Arracacha energía al alcance de todos: almidones más digestibles disponibles para niños y ancianos Autoras: Jimena Irigoyen
Tatiana García
y Carolina Vargas
[email protected]
Resumen La arracacha es una raíz con alto contenido de carbohidratos. Procesada en forma de harina es una buena fuente energética para hacer purés y papillas para niños y ancianos debido al pequeño tamaño de sus gránulos de almidón. Se elaboraron purés y papillas de tres variedades de arracacha blanca, amarilla y morada analizando en el proceso la temperatura de secado y el uso o no de aditivos que le darían una textura diferente a los productos obtenidos. El mejor procesamiento para obtener puré y papilla es sin aditivo y secado a 60º C, para las variedades blanca y morada y para la variedad amarilla es con aditivo y secado 60º C. El índice de absorción de agua de los almidones de las harinas de las tres variedades de arracacha, es alto comparada con el del almidón de papa que es la especie de la cual se elaboran purés y papillas.
Palabras claves: variedades de arracacha, purés y papillas, almidones digestibles INTRODUCCIÓN Las harinas de arracacha son más digestibles que otras harinas por el tamaño pequeño de su gránulo de almidón; es posible desarrollar purés y papillas de arracacha para bebes, niños y ancianos o personas con problemas digestivos. Tres variedades de arracacha (blanca, amarilla y morada) son producidas en el subtrópico de Colomi en el departamento de Cochabamba, pero no son consumidas en las propias comunidades productoras ni siquiera conocidas y menos consumidas en el área urbana del departamento porque no existen productos procesados listos para su consumo. La elaboración de purés y papillas daría la posibilidad de uso a esta diversidad de variedades que poseen colores, sabores y texturas diferentes.
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La arracacha es destacada por su contenido de carbohidratos y su calidad de almidón (10 a 25 por ciento) con granos muy finos, parecidos a los de la yuca, y también por varias vitaminas (carotenos en las variedades amarillas), minerales y otros micronutrientes, los que explican su sabor agradable. Es particularmente rica en calcio, hierro y niacina superando el contenido de otros tubérculos y raíces como papa y yuca. Basta consumir diariamente entre 100 y 200 gramos de esta raíz para cubrir los valores recomendados de vitamina A y hierro. Ciento cincuenta gramos de arracacha cubren el 50 % de los requerimientos diarios de vitamina B 3, calcio y fósforo de los niños pequeños (Salas, 2001). La arracacha es importante por su almidón, que se puede usar en la elaboración de productos industriales. El almidón de arracacha tiene un gránulo ovalado, relativamente pequeño, con diámetros que varían entre 5 y 35 micras (Hermann, 1997 citado por Rodríguez, 2003), lo cual le hace fácilmente digestible. El almidón de arracacha forma gel a una temperatura media cercana a los 60º C, más baja de la de los almidones de cereales; por eso el almidón de arracacha requiera menor energía para su cocción (Dufour y Hurtado, 1997 citado por Rodríguez, 2003). La harina de arracacha es indicada para cremas y sopas, y para alimentos dietéticos. (Tapia y Bacigalupo, 2000). Las harinas de cereales u otras fuentes, o una mezcla de harinas puede ser usada no solamente para preparar alimentos para el destete de bebes, sino también para refrigerios de niños y adultos. Destete es el proceso por el cual se empiezan a introducir en la alimentación del niño otros alimentos, además de la leche materna. Cuando el niño cumple los seis meses de edad se aconseja iniciar la introducción de otros alimentos en forma de papillas y sopas espesas además de continuar con la lactancia materna. La comida ideal para el destete son las sopas espesas, purés o papillas. Pueden ser de frutas, verduras, harinas, cereales, tubérculos y raíces (FAO, 2000). El puré deshidratado es una mezcla alimenticia instantánea de fácil digestibilidad, alto valor proteico y energético; se puede elaborar a base de papa, o de harinas de cereales y leche entera en polvo. La papilla es una comida muy triturada para niños pequeños o personas enfermas, para facilitar su digestión. El puré y papilla deshidratada son alimentos que tienen buenas propiedades nutricionales y sensoriales que se pueden consumir rápidamente, reconstituyendo con agua o leche, dependiendo del gusto del consumidor. La harina de arracacha se considera otra fuente alternativa energética y de carbohidratos. El presente trabajo pretende desarrollar puré y papilla instantánea usando tres variedades de arracacha; amarilla, blanca y morada y determinar el mejor procesamiento a través de pruebas de degustación para medir la aceptación y preferencia.
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1. MATERIALES Y MÉTODOS 1.1.Materiales Materia prima: raíces de arracacha de las variedades amarilla, blanca y morada. Insumos: hipoclorito de sodio, ácido cítrico, monoglicéridos y antioxidante TBHQ. Equipos y utensilios: -
Balanzas de laboratorio y de pie, procesador de alimentos, deshidratador eléctrico, molino, selladora de bolsas. Bañadores, baldes, ollas de cocción, cuchillos, espátulas, utensilios de limpieza.
1.2. Métodos Primeramente se desarrollaron pruebas preliminares (Cuadro 1) donde se probaron dos métodos de pelado de las raíces: el pelado manual o físico y el pelado químico con soda cáustica además de usar las raíces sin pelar.
Cuadro 1. Pruebas preliminares de tipo de pelado Método Pelado químico
Pelado físico
Sin pelado
Descripción
Resultados
Pelado cáustico con solución El NaOH quemó la superficie de la de (NaOH 1-2%). raíz fresca; por lo tanto no se logró desprender la cáscara. Pelado manual con cuchillo. Se peló la raíz fresca con el cuchillo, raspando la superficie y logrando un buen pelado. El producto cocido con la raíz sin --pelar presentaba un sabor levemente picante.
La conclusión de las pruebas preliminares fue que el pelado más conveniente y además sencillo es el pelado con cuchillo. Luego se desarrollaron las pruebas preliminares de proceso para escoger el proceso óptimo y la necesidad del uso de aditivos o no en el mismo, de acuerdo a la textura del producto obtenido. Los pasos comunes a todos los procesos fueron: recepción, selección, lavado, desinfección con cloro, pelado, rectificado y rodajado (1-2 mm y 3mm), los pasos diferentes se ilustran en la figura 1.
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PROCESO 1 Cocido al vapor
PROCESO 2 Sulfitado Soln. Acuosa de Metabisulfito (0.1 %)
PROCESO3 Cocido al vapor
Enfriado
Cocido al vapor Rallado
Adición de aditivos Ac. Cítrico, TBHQ, Monoglicéridos Enfriado
Adición de aditivos Ac. Cítrico, TBHQ, Monoglicéridos Secado
Secado
Molido
Molido
Tamizado
Tamizado
Secado
Molido
Empaquetado
Empaquetado
Empaquetado
Figura 1. Tipos de procesamiento preliminares Los resultados de las pruebas de procesos (Cuadro 2) mostraron que el proceso sin aditivos, pero con sulfitado para evitar contaminación microbiológica, no tuvo la misma textura que los otros productos, debido a que los monoglicéridos le dan una textura suave al producto final pero un sabor diferente. Por otra parte el rallar antes de añadir los aditivos dificulta el mezclado de los aditivos como el secado de la masa en el secador. Por tanto el mejor proceso fue el número 1.
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Cuadro 2. Pruebas preliminares de procesos Procesos Proceso 1
Proceso 2
Proceso 3
Diferencias Resultados Después del rodajado, agregar Resultó ser práctico y simple. aditivos, disueltos en agua caliente y mezclarlos con las rodajas. Después del rodajado sulfitar las No se observó que el sulfitado pueda reemplazar rodajas cocerlas sin aditivos. los aditivos, puesto que aparte de añadir antioxidante se añade también un emulsionante. Después del rodajado cocer, enfriar El mezclado de aditivos en la masa rallada y el y rallar, luego añadir aditivos a la secado fueron difíciles porque la masa estaba masa muy compacta.
Posteriormente se definió el diseño de experiencias con las variables involucradas: Variedades = A (Amarilla), B (Blanca) y C (Morada). Ad= Uso o no de aditivos: Ad. (+) o (-) T= Temperatura de secado a 45 º C T (-) y a 60 º C T (+). Se realizaron 12 pruebas experimentales y se obtuvieron 12 muestras de producto. Para determinar el mejor método de cada variedad, se realizó el análisis sensorial orientado al producto por variedad y después a la preferencia de las muestras seleccionadas. Los resultados del análisis sensorial fueron tratados por análisis estadístico para determinar las mejores muestras. Se trabajó con el subproducto del proceso, o sea el tamizado grueso de todas las pruebas, para buscarle un uso alternativo para lo que se hicieron pruebas para preparar un postre y un plato salado.
2. Resultados El Cuadro 3 muestra que el rendimiento es del 10,7 %, o sea de 10 kg de arracacha fresca puede obtenerse 1,07 kg de harina de arracacha fina. Sin embargo 0,94 Kg (46,8 %) se pierde por ser tamizado grueso. En realidad es un subproducto que puede usarse como arrocillo para un postre o un plato salado.
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Cuadro 3. Balance de masa del proceso ENTRA
Arracacha fresca, 10 Kg, 75 % Hd 10 l agua + 10 l agua clorada
0,39 Kg/dia Aditivos
OPERACIÓN
RECEPCION SELECCIÓN LAVADO Y DESINFECCION PELADO Y RECTIFICADO RODAJADO 1 - 2 mm COCIDO AL VAPOR Y ENFRIADO ADICION DE ADITIVOS SECADO MOLIENDA TAMIZADO EMPAQUETADO Harina de arracaha cocida al vapor
BALANCE DE MASA
PERDIDA
10 Kg/día 9,98 Kg/día
0,2% (0,02 Kg/dia) 20 l agua de desecho
9,98 Kg/día 8,57 Kg/dia
14,1 % (1,41 Kg/dia)
8,42 Kg/dia
1,75 % (0,15 Kg/dia)
8,18 Kg/dia 2,9 % (0,24 Kg/dia) 8,57 Kg/dia 2,12 Kg/di a 75,3 %(6,45 Kg/dia) 2,01 Kg/dia 5,1 % (0,108 Kg/dia) 1,07 Kg/di a 46,8 % tamizado grueso (0,94 Kg/dia) 1,07 Kg/dia
Para el análisis sensorial se seleccionó un panel de 15 jueces degustadores a través del reconocimiento de los cuatro gustos básicos: dulce, salado, ácido y amargo en concentraciones bajas para saber si los jueces tenían suficiente sensibilidad. Luego se hizo el análisis sensorial de las muestras por variedad usando el test de puntaje compuesto a través de una encuesta en la que se calificaron las cuatro muestras de cada variedad según su sabor, color y textura. El mismo test se usó para las tres muestras de cada variedad (amarilla, blanca y morada) seleccionada de las doce primeras. Los resultados de las encuestas fueron analizados estadísticamente por el método de componentes principales del programa SPSS; el análisis dio como resultados que las muestras A4 (variedad amarilla, con aditivo y temperatura de secado 60º C), B3 (variedad blanca, sin aditivo y temperatura de secado 60º C) y C3 (variedad morada, sin aditivo y temperatura de secado 60º C) eran las mejores de acuerdo al tratamiento empleado, pues calificaron mejor en atributos de sabor y textura. Gráficos 1 para las muestras de la variedad amarilla, Gráfico 2 para las muestras de la variedad blanca y Gráfico 3 para las muestras de la variedad morada. Para el análisis de preferencia del producto también se hicieron encuestas usando la escala hedónica. Treinta y un jueces probaron cada una de las seis muestras en diferentes semanas. Primero se evaluaron las papillas de la variedad amarilla - A4, variedad blanca - B3 y variedad morada - C3 que eran dulces y luego se evaluaron los purés de las mismas variedades A4, B3 y C3 que eran salados. Los resultados de las encuestas fueron analizados estadísticamente por el método de componentes principales del programa SPSS. Para la papilla la muestra preferida fue la 6
muestra de la variedad blanca pues la preferencia fue de 42% para la calificación bueno y 23 % aceptable, luego la muestra de la variedad amarilla con 42 % para la calificación buena y 19 % para la aceptable y finalmente la muestra de la variedad morada con 16 % para la calificación buena y 35 % para la aceptable (Gráficos 4, 5 y 6). Para el puré la muestra preferida fue la B ya que la preferencia fue de 23 % para la calificación bueno y 29 % aceptable, luego la A con 48 % para la calificación buena y 19 % para la aceptable y finalmente la C con 19 % para la calificación buena y 26 % para la aceptable (Gráficos 7, 8 y 9). 1,0
1,5
2,00
color
1,0 1
,5 sabor textura
0,0
s i ,5 s y l a n a r o 0,0 f 2
3,00 4,00
e r o -,5 c s r o t c a -1,0 f
2 e t n -,5 e n o p m o C -1,0 -1,0
1,00
R G E R -1,5
-,5
0,0
,5
1,0
-1,5
-1,0
-,5
0,0
,5
1,0
1,5
REGR factor score 1 for analysis 1
Componente 1
Figura 2. Análisis de componentes principales de la variedad amarilla.
1,0
1,5 sabor
1,00
color
1,0
,5
1
textura
0,0
2 e t n -,5 e n o p m o C -1,0 -1,0
s i s y l a n a r o f 2
3,00
,5
0,0 2,00
e r o -,5 c s r o t c a -1,0 f
-,5
Componente 1
0,0
,5
1,0
4,00
R G E R -1,5
-1,5
-1,0
-,5
0,0
,5
1,0
1,5
REGR factor score 1 for analysis 1
Figura 3. Análisis de componentes principales de la variedad blanca.
7
1,0
2,00
1,5
color 1
,5
textura sabor
0,0
s i s y l a n a r o f 2 e r o c s r o t c a f
2 e t n -,5 e n o p m o C -1,0
1,0
,5
4,00
0,0
3,00
-,5
R 1,00 G E R -1,0
-1,0
-,5
0,0
,5
1,0
-1,0
-,5
0,0
,5
1,0
1,5
REGR factor score 1 for analysis 1
Componente 1
Figura 4. Análisis de componentes principales de la variedad morada.
A
A 60
50
40
50
42
48 40
30
30 23
20
19
20
e j a 10 t n e c r o P 0
13
3 "Malo"
"Aceptable" "Regular"
"Muy bueno"
19
e j a t n 10 e c r o P 0
13 10
10
Malo
"Bueno"
Aceptable Regular
Muy bueno Bueno
A
A
Figura 5. Preferencia de la papilla variedad amarilla
Figura 6. Preferencia del puré variedad amarilla
8
B
B 30
50
29
40
42 23
20
23
30 13
23
20 16
e j a 10 t n e c r o P 0
3 "Malo"
13
10 e j a t n e c r o P 0
16
Malo
"Aceptable" Muy bueno "Regular" Bueno
Aceptable Regular
Muy bueno Bueno
B
B
Figura 7. Preferencia de la papilla variedad blanca
Figura 8. Preferencia del puré variedad blanca
C
C 40
40 35
32
30
30
26 23
20
20 19
16
16
e 10 j a t n e c r o P 0
10
Malo
Aceptable Regular
13
e 10 j a t n e c r o P 0
10
Malo
Muy bueno Bueno
C
Figura 9. Preferencia de la papilla variedad morada
Aceptable Regular
Muy bueno Bueno
C
Figura 10. Preferencia del puré variedad morada
Se realizó el análisis bromatológico y de minerales de las raíces de arracacha fresca de las tres variedades. Los resultados están expresados en base seca. Los valores de humedad, materia seca, hidratos de carbono y el mineral fósforo de las raíces difieren bastante de los valores reportados por Espín et al (1999) (Cuadro 4). Los valores de materia seca y carbohidratos de las tres variedades locales son mucho más elevados aunque en los resultados reportados por Espín et al. no se reportó la variedad que se analizó.
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Los valores de tamaño de granulo de almidón, contenido de amilosa e índices de absorción de agua y de solubilidad en agua son parámetros que nos dan una idea más clara de la potencialidad de uso de las tres variedades de arracacha, pues a menor tamaño de gránulo de almidón, su digestibilidad será más alta, como es el caso de la variedad amarilla. El valor más bajo de amilosa indica que los geles que formaría en solución serían más espesos y ligantes. El índice de absorción de agua de la variedad morada es el mayor, seguido por la variedad blanca y finalmente la amarilla, lo que nos da una idea de la cantidad de agua que sería necesaria para formar geles o mezclas pastosas con masas de cada variedad, además del índice de solubilidad donde la variedad blanca tiene el mayor valor, seguida de la amarilla y finalmente la variedad morada. Sería más fácil disolver cualquier producto en agua de la variedad blanca que de la morada; esto probablemente se deba a los compuestos coloreados como carotenos de la variedad amarilla y antocianinas de la variedad morada cuya composición química incluye compuestos lipídicos que no son solubles en agua.
Cuadro 4. Composición química de las tres variedades de arracacha fresca utilizadas Datos de Parámetro Blanca Amarilla Morada Referencia 18,81 Materia seca (%) 25,46 24,81 26,32 81,19 Humedad (%) 74,54 75,19 73,68 1,11 Grasa (%) 0,89 1,11 1,02 5,43 Proteína (%) 5,66 4,98 3,21 5,18 Cenizas (%) 5,05 4,90 5,27 3,91 Fibra (%) 3,14 3,97 4,87 84,33 Hidratos de carbono (%) 85,26 85,04 85,63 389,0 Energía (Kcal/100 g) 398,11 388,75 401,45 2,15 2,97 1,78 ----Ca (mg/100) 66,29 70,15 59,46 63,72 Almidón (%) 9,57 7,22 9,11 ----Gránulo de almidón (µ) 22,00 20,00 22,00 ----Contenido de amilosa (%) 2,41 2,67 ----Índice de absorción de agua 2,50 (IAA) 0,49 0,42 ----Índice de solubilidad en agua 0,50 (ISA) 0,15 Calcio (%) 0,10 0,13 0,14 0,17 Fósforo (%) 0,326 0,268 0,387 0,07 Magnesio (%) 0,05 0,09 0,06 Laboratorio de Análisis y Servicios de Asesoramiento en Alimentos LA Y SSA. Laboratorio de Nutrición Animal Bromatológico, Facultad de Ciencias Agrícolas y Pecuarias, UMSS.
Datos de referencia: INIAP. Fuente: Espín et al., 1999. 10
También se mandó a analizar el índice de absorción de agua (IAA) de los cuatro tratamientos de harina cocida al vapor de las tres variedades de arracacha, con el fin de analizar el cambio que las harinas sufrían con cada uno de los procesos y tratamientos realizados. Los resultados nos mostraron que todos los índices de absorción de agua son más altos debido a que los almidones están cocidos y por tanto absorben más agua (Cuadro 5).
Cuadro 5. Resultados de Índice de absorción de agua de las 12 muestras obtenidas Variedad Blanca
B1 B2 B3 B4
I.A.A.
Variedad
I.A.A.
Amarilla
3,77 A1 3,95 A2 3,89 A3 3,81 A4 IAA = Índice de absorción de agua.
Variedad
I.A.A.
Morada
3,15 3,21 3,45 3,47
C1 C2 C3 C4
3,99 3,78 4,11 3,89
La mayor temperatura de los tratamientos 3 y 4 provocó que estos índices subieran con excepción de la muestra B2 de la variedad blanca que es la que resultó con mayor índice de absorción. Finalmente las muestras aceptadas del análisis sensorial coincidieron ser las muestras que mayor índice de absorción de los tratamientos A (3,47) y C (4,11), excepto la B (3,89). El tamizado grueso de todas las pruebas, que era un porcentaje de 46,8 %, considerado como subproducto del proceso, se probó para preparar un postre y un plato salado. Después de hacer degustación con los jueces, se determinó que el uso de un postre era el más adecuado.
3. DISCUSIÓN Espín et al. (2004) indican que las raíces de arracacha son muy nutritivas, especialmente en minerales. Los minerales disminuyen en cantidad con la precocción que se realiza para obtener harinas. Sin embargo, todavía se mantiene más fósforo que la harina de trigo fortificada (Cuadro 6). Esto permite pensar que las harinas de arracacha serán una buena opción para la alimentación de bebes. Como indican Tapia y Bacigalupo (2000), así como la FAO (2000) la harina de arracacha sirve para hacer alimentos para bebés porque tiene un almidón muy fino, corroborado por Medina y Salas (2006) quienes hicieron estudios de tamaños de gránulos de almidón de otras especies (Cuadro 7).
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Cuadro 7. Tamaño de gránulos de almidón de algunas especies Parámetro Arracacha* Tamaño de gránulos de almidón 7 a 10 (micras)
Especie Papa Trigo 2 a 66 11 a 41
Maíz 5 a 30
Yuca 1 a 24
Fuente: Medina, J., Salas J., 2006. *LAYSAA, 2009 El almidón de arracacha tiene un índice de absorción más alto que el de la papa 2,47 y 2,05 respectivamente (Espín et al 1999); esto fue corroborado en el presente estudio con el análisis de las doce muestras elaborados que básicamente son almidones de arracacha cuyo valor más bajo fue de 3,15 y el más alto de 4,11.
CONCLUSIONES -
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Se tiene un puré y una papilla desarrollados y seleccionados a través de un panel de degustación. El mejor procesamiento para la obtener harina cocida al vapor que sirve para elaborar puré y papilla es sin aditivo y secado a 60º C, para las variedades blanca y morada y para la variedad amarilla es con aditivo y secado 60º C. El rendimiento es de 10,7 %, que es bajo, pero permitirá darle un uso alternativo a las raíces de arracacha con un producto de alto valor agregado y de uso en las propias comunidades productoras de las raíces. El almidón de las tres variedades de raíces frescas de arracacha, tienen parámetros de tamaño, porcentaje, contenido de amilosa, índice de absorción de agua e índice de solubilidad de agua, que permitirá seguir desarrollando nuevos productos. El almidón de la arracacha permitió el desarrollo de puré y papilla de harina de arracacha cocida al vapor, contenido de amilosa de 20 a 22 %. El tamaño de gránulo de almidón de las raíces de arracacha hace que el alimento sea más digestible que los mismos alimentos elaborados con otros cultivos. El índice de absorción de agua de los almidones de arracacha en las harinas obtenidas es alto comparada con el del almidón de papa que es la especie de la cual se elaboran purés y papillas.
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Se busco un uso al subproducto del proceso, tamizado grueso, logrando elaborar un postre con leche que tiene buen sabor; por tanto se utilizará el total del producto.
BIBLIOGRAFÍA Espín, S., Tapia E. y B. Brito, (2004). “Caracterización de las raíces y los tubérculos andinos en la ecoregión andina del Ecuador” (Capítulo 1). En: V. Barrera; C. Tapia y A. Monteros (eds.). Raíces y Tubérculos Andinos: Alternativas para la conservación y uso sostenible en el Ecuador . Serie: Conservación y uso de la biodiversidad de raíces y tubérculos andinos: Una década de investigación para el desarrollo (1993-2003). No. 4. Instituto Nacional Autónomo de Investigaciones Agropecuarias, Centro Internacional de la Papa, Agencia Suiza para el Desarrollo y la Cooperación. Quito, Lima, pp. 91 – 142. FAO, (2000). Mejorando la nutrición a través de huertos familiares, Manual de capacitación para Trabajadores de campo en América Latina y el Caribe, Procesamiento y Preparación doméstica de alimentos para el destete, Hoja de Información 7, Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación. Roma. Hermann, M. y J. Heller (Eds.), (1997). Andean roots and tubers: Ahipa, arracacha, maca and yacon. IPGRI. Roma, pp. 256. Hurtado, J., Rodríguez, G. y D. Dufour, (1997).
Procesamiento de la arracacha (Arracacia xanthorrhiza): Estudio de factibilidad técnica y económica para la producción de almidón y harina y de sus propiedades fisicoquímicas.
En Seminario Técnico sobre raíces y Tubérculos
Autóctonos, Ibagué – Colombia, pp. 26. Medina, J. A., y J.C. Salas, (2007). “Caracterización morfológica del gránulo de almidón nativo: Apariencia, forma, tamaño y su distribución”. Ciênc. Tecnol. Aliment. [online]. vol.28, n.3 [citado 2009-08-08]. Disponible en:
Rodríguez, G . et al., (2003). La harina de arracacha ( Arracacia xanthorrhiza). Manual técnico para su elaboración. Colombia. CORPOICA, PRONATTA. Salas, S., (2001). Desarrollo CIP/CONDESAN. Lima.
de agroindustrias y mercados para la arracacha.
Proyecto
Tapia M. E. y A. Bacigalupo, (2000). Cultivos Andinos Subexplotados y su aporte a la alimentación, Cap. V Agroindustria, 2ª Ed., Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación – FAO, Oficina Regional de la FAO para América Latina y el Caribe. Santiago. 13
