicados a 2 variedades de quinua.
Tabla 2. Pretratamientos aplicados a 2 variedades de quinua.
Tratamientos Descripción
a0 b0 Quinua INIAP- Tunkahuan, cruda (referencia)
a0 b1 Quinua INIAP- Tunkahuan con proceso de Pre cocido
a0 b2 Quinua INIAP- Tunkahuan con proceso de Nixtamalización
a0 b3 Quinua INIAP-Tunkahuan con proceso de Germinado
a1 b0 Quinua Criolla, panoja color crema, cruda
a1 b1 Quinua Criolla, con proceso de Pre cocido
a1 b2 Quinua Criolla, con proceso de Nixtamalización
a1 b3 Quinua Criolla, con proceso de Germinado
33
Variables dependientes
Se seleccionaron los tratamientos que presentaron valores mayores en las
características químicas (proteína, fibra y grasa), y de menor contenido de
factores Anti nutricionales (saponina, ácido fítico), para lo cual se aplicó una
prueba de Tukey al 5% con el fin de determinar los tratamientos adecuados
según sus grupos homogéneos.
3.3.2. SEGUNDA ETAPA: EVALUACIÓN DE LAS CARACTERÍSTICAS
REOLÓGICAS DE DIFERENTES FORMULACIONES PARA LA
ELABORACIÓN DE ALFAJORES.
Con los tratamientos seleccionados bajo los 2 criterios de evaluación en la
primera etapa, se obtuvo harinas de Quinua con el pretratamiento definido,
que fueron sustituidas en porcentajes (25%, 50%, 75%) con harina de trigo,
con el fin de obtener formulaciones para determinar el mejor nivel de
sustitución mediante pruebas reológicas como se presenta en la Tabla 3.
Tabla 3.Nivel de Sustitución de Harinas
Tabla 3. Nivel de Sustitución de Harinas
Tratamientos Descripción
T1 Trigo 100%
T2 Quinua 25% Trigo 75%
T3 Quinua 50% Trigo 50%
T4 Quinua 75% Trigo 25%
34
Variables dependientes.
Para la selección del mejor tratamiento en esta etapa se realizó un análisis
reológico utilizando el equipo Mixolab, obteniendo un perfil standard
representado en una curva de comportamiento de las muestras, las mismas
que fueron comparadas con un estudio previo estándar de una harina
galletera de trigo al 100% para determinar el nivel de sustitución trigo-quinua
apto para la elaboración de galletas para alfajores. Los parámetros medidos
en el equipo Mixolab fueron: Índice de Absorción, Índice de debilitamiento de
las proteínas, Índice de Gelatinización del almidón, actividad amilásica e
Índice de retrogradación del almidón.
3.3.3. TERCERA ETAPA: DETERMINACIÓN DEL NIVEL DE
ACEPTABILIDAD Y EL VALOR NUTRICIONAL DE LOS
ALFAJORES ELABORADOS CON HARINA DE QUINUA
De acuerdo a la evaluación y selección de los tratamientos que presentan las
mayores características químicas y menores contenidos de factores Anti
nutricionales de la etapa anterior, se realizaron muestras de alfajores
utilizando las harinas seleccionadas bajo una formulación estandarizada
expresada en la Tabla 4 de acuerdo al método que se muestra en la figura 9.
Tabla 4. Formulación para la elaboración de Alfajor
Tabla 4. Formulación para la elaboración de Alfajor
Ingrediente Porcentaje
Harina de Trigo (harina de quinua 25, 50 y 75%) 54%
Grasa (mantequilla) 22%
Azúcar 16%
Huevo (yema) 7%
Otros (esencias y aditivos) 1%
35
Figura 9. Diagrama de flujo elaboración de Alfajor.
Quinua PESADO PRE
TRATAMIENTO SECADO
60° - 3 horas
MOLIDO
PESADO
MEZCLADO
REFRIGERACIÓN (4ºC, 60 min.)
LAMINADO Y CORTE
(Circular, 5mm)
HORNEADO (180ºC, 10 min)
ENFRIADO
ADICIÓN
ALFAJOR
Harina de Trigo Harina de Quinua Pre tratada Maicena Mantequilla, Yemas Azúcar
Manjar de Leche Cobertura de Coco
36
RECEPCIÓN DE LA MATERIA PRIMA
Las muestras de 2 variedades de quinua proveniente de centro de Acopio de
Cereales del INIAP, fue recibida en costales sellados de 20 kilogramos de
peso. Los mismos que fueron conservados a temperatura ambiente con el fin
de evitar su deterioro.
SELECCIÓN Y PESADO
Se procedió a realizar una selección manual de la materia prima, descartando
los granos dañados o con signos de deterioro y eliminando materias extrañas
en la quinua. Se utilizaron 5 kg de cada variedad de quinua para la aplicación
de los próximos tratamientos.
PRE TRATAMIENTO
A cada variedad de quinua se aplicaron 3 tipos de pre tratamiento bajo las
siguientes condiciones presentadas en la Tabla 5.
Tabla 5.Pretratamiento del Grano de Quinua
Tabla 5. Pre tratamiento del Grano de Quinua
Proceso Tiempo de Proceso Temperatura
de Proceso
Nixtamalización
Cocción con óxido de calcio al 1 %
por 7 min, reposo por 5 horas y lavado
con agua, hasta eliminación completa
del CaO
91 ºC
Pre cocción Cocción en agua por 10 minutos 91 ºC
Germinado Remojo por 2 horas, escurrido,
germinación por 12 horas a 20 °C. 20 ºC
37
SECADO
Se procedió a realizar el secado de los granos de quinua pre tratados en una
estufa de aire forzado a 60 ºC por el lapso de 8 horas. Los granos de quinua
fueron cubiertos con láminas de papel aluminio con el fin de direccionar de
mejor manera el aire para el proceso de secado. En intervalos de 30 minutos
se evaluó las condiciones del grano en el proceso de secado (humedad).
MOLIDO
Para la obtención de harina de quinua se procedió a moler los granos
previamente secados utilizando un Molino de marca Cyclone Sample Mill,
obteniendo así harina de quinua pre tratada con tamaño de partícula fina,
similar a la harina de trigo.
PESADO
De acuerdo a la formulación previamente establecida se pesaron los
ingredientes para la elaboración del alfajor de acuerdo a los porcentajes
declarados en la ficha de preparación del producto expuesta en la tabla 5.
En esta etapa del proceso se realizó la mezcla de las harinas de quinua pre
tratada con harina de trigo a un nivel de sustitución del 25%, 50% y 75%
respectivamente de acuerdo a las variedades de quinua utilizadas.
MEZCLADO
Para la elaboración de Alfajores se procedió a la mezcla de los ingredientes
detallados anteriormente obteniendo así una masa homogenizada.
38
REFRIGERACIÓN
La masa previamente homogenizada fue sometida a un proceso de
refrigeración a 4 ºC con el fin de mejorar la consistencia de la masa en el
proceso de laminado y corte.
LAMINADO Y CORTE
La masa fue extendida con la ayuda de un rodillo de cocina sobre una mesa
de acero inoxidable previamente espolvoreada con harina para evitar su
adhesión, se obtuvo una lámina de 3 mm de espesor que fue sometida a
cortes circulares con el fin de obtener las “tapas” que constituyen el alfajor.
HORNEADO
El proceso se realizó en un horno doméstico a 175 ºC, sobre bandejas de
acero inoxidable durante 8 minutos o hasta que la temperatura interna de la
galleta llegue a 87 ºC.
ENFRIADO
El proceso de enfriamiento se realizó a temperatura ambiente (20º C), con el
fin de que la galleta obtenida adquiera su textura característica final.
ADICION RELLENO Y COBERTURA
Para la obtención de un tradicional alfajor, se untaron 2 galletas con manjar
de leche tipo I que posteriormente fueron unidas entre sí. Esta formación fue
revestida con azúcar impalpable utilizado en repostería y cobertura de
ralladura de coco.
39
ALFAJOR
El producto final obtenido fue empacado y sellado en recipientes herméticos
bajo condiciones de ambiente normales. Este es el producto utilizado para la
evaluación sensorial de los panelistas.
Variables dependientes
Análisis sensorial: se aplicó una prueba de aceptabilidad para las 4
muestras, utilizando una escala hedónica de 9 puntos, según la cual 1
corresponde a la categoría “me desagrada muchísimo” y 9 “me gusta
muchísimo”, como se muestra en el Anexo II.
El panel fue integrado con 100 posibles consumidores no entrenados de
ambos sexos con edades comprendidas entre 20-30 años. Cada panelista
recibió las 4 muestras codificadas con números aleatorios, se utilizó como
neutralizador de sabor un vaso de agua. La degustación se realizó de la
Universidad Tecnológica Equinoccial.
Perfil Nutricional: se evaluó el contenido nutricional del producto obtenido de
acuerdo a los siguientes métodos: Humedad (A.O.A.C. N° 14.004), proteína
(A.O.A.C. N° 14.067), cenizas (A.O.A.C. N° 14.006), grasa (A.O.A.C. N°
14.018).
40
3.4. ANÁLISIS DE RESULTADOS
Se utilizó el análisis de varianza ANOVA para evaluar los efectos de los
pretratamientos sobre la quinua y se aplicó una prueba de Tukey al 5% con el
fin de determinar diferencias estadísticamente significativas entre los pre
tratamientos; para ellos se utilizó el software estadístico Infostat para Windows
versión 2011.
4. ANÁLISIS DE RESULTADOS
42
4. ANÁLISIS DE RESULTADOS
4.1. CARACTERIZACIÓN QUÍMICA DE LA MATERIA PRIMA
Se realizó el análisis proximal del grano de las dos variedades utilizadas en
esta investigación: INIAP-Tunkahuan y Variedad Criolla, cuyos resultados se
presentan en la Tabla 6.
Tabla 6. Caracterización Química de Quinua.
Análisis Variedad
Tunkahuan Variedad Criolla
Humedad (%) 12.25 ± 0.01a 11.50 ± 0.01b
Extracto Etéreo (%) 2.76 ± 0.01 a 4.87 ± 0.03 b
Cenizas (%) 3.87 ± 0.02 a 4.84 ± 0.01 b
Proteína (%) 16.38 ± 0.03 a 20.37 ± 0.02 b
Fibra (%) 5.62 ± 0.01 a 6.47 ± 0.02 b
Digestibilidad de la
Proteína (%) 79.04 ± 0.01 a 80.87 ± 0.02 b
La proteína constituye la principal fuente de nutrientes que se encuentra en
los alimentos. La variedad Tunkahuan presenta un notable contenido de
Proteína (16.38%) lo que se asimila a lo expuesto por Koziol (1992) quien
declara un contenido proteico de 16.5%. La cantidad de las proteínas
presentes en las variedades de quinua dependen en su mayoría de la variedad
estudiada, comprendiendo un rango entre 10.4% y 22% las de mayor aporte
(Montaño et al., 2006), como es el caso de la Variedad Criolla (20.37%)
utilizada en el presente trabajo. Al igual que el valor proteico de la quinua, el
valor de la fibra varía significativamente de acuerdo a la variedad estudiada
43
como lo declara (Collazos & White, 1975) presentando un rango comprendido
entre 5.1% y 7.3%, dentro del cual se encuentra la variedad Tunkahuan y la
variedad Criolla (6.47%). La variedad Criolla presenta mejores características
químicas en lo que se refiere a contenidos nutricionales como proteína
(20.37%), grasa (4.87 %), cenizas (4.84 %) y fibra (6.47 %). Igualmente, se
registró una mayor digestibilidad de la proteína en la quinua variedad criolla
(80.87 %), con relación a la variedad mejorada Tunkahuan (79.04 %).
Estadísticamente se puede concluir que las muestras son significativamente
diferentes, es decir que las variedades estudiadas presentan contrastes
ampliamente marcados por lo que se determina la factibilidad de aplicar
diferentes pre tratamientos a las 2 variedades de quinua con el fin de estudiar
el cambio de su composición nutricional.
4.2. CARACTERIZACIÓN FÍSICA DE LA MATERIA PRIMA
Las variedades de Quinua presentan características específicas de este grano
como se expone en la Tabla 7.
Tabla 7. Caracterización Física de Quinua.
Tabla 7. Caracterización Física de Quinua
Análisis Variedad Tunkahuan Variedad Criolla
Largo 2.01 ± 0.03a 1.88 ± 0.05b
Tamaño (mm) Ancho 1.96 ± 0.04 a 1.79 ± 0.05 b
Espesor 1.08 ± 0.03 a 1.08 ± 0.03 a
Peso Hectolítrico
(kg hl-1) 66.50 ± 0.50 a 72.00 ± 0.50 b
Peso de mil
granos (g) 2.93 ± 0.03 a 2.45 ± 0.07 b
44
Los granos de quinua de la variedad Tunkahuan presentan mayor tamaño
expresado en el largo (2.01 mm), ancho (1.96 mm) con relación a la variedad
Criolla. Estos atributos pueden deberse a que la variedad en cuestión, es un
ecotipo mejorado por el INIAP, con el objeto de reducir el contenido de
saponinas, sin embargo los efectos secundarios del mejoramiento también
inciden en los distintivos fisonómicos de los granos de quinua. En cuanto al
espesor de los granos de quinua, no se presenta una diferencia
estadísticamente significativa, esto se debe a la formación de la panoja, donde
no existen diferencias entre variedades de quinua (Nieto et al., 1992). La
variedad Criolla presentó un mayor valor en peso Hectolítrico (72.00b), ya que
debido a su menor tamaño, un mayor número de granos se reacomodan en
el cilindro de medida.
Este parámetro es de gran interés comercial ya que representa la cantidad de
grano que cabe en un hectolitro y se traduce en una mayor cantidad de
materia seca (De Dios, 1987).
Los parámetros de color, atributos que pueden cambiar con la aplicación de
tratamientos físicos, están expuestos en la Tabla 8.
Tabla 8. Caracterización del Color.
Tabla 8. Caracterización de Color
Variedad Tono (h) Cromaticidad (C) Claridad (L)
Variedad
Tunkahuan 69.20 ± 0.35a 20.42 ± 0.32 a 65.48 ± 0.75 a
Variedad
Criolla 66.31 ± 0.75b 16.96 ± 0.39 b 63.78 ± 0.45 b
Se diferencia un notable contraste en la apreciación visual de la materia prima
ya que, como se presenta en la Tabla 8, la variedad Tunkahuan presenta una
tonalidad más clara en su naturaleza (69.20a h), describiendo una inclinación
hacia el color amarillo, mientras que la variedad Criolla muestra coloración
45
más oscura, expresada en el menor valor de luminosidad (63.78b), refiriendo
un color inclinado hacia café como se muestra en la figura 10. El atributo del
color de la quinua en la presente investigación fue evaluado en el producto
final como apreciación visual, luego de que las variedades de quinua fueron
sometidas a diferentes pre tratamientos.
Figura 10. Color en variedades de quinua criolla (izq.) y Tunkahuan (der.)
(INIAP, 2014)
4.3. CARACTERIZACIÓN DE FACTORES ANTI
NUTRICIONALES DE LA MATERIA PRIMA
El contenido de factores anti nutricionales de las variedades de quinua
expuestos en la Tabla 9, permite un estudio importante para la elaboración de
derivados, ya que la aplicación de un proceso previo, busca la disminución de
este tipo de factores presentes en la quinua.
Tabla 9. Contenido de Anti nutricionales en el grano de Quinua..
Tabla 9. Contenido de factores anti nutricionales en el grano de
Quinua.
Análisis Variedad Tunkahuan Variedad Criolla
Saponina (mg/100 g) 0.14 ± 0.01b 0.17 ± 0.01 a
Ácido fítico (g/100 g) 1.22 ± 0.02 a 0.98 ± 0.02 b
Inhibidor de tripsina (TIU) 0.27 ± 0.02 b 1.50 ± 0.04 a
46
Se determinó que existen diferencias estadísticamente significativas entre las
variedades de quinua estudiadas. La variedad Criolla presentó un contenido
menor de ácido fítico, responsable de la disminución de la biodisponibilidad
de nutrientes como el hierro, fósforo, entre otros. El ecotipo Tunkahuan
(variedad mejorada) registra valores inferiores de saponina e inhibidor de
tripsina respecto a la variedad Criolla, esto debido principalmente a los
resultados del mejoramiento de la variedad denominada ECU-0621 cuyo
objetivo fue la disminución de los factores anti nutricionales, principalmente
saponina (Nieto, Vimos, Monteros, Caicedo, & Rivera, 1992). Se ha reportado
un contenido promedio de saponina del 0.02 % en variedades nacionales y un
contenido de ácido fítico de 1.8 % (Ruales & Nair, 1993).
A continuación el estudio de la aplicación de pre tratamientos a las variedades
de quinua utilizada se divide en 3 etapas:
4.4. PRIMERA ETAPA: EVALUACIÓN DEL EFECTO DEL
PRE-TRATAMIENTO DEL GRANO EN LA COMPOSICIÓN
QUÍMICA Y EL RENDIMIENTO HARINERO DE DOS
VARIEDADES DE QUINUA
4.4.1. EVALUACIÓN QUÍMICA
Según el Anexo II, la cuantificación de los componentes intrínsecos de las
variedades de quinua en estudio determina la calidad nutricional, así como el
efecto que tiene sobre dichos componentes la aplicación de diferentes tipos
de pre tratamientos, cuyos resultados se presentan en las Tablas 10 y 11.
47
Tabla 10. Efecto del Pretratamiento en la Humedad, Proteína y Cenizas de 2 variedades de quinua.
Tabla 10. Efecto del Pre tratamiento en la Humedad, Proteína y Cenizas
de 2 variedades de quinua
Tratamientos Humedad (%) Proteína (%) Cenizas (%)
Tunkahuan Cruda 12.22 ± 0.02g 16.13 ± 0.03c 4.13 ± 0.02g
Tunkahuan Precocida 5.32 ± 0.02b 16.00 ± 0.01b 3.44 ± 0.01c
Tunkahuan Nixtamalizada 5.07 ± 0.01a 14.80 ± 0.05a 3.87 ± 0.03f
Tunkahuan Germinada 9.56 ± 0.01e 16.38 ± 0.02d 2.98 ± 0.01a
Criolla Cruda 11.50 ± 0.02f 20.65 ± 0.02g 4.84 ± 0.02h
Criolla Precocida 8.23 ± 0.03d 20.34 ± 0.01f 3.50 ± 0.01d
Criolla Nixtamalizada 7.52 ± 0.01c 19.65 ± 0.01e 3.72 ± 0.01e
Criolla Germinada 13.71 ± 0.02h 20.95 ± 0.01h 3.19 ± 0.02b
*± desviación estándar de 3 repeticiones
Letras diferentes indican diferencia significativa (p<0,05)
De acuerdo a lo expuesto en la Tabla 10, se puede determinar que las
muestras estudiadas son estadísticamente diferentes, por lo que se
comprueba que la aplicación de pre tratamientos al grano, modifica su
composición nutricional con respecto a las muestras de quinua cruda,
independientemente de la variedad de quinua o el tratamiento utilizado.
El porcentaje de humedad que presenta los granos varían significativamente,
esto se debe principalmente a que el contenido de agua adquirido en los pre
tratamientos fueron diferentes previo al proceso de secado. La temperatura
del aire de secado influye notablemente en la calidad y el tiempo de secado
del grano, las temperaturas de una misma cámara no siempre son uniformes
en toda el área de secado por lo que la distribución de las bandejas de secado
también influye en el resultado final (FAO, 2009).
48
Se puede determinar que la composición proteica de un grano de quinua
crudo, sin importar su variedad, se ve afectado por la aplicación de
tratamientos, principalmente térmicos, como se muestra en la Figura 11.
Figura 11. Contenido de proteína en quinua por efecto de pre tratamientos.
Según Apelt (1987) la acción del calor, humedad y presión, modifican en
mayor o menor grado la disponibilidad de nutrientes al modificar la estructura
de los polisacáridos, desnaturalizar las proteínas reduciendo su cuantificación
biodisponible, esto se debe principalmente a las condiciones de secado vía
húmeda como la Nixtamalización, proceso que a pesar de ser de corta
duración de exposición de los granos, el tiempo es suficiente para romper las
cadenas cuaternarias de aminoácidos, razón por la cual los valores de este
tratamiento son los más bajos de las 2 variedades utilizadas: Tunkahuan
(14.80ª) y Criolla (19.65e).
Se concluye que no existe relación entre la variedad y el pre tratamiento en
cuanto al contenido de proteína en las muestras estudiadas con respecto a
las muestras de quinua cruda.
Germinada Precocida Cruda Nixtamalizada
16.38 16.00 16.1314.80
20.95 20.34 20.6519.65
Po
rce
nta
je d
e P
rote
ína
(%
)
Variedad Tunkahuan Variedad Criolla
49
Para el propósito de elaboración de alfajores se utilizan los tratamientos que
han presentado los valores más altos de proteína: Criolla germinada (20.95h)
y fibra: Tunkahuan Nixtamalizada (7.45), ya que estos aportarán al incremento
del valor nutricional final del alfajor.
A continuación se presentan los resultados obtenidos del análisis químico de
grasa y fibra para las muestras de harina de quinua pre tratada y cruda.
Tabla 11. Efecto del pretratamiento en el contenido de Grasa y Fibra de 2 variedades de quinua.
Tabla 11. Efecto del Pretratamiento en el contenido de Grasa y
Fibra de 2 variedades de quinua
Pre Tratamientos Grasa (%) Fibra (%)
Tunkahuan Cruda 6,55 ± 0.02d 5.62 ± 0.01b
Tunkahuan Precocida 4.87 ± 0.03a 5.58 ± 0.01a
Tunkahuan Nixtamalizada 5.50 ± 0.01b 7.45 ± 0.02g
Tunkahuan Germinada 4.87 ± 0.02a 5.61 ± 0.02ab
Criolla Cruda 7.18 ± 0.02e 6.47 ± 0.03e
Criolla Precocida 6.03 ± 0.02c 6.11 ± 0.02c
Criolla Nixtamalizada 6.03 ± 0.01c 6.72 ± 0.02f
Criolla Germinada 6.06 ± 0.03c 6.19 ± 0.01d
*± desviación estándar de 3 repeticiones
Letras diferentes indican diferencia significativa (p<0,05)
Los resultados en la Tabla 11, muestran que los contenidos de grasa
disminuyen por efecto de los pre tratamientos, principalmente por la acción
térmica de los procesos. Por este motivo el pre tratamiento menos agresivo
para los nutrientes presentes en los cereales es la germinación, proceso que
produce una serie de cambios metabólicos que incluye respiración, síntesis
proteica, transformación de lípidos a ácidos grasos, entre otros (Sanchez &
Loayza, 2012).
50
La pérdida de los nutrientes como la grasa se puede dar hasta en un 25% en
relación con el grano crudo, como es el caso de la variedad Tunkahuan
sometidas a procesos de germinación y pre cocción, mientras que el proceso
de Nixtamalización muestra los valores más altos de contenido de grasa en
esta variedad como se muestra en la figura 12.
Figura 12. Contenido de grasa en quinua por efecto de pre tratamientos.
Las variedades utilizadas son estadísticamente diferentes entre sí, ya que la
variedad Cruda presenta un contenido lipídico mayor sobre la variedad
Tunkahuan.
Los valores más altos de grasa se registraron en la variedad Criolla,
específicamente la muestra germinada (6.06c), efecto atribuible al crecimiento
del embrión o germen por acción de las enzimas movilizadas durante el
proceso de germinación. Se presentan diferencias estadísticamente
significativas entre las variedades de quinua utilizadas, sin embargo los
grupos homogéneos de los tratamientos aplicados no presentan diferencias
notables, por lo que no existe diferencia notable entre la aplicación de
procesos de Germinación, Nixtamalización y Pre cocción.
Cruda Nixtamalizada Germinada Precocida
6.57
5.504.87 4.87
7.18
6.03 6.06 6.03
Po
rce
nta
je d
e G
ras
a (
%)
Variedad Tunkahuan Variedad Criolla
51
Desde el contexto nutricional y fisiológico, existen compuestos de
polisacáridos diferentes al almidón y a la lignina denominados fibra
alimentaria. La porción soluble, que se dispersa en agua representa el 5.31%
mientras que la fibra insoluble tan solo el 2.49%, el total de a fibra alimentaria
(FAT) es de 7.8% por cada 100 g de materia seca (Repo-Carrasco et al., 2003)
La Nixtamalización del grano ayuda a incrementar el valor de la fibra,
posiblemente por un incremento en el contenido de almidón resistente, el cual
a ser escasamente digerible pasa a formar parte de la fibra (Apelt, 1987).
Como se muestra en la figura 13, el contenido de fibra de los granos pre
tratados difirió estadísticamente con relación a las muestras crudas, por lo que
al aplicar la prueba de Tukey al 5%, se determinó que el mayor contenido
correspondió a la variedad Tunkahuan Nixtamalizada (7.45), mientras que el
menor contenido se registró en la misma variedad en estado pre cocido.
Figura 13. Contenido de fibra en quinua por efecto de pre tratamiento.
Cruda Nixtamalizada Germinada Precocida
5.62
7.45
5.60 5.57
6.47 6.726.19 6.11
Po
rce
nta
je d
e F
ibra
(%
)
Variedad Tunkahuan Variedad Criolla
52
4.4.1.1. EVALUACIÓN DE FACTORES ANTI NUTRICIONALES
La cuantificación de los componentes anti nutricionales y su relación con la
aplicación de diferentes pre tratamientos (Germinación, Nixtamalización, Pre
cocción) a las variedades de quinua (Criolla y Tunkahuan) estudiadas se
presentan en la Tabla 12. El estudio de estos factores radica en la importancia
de cuantificar la presencia de factores anti nutricionales, componentes que
disminuyen el valor nutritivo de las muestras de quinua, que serán utilizadas
para la elaboración de alfajores.
Tabla 12. Efecto del Pretratamiento en contenido de factores anti nutricionales de 2 variedades de quinua
Tabla 12. Efecto del pretratamiento en contenido de factores anti
nutricionales de 2 variedades de quinua
Tratamientos Saponina
(mg/100 g)
Ácido fítico
(g/100 g)
Inhibidor de
tripsina
(TIU/mg)
Tunkahuan Cruda 0.14 ± 0.01c 1.22 ± 0.03f 0.27 ± 0.02b
Tunkahuan Precocida 0.04 ± 0.01ª 0.57 ± 0.01c 0.24 ± 0.01b
Tunkahuan Nixtamalizada 0.05 ± 0.01ª 0.38 ± 0.02ª 0.20 ± 0.02ª
Tunkahuan Germinada 0.08 ± 0.01b 0.78 ± 0.01d 0.26 ± 0.01b
Criolla Cruda 0.17 ± 0.02d 0.98 ± 0.02e 1.50 ± 0.32e
Criolla Precocida 0.07 ± 0.01b 0.81 ± 0.03d 1.48 ± 0.01e
Criolla Nixtamalizada 0.04 ± 0.01ª 0.46 ± 0.02b 1.27 ± 0.02c
Criolla Germinada 0.04 ± 0.00a 0.52 ± 0.03c 1.32 ± 0.01d
*± desviación estándar de 3 repeticiones
Letras diferentes indican diferencia significativa (p<0,05)
Según los análisis realizados anteriormente, se establece que existe
diferencia significativa en el contenido de saponinas entre los granos de
quinua sometidos a pre tratamientos con respecto a los granos crudos en las
2 variedades utilizadas, sin embargo los valores no variaron sustancialmente
entre los pre tratamientos realizados.
53
Todos los pretratamientos aplicados contribuyeron de igual manera, a la
disminución de este compuesto, con relación al grano crudo. La figura 14
muestra que la aplicación de un pretratamiento al grano de quinua, aporta
notoriamente a la disminución del contenido de saponina.
Figura 14. Contenido de saponina en el grano de quinua pre tratado.
Entre las variedades el pre tratamiento de Nixtamalización es
estadísticamente diferente (0.05 Tunkahuan y 0.04 Criolla), siendo el más
efectivo para la eliminación de este factor anti nutricional. El método de
desaponificación vía húmeda (Pre cocción) se realiza a una temperatura
mayor a 55 ºC con el fin de disminuir el contenido de saponina por lo menos
en un 60%. Este método presenta mejores resultados cuando se usa agua a
temperatura de ebullición, requiere un secado posterior lo que beneficia el
proceso, exhibiendo un contenido de saponinas a niveles aceptables para el
consumidor final (Corzo, 2009).
Cruda Nixtalamizada Germinada Precodida
0.14
0.05
0.08
0.04
0.17
0.04 0.04
0.07
Sa
po
nin
a (
mg
/10
0g
)
Variedad Tunkahuan Variedad Criolla
54
Como se muestra en la figura 15, el contenido de ácido fítico disminuye
cuando el grano se somete a un pre tratamiento, caso demostrado en las 2
variedades. Existen diferencias significativas entre las variedad Tunkahuan y
la variedad Criolla, esto por su composición inicial de ácido fítico, así mismo,
los pre tratamientos aplicados y la quinua cruda difieren entre sí por lo que no
forman grupos homogéneos dentro del análisis estadístico. El proceso de
Nixtamalización resultó ser el tratamiento más efectivo para la disminución de
este factor anti nutricional tanto para la variedad Tunkahuan como para la
variedad Criolla. Dentro de las tecnologías primarias de preparación de
alimentos se puede reducir el ácido fítico en este tipo de cereales a través de
cocción simple o un tratamiento térmico que rompa la estructura del fitato,
permitiendo la absorción del fósforo en forma libre, otros métodos efectivos
son el remojo en un medio ácido, la fermentación del ácido láctico y la
germinación (Elizalde et al., 2009).
Figura 15. Contenido de ácido fítico en el grano de quinua pre tratado.
Con respecto al factor de unidades inhibidoras de tripsina (TIU) se determina
que no existe una diferencia estadísticamente significativa entre los
tratamientos utilizados con las variedades de quinua cruda a excepción del
proceso de Nixtamalización, que para la variedad Tunkahuan presenta el valor
Cruda Precocida Germinada Nixtalamizada
0.98
0.81
0.52 0.46
1.22
0.57
0.78
0.38
Ác
ido
Fít
ico
(g
/10
0g
)
Variedad Criolla Variedad Tunkahuan
55
más bajo en cuanto al contenido de este factor anti nutricional tal como se
muestra en la figura 16, ya que esta variedad mejorada ha modificado sus
valores de inhibidores de tripsina con respecto a la variedad Criolla, donde el
proceso de Nixtamalización (1.27c) fue el más efectivo para reducir el
contenido del factor en estudio lo cual se atribuye a una mejor penetración del
calor al interior del grano, favorecida por la eliminación de la cubierta externa
debido a la acción del óxido de calcio.
Figura 16. Contenido de anti nutricional TIU (unidades inhibidoras de
Tripsina) por efecto de pretratamiento.
Los inhibidores de tripsinas son responsables de la disminución del valor
biológico de los alimentos, principalmente debido a la inhibición de la tripsina
segregada por la glándula exocrina del páncreas durante el proceso digestivo.
Se ha demostrado que el inhibidor de tripsina presente en la quinua es
termolábil y fácilmente inactivada por el tratamiento de calor cuando se
consume (Ruales & Nair, 1993).
Cruda Precocida Germinada Nixtalamizada
1.50 1.481.32
1.27
0.27 0.24 0.26 0.20
Inh
ibid
or
de
tri
ps
ina
(T
IU/m
g)
Variedad Criolla Variedad Tunkahuan
56
4.5. SEGUNDA ETAPA: EVALUACIÓN DE LAS
CARACTERÍSTICAS REOLÓGICAS DE DIFERENTES
FORMULACIONES PARA LA ELABORACIÓN DE
ALFAJORES.
En la primera etapa se determinó que las variedades con mejor respuesta al
pretratamiento, resultaron ser la variedad Criolla con proceso de germinación
(CG) y la variedad Tunkahuan sometida a Nixtamalización (TN), que
presentaron los valores más altos de componentes proximales (proteína,
grasa; fibra) así como los valores más bajos de factores anti nutricionales
(ácido fítico, inhibidor de tripsina y saponina) respectivamente.
Con estos antecedentes, se procedió a la obtención de harinas, las mismas
que fueron reemplazadas en diferentes niveles de sustitución (25%, 50%,
75%) con harina galletera de trigo (HT) como se muestran en los Anexos III -
IX, al fin de obtener formulaciones para el estudio de los comportamientos
reológicos a través de un análisis en el equipo Mixolab, orientado a la
identificación de la mezcla apropiada para alfajores.
4.5.1. MIXOLAB ESTANDAR
En las Tablas 13 y 14 se presentan los resultados de análisis reológicos
obtenidos de las formulaciones para la elaboración de alfajores para las
variedades Tunkahuan Nixtamalizada y Criolla Germinada.
Es fundamental resaltar que ninguna de las muestras con niveles de
sustitución de harina de quinua alcanzó los parámetros de comportamiento
reológico presentados por la muestra de harina galletera 100% trigo
(estándar) como se puede observar en el Anexo III, evidenciándose que la
57
incorporación harina de quinua influye claramente en los resultados de los
análisis, por lo que los criterios de evaluación para la elección de los mejores
tratamientos se basaron los parámetros C1, C2, C3, C4 y C5, con mayor
proximidad al estándar utilizado para la presente investigación.
Dentro del estudio del perfil Mixolab para galleta se toma en consideración los
valores C3 y C4 del test, pertenecientes al diámetro y radio de expansión de
la galleta (CHOPIN, 2009).
Tabla 13. Resultado del Análisis de Mixolab en harina de quinua, variedad Tunkahuan Nixtamalizada.
Tabla 13. Resultado del Análisis de Mixolab en harina de quinua,
variedad Tunkahuan Nixtamalizada.
Cu
rva
100% Trigo 25% TN 50% TN 75% TN
%H %
Hidrat %H
%
Hidrat %H
%
Hidrat %H
%
Hidrat
14.0 61.8 14.6 71.9 13.6 65 11.6 65
Tiempo
(min)
Par
(Nm)
Tiempo
(min)
Par
(Nm)
Tiempo
(min)
Par
(Nm)
Tiempo
(min)
Par
(Nm)
C1 4.23 1.09 5.18 1.11 0.92 1.15 0.52 1.14
C2 16.47 0.38 17.00 0.43 17.33 0.18 18.22 0.19
C3 28.15 1.52 23.72 1.26 24.4 1.07 22.95 0.91
C4 30.95 1.47 33.62 0.93 33.4 0.86 33.33 0.56
C5 45.05 2.09 45.05 1.24 45.05 1.02 45.05 0.75
Est.
(min) 7.92 7.63 3.63 0.48
* %H = Porcentaje Humedad
** %Hidrat = Porcentaje de hidratación
*** Est. = Tiempo de Estabilidad
58
En la tabla 14 se presenta los resultados del test Mixolab correspondientes a
la Harina de Trigo galletera sustituida a diferentes niveles con harina de
Quinua Criolla sometida a pre tratamiento de Germinación.
Tabla 14. Resultado del Análisis de Mixolab, en harina de quinua, variedad Criolla Germinada.
Tabla 14. Resultado del Análisis de Mixolab, en harina de quinua
variedad Criolla Germinada.
Cu
rva
100% Trigo 25% CG 50% CG 75% CG
%H %
Hidrat %H
%
Hidrat %H
%
Hidrat %H
%
Hidrat
14 61.8 9 59.2 14.6 65 12.8 72.1
Tiempo
(min)
Par
(Nm)
Tiempo
(min)
Par
(Nm)
Tiempo
(min)
Par
(Nm)
Tiempo
(min)
Par
(Nm)
C1 4.23 1.09 3.47 1.07 3.45 1.13 0.70 1.12
C2 16.47 0.38 17.45 0.26 17.82 0.22 17.70 0.13
C3 28.15 1.52 23.88 1.25 24.72 1.20 22.75 0.70
C4 30.95 1.47 34.05 0.84 33.68 1.00 34.12 0.25
C5 45.05 2.09 45.05 1.07 45.04 1.23 45.03 0.35
Est.
(min) 7.92 5.25 4.33 1.50
* %H = Porcentaje Humedad
** %Hidrat = Porcentaje de hidratación
*** Est. = Tiempo de Estabilidad
En las tablas se expresa el tiempo de desarrollo de la masa en cada par,
expresada en minutos, así como la fuerza de las abrazaderas del equipo
expresadas en Newton por metro (Nm). De esta manera se observa
claramente la variación de fuerza y tiempo de acuerdo a la formulación
utilizada en comparación a la muestra de 100% harina galletera de trigo. La
curva C1 expresa el comportamiento inicial de la mezcla, relacionada con la
hidratación y estabilidad, muestra el desarrollo previo de la masa. El
porcentaje de hidratación hace referencia al contenido de agua requerida,
59
para que la masa produzca un torque de 1.1 Nm. Una masa con mayor tiempo
de amasado, se denomina “fuerte”.
Mixolab establece valores de fuerza en el que se desarrolla la masa entre 1.05
y 1.5, por lo que si la curva no se encuentra dentro de estos rangos se debe
repetir la prueba por falta o exceso de agua (PANERA, 2009).
En el análisis, el parámetro C1 guarda una relación directa con la humedad
inicial de la mezcla de harina y el porcentaje de hidratación programado, pues
en la curva de comportamiento reológico, se puede determinar la invalidez del
análisis si hasta el minuto 8 de corrida no se ha formado la masa visco
elástica, es decir no se ha alcanzado la fuerza de torque de 1.1 ± 0.5 Nm
(PANERA, 2009). La figura 17, muestra que en la presente investigación las
muestras utilizadas cumplen este requisito esencial por lo que se demuestra
la idoneidad de la harina de quinua para formar un producto galletero en todos
sus niveles de sustitución ya que todas las muestras han formado, en un
principio, una masa visco elástica estable para la continuidad del análisis.
Figura 17. Fuerza de torque C1 en análisis Mixolab.
1.09 1.11 1.071.15 1.13 1.14 1.12
0
1,1
C1. Desarrollo de la masa
1,6
1,06
60
El valor de C2 correspondiente al debilitamiento de proteínas significa que
cuando la temperatura de la masa aumenta, la consistencia disminuye,
expresado en una menor fuerza de los fraseadores en el amasado, la
intensidad de este debilitamiento depende directamente de la calidad de las
proteínas estipulando la siguiente relación: a mayor valor de torque (C2), la
proteína de la muestra será más tenaz, lo contrario indicará una proteína más
débil. Además, valores bajos de C2 indican una alta actividad diastática, lo
que significa una alta concentración de enzimas alfa amilasas que atacan
directamente la composición del almidón (PANERA, 2009).
Según lo que expone a figura 18, los parámetros de este punto extremo se
compararon con el valor que presenta la harina galletera 100% trigo (0.38),
siendo la muestra integrada por 75% HT - 25% TN, la que presente un
comportamiento más aproximado al límite establecido por la muestra
estándar, debido a la inclusión de harina de quinua en la mezcla, cuyas
proteínas son diferentes a las gliadinas y gluteninas presentes en el trigo lo
que implica una menor fuerza del torque (0.33) para vencer la fuerza de la red
proteica (Paredes etal., 2008).
Figura 18. Fuerza de torque C2 en análisis Mixolab.
0.38
0.33
0.26
0.180.22
0.19
0.13
0
0,38
C2. Debilitamiento de las Proteínas
61
El almidón se diferencia de todos los demás carbohidratos ya que en la
naturaleza se presenta como complejas partículas discretas (gránulos). Los
gránulos de almidón son relativamente densos e insolubles, y se hidratan
difícilmente en agua fría. La gelatinización es la ruptura brusca de la
ordenación de las moléculas en los gránulos frente al calor (Owen, 2000).
De forma general, una harina de trigo galletera con una calidad superior de
almidón y/o una actividad amilásica más baja tendrá un C3 más elevado
(CHOPIN, 2012).
La figura 19 del parámetro C3 muestra el efecto de la inclusión de harina de
quinua en la gelatinización del almidón, reduciendo la fuerza necesaria para
gelatinizar este componente, lo cual puede ser atribuido al menor tamaño del
almidón de quinua con relación al de trigo ya que los gránulos de menor
tamaño se gelatinizan con mayor facilidad, lo que produce un fuerza de torque
de los fraseadores más baja. En función de este parámetro, se consideraron
aceptables 4 muestras de las estudiadas, con un nivel de sustitución al 25% y
50%.
Figura 19. Fuerza de torque C3 de análisis Mixolab
1.52
1.26 1.25
1.071.20
0.91
0.70
0,00
1,52
C3. Gelatinización del Almidón
62
La actividad amilásica dentro del análisis Mixolab determina la consistencia al
final del periodo de calentamiento. El decrecimiento en la fuerza de torque en
las muestras que contienen harina de quinua en su composición es
claramente visible con respecto al estándar de 100% trigo como se muestra
en la figura 20, lo que determina que las muestras con nivel de sustitución de
25% (75%HT-25%TN y 75%HT-25%CG) y 50% (50%HT-50%TN y 50%HT-
50%CG) son las que presentan un mejor comportamiento, expresada en la
mayor actividad amilásica de las muestras estudiadas.
La relación determinada entre la fuerza y la actividad amilásica es inversa, es
decir, a mayor actividad amilásica, menor será la fuerza ejercida por los
fraseadores (CHOPIN, 2009).
Figura 20. Fuerza de torque C4 en análisis Mixolab.
1.47
0.930.84 0.86
1.00
0.56
0.25
0,00
1,47
C4. Actividad Amilásica
63
El comportamiento de los almidones gelatinizados durante el enfriamiento y
almacenamiento, generalmente se denomina retrogradación y es de gran
interés ya que su evaluación afecta la calidad, aceptabilidad y vida de
estantería “shelf-life” de los alimentos que contienen almidón (Abd, Norziah, &
Seow, 2000).
La retrogradación está directamente relacionada con el envejecimiento de la
galleta, donde las fracciones de amilosa se retrogradan, formando zonas con
una estructura más rígida, lo cual se traduce en un aumento de la firmeza de
la miga (Lassa, 2008).
Por último, los valores obtenidos para este parámetro en las mezclas
experimentales fueron muy diferentes a la muestra estándar (2.09 Nm) ya que
la fuerza del torque es menor en las muestras que contienen una fracción de
harina de quinua. Del análisis expuesto como se muestra en la figura 21, se
determina que los mejores tratamientos son los que presentan hasta un 50%
de inclusión de harina de quinua.
Según Pulluquinga (2011), cuando la fuerza producida por los fraseadores es
mayor, la retrogradación es menor y viceversa. En función de este criterio, las
masas que presentan baja retrogradación de los almidones, proporcionarán
productos con mayor tiempo de almacenamiento, a lo cual también contribuirá
la baja humedad del producto galletero.
Figura 21. Fuerza de torque C5 en análisis Mixolab.
2.09
1.241.07 1.02
1.23
0.75
0.35
0
2,09
64
Criterio de Evaluación
Mediante los análisis de Mixolab se determinó la influencia de la sustitución
de harina de quinua dentro de las formulaciones estudiadas, con una relación
directamente proporcional al decremento de la fuerza de los fraseadores en
todos los parámetros de estudio conforme el aumento del nivel de sustitución
del 25% al 75% con harina de quinua, Variedades Tunkahuan y Criolla,
sometidas a pretratamientos de Nixtamalización y Germinación
respectivamente.
El análisis de los ensayos reológicos, condujo a elegir los siguientes
tratamientos para la elaboración de alfajores: 75% HT - 25% TN; 50% HT -
50% CG; 75% HT - 25% CG; y 50% HT - 50% TN, que presentaron mayor
proximidad a los parámetros establecidos por la harina galletera estándar
100% harina de Trigo. Las muestras que tienen un 75% de harina de quinua
en su composición, independientemente de la variedad y el tratamiento
aplicado, no presentaron comportamientos reológicos adecuados para la
formación de una masa homogénea y consistente, por lo que su utilización
para la elaboración de alfajores resulta infructuosa al no formar el
aglutinamiento de la masa junto con el resto de ingredientes.
4.6. TERCERA ETAPA: DETERMINACIÓN DEL NIVEL DE
ACEPTABILIDAD Y EL VALOR NUTRICIONAL DE LOS
ALFAJORES ELABORADOS CON HARINA DE QUINUA.
Como se muestra en el Anexo X, las mezclas de harina de trigo y quinua que
presentaron un mejor comportamiento reológico, fueron utilizados para la
elaboración de 4 tipos de alfajores con diferente nivel de sustitución
presentados en la Tabla 15. La valoración del perfil nutricional se realizó a las
65
2 mejores muestras escogidas por los panelistas de acuerdo a la evaluación
sensorial realizada.
Tabla 15. Nivel de Sustitución de harinas para alfajores
Tabla 15. Nivel de Sustitución de harinas para alfajores
Código Tratamiento Descripción
114 75%HT-25%TN 75% Harina de Trigo - 25% Harina de
Quinua Tunkahuan Nixtamalizada
329 50%HT-50%TN 50% Harina de Trigo - 50% Harina de
Quinua Tunkahuan Nixtamalizada
637 50%HT-50%CG 50% Harina de Trigo - 50% Harina de
Quinua Criolla Germinada
845 75%HT-25%CG 75% Harina de Trigo - 25% Harina de
Quinua Criolla Germinada
4.6.1. EVALUACIÓN SENSORIAL
La evaluación sensorial se define como el método comúnmente utilizado para
determinar el nivel de aceptabilidad de nuevos productos como se muestra en
el Anexo XI. Se evaluó la aceptabilidad de alfajores elaborados con harina de
quinua proveniente de las variedades Tunkahuan y Criolla, Nixtamalizada y
Germinada, con niveles de sustitución al 25 y 50 %. La prueba se realizó con
100 panelistas no entrenados mediante una valoración hedónica de las
muestras presentadas para la evaluación.
En la tabla 16 se muestran los resultados del análisis sensorial, centrado en
los atributos de: color, olor, sabor, textura, apariencia y aceptabilidad global.
66
Tabla 16. Atributos sensoriales de Alfajores elaborados con harina de quinua a diferentes niveles de
sustitución.
Ta
bla
16
. A
trib
uto
s s
en
so
ria
les d
e A
lfa
jore
s d
e Q
uin
ua
a d
ife
ren
tes n
ivele
s d
e s
ustitu
ció
n
Ta
bla
16
. A
trib
uto
s s
en
so
ria
les d
e A
lfa
jore
s d
e Q
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ua a
dife
ren
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ció
n.
Ace
pta
bili
dad
Glo
ba
l 7
.58
b
6.4
5a
6.5
0a
7.6
5b
Te
xtu
ra
7.2
4b
6.5
1a
6.5
9a
7.6
3b
Letr
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nte
s ind
ican d
ifere
ncia
sig
nific
ativa (
p<
0,0
5)
* 7
5%
Ha
rina
de T
rigo -
25%
Ha
rina d
e Q
uin
ua
Tu
nka
hu
an
Nix
tam
aliz
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** 5
0%
Harin
a d
e T
rig
o -
50%
Ha
rina d
e Q
uin
ua
Tu
nka
hu
an
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tam
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***
50%
Ha
rin
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rigo
- 5
0%
Ha
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lla G
erm
inad
a
****
75%
Ha
rina
de T
rigo -
25%
Ha
rina
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uin
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Sa
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r
7.5
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Olo
r
7.6
8b
6.8
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1a
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6b
Colo
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7.1
9b
5.7
9a
7.4
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Ap
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7.2
1b
6.0
7a
7.3
8bc
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1c
Mu
estr
a
11
4*
32
9**
63
7**
*
84
5**
**
67
Figura 22. Aceptabilidad Global de alfajores elaborados con harina de quinua a diferentes niveles de sustitución.
La aceptabilidad global es un atributo que engloba de manera empírica los
atributos: apariencia, sabor, olor, color y textura. Según la figura 22, en esta
prueba se encontró diferencias significativas entre los alfajores elaborados
con harina de quinua al 25% y 50%. Estas últimas (50% Harina de trigo - 50%
harina de quinua, variedad Tunkahuan, Nixtamalizada; y 50% Harina de trigo
- 50% harina de quinua, variedad Criolla Germinada), alcanzaron una menor
calificación (6.45a y 6.50a), con relación a las primeras, en una escala
hedónica de 10 puntos. La mayor puntuación (7.65b) en la prueba de
aceptabilidad global alcanzó el producto elaborado con harina de quinua
variedad Criolla, aplicada un tratamiento de Germinación al grano al 25 % de
inclusión, en mezcla con harina de trigo al 75 %. Sin embargo no difirió
estadísticamente con la puntuación de la muestra de proporciones 75%
Harina de trigo - 25% harina de quinua, variedad Tunkahuan, Nixtamalizada
(7.58b). Las medias de puntuación global de los alfajores elaborados con las
muestras mencionadas comparten el mismo rango estadístico, determinando
7.58
6.45 6.50
7.65
75% HT-25% TN 50% HT-50% TN 50% HT-50% CG 75% HT-25% CG
114 329 637 845
Aceptabilidad Global
68
que no existe diferencia entre ellas y el máximo nivel de inclusión de harina
de quinua, aceptable por el consumidor, corresponde al 25 %.
Niveles mayores, desencadenan el rechazo del consumidor, ya que a pesar
de los pretratamientos realizados al grano, persiste un ligero sabor amargo y
aroma característicos. Inclusive niveles del 30 %, si bien ayudan a mejorar el
perfil nutricional de los productos, disminuye las características sensoriales
(Mora et al., 2012).
Figura 23. Calificación de la apariencia de alfajores elaborados con harina de quinua pre tratada.
La apariencia es un atributo de los alimentos, que puede ser fácilmente
evaluada con el sentido de la vista, una primera impresión de las muestras
entre los panelistas determinó que el alfajor elaborado 75% HT – 25% CG,
alcanzó la mayor calificación promedio de (7.91c) como se muestra en la figura
23.
La apariencia se relacionó estrechamente con el atributo color del alfajor,
característica que disminuyó a medida que se incrementó a un 50% el nivel
7.21
6.07
7.38
7.91
75% HT-25% TN 50% HT-50% TN 50% HT-50% CG 75% HT-25% CG
114 329 637 845
Apariencia
69
de inclusión de harina de quinua, más aún cuando el grano fue nixtamalizado,
disminuyó la luminosidad y el croma del grano, comunicando una apariencia
obscura a la harina, por lo que los alfajores elaborados con la harina así
procesada alcanzaron una puntuación promedio de 6.07ª.
Figura 24. Calificación promedio del color de alfajores elaborados con harina de quinua pre tratada.
La calificación de las 4 muestras de alfajores determinan que la sustitución
parcial de la harina de trigo por harina de quinua en un 50 %, afecta a la
aceptación del color final de los alfajores como se muestra en la Figura 24, de
ahí que las muestras sustituidas con harina de quinua criolla germinada,
50%HT-50%CG, alcanzaron una puntuación de (7.44bc), mientras que cuando
se disminuyó el porcentaje de sustitución a 25 %, en la formulación 75%HT-
25%CG, mejoró el puntaje promedio (7.98a) otorgado por los panelistas.
Según Salinas, Martínez, & Soto (2003) la Nixtamalización es un proceso que
implica la cocción del grano con cal, proceso que afecta visiblemente la
coloración de los granos y la harina, quizás debido al efecto del pH alcalino
7.19
5.79
7.44
7.98
75% HT-25% TN 50% HT-50% TN 50% HT-50% CG 75% HT-25% CG
114 329 637 845
Color
70
sobre los azúcares, las proteínas y la estructura de las antocianinas, dando
lugar a la formación de colores obscuros, como los que se muestran en la
Figura 25.
QUINUA Criolla Tunkahuan
Cruda
Pre Cocida
Nixtamalizada
Germinada
Figura 25. Variación de color por efecto de pretratamientos.
71
Figura 26. Calificación promedio de olor de alfajores elaborados con harina
de quinua pre tratada.
La percepción olfativa de los panelistas no entrenados permitió determinar la
aceptación de este atributo por los consumidores como se muestra en la
Figura 26, concluyendo que los pre tratamientos en los cuales se utiliza harina
de quinua a un nivel del 25% de sustitución, alcanzaron mayor puntuación
(7,68a y 7,66a) pertenecientes a un mismo grupo homogéneo por lo que no se
presentan diferencias significativas. Estos tratamientos correspondieron a las
siguientes mezclas 75% HT - 25% TN y 75% HT - 25% de CG, cuyas
puntuaciones promedio se ubicaron en el mismo rango estadístico (a). Cabe
resaltar que en estas mezclas, la inclusión de ingredientes como el manjar de
leche y el coco rallado contribuyó a atenuar el olor característico de la harina
de quinua.
7.68
6.867.01
7.66
75% HT-25% TN 50% HT-50% TN 50% HT-50% CG 75% HT-25% CG
114 329 637 845
Olor
72
Figura 27. Calificación del sabor de alfajores elaborados con harina de
quinua pre tratada.
El atributo más importante dentro de la evaluación sensorial realizada, es
indiscutiblemente el sabor que puede presentar las muestras expuestas a los
panelistas, ya que el producto en cuestión es un alimento, y su aceptabilidad
define la intención de compra de los evaluadores y a nivel general proyecta el
éxito que puede tener este producto en el mercado. Como se muestra en la
Figura 27, se determinaron diferencias significativas en la calificación del
sabor de las muestras con 25% de sustitución de harina de quinua, con
relación a las que incluyeron un 50%.
Las primeras alcanzaron una puntuación promedio de (7.50ª), mientras que
las muestras con 50% de sustitución de harina de quinua presentaron una
calificación de 5.80b en la variedad Criolla y 6.25b para la variedad Tunkahuan
correspondientes al mismo grupo homogéneo. Concluyendo que la
aceptación del sabor varia en forma inversamente proporcional con el nivel de
inclusión de harina de quinua debido al sabor característico que posee la
quinua, la misma que no puede ser neutralizada en su totalidad por los demás
ingredientes que componen el alfajor.
7.50
6.25
5.80
7.23
75% HT-25% TN 50% HT-50% TN 50% HT-50% CG 75% HT-25% CG
114 329 637 845
Sabor
73
Figura 28. Evaluación de Textura en alfajor de quinua.
Como se muestra en la figura 28, la textura se manifiesta cuando el alfajor es
evaluado a través del tacto y el gusto por medio de la mordida inicial, dando
así una deformación que puede ser percibida por el consumidor dentro de la
escala de aceptabilidad.
La textura óptima del alfajor debe relacionarse con el atributo que presenta
una galleta, por lo que los consumidores han preferido los tratamientos que
presentan un 25% de nivel de sustitución de harina de quinua, Tunkahuan
Nixtamalizada y Criolla Germinada, demostrando nuevamente que una mayor
cantidad de harina de quinua dentro de la composición del alfajor afecta
directamente a todas las condiciones sensoriales aceptables para el consumo
de este producto.
4.6.2. PERFIL NUTRICIONAL
Se evaluó el perfil nutricional de los alfajores elaborados con las mezclas de
harinas, que alcanzaron una mayor puntuación en las pruebas sensoriales.
7.24
6.516.59
7.63
75% HT-25% TN 50% HT-50% TN 50% HT-50% CG 75% HT-25% CG
114 329 637 845
Textura
74
El análisis proximal de los alfajores elaborados con las formulaciones: 75%
HT - 25% TN y 75% HT - 25% CG, se presentan en la Tabla 17.
Tabla 17. Análisis proximal de Alfajores de quinua.
Tabla 17. Análisis proximal de Alfajores de quinua.
Componente Muestra
75%HT-25%TN 75%HT-25%CG
Humedad (%) 1.67 ± 0.02b 2.40 ± 0.01a
Cenizas (%) 1.26 ± 0.01a 1.14 ± 0.02b
Grasa (%) 17.71 ± 0.01b 18.76 ± 0.02a
Proteína (%) 5.41 ± 0.03a 5.01 ± 0.02b
Fibra (%) 0.94 ± 0.02a 0.96 ± 0.01a
Carbohidratos (%) 74.68 ± 0.01a 74.13 ± 0.03b
*± desviación estándar de 3 repeticiones
Letras diferentes indican diferencia significativa (p<0,05)
Los alfajores obtenidos no se enmarcan en las disposiciones técnicas de
normalización tanto nacionales como internacionales, debido a que este
consta de una galleta elaborada con la mezcla harina de trigo-harina de
quinua, más la inclusión de otros ingredientes como: dulce de leche, coco
rallado, los cuales no pertenecen a la categoría de aditivos. Por lo que, para
la comparación del valor nutricional se realizó en base a la galleta,
componente principal de los alfajores
Como se muestra en la Tabla 17, el porcentaje de humedad de las muestras
analizadas presenta diferencias estadísticamente significativas, siendo la
muestra 75%HT-25%CG, harina de quinua de variedad criolla sometida a un
tratamiento de germinación, la que presenta mayor contenido de agua en su
composición (2.40a).
Esto se debe principalmente a que en el proceso de germinación, en contraste
con la Nixtamalización, el grano en la fase de hidratación, absorbe mayor
cantidad de agua, para activar los sistemas enzimáticos que dan lugar al
75
crecimiento del embrión. Mientras que en el proceso de Nixtamalización, la
acción combinada del calor y la cal, provocan una mayor eliminación de
humedad del grano (Ahamed et al., 1998).
A pesar de este resultado, las 2 muestras analizadas cumplen con los
requisitos bromatológicos estipulados en la NTE INEN 2 085, que exige un
contenido de humedad no mayor al 10% (INEN, 2005).
En cuanto al contenido de cenizas de los productos analizados, la normativa
ecuatoriana no establece un nivel de tolerancia en cuanto a este componente,
la galleta elaborada a partir de sustitución de harina de quinua Nixtamalizada
(75%HT-25%TN) presenta una diferencia significativamente mayor en
contraste al alfajor elaborado con la mezcla 75 % harina de trigo - 25 % harina
de quinua Criolla Germinada.
La aplicación de la Nixtamalización parece inducir procesos químicos
beneficiosos como la disminución del ácido fítico, lo que se traduce en un
mayor contenido de calcio y potasio de los alfajores elaborados con harina
Nixtamalizada.
El código Alimentario Argentino, en su artículo 755 del Capítulo IX con
respecto a productos farináceos como galleta, establece el límite máximo
permisible de contenido de cenizas en un producto galletero (2.30%), por lo
tanto las muestras analizadas cumplen con la presente disposición (CAI,
2003).
La composición proteica de los alfajores elaborados cumple con los requisitos
establecidos por la NTE INEN 2 085 que exige un contenido mínimo del 3%
de proteína sin establecer un límite máximo.
5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
77
5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
5.1. CONCLUSIONES
La caracterización físico química de las harinas de quinua demostró
que en la cantidad de: proteína, grasa y energía reflejan valores
superiores a las presentadas por la harina de trigo, por lo que su
utilización en un producto alimenticio concede un mayor beneficio
nutricional a los consumidores.
El conocimiento y estudio del contenido de factores anti nutricionales
en las variedades de quinua estudiadas constituye una fase importante
para la obtención de las harinas de estos pseudo cereales, ya que son
estos componentes los cuales impiden la absorción correcta de los
nutrientes que posee la quinua en el momento de la ingesta de
productos que utilizan como base esta materia prima.
La aplicación de pre tratamientos a los granos de quinua concede
mejoramientos nutricionales del producto obtenido, así como una
significativa disminución de los factores anti nutricionales.
Se determinó que el proceso de Nixtamalización aplicado a la variedad
Tunkahuan disminuyó el contenido de anti nutricionales ya que este
proceso térmico rompe las cubiertas externas del grano, donde se
concentran la mayor cantidad de estos factores.
El proceso de germinación aplicado al grano de quinua, mejoró la
composición proximal de la harina expresada en el contenido de
proteína del producto final, a pesar de las pérdidas ocasionadas por el
procesamiento global del grano, como son el lavado, secado, molienda,
y horneo del alfajor final.
78
Como parámetros determinantes para la selección del pre tratamiento
apropiado se consideraron el contenido de proteína y grasa, así como
el menor contenido de saponina, ácido fítico y TIU, presentes en las
variedades Criolla Germinada y Tunkahuan Nixtamalizada
respectivamente.
Se determinó que el comportamiento reológico de las muestras que
contienen harina de quinua no se asemejan a la muestra estándar de
100% Trigo presentando un menor torque (Nm) en todas las fases del
análisis Mixolab (Desarrollo de la masa, Debilitamiento de la proteína,
gelatinización del almidón, actividad amilásica y retrogradación del
almidón). En función de estas características, se determinó que la
harina de trigo, puede ser sustituida por harina de quinua hasta un 50%,
afectando mínimamente la reología de las mezclas de harina,
principalmente la primera fase del análisis Mixolab en el cual se forma
la masa para su desarrollo.
Las calificaciones otorgadas en la evaluación sensorial realizada por
los panelistas demostraron que los alfajores con un nivel de inclusión
máximo de harina de quinua del 25 %, fueron sensorialmente
aceptados en los atributos olor, sabor, aroma, textura y aceptabilidad
global. No se determinó diferencias estadísticamente significativas
entre los productos elaborados con las formulaciones: 75%HT-25%CG
y 75%HT-25%TN.
Experimentalmente se determinó que el grano de quinua sometido a un
pretratamiento como la Nixtamalización o Germinación, puede ser
utilizado en la elaboración de harinas que sustituyan a la harina de trigo
hasta un 25 % en la elaboración de productos como alfajores, los
cuales presentaron un notable mejoramiento en su composición
79
nutricional, cumpliendo así con los reglamentos vigentes para este tipo
de productos.
5.2. RECOMENDACIONES
Profundizar el estudio de factores anti nutricionales presente en la
quinua, evaluar el contenido de estos y su influencia en la
biodisponibilidad de los nutrientes presentes en la quinua.
Es importante ampliar la investigación de la aplicación de procesos
físicos poco convencionales, como la Nixtamalización, utilizada
especialmente en maíz, a otros tipos de cereales con el fin de
determinar su influencia en los cambios de componentes nutricionales.
Investigar y desarrollar nuevos potenciales usos para harina de quinua
pre tratada y su influencia sobre la sustitución total o parcial a productos
alimenticios tradicionales a base de cereales como: pastas, pan,
galletas, masas pre cocidas, etc.
Ampliar la investigación realizada en este trabajo, elaborando un
análisis microbiológico, evaluación de vida útil, estudio de mercado y
análisis de costos respectivo para el producto final obtenido.
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81
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ANEXOS
89
ANEXO I
Caracterización de Materia Prima
Determinación física del grano de quinua.
Determinación del contenido de
Saponina.
Proceso de Nixtamalización
Molido de grano de quinua
90
ANEXO II
Análisis Proximal de Quinua sometida a pre tratamientos.
91
ANEXO III.
Análisis Mixolab: Harina de Trigo 100%
92
ANEXO IV.
Análisis Mixolab: Harina de Trigo 75% - Harina de Quinua Tunkahuan Nixtamalizada 25%
93
ANEXO V.
Análisis Mixolab: Harina de Trigo 75% - Harina de Quinua Criolla Germinada 25%.
94
ANEXO VI
Análisis Mixolab: Harina de Trigo 50% - Harina de Quinua Tunkahuan Nixtamalizada 50%.
95
ANEXO VII
Análisis Mixolab: Harina de Trigo 50% - Harina de Quinua Criolla Germinada 50%.
96
ANEXO VIII.
Análisis Mixolab: Harina de Trigo 75% - Harina de Quinua Tunkahuan Nixtamalizada 75%.
97
ANEXO IX
Análisis Mixolab: Harina de Trigo 75% - Harina de Quinua Criolla Germinada 75%.
98
ANEXO X.
Elaboración de Alfajor de Quinua.
Moldeado de Masa
Laminado y Corte
Horneado de “tapas”
99
Adición de relleno y cobertura
Producto final. Alfajor de Quinua
100
ANEXO XI
Encuesta de Análisis Sensorial del producto obtenido.
