U UN NIIV VEER R SSIID DA AD DN NA AC CIIO ON NA AL LD DE ELL SSA AN NT TA A FFA AC CU ULLTTA AD DD DEE IIN NG GEEN NIIEER R ÍÍA A EE.. A A.. PP.. IIN NG GEEN NIIEER R ÍÍA AA AG GR R O OIIN ND DU USSTTR R IIA ALL
FO R M U L A C I Ó N Y E LA BO R A C I Ó N D E GA LL ET A S
“
EN R I QU EC I D A S C O N H A R I N A D E A N C HO V ET A (E N N G G R A U L I S S R I I N N G N G E E N N S ) , K I W I C H A ( A M A A R A N N T T H T H U H U S C S C A U D A T T U U S ) Y C A M O T E ( I P O M OE A C A A M B A T A T A ) ; A P L I C A N D O S U P E R FI C I E
D E R E S P U ES TA ”
T ES I S PA R A O PT A R R P PO R R E E L T I TU LO P R OFE S I O N A L D E I N GE N I E R O A G R O I N D U S T R I A L T ES IS TAS
: - BA CH . R E GA LA D O A R C A Y A J O R GE A LB E R TO - BA CH . C A M POS A LE GR E I R M A L ET I C I A
A S E S O R
: I NG . J OR GE D OM I N NG GU E Z C AS T A Ñ ÑE EDA
NUE VO CH I MB OT E 2011
ÍNDICE Pag. RESUMEN
8
I.
INTRODUCCIÓN
10
II.
MARCO TEÓRICO
12
2.1.
ngraulis Ringe R ingens ns)) LA ANCHOVETA(E ngraulis
12
2.1.1.
Aspectos Generales
12
2.1.2.
Producción Nacional
15
2.1.3.
Composición Química
16
2.1.3.1 Composición Proximal de la Anchoveta
15
2.1.3.2 Estructura de los Ácidos Grasos
20
2.1.3.3 Características Características Fisiológicas de los Ácidos Grasos
21
2.1.3.4 Minerales en la Anchoveta
21
2.2.
HARINA DE PESCADO
22
2.2.1
Definición de Harina de pescado
22
2.2.2
Situación de la Producción Producción Mundial y Nacional
25
2.2.3
Usos de la Harina de Pescado
25
2.2.4
Valor Nutritivo de la Harina de Pescado
28
2.2.5
Control de Calidad
31
2.3
KIWICHA
33
2.3.1
Aspectos Generales
33
2.3.2
Descripción Taxonómica
35
2.3.3
Composición Química
35
2.4
CAMOTE
38
1
2.4.1
Aspectos Generales
38
2.4.2
Variedades
39
2.4.3
Composición Química
40
2.4.4
Usos del camote
42
2.5
GALLETAS
43
2.5.1
Definición
43
2.5.2
Proceso de Galletería
45
2.6
CALIDAD NUTRITIVA DEL ALIMENTO
46
2.7
EVALUACIÓN SENSORIAL
47
2.7.1
Clasificación
47
2.7.2.
Método de la Escala Hedónica
48
2.8 ANÁLISIS DE TEXTURA III.
MATERIALES Y MÉTODOS
51
3.1.
MATERIALES
51
3.2.
MÉTODOS DE ANÁLISIS
52
3.3
METODOLOGÍA
53
3.3.1 3.4. IV.
49
Descripción del proceso
54
DISEÑO EXPERIMENTAL EXPERIMENTAL
55
RESULTADOS Y DISCUSIÓN 4.1. 4.2. 4.3.
58
CARACTERIZACIÓN CARACTERIZACIÓN DE LA MATERIA PRIMA ANÁLISIS FÍSICO QUÍMICO DE LA MATERIA PRIMA FORMULACIÓN DE LA MEZCLA
4.3.1 Formulación Patrón
58
58
59
60
2
4.4.
ANÁLISIS PROXIMAL DE LA GALLETA OPTIMIZADA
4.5.
OPTIMIZACIÓN DE LA FORMULACIÓN DE LAS GALLETAS ENRIQUECIDAS
4.6.
ANÁLISIS ESTADÍSTICO 4.6.1
61
62
65
Análisis Estadístico: Variable Respuesta: – Textura
65
4.6.1.1
Influencia de las Variables de Formulación
67
4.6.1.2
Gráficos de Interacción
70
4.6.2.
Análisis Estadístico: Variable Respuesta: – Color
72
4.6.2.1
Influencia de las Variables de Formulación
74
4.6.2.2
Gráficos de Interacción
78
4.6.3.
Análisis Estadístico: Variable Respuesta: – Sabor
79
4.6.3.1
Influencia de las Variables de Formulación
81
4.6.3.2
Gráficos de Interacción
85
4.6.4
Optimización de los parámetros
86
V.
CONCLUSIONES
87
VI.
RECOMENDACIONES
88
VII
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
89
3
ÍNDICE DE FIGURAS Pag Figura 1: Fotografía de la Anchoveta ( Engraulis Ringens)
12
Figura 2: localización de la Anchoveta
13
Figura 3: Producción Nacional de Captura de Anchoveta
15
Figura 4: Estructura Química del Ácido alfa-linolénico (Omega 3)
20
Figura 5: Estructura Química del Ácido linoleico (Omega 6)
20
Figura 6: Diagrama de flujo tentativo para la obtención de una galleta enriquecida
53
Figura 7: Diagrama de Pareto Estandarizado para Textura
66
Figura 8: Gráfico de Contornos para el análisis de Textura Influencia de Harina de Pescado y Pulpa de Camote
67
Figura 9: Gráfico de Superficie para el análisis de textura Influencia de Harina de Pescado y Pulpa de Camote
68
Figura 10: Gráfico de Contorno para el análisis de textura Influencia de Harina de Pescado y Harina de Kiwicha
68
Figura 11 : Gráfico de Superficie para el análisis de textura Influencia de Harina de Pescado y Harina de Kiwicha
69
Figura 12: Gráfico de Contorno para el análisis de textura Influencia de Pulpa de Camote y Harina de Kiwicha
69
Figura 13 : Gráfico de Superficie para el análisis de textura Influencia de Pulpa de Camote y Harina de Kiwicha
70
Figura 14: Grafico de interacción (Harina de pescado – Pulpa de Camote- Harina de Kiwicha) para la variable respuesta Textura
70
Figura 15: Diagrama de Pareto Estandarizado para Color
73
Figura 16: Gráfico de Contornos para el análisis de Color Influencia de Harina de
74
4
Pescado y Pulpa de Camote Figura 17: Gráfico de Superficie para el análisis de Color Influencia de Harina de Pescado y Pulpa de Camote
75
Figura 18: Gráfico de Contorno para el análisis de Color Influencia de Harina de
75
Pescado y Harina de Kiwicha Figura 19: Gráfico de Superficie para el análisis de Color Influencia de Harina de
76
Pescado y Harina de Kiwicha Figura 22: Grafico de Interacción Samanco vs Coishco Figura 20: Gráfico de Contorno para el análisis de Color Influencia de Pulpa de
76
Camote y Harina de Kiwicha Figura 21: Gráfico de Superficie para el análisis de Color Influencia de Pulpa de
77
Camote y Harina de Kiwicha Figura 22: Grafico de interacción (Harina de pescado – Pulpa de Camote- Harina de
78
Kiwicha) para la variable respuesta Color Figura 23: Diagrama de Pareto Estandarizado para Sabor
80
Figura 24: Gráfico de Contornos para el análisis de Sabor Influencia de Harina de
81
Pescado y Pulpa de Camote Figura 25: Gráfico de Superficie para el análisis de Sabor Influencia de Harina de
82
Pescado y Pulpa de Camote Figura 26: Gráfico de Contorno para el análisis de Sabor Influencia de Harina de
82
Pescado y Harina de Kiwicha Figura 27: Gráfico de Superficie para el análisis de Sabor Influencia de Harina de
83
Pescado y Harina de Kiwicha Figura 28: Gráfico de Contorno para el análisis de Color Influencia de Pulpa de
84
Camote y Harina de Kiwicha Figura 29: Gráfico de Superficie para el análisis de Sabor Influencia de Pulpa de
5
84
Camote y Harina de Kiwicha Figura 30: Grafico de interacción (Harina de pescado – Pulpa de Camote- Harina de
85
Kiwicha) para la variable respuesta Color
ÍNDICE DE TABLAS Pag Tabla 1: Producción Nacional de Captura de Anchoveta
15
Tabla 2 Composición Química de la Anchoveta
16
Tabla 3: Composición Porcentual de Ácidos Grasos en la Anchoveta
19
Tabla 4: Componentes Minerales de la Anchoveta
21
Tabla 5: Requisitos de Composición de la Harina Prime
23
Tabla 6: comparación de harinas de pescado especiales y estándares
24
Tabla 7: Composición de aminoácidos de la harina de pescado.
29
Tabla 8: Composición de ácidos grasos de algunos aceites de pescado disponibles comercialmente
31
Tabla 9: Composición química de la kiwicha
36
Tabla 10: Composición de los granos andinos en comparación con el trigo
37
Tabla 11: Composición química de distintas variedades de camote
40
Tabla 12: Contenido en aminoácidos del camote
41
Tabla 13 : Niveles de los Factores de la Galleta Optimizada
55
Tabla 14: Respuestas y sus Unidades de la Galleta Optimizada
56
Tabla 15: Matriz De Estudio Decodificada Y Sus Variables Respuesta
56
Tabla 16: Variables Dependientes
57
Tabla 17: Análisis físico químico de la harina de trigo, harina de kiwicha, harina de
58
6
pescado y pulpa de camote (por 100 g de porción comestible) Tabla 18: Formulación de galletas a Nivel Piloto
60
Tabla 19: Análisis Proximal de la Galleta Optimizada
61
Tabla 20: Niveles de los Factores de la Galleta Optimizada
63
Tabla 21: Respuestas y sus Unidades de la Galleta Optimizada
63
Tabla 22: Matriz De Estudio Decodificada Y Sus Variables Respuesta
64
Tabla 23: ANOVA – Ajuste del Modelo para la Textura
65
Tabla 24: ANOVA - Ajuste del Modelo para la Variable Color.
72
Tabla 25: ANOVA - Ajuste del Modelo para la Variable Sabor
79
Tabla 26: Soluciones de Optimización de la superficie de respuesta
86
7
RESUMEN Se obtuvieron galletas enriquecidas con las siguientes componentes: Harina de Pescado
Steam Dried: adquirida de la empresa SGS del Perú S.A.C, Pulpa de Camote: camote amarillo variedad INA-100 INIA, adquirida en el mercado, proveniente del valle del santa. El camote se sancocha, pela y machaca para su posterior adición, Harina de Kiwicha: adquiridas en el Mercado, proveniente del callejón de Huaylas a los alrededores de Huaraz. La mejor formulación en la elaboración de galletas enriquecidas con harina de
anchoveta, harina de kiwicha y pulpa de camote fue aquella que obtuvo la mejor Textura, Color y Sabor . Con el características óptimas
objeto se
de
utilizó
diseñar el
una
formulación
de galletas con
software STATGRAPHICS, las variables
respuestas fueron obtenidas después de los análisis respectivos a la
que fueron
sometidas cada variable con el siguiente diseño muy apropiado para nuevos productos: Superficie de Respuesta con diseño de compuesto central: 2^2+estrell, características del diseño: Rotable, el número de factores experimentales: 3, número de bloques: 1, número de respuestas: 3, número de corridas: 16, incluyendo 2 puntos centrales por bloque, Grados de libertad para el error: 6. La formulación óptima nos resulto 1.12% de harina de pescado, 10% de pulpa de camote,
10% de harina de kiwicha. La harina de pescado predomina positivamente en el nivel de proteína, pero negativamente en las características organolépticas de las galletas. La composición química experimental de las galletas optimizadas tiene 2.92% de Humedad, 10.38% de Proteína, 21.92% de Grasa, 62.91% de carbohidratos y 1.87% de Ceniza. Los modelos de mezcla obtenidos en el programa statgraphics y representados por medio del uso de gráficos de contorno, superficie de respuesta e interacción resultaron ser efectivos para el estudio e interpretación de los resultados obtenidos.
8
SUMARY
Cookies were obtained enriched with the following components: Flour of having Fished Steam Dried: acquired of the company SGS of the Perú S.A.C; Pulp of Yam: yam yellow variety INA100 INIA, acquired in the market, coming from the Saint's valley. The yam is parboiled, it peels and it mashes for its later addition, Flour of Kiwicha: acquired in the Market, coming from the valley of Huaylas to the surroundings of Huaraz. The best formulation in the elaboration of cookies enriched with anchovy flour, kiwicha flour and yam pulp was that that he/she obtained the best Texture, Color and Flavor. In order to designing a formulation of cookies with characteristic good the software STATGRAPHICS was used, the variable answers were obtained after the respective analyses to which you/they were subjected each variable with the following very appropriate design for new products: Surface of Answer with design of central compound: 2^2+estrell, characteristic of the design: Routable, the number of experimental factors: 3, number of blocks: 1, number of answers: 3, number of races: 16, including 2 central points for block, Degrees of freedom for the error: 6. The good formulation is us 1.12% of fish flour, 10% of yam pulp, 10% of kiwicha flour. The fish flour prevails positively in the protein level, but negatively in the characteristic organoleptic of the cookies. The experimental Chemical composition of the optimized cookies has 2.92% of Humidiíy, 10.38% of Protein, 21.92% of Fat, 62.91% of carbohydrates and 1.87% of Ash. The mixture models obtained in the program statgraphics and represented by means of the use of contour graphics, answer surface and interaction they turned out to be effective for the study and interpretation of the obtained results.
9
I.
INTRODUCCIÓN
En muchos países en vías de desarrollo, la malnutrición proteínica energética, especialmente durante los períodos de lactancia, es uno de los problemas nutricionales más importantes. Nuestro país no escapa a esta problemática, tal como lo reporta el informe sobre Nutrición elaborado por el Fondo de las Naciones Unidas para la Infancia. El informe revela que la tasa de mortalidad de los menores de cinco años en el Perú es de 58/1000 nacidos vivos, la cual es la tercera más alta de América Latina, después de Haití y Bolivia (UNICEF, 1998). Si bien este indicador no es exclusivo de desnutrición ya que ésta también es influenciada por otros factores, ha demostrado ser un parámetro indirecto de la misma. (FAO/OMS/OPS, 1993). Las causas de la desnutrición engloban una serie de factores de alta complejidad, pero se relacionan principalmente con una inadecuada ingesta de energía y de proteínas y en el caso de micronutrientes destaca la deficiencia de hierro, vitamina A y yodo. Dentro de las consecuencias más graves de la desnutrición proteínico-energética, se encuentran los retardos en el crecimiento, la disminución de la actividad física y el retardo del desarrollo psicomotor. Paradójicamente, el mar peruano tiene una elevada productividad que nos hace el primer país productor de proteínas del mundo; en 1989 se calculó una biomasa de 15 millones de toneladas métricas, de las cuales un 84% fue destinado a la producción de harina de pescado. Diversas instituciones como la FAO, la OMS y el UNICEF han reconocido la necesidad de que se encuentren alimentos económicos con alto contenido de proteínas disponibles en el propio país, ya sea en forma fresca o elaborada. Hasta la actualidad, la harina de pescado y algunas harinas desgrasadas de semillas oleaginosas y de coco han sido estudiadas con más detalle. Actualmente se conocen algunos aspectos sobre tales productos, sin embargo es necesario realizar investigaciones que promuevan su uso como alimento para los seres humanos (FAO, 1961). Por otro lado, se conoce que en nuestro país el consumo de harina de trigo es alto, especialmente entre los sectores de bajos ingresos, siendo los productos de panificación (panes, galletas, bizcochos) las principales formas de consumo, proporcionando un alto porcentaje de calorías a la población.
10
Sin embargo las proteínas provenientes del trigo tienen un bajo valor biológico atribuible a una inadecuada proporción de lisina-treonina. En un intento por revertir esta situación, el Gobierno Peruano desde hace algunos años ha destinado parte de su presupuesto para la implementación de programas de ayuda alimentaria; siendo las galletas uno de sus productos principales, sin embargo éstas son elaboradas con insumos importados, por lo cual la utilización de la harina de pescado, en la formulación de galletas estaría ampliamente justificada pues no sólo permitiría una mayor cobertura alimenticia de la población sino que además los alimentos producidos tendrían un valor nutritivo muy superior y a menor costo. Conociendo esta problemática, se plantea el presente estudio orientado a lograr los siguientes objetivos:
1)
Objetivo General: Formular galletas enriquecidas con harinas de anchoveta, kiwicha y camote con características organolépticas aceptables.
2)
Objetivos Específico:
Determinar la mejor formulación de las mezclas de harina anchoveta, kiwicha y camote; utilizando el cómputo químico y el Statgraphics versión 15.
Evaluar las principales características sensoriales de las galletas enriquecidas con harina de pescado, harina de Kiwicha y Camote.
11
II.
MARCO TEÓRICO
2.1. LA ANCHOVETA (Eng raulis R ingens) : 2.1.1. Aspectos Generales:
Fig. 01: fotografía de anchoveta (E ngraulis ringens ) Esta especie se clasifica en:
Orden
:
Clupeiformes.
Sub-Orden
:
Clupeidae. (arenques)
Familia
:
Engraulidae. (anchoas)
Especie
:
Engraulis ringens.
Nombre común
:
anchoveta, anchoveta negra (adultos), peladilla (individuos pequeños).
Nombre Inglés FUENTE: IMARPE-
:
Peruvian Anchovy ITP (1996)
La Anchoveta Peruana (Engraulis Ringens, o según la FAO, Peruvian anchovy, Taxonomic Code: 1210600208) es una especie pelágica que vive en cardúmenes en áreas que pueden estar entre 36 Km. y 180 Km. de distancia de nuestras costas y se alimenta de zooplancton. Es una especie de aguas superficiales frías, es decir no se las encuentra pegada a las costas, menos en las playas, ni tampoco en aguas profundas. Los cardúmenes de anchovetas se desplazan en aguas superficiales de hasta 50 metros de profundidad en el día y suben en la noche. Se las encuentra entre los 03°30′ Sur y los 37°00 Sur . En este espacio hay dos grandes zonas, donde se
encuentran anchovetas, la franja norte-centro del Perú que es la más importante y la franja del sur del Perú-norte de Chile que es menos poblada.
12
Fig. 02: Localización de la Anchoveta (E ngraulis ringens) Las aguas en las que vive la anchoveta debe tener entre 15 y 21 grados de temperatura y la salinidad debe encontrarse entre los 34,5 y 35,1 UPS. Es decir para que la anchoveta viva y se reproduzca normalmente, debe tener a su disposición alimento, aguas con temperatura adecuada y salinidad moderada a la profundidad normal para ellas. Cuando las aguas superficiales se calientan, las anchovetas se profundizan hasta cierto límite, porque con la profundidad la salinidad aumenta y también escasea el plankton. Por esa razón, si ocurre algún cambio climático, los cardúmenes se desplazan buscando el hábitat adecuado. Las anchovetas se alimentan del abundante plankton existente en nuestra costa, que es producto de la Corriente Peruana, como no existe ni en abundancia ni calidad en ninguna otra parte del mundo. Durante la primavera y el verano normales, la anchoveta se encuentra dentro de una franja costera hasta las 20-30 millas (36-54 Km.) de la costa; en el otoño e invierno llega a desplazarse hasta las 80 millas (144 Km.), y en algunas ocasiones, más allá de las 100 millas (180 Km.) de la costa. La anchoveta se reproduce todo el año, pero especialmente entre julio y setiembre y en menor proporción durante los meses de febrero y marzo. A los seis meses alcanza el tamaño de 8 cm., 10,5 cm. al año de edad y 12 cm. al año y medio. Vive unos 3 años alcanzando unos 20 cm. de longitud.
13
Dentro de la cadena alimenticia, la anchoveta se alimenta exclusivamente de plankton pero sirve de alimento a peces mayores pelágicos como el bonito, pingüinos, lobos marinos, aves marinas etc. Pero todos los peces mayores no comen anchoveta como los conocidos pescados de peña, el loro, pintadilla, el tramboyo, la chita, el chino o el cherlo. En 1971 nuestro país alcanzó el record de pesca mundial con la captura de 13.059.900 de toneladas de anchoveta, pero a partir de ese año la producción declinó debido, tanto al exceso de pesca como al Fenómeno del Niño que en el año 1971 fue el más severo del siglo. La disminución de la pesca, por el mal manejo político de las vedas y la consiguiente sobrepesca, causó grandes pérdidas a la industria. A partir de entonces declinó la industria pesquera, la anchoveta se hizo escasa dando paso a otras especies pelágicas como la Sardina ( Sardinops sagax ) el jurel (Trachurus picturatus) y la Caballa ( Scomber japonicus). Desde los años 60, la anchoveta se ha utilizado únicamente como materia prima para la fabricación de harina, pero antes fue consumida como alimento fresco. La gente pues, comía anchoveta por su bajo precio y gran contenido proteínico. El contenido de grasas y proteínas de la anchoveta no se compara con el de muchos alimentos que la gente consume por mera costumbre. En su descargo se puede decir que el fuerte sabor y el color de la carne de la anchoveta hacen que las personas no la prefieran frente a otros pescados más magros y de carnes blancas. Lo que terminó con el consumo humano de la anchoveta, no fue la industria de la harina de pescado, al menos no directamente. Lo que ocurrió es que las principales ciudades de la costa del Perú fueron cubiertas con una nube de humo procedente de las fábricas de harina, que dejaban un omnipresente olor nauseabundo y eso terminó por hacer que la anchoveta se convirtiera en un producto casi repulsivo. La harina de anchoveta, como alimento humano, tiene un gran rival en la harina de soya, porque la de anchoveta tiene un sabor y olor muy fuerte y además contiene algunos elementos que son alérgenos.
14
2.1.2 Producción Nacional: Aquí se muestran unos cuadros estadísticos, comparando la pesca por toneladas de anchoveta en el país. Tabla 01: Pr oducción Nacional de C aptura de Anchoveta
Anchoveta
Año
(TM)
2001
6 347 600.000
2002
8 082 897.000
2003
5 335 500.000
2004
8 591 000.000
2005
8 530 500.000
2006
5 883 600.000
2007
6 071 800.000
2008
5 030 900.000
2009
5 876 100.000
Fuente: Ministerio de la Producción-2009
9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 2001
2002
2003
2004
2005
2006
2007
2008
Figura 3: Producción Nacional de Captura de Anchoveta
15
2009
2.1.3 Composición Química: La anchoveta posee una gran cantidad de proteína de alta calidad, con muchos aminoácidos esenciales, también tiene alto contenido energético y que por su alto contenido de ácidos grasos esenciales, como el Omega 3 y Omega 6, debería ser su fuente principal en nuestras dietas. Pero es mejor hablar de sus virtudes en comparación con los demás recursos alimenticios que encontramos en nuestras mesas día a día.
2.1.3.1
Composición proximal de la anchoveta. Tabla 02 Composición química de la anchoveta (Composición por 100 gramos por porción comestible)
Componente
Concentración
Energía
171
Proteínas
21,0
Grasa
9,0
Fósforo
276
Hierro
1,4
Vitamina B1
0,01
Vitamina C
8,7
Fuente: Tablas peruanas de composición de Alimentos
Energía: La energía ingerida compensa el gasto de energía liberada por la actividad física y metabólica, de tal forma que el equilibro entre el consumo y uso favorece la buena salud. Las carnes, el huevo y la leche son alimentos que aportan energía proveniente principalmente de su contenido en proteínas.
16
La cantidad de energía que necesita un individuo depende de su actividad, sexo, edad, composición corporal y de estados fisiológicos como el embarazo y lactancia. Los niños, adolescentes, madres gestantes y en lactancia, requieren más proteína y energía para “fabricar” más tejidos, para asegurar el óptimo
crecimiento y desarrollo, para la formación de nuevas estructuras (placenta, reservas que aseguren las demandas energéticas durante la lactancia). La anchoveta es más rica en energía que la carne del cuy, vacuna (res), huevo e incluso más que el pollo una excelente opción ahora que este último está subiendo de precio.
Proteína: La anchoveta es una de las carnes con mayor contenido proteico, esto significa que todos los que la consumimos tenemos mejores defensas, crecemos más y más rápido y nuestras heridas cicatrizan mejor. Las proteínas no sólo nos ayudan en la construcción de nuestro cuerpo sino que también favorecen un buen desarrollo mental. A diferencia de la carne de vacuno (res), la cual también contiene muchas proteínas, la anchoveta presenta menos colesterol. Esto la hace una carne más saludable y menos riesgosa, sobre todo para las personas con sobrepeso y aquellos que sufren del corazón.
Grasa: La diferencia entre la grasa de la carne (aves y mamíferos) y la del pescado es que la carne del pescado es rica en ácidos grasos insaturados. Estos últimos protegen al organismo ya que su consumo reduce el riesgo de enfermedades coronarias, como infartos, arteriosclerosis o embolias. Dentro de las grasas del pescado, especialmente de la anchoveta, destaca un componente especial llamado Omega 3 que es un ácido graso poliinsaturado que añadido a la dieta disminuye los niveles de otras grasas, como el
17
colesterol “malo” o LDL y los triglicéridos, que en exceso son perjudiciales
para la salud.
Fósforo: El fósforo es un ingrediente esencial del hueso, segundo en importancia después del calcio. Entre las tantas funciones que desempeña, resaltamos las siguientes: Ayuda en el crecimiento y reconstrucción a de los huesos, alivia los dolores provocados por la artritis, mantiene encías y dientes en buenas condiciones y ayuda al buen funcionamiento de los riñones.
Hierro: El hierro se encuentra en cada célula del cuerpo, forma parte de la sangre y es el encargado de transportar el oxigeno a todo el cuerpo. Al no tener la cantidad necesaria padecemos de anemia ferropénica. El hierro de origen animal es más fácil de absorber que el de origen vegetal. Sin embargo hay factores que facilitan su absorción como el consumo de vitamina C y la anchoveta contiene un alto porcentaje, lo que significa un mejor aprovechamiento del hierro.
Vitamina B1: La Vitamina B1 o tiamina es usada por el cuerpo para descomponer los azúcares de los alimentos. Esta vitamina también es muy beneficiosa para el sistema nervioso y la actividad mental. También es importante para el buen estado de los músculos y evita la acumulación de grasa en las paredes de las arterias.
Vitamina C: El Acido Ascórbico o Vitamina C, es aquel que nos permite elaborar y mantener el colágeno en nuestro cuerpo (proteína fundamental para la fabricación de tejido conectivo, es decir del tejido que mantiene unidas todas las partes de nuestro cuerpo), ayuda a la cicatrización de heridas, encías sangrantes, etc.; ayuda a combatir las enfermedades víricas y bacterianas,
18
favorece la disminución el colesterol en la sangre, ayuda a facilitar la absorción de hierro, etc.
Tabla 03: Composición porcentual de ácidos grasos en la anchoveta
ACIDO GRASO
PROMEDIO (%)
Palmítico
19,9
Eicosapentanoico
18,7
Oleico
12,3
Palmitoleico
10,5
Mirístico
10,1
Docosahexaenoico
9, 2
Esteárico
4,6
Aráquico
3,7
Linoleico
1,8
Margárico
1,3
Eicosatrienoico
1,3
Docosapentaenoico
1,3
Docosatetraenoico
1,2
Docosatrienoico
1,1
Araquidónico
1,0
Linolénico
0,6
Pentadecanoico
0,4
Eicosaenoico
traz.
Fuente: 1MARPE-ITP (1996)
19
2.1.3.2 Estructura de los Ácidos Grasos N-3. Los ácidos grasos omega-3, son ácidos grasos esenciales (AGE) poliinsaturados que se deben incluir en la dieta porque el metabolismo humano no los puede derivar de otros ácidos grasos. Los términos n-3, se aplican a los ácidos grasos omega-3. La nomenclatura de los ácidos grasos usa el alfabeto griego (α,β,γ,...,ω) para identificar la posición de los enlaces dobles. El carbono del
grupo carboxilo es el número uno, y el carbono "alfa" es el carbono adyacente (el carbono número 2). El carbono "omega" corresponde al último carbono en la cadena porque la letra omega es la última letra del alfabeto griego. El ácido linoleico es un ácido graso omega-6 porque tiene un enlace doble a seis carbonos del carbono "omega". El ácido linoleico juega una función importante en la reducción del nivel de colesterol. El ácido alfa-linolénico es un ácido graso omega-3 porque tiene un enlace doble a tres carbonos del carbono "omega". Para el ácido araquidónico, sustrayendo 14 de 20 obtenemos 6, que corresponde a un ácido graso omega-6. Esta terminología a veces se aplica al ácido oleico que es un ácido graso omega-9.
Figura 4: Estructura Química del Ácido alfa-linolénico (Omega 3)
Figura 5: Estructura Química del Ácido linoleico (Omega 6) Estas fórmulas estructurales simplificadas de ácidos grasos representan los carbonos en forma de ángulos. Los enlaces dobles tienen la configuración Cis.
20
2.1.3.3 Características Fisiológicas de los Ácidos Grasos N-3. El organismo necesita el ácido graso omega-3 para trabajar correctamente. Entre las principales funciones del ácido linolénico se encuentran las siguientes:
La formación de las membranas celulares.
La formación de las hormonas.
El correcto funcionamiento del sistema inmunológico.
La correcta formación de la retina.
2.1.3.4 Minerales de la anchoveta. Los minerales intervienen en numerosas funciones fisiológicas; algunos de ellos forman parte de la estructura de los huesos y dientes o están incorporados en los músculos, hormonas, enzimas, etc. En el cuadro 3 muestra el contenido promedio de los componentes minerales.
Tabla 04. Componentes minerales de la anchoveta.
MACROELEMENTO
PROMEDIO (%)
Sodio (mg/100g)
78,0
Potasio (mg/100g)
241,4
Calcio (mg/100g)
77,1
Magnesio (mg/100g)
31,3
Hierro (mg/100g)
30,4
Cobre (mg/100g)
2,1
FUENTE: IMARPE-ITP (1996)
21
2.2. HARINA DE PESCADO: 2.2.1 Definición.La harina de pescado es un producto industrial que se obtiene mediante la reducción de humedad y grasa del pescado entero, sin agregar sustancias extrañas salvo aquellas que tiendan a mantener la calidad original del producto. Se puede denominar con el nombre de una especie, siempre que contenga un mínimo del 90% de pescado de dicha especie. (ITINTEC, 1975 citado por Medina, 1993). La industria de la harina de pescado en el Perú, comenzó en 1946 y desde entonces se ha incrementado constantemente. En 1964, el Perú se convirtió en el primer país productor de harina de pescado en el mundo, posición que mantiene hasta la actualidad (Rojas, 1979. FAO, 1996). Debido a los resultados satisfactorios obtenidos en la alimentación animal, en la década de los sesenta muchas instituciones reconocidas en el campo de la alimentación humana propusieron su uso directo; esto produjo una mejora en los procesos de elaboración lo cual se vio reflejado en una harina de pescado de mejor calidad (FAO, 1961. Medina, 1993). Existen diversas clasificaciones de la harina de pescado, las cuales varían de acuerdo a la materia prima empleada, tiempo de cocción y tipo de solventes empleados (en el caso de las harinas de pescado para consumo humano), sin embargo destacan comercialmente: a) Hari na F.A .Q. (F air A verage Quality o Harina de Pes cado de Calidad Promedio).- Se obtiene principalmente de la anchoveta ( Engraulis ringens J .), la
cual es sometida a procesos industriales con todos sus órganos, incluyendo sus vísceras y, contenido intestinal (Cortés, 1962. Rojas, 1979). Esta harina preparada con pescado graso, incluye a todos sus componentes solubles. (ITINTEC, 1982, citado por Medina 1993).
22
b) Harina de Pescado Especial o Tipo “Prime”.- Se puede afirmar que son
aquellas elaboradas a partir de una materia prima muy fresca y procesada en plantas a bajas temperaturas (menores de 90 °C en todas las etapas), con corto tiempo de permanencia en cada operación unitaria, control de la producción por un sistema de calidad superior y permanente hasta su despacho al consumidor. Hay varias harinas especiales cuyas características dependen del acuerdo entre el productor y el consumidor; por ello se encuentran nombres como harinas “prime”, “super prime”, super especiales, “especiales”, “aquaprime”, LT - 94 (en
inglés Low Temperature y 94 % de Digestibilidad). (Pastor, 1995). El primer requisito, y quizás el más importante de una harina de pescado especial, es la uniformidad física y nutritiva. El tamaño de las partículas y la fluidez deberán ser constantes de una partida a otra, como también, el contenido de nutrientes deberá ser uniforme (Pike, 1990). En nuestro país la producción de ha rina de pescado tipo “Prime” se intensifica hacia el año 1988 por la exigencia en el mercado mundial de harinas de pescado de mayor calidad.
Tabla 05. Requisitos de composición de harina prime. CONSTITUYENTE
PROMEDIO (%)
Calidad de materia prima
TVN 50 mg (máx.)
Proteínas
68% (min.)
Grasas
12% (máx.)
Humedad
10% (máx.)
Digestibilidad
92%, (min.)
Fuente: Ministerio de la Producción, 2004.
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c) Harina de Pescado para Consumo Humano .- En la actualidad el Grupo De
Supervisión de Proteínas, conformado por especialistas de la FAO y el UNICEF, define dos tipos de harina de pescado para consumo humano: - Grado A: Producto virtualmente libre de olor y sabor, con bajo contenido de grasa (máx. 0.5%) y un contenido mínimo de proteína de 80%. - Grado B: Producto con mayor contenido de grasa y sin limitaciones específicas de olor y sabor, pero elaborado a partir de pescado fresco y en condiciones técnicas y sanitarias que garanticen su calidad. En la Tabla 06, se muestra una comparación simplificada entre harinas que podrían ser catalogadas como corrientes y harinas que pueden ser catalogadas como especiales.
Tabla 06: comparación de harinas de pescado especiales y estándares HARINAS FACTORES
ESPECIALES (1)
HARINAS ESTÁNDAR (2)
Humedad, %
10 máx.
11 máx.
Proteína, %
68 min.
64 min.
Grasa, %
8 máx.
11 máx.
Cenizas, %
16 máx.
15 máx.
3 máx.
3.5 máx.
sal, % Digestibilidad, %
94
No Disponible
Nitrógeno Total Volátil (NTV)
200 ppm máx.
Antioxidantes (al embarque)
100 ppm mín.
No Disponible 100 ppm mín.
Estándares Biológicos: (2) Salmonella/Shigella:
Ausencia en 25 g. de muestra
Mohos y Levaduras:
Ausencia en 25 g. de muestra
Fuente: (1) Pastor, 1995. (2) Rojas, 1995.
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2.2.2. Situación de la Producción Mundial y Nacional.La producción de harina de pescado a nivel mundial se ha diversificado en una multiplicidad de productos, con una clara tendencia a obtener harinas de una mayor calidad, que logren una más alta cotización de precios. En este sentido la FAO (1996), clasifica a los principales productores en tres categorías de acuerdo al tipo de las harinas: países productores de harina de pescado graso, países productores de harinas solubles y alimentos similares y países productores de harina para consumo humano. El Perú se ha mantenido como el primer país productor de este tipo de harina durante muchos años; superando ampliamente a otros productores. (FAO, 1996). Sin embargo, las perspectivas peruanas en lo que se refiere a la exportación se orientan a lograr un producto de calidad superior y precio más elevado (FAO, 1997).
2.2.3 Usos de la Harina de Pescado.Hasta hace muy poco tiempo el uso principal de la harina de pescado era en la producción de alimentos para animales. Sin embargo, en los últimos años se ha dado importancia a su empleo en la alimentación humana.
2.2.3.1. Uso en Alimentación Animal.Desde hace más de 50 años la harina de pescado se emplea como alimento proteínico para la alimentación de cerdos, aves de corral y ganado vacuno (FAO, 1975; Zaldívar, 1996). Igualmente, la harina de pescado tipo “prime” se está
empleando en la acuicultura en general. También, se usa en la alimentación de cerditos precozmente destetados y marranas en gestación, así como para animales de peletería (Rojas, 1995). Es importante mencionar, los estudios realizados por la Universidad Nacional Agraria La Molina; la cual ha promovido ampliamente la investigación sobre
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análisis de la calidad biológica de la harina de pescado en diversas especies animales como aves de corral, cerdos y vacas. Durante estas pruebas de alimentación se evalúa principalmente a la harina en función a su digestibilidad, el crecimiento del animal y la eficacia del pienso (Pesca, 1962). Estos resultados mostraron la factibilidad de sustituir parcial o totalmente, en las raciones para pollos de carne, la harina de soya por este insumo nacional (Rojas, 1996).
2.2.3.2. Uso en Alimentación Humana.Los organismos internacionales como FAO, OMS y UNICEF han reconocido la importancia del desarrollo de una harina de pescado de buena calidad que permita su uso como un complemento proteínico (FAO, 1961). La harina de pescado para consumo humano es de buena calidad organoléptica y alimenticia y de precio moderado. La utilidad de este producto aumenta por el hecho de que nutre adecuadamente en combinación con los cereales - maíz, trigo, arroz, etc.- en proporciones hasta del 5% (Levin, 1964 citado por Del Valle, 1970). A nivel mundial, los primeros reportes sobre el uso de harina de pescado en la alimentación humana datan del año 1937 en África del Sur, en donde se inició una campaña masiva para complementar la dieta de los habitantes de esa región con harina de pescado. En Alemania, casi simultáneamente, se produjo la llamada “Proteína Viking” en base a la harina de pescado. Esta podía utilizarse
en pasteles, tortas, dulces, etc. Poco después se vendió en forma de tabletas. Durante la Segunda Guerra Mundial, se enriqueció el pan con harina de pescado. En el Lejano Oriente, desde tiempos remotos, se muele el pescado seco, se macera y se obtienen condimentos que, según los pescadores de esa región, son muy nutritivos y no perjudican la salud. En Noruega, se elabora una harina de arenque de óptima calidad con la ventaja de que el sabor es neutro. En los Estados Unidos de Norteamérica las empresas VioBin y Smith han
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logrado producir harinas de pescado inodoras, insaboras y con un contenido proteico de 80%.En Chile, en la planta experimental de Quintero, la harina de pescado ha sido empleada con éxito en la elaboración de pan y otros alimentos compuestos (Pesca, 1964). Asimismo, en Chile se alcanzaron niveles del 10% de harina de pescado en panes destinados a la alimentación escolar. (Van Veen y Van Veen, 1973). A principios de 1960, en el Perú se realizó una importante investigación en la alimentación de niños desnutridos menores de dos años de edad con concentrados de proteína de pescado con favorables logros. (Pesca, 1964). Estos estudios fueron realizados por un convenio entre el CINI (Centro de Investigación de Nutrición Infantil), la clínica Anglo-Americana y la Universidad Nacional Agraria La Molina. Se estudiaron cuatro comunidades rurales, las cuales recibieron fideos enriquecidos con un 10% de harina Vio Bin (Harina de anchoveta con vísceras y cabeza, deodorizada y desgrasada con etanol como solvente). Asimismo, se realizaron estudios con niños malnutridos del CINI a los que se les dio papillas enriquecidas con harina VioBin. En el primer estudio, aparte de mejorar el desarrollo físico, se observó una disminución de la mortalidad en el grupo preescolar. En el segundo, el enriquecimiento con harina de pescado fue satisfactorio en la mayoría de los casos de marasmo, no así en el marasmokwashiorkor (Ramírez, 1974. Graham et al., 1962.Graham et al., 1963.Graham et al. 1965. Graham et al., 1966. Baertl et al. , 1966. Baertl et al. , 1970). Además, en el año 1983 mediante un convenio entre la Universidad Nacional Agraria La Molina y el Instituto de Desarrollo Agro Industrial; se demostró la factibilidad de obtener hojuelas, chizitos y harina precocida, a base de una mezcla de pulpa de merluza y harina de maíz, que demostraron ser productos de buena calidad y aceptabilidad (UNALMINDDA, 1983).
27
El Perú tuvo, en 1994, una producción de 370 mil toneladas de harina de pescado especial “prime”. Este tipo de harina especial corresponde al concentrado de pescado tipo “B” que se elaboró en Noruega en la década de los
70 con pescado de óptima calidad, procesado entero por el método convencional pero a bajas temperaturas. Dicho concentrado fue donado a países con problemas de hambruna por intermedio del Programa Mundial de Alimentos. Por lo tanto, la harina de pescado especial es un insumo adecuado para fortificar los alimentos de consumo masivo tales como los elaborados con harina de trigo. Esta fortificación no sólo provee proteína adicional, sino también un mejor balance de aminoácidos, elevando la disponibilidad de la proteína presente en el alimento fortificado, lo mismo que la tasa de eficiencia proteica (P.E.R.), a niveles comparables a los encontrados en la leche. (Rojas, 1996 b). La harina de pescado especial en alimentos como enriquecidos lácteos, papillas instantáneas, puede reemplazar a la leche en polvo en forma económica. Algunos de los alimentos fortificados con la proteína de mar pueden ser: Pan de trigo, camotepan, papapan, fideos y pastas en general, galletas dulces y galletas saladas, enriquecidos lácteos, papillas instantáneas, harinas compuestas para sopas, etc. (Rojas, 1996 b).
2.2.4. Valor Nutritivo de la Harina de Pescado.La harina de pescado es una fuente concentrada de proteínas de máxima utilidad. Su calidad proteica es excelente debido a su composición en aminoácidos esenciales, particularmente lisina y metionina. En un estudio realizado por Luiz et al., 1968, en el cual se suplementó la harina de arroz con distintos concentrados proteicos (harina de pescado, harina de algodón, leche descremada, harina de soya, levadura de torula yun control de caseína), con el objeto de corregir- en este cereal- su deficiencia de ciertos aminoácidos esenciales. La harina de pescado ocupó el segundo lugar después de la caseína.
28
Es probable que el efecto superior de estos dos suplementos se haya debido a la cantidad lisina y treonina que ambos contienen, y a una mayor concentración de proteína.
Tabla 07: Composición de aminoácidos de la harina de pescado Harina de Anchoveta* COMPONENTE
%
Materia Seca
92.00
Proteína Cruda
65.50
Arginina
3.77
Glicina
3.69
Histidina
1.61
Isoleucina
3.10
Leucina
4.99
Lisina
5.04
Metionina
1.99
Cistina
0.60
Fenilalanina
2.78
Tirosina
2.24
Serina
2.41
Treonina
2.76
Triptófano
0.75
Valina
3.50
* Extracción Mecánica
Fuente: United States - Canadian Tables of Feed Composition. 1982.
29
Con respecto al contenido de lisina y metionina, Sambucetti y Sanahuja, 1970 demostraron que los mecanismos involucrados en las reacciones que afectan la disponibilidad de estos dos aminoácidos son diferentes; al parecer, para la metionina serían sólo dependientes de la temperatura y, en cambio, para la lisina se hallarían relacionados no sólo a este factor, sino también a otros que podrían ser la humedad, presencia de grupos carbonilos, etc. El contenido de energía metabolizable de la harina de pescado es notablemente alto y se debe al contenido de proteínas y de grasa y al bajo contenido de sustancias no digestibles como la fibra. La harina estabilizada con antioxidante tiene aproximadamente 18% más de energía metabolizable que la harina sin antioxidante, dicho efecto se debe aparentemente a una mejora de alrededor de 10% en la digestibilidad. La harina de pescado es superior en su aporte energético en relación a las tortas oleaginosas, el cual es tan alto como el maíz. La harina de pescado, por contener los esqueletos, es fuente importante de calcio y fósforo; la disponibilidad del fósforo es de 100%, mientras que en las oleaginosas es mucho más bajo. Asimismo, aporta sodio, cloro, manganeso, zinc, hierro, cobre, yodo, flúor y selenio; también contribuye con vitaminas tales como la vitamina A, vitamina E, B12, riboflavina, ácido nicotínico, ácido pantoténico y colina (FAO, 1975.Rojas, 1979). Los aceites de la harina de pescado contienen sobre todo ácidos grasos poliinsaturados que se conocen como omega 3: ácido eicosapentaenoico (EPA) y ácido Docosahexaenoico (DHA); dichos ácidos son esenciales para el desarrollo normal del cerebro, sistema nervioso, ocular y vascular tanto en bebés como en niños. Otros beneficios de los ácidos omega 3 son la prevención de enfermedades cardiovasculares, hipertensión arterial, etc. (Grand y Sutphen, 1987. Neuringer, 1988. Hjaltason, 1989. Lutz, 1990. Crawford, 1992. FAO, 1994. Pastor, 1994. Araya,1994. Carlson, 1995.)
30
El siguiente cuadro nos muestra la composición de ácidos grasos de algunos aceites de pescado y aceite de hígado de pescado disponibles comercialmente, es interesante observar que la anchoveta peruana contiene altas cantidades de EPA y DHA.
Tabla 08: Composición de ácidos grasos de algunos aceites de pescado disponibles comercialmente Ácidos
Anchoveta
Grasos
Peruana (1)
Pilchard (1)
Menhaden(1)
(S. Africa)
(U.S.A.)
Islandia Herring(2)
Capelina(2)
14:0
7.5
7.8
10.5
8.3
7.0
16:0
17.5
15.3
21.5
14.1
12.8
16:1
9.0
8.5
14.2
8.0
10.5
18:0
4.0
3.7
3.4
1.7
1.1
18.1
11.6
9.3
10.3
15.8
15.3
20:1
1.6
2.5
1.2
9.5
16.4
17.0
19.3
15.1
9.2
7.3
22:1
1.2
3.1
0.1
16.0
18.4
22:6 n-3
8.8
6.5
6.5
7.3
4.1
20:5 n-3
1 Datos publicados por Dr. Ackman, Investigaciones Pesqueras y Laboratorio Tecnológico, Universidad Técnica de Nueva Escocia, Canadá. 2 Datos no publicados por Dr. Haraldsson, Universidad de Islandia
Fuente: Haraldsson, B en Bibl Nutr Dieta . Basel, Karger, 1989, N° 43, pp 96 -106
2.2.5. Control de Calidad.En los últimos años se ha dado especial importancia al control de la calidad de la harina de pescado, desde el punto de vista nutricional y energético. Los análisis pueden hacerse en animales vivos (pruebas in vivo) o en ensayos de laboratorio (pruebas in vitro). Debido al elevado costo de las pruebas in vivo, generalmente se
31
emplean las pruebas in vitro, entre las que se cuentan la digestibilidad Torry modificada, así como también de otros métodos químicos que presentan las ventajas de ser ejecutados localmente a precios relativamente bajos. Sin embargo, hasta el momento estas determinaciones químicas
“in vitro”
demostrado tener una buena correlación con las determinaciones
no han
“in vivo”,
razón
por la cual no pueden considerarse confiables. La frescura de la materia prima se mide fundamentalmente con el NTV, que es la cantidad de Nitrógeno Total Volátil, medida en miligramos/gramos. La presencia de valores inferiores a 35 indica además la existencia de valores bajos en acidez y peróxidos de la parte grasa, así también como formaciones bajas de amoníaco, ácido sulfihídrico, metano y con bastante posibilidad de aminas biogénicas y trimetilaminas (Zaldívar, 1996). El éxito obtenido en los países escandinavos en la comercialización de las harinas de pescado especiales se puede atribuir a que han establecido un control sobre, la frescura de la materia prima, la temperatura de exposición del proceso, y también han establecido procedimientos de control de calidad biológicos y químicos que distinguen los productos especiales de los corrientes. Según reportes de FAO (1961), en relación a la posible toxicidad de la harina de pescado, se manifiesta lo siguiente: “Las harinas - tipo pienso - de buena calidad
comercial se han utilizado ampliamente para alimentar a los animales sin efectos tóxicos. Por tanto, es poco probable, en general, que la harina comestible sea tóxica para los seres humanos, particularmente cuando se consume en cantidades relativamente pequeñas”. (FAO, 1961).
Esta es la razón por la que para la elaboración de harina comestible de pescado sólo debe emplearse pescado de un grado de frescura aceptable para el consumo en fresco o para su utilización en las fábricas de conserva. Sin embargo, como la histamina se descompone en el tracto intestinal, sólo es tóxica cuando se consume por vía bucal en grandes cantidades
32
2.3
KIWICHA
2.3.1. Aspectos Generales El amaranto es una planta autóctona de América, domesticada, cultivada y utilizada desde hace más de 4000 años. Esta especie tuvo relevancia en la época pre-hispánica y actualmente está retomando auge, por su excelente calidad nutritiva y amplia adaptación, incluso en ambientes desfavorables. Ayala, (2005). Actualmente, el cultivo se encuentra reducido a pequeñas áreas, ello debido históricamente a la resistencia cultural de los nativos hacia las prohibiciones de su cultivo y al desconocimiento del mercado de este valioso grano alimenticio de uso directo en la alimentación humana y animal. Carrasco, (1992). Con la actual tecnología disponible, generada por las instituciones de investigación así como con las variedades modernas, mecanización de la cosecha, mejoramiento genético y desarrollo de la agroindustria se puede incrementar su productividad, ampliar la extensión cultivada e introducirlo. En síntesis, el amaranto presenta una gran importancia en la agricultura y alimentación del mundo debido, entre otras razones, a:
Alto contenido de proteínas y balance adecuado de aminoácidos esenciales que poseen sus semillas y hojas, principalmente lisina, metionina y triptófano.
Fácil adaptación a las condiciones climáticas, edáficas y sistemas de cultivo tanto de los pequeños agricultores como de la agricultura extensiva.
Usos múltiples en la alimentación humana obteniéndose del grano harinas, con las que se preparan galletas, dulces, tamales, tortillas, bebidas refrescantes etc. y las hojas se consumen al estado tierno en reemplazo de hortalizas de hoja con mayores ventajas nutritivas y económicas.
Presencia de pigmentos de color rojo del tipo setocianinas en sus inflorescencias y hojas llamados amarantina, ampliamente usado en la alimentación humana como colorante vegetal.
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Excelente producción de materia verde y uso como planta forrajera en la alimentación del ganado.
Ser una planta C4, más eficiente en el uso del agua, no presentar foto-respiración, tener mayor eficiencia en la fijación de CO 2 y producir una misma cantidad de biomasa con menor cantidad de agua.
Rápido crecimiento y mayor capacidad de fotoasimilación que las plantas C 3 en condiciones de escasa precipitación.
Los residuos de cosecha pueden ser utilizados para alimentar animales, dado el alto contenido de proteína y adecuada digestibilidad.
Tener usos medicinales ya que los granos molidos preparados como "mazamorra" se utilizan en el control de la diarrea provocado por amebas en zonas tropicales.
Tener eficiente asimilación del nitrógeno, lo que ha sido demostrado por la abundancia de proteína en sus hojas y semillas y por presentar altas concentraciones de nitratos en el líquido vacuolar de sus células.
Presentar un arquetipo de planta con muchas hojas anchas y hábito de crecimiento erecto, lo que proporciona una cubierta sombreada ideal para controlar las malezas.
Dado que la mayoría de los granos comestibles son gramíneas y siendo el amaranto una dicotiledónea de amplia adaptación, ello otorga nuevas posibilidades para la rotación de cultivos. Pantanelli, (2006). Este cultivo es conocido con diferentes nombres en el país: Amaranto; Kiwicha en el Cuzco; Achita en Ayacucho; Coyo en Cajamarca; Qamaya en Arequipa y Achis en Ancash. Rivera Romero.
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2.3.2. Descripción Taxonómica Según Hurtado, (2005) la kiwicha se clasifica de la siguiente manera: Reino
: Vegetal
División
: Fanerogama
Tipo
: Embryophyta siphonogama
Subtipo
: Angiosperma
Clase
: Dicotiledoneae
Subclase
: Archyclamideae
Orden
: Centrospermales
Familia
: Amaranthaceae
Género
: Amaranthus
Sección
: Amaranthus
Especies
: caudatus,cruentus e hypochondriacus
Nombre científico
: Amaranthus caudatus Linnaeus
2.3.3. Composición Química La kiwicha es una semilla muy comestible y nutritiva por el alto contenido de aminoácidos esenciales. Los análisis proximales indican que el contenido de proteínas, grasa, fibra y cenizas son generalmente más altos que de otros granos de cereales comunes. El contenido proteico es elevado (14-18%), el balance de aminoácidos es óptimo, cercano al requerido en la dieta humana, con una buena proporción de los azufrados; lisina, metionina y cistina. Mazza, (1998). Los granos poseen aproximadamente un 16% de proteína, un poco más alto que el de los cereales tradicionales, por ejemplo: el maíz 9,33%; el arroz 8,77% y el trigo 14,84%. Es de alto valor calórico, carbohidratos, fibras y sales minerales, también estos pequeños granos son ricos en lisina 16,6%, aminoácido esencial que se encuentra en la leche en proporción de 16,5% que junto a otros aminoácidos estos granos son comparables en valor nutricional a la leche
35
(Amaranto 75,5% - Leche 72,2%) según la FAO (Amaranth Round-up, Rodale Press. Penn. EE.UU.). El aminoácido limitante de la kiwicha es la leucina, sin embargo combinada con otros cereales se pude conseguir una composición adecuadamente balanceada de aminoácidos. En la tabla 9 se presenta el contenido nutricional de los granos de kiwicha.
Tabla 09: composición química de la kiwicha Kiwicha
Quinua
(%)
(%)
Componente
Humedad
12,6
Proteínas
14,0-18,0
11,0-15,0
Grasa bruta
6,5-12,5
3,2-10,7
Cenizas
3,2-3,9
2,1-10,7
Fibra bruta
3,9-17,8
1,1-10,7
Carbohidratos
56,0-78,0
53,0-85,7
Fuente: Paredes-López, (1994)
36
Se sabe que la industrialización de la kiwicha es posible sin mayores problemas, debido a la ausencia de tóxicos ó antimetabolitos
El valor nutritivo de la kiwicha, la quinua y la cañihua es superior al trigo como puede apreciarse en la siguiente tabla:
Tabla 10: Composición de los granos andinos en comparación con el trigo
Quinua(a)
Cañihua (a)
Kiwicha
Trigo
Proteína
11.7
14.0
12.9
8.6
Grasa
6.3
4.3
7.2
1.5
Carbohidrato
68.0
64.0
65.1
73.7
Fibra
5.2
9.8
6.7
3.0
Ceniza
2.8
5.4
2.5
1.7
Humedad (%)
11.2
12.2
12.3
14.5
(a) Valores promedios de las variedades de la tabla de composición de los alimentos peruanos.
Fuente: Collazos Ct. al, 1975. En Cultivos Andinos Sub explotados y su Aporte a la Alimentación, FAO. 1990.
37
2.3. CAMOTE 2.4.1. Aspectos Generales El Camote es un tubérculo nativo de los trópicos de América Latina, Centro y sur de México, Centro América y Selva Peruana. Es un bejuco perenne, aunque cultivado como anual. Existen aproximadamente 500 especies. Es una fuente de carbohidratos para la alimentación humana y animal. Las raíces se consumen cocinadas y procesadas de diferentes formas, puede enlatarse o envasarse en conserva y procesarse para la fabricación de harina y almidón. La parte más importante de la planta es la raíz, por transformarse en tubérculo las raíces rastreras que acumulan reservas nutritivas, y se producen en los puntos donde dejan de ser rastreras, para profundizarse en el suelo. Haciendo aporques no demasiado grandes, grandes, favoreciendo a la formación de dichos tubérculos. Ministerio de agricultura. El camote es una planta herbácea de tipo rastrero y perenne. Pertenece al género Ipomea y a la especie Ipomea Batatas. Se cultiva en un gran rango de suelos, incluso en suelos con un valor agrícola marginal, es decir suelos pobres de poca materia orgánica, con bajos niveles de fertilidad y suministro irregular de agua; soporta excesos de lluvia y sequías; por lo que tiene un bajo costo de producción comparado con otros cultivos. Además de su rusticidad productiva tiene un corto periodo vegetativo, alto rendimiento potencial y es una excelente fuente de nutrientes. Las condiciones idóneas para su cultivo son una temperatura media durante el período de crecimiento superior a los 21º C, un ambiente húmedo (80-85% HR) y buena luminosidad. La temperatura mínima de crecimiento es 12º C. Soporta bien el calor. Tolera los fuertes vientos debido a su porte rastrero y a la flexibilidad de sus tallos. Ministerio de Agricultura.
38
A las ventajas mencionadas debemos debemos agregar que hace pocos meses se descubrió que el consumo de camote de carne "anaranjada" contribuye a la prevención del cáncer de estomago, de enfermedades al hígado, y que sus propiedades antioxidantes retardan el envejecimiento. La Revista Agraria Nº 60
2.4.2. Variedades Existen variedades tradicionales y algunas mejoradas, variando el color de la pulpa entre diversos tonos de anaranjado, amarillo, blanco (mejorado) y morado. En la actualidad al describir un cultivar, se toma en cuenta como fundamental el carácter de pulpa, húmeda o seca. Se debe aclarar que estos términos no se refieren al contenido en agua sino al ablandamiento o no de los camotes cuando se cocinan, como consecuencia del desdoblamiento de los almidones en maltosa. Folquer. Teniendo en cuenta dicho dicho carácter y los del color del camote, que predomina predomina en la valoración comercial, se propone la siguiente agrupación de las variedades con mayor difusión mundial.
A) Tipo seco: agrupa a los camotes que mantienen su estructura después de hervidas u horneadas (no producen maltosa). -
Pulpa blanca o cremosa v.g.: Brasilera Blanca y Criolla Blanca o Manteca (Argentina); Pelican Processor y White Star (E.U.A.); Vasourinha y Paulista (Brasil); Maní Blanco y Martínica Blanco (Cuba); Tamayutaka y Konasengan (Japon); Chunmi y Shin-Mi (Corea del Sur); Cuñataí Porá (Paraguay); Wenholz II (Australia).
-
Pulpa amarilla amarilla v.g.: Criolla Criolla Amarilla Amarilla o Colorada Colorada y Tucumana Tucumana Morada Morada (Argentina); (Argentina); Yema de Huevo y Candela (Cuba); Amarela (Brasil); Red Bermuda y Yellow Jersey (E.U.A.).
-
Pulpa Morada, v.g.: Batata Remolacha (Uruguay).
39
B) Tipo húmedo: se ablandan mucho al cocinarlas debido a la formación de maltosa. -
Pulpa anaranjada o asalmonada (con alto contenido en carotenoides = provitamina A), v.g.: Porto Rico, Centenal, Jewel, Georgia Jet, Goldrush, Nemagold, Julián, Redmar (E.U.A.); Tucumana Lisa y Tucumana Mantecosa (Argentina); Tacarigua y Yaracuy (Venezuela); Catemaco y Cuítzeo (Mexico); Trujillano y Paramongino (Perú); Yetí Pitá (Paraguay).
2.4.3. Composición Química Existen grandes diferencias en la composición química de los camotes según la variedad, la maduración, condiciones de clima y suelo en que se produjeron, los períodos y condiciones de conservación en depósito. Se transcribe a continuación el cuadro correspondiente cuyas cifras están expresadas en porcentaje del peso fresco. En la tabla 11, se muestran los contenidos medios de aminoácidos del camote.
Tabla 11: composición química de distintas variedades de camote Variedad
Agua
Almidón
Equivalente azúcares reductores
Proteínas
Cenizas
Total de materia seca
Camote del Perú
59,1
29,2
7,8
2,8
1,1
40,9
Brasilera Blanca
62,5
25,7
7,0
2,7
0,7
37,5
Criolla Blanca
67,4
22,1
7,0
2,9
0,6
32,6
Criolla Amarilla
67,7
24,3
4,8
2,2
1,0
32,3
Unit I Porto Rico
71,4
18,7
6,2
2,0
1,7
28,6
Brasilera Colorada
77,7
13,4
6,3
2,0
0,6
22,3
Fuente: Guzmán (1981)
40
Tabla 12: Contenido en aminoácidos del camote (gr AA. / 16 gr de N)
AMINOÁCIDOS
CAMOTE
Arginina
-
Cistina
-
Histidina
-
Isoleucina
4.8
Leucina
7.1
Lisina
4.5
Metionina
2.2
Fenilalanina
5.1
Treonina
5.0
Triptófano
2.2
Tirosina
-
Valina
5.9
Alanina
-
Ác. Aspártico
-
Ác. Glutámico
-
Glicina
-
Prolina
-
Serina
-
* = Metionina + Cistina. ** = Fenilalanina + Tirosina
FUENTE: GUZMÁN (1981)
41
2.4.4. Usos del camote El potencial de uso de la raíz de camote solo en la industria alimentaría es amplio y abarca productos tales como jugos y purés para la alimentación de niños; además se obtienen jarabes, hojuelas y harinas. Además según Folquer, tenemos las siguientes formas de utilización del camote: A ) C ons umo dir ecto
Es la forma tradicional de utilización de las raíces tuberculosas, que se preparan hervidas, asadas o fritas, sin condimentación alguna. B ) En dulces
Con el agregado de azúcar y otros ingredientes. Los más conocidos son: “dulce en almíbar”, “crema de batata”, “batatas glacé”, “batatas abrillantadas”, “bocaditos dulces”, “empanadillas”, “bizcochos”.
C ) D eshi dratadas
En forma de harina (en el Perú se mezcla con la harina de trigo para preparar el llamado pan – camote); en pequeños trozos integrando las mezclas de hortalizas deshidratadas, base de la denominada “sopa juliana”; “en escamas”
o flanes con los cuales se pre para el “puré instantáneo” y los baby food. D) C ong eladas
Mediante técnicas de congelamiento rápido que producen los camotes frozen en rebanadas. E ) C ons ervadas al natural
Los camotes partidas se enlatan, agregando una solución azucarada liviana. F) Indus trias derivadas
Almidón de camotes de alta calidad para el apresto de tejidos, dado el pequeño tamaño de los granos (semejantes al de arroz). Alcohol etílico. El camote constituye en el Japón, la materia prima más importante para la fabricación de alcohol industrial.
42
Miel o Syrup. Que se obtiene por sacarificación de los almidones, en forma semejante al syrup de maíz. Extracción de B-caroteno a partir de las variedades seleccionadas por su pulpa naranja-oscura.
2.4
GALLETAS:
2.5.1 Definición. Las galletas son productos de consistencia más o menos dura y crocante, de forma variable, obtenidas por el cocimiento de masa preparada con harina, con o sin leudantes, leches, féculas, sal, huevos, agua potable, azúcar, mantequilla, grasas comestibles, saborizantes, colorantes, conservadores y otros ingredientes permitidos debidamente autorizados (INDECOPI,1992). Estos productos son muy bien aceptados por la población, tanto infantil como adulta, siendo, consumidos preferente entre las comidas, pero muchas veces también reemplazando la comida habitual de media tarde. Sus ingredientes son principalmente harina, azúcar y materias grasas, además de leche y huevos en algunos casos. Esta composición química declarada hace suponer que estos productos constituiría una buena fuente calórica para el hombre y en especial para el niño. (Zuccarelli et al., 1984).
Según INDECOPI (1992), las galletas se clasifican: Por s u S abor:
- Saladas, Dulces y de Sabores Especiales. Por s u Pr esentación:
- Simples: Cuando el producto se presenta sin ningún agregado posterior luego del cocido.
43
- Rellenas: Cuando entre dos galletas se coloca un relleno apropiado. - Revestidas: Cuando exteriormente presentan un revestimiento o baño apropiado. Por s u F orma de Comerci alización:
- Galletas Envasadas: Son las que se comercializan en paquetes sellados de pequeña cantidad. - Galletas a Granel: Son las que se comercializan generalmente en cajas de cartón, hojalata o tecnopor.
INDECOPI (1992) además, especifica los siguientes requisitos a considerarse en la fabricación de galletas: a. Deberán fabricarse a partir de materias sanas y limpias, exentas de impurezas de toda especie y en perfecto estado de conservación. b. Será permitido el uso de colorantes naturales y artificiales, conforme a la norma técnica 22:01-003 Aditivos Alimentarios. c. Requisitos Fisicoquímicos: Deberá presentar los siguientes valores, los que se indican como cantidades máximas permisibles. Humedad 12% Cenizas totales 3% Índice de Peróxido 5 mg/Kg Acidez (expresado en ácido láctico) 0.10%
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2.5.2. Proceso de Galletería.Existen 3 métodos básicos empleados en la elaboración de galletas: cremado, “mezcla en uno” y amasado (Smith, 1972 citado por Meneses, 1994)
2.5.2.1. El Cremado (Creaming Up): Los ingredientes son mezclados con la grasa a fin de obtener una crema, prosiguiéndose con la adición de harina, pudiendo realizarse esta en dos o tres etapas. El de dos etapas consiste en mezclar todos los ingredientes incluyendo el agua (a menudo como agente emulsificante) con excepción de la harina y el agente químico durante 4 a 10 minutos de acuerdo al tipo y velocidad del mezclador; posteriormente se añade el
bicarbonato de sodio y harina
continuando con el mezclado hasta adquirir una consistencia deseada. En el caso de tres etapas, se mezcla la grasa, azúcar, jarabe, líquido (leche o agua), cocoa, etc. hasta obtener una crema suave, agregándose el emulsificador y mayor cantidad de agua. Posteriormente se añade la sal, saborizante, colorante, el resto de agua mezclándose seguidamente con el propósito de mantener la crema y finalmente la harina, los agentes químicos y los otros ingredientes (Smith, 1972 citado por Meneses ,1994).
2.5.2.2. El Mezclado “Todo en Uno”: Todos los ingredientes son mezclados en una sola etapa incluyendo el agua; parte del agua se utiliza para disolver los agentes químicos, saborizantes, colorantes, prosiguiéndose con el mezclado hasta obtener una masa satisfactoria (Smith, 1972 citado por Meneses, 1994).
2.5.2.3 El Método del Amasado: Consta de dos etapas: primero, la grasa, azúcar, jarabes, harinas y ácidos son mezclados hasta obtener una crema corta. Luego se añade agua (y/o leche)
45
conteniendo los agentes alcalinos, sal, etc. mezclándose hasta alcanzar una masa homogénea. En la primera etapa, la harina es cubierta con la crema para actuar como una barrera contra el agua, formando el gluten con la proteína (Smith, 1972 citado por Meneses ,1994).
2.6. CALIDAD NUTRITIVA DEL ALIMENTO Actualmente se sabe que existen grandes impedimentos en la producción mundial de alimentos, estos obstáculos no son técnicos ni aun "naturales", es decir relacionados con la geografía o el clima, sino que las limitaciones se deben, mas bien, a factores económicos, sociales y culturales. Por tanto una producción de alimentos debe basarse en las necesidades nutricionales del país, junto con algún tipo de programas de planeación familiar localmente aceptable. Las ingestas de proteína y de otros nutrientes es normal cuando se cubran todos los requerimientos calóricos (Ferroni, 1982). Las proteínas presentes en los alimentos tienen por función principal aportar nitrógeno y los aminoácidos necesarios para la síntesis de las proteínas corporales y las demás sustancias nitrogenadas. Dependiendo de factores como: Contenido de Proteína, Calidad de las Proteínas, disponibilidad de aminoácidos, la presencia de factores antinutricionales, los tratamientos térmicos a altas temperaturas y a las diferencias biológicas existentes entre individuos (Cheftel, 1989) Los alimentos al ser procesados se logra a veces retardar su deterioro, mejorar su paleatibilidad y textura, eliminar microorganismos indeseables, toxinas, factores antidigestivos, o enzimas pero que a veces también se logra en forma inevitable las pérdidas da nutrientes, alteración de compuestos haciendo de ellos biológicamente no disponibles. Las modificaciones nutricionales que las proteínas alimenticias pueden sufrir durante los tratamientos tecnológicos se pueden determinar utilizando métodos químicos, biológicos y matemáticos (Bender, 1978)
46
2.7. EVALUACIÓN SENSORIAL La evaluación sensorial es el análisis de alimentos u otros materiales por medio de los sentidos. Es una técnica de medición y análisis tan importante como los métodos químicos, físicos, microbiológicos, etc; que son parte esencial del control de calidad de los alimentos, y tiene la ventaja de que la persona que efectúa las mediciones, lleva consigo un instrumento de análisis, es decir sus cinco sentidos. Las propiedades sensoriales son los atributos de los alimentos que se detectan por medio de los sentidos; hay algunas propiedades que se perciben por medio de un solo sentido, mientras que otras son detectadas por dos o más sentidos. (Anzaldua –Morales, 1994).
La evaluación sensorial se ha definido como una disciplina científica usada para medir, analizar e interpretar las reacciones percibidas por los sentidos (vista, gusto, olfato, oído y tacto) hacia ciertas características de un alimento o material. (American Society for Testing and Materials, 1980 citado por Jiménez R., 2000). No existe ningún otro instrumento que pueda reproducir o reemplazar la respuesta humana; por lo tanto, la evaluación sensorial resulta un factor esencial en cualquier estudio sobre alimentos (Watts et al., 1992 citados por Jiménez R., 2000) La evaluación sensorial es una disciplina independiente, capaz de entregar resultados precisos, y reproducibles tanto sobre aspectos cualitativos como cuantitativos de los alimentos. Desempeña un rol importante en la estimación de parámetros de calidad organoléptica como son: apariencia, forma, sabor, tamaño, aroma, consistencia, textura, etc. (Sancho, 2002).
2.7.1. Clasificación Las pruebas sensoriales han sido descritas y clasificadas de diferentes formas; la clasificación estadística de las evaluaciones sensoriales las dividen en pruebas paramétricas y no paramétricas, de acuerdo al tipo de datos obtenidos con la prueba. Los especialistas en pruebas sensoriales y los científicos de alimentos clasifican las pruebas en afectivas (orientadas al consumidor) y analíticas (orientadas al producto), en base al objetivo de la prueba. Las pruebas empleadas para evaluar la preferencia, aceptabilidad o grado en que gustan los productos alimentarios se conocen como “pruebas orientadas al consumidor”. Las pruebas empleadas para determinar las diferencias en tre productos o para medir características sensoriales se conocen como “pruebas orientadas al producto”. (Watts et al., 1992 citado por Jiménez R., 2000)
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2.7.2. Método de la Escala Hedónica (“Hedonic Test”) Objetivos: Localizar el nivel de agrado o desagrado que provoca una muestra
específica. Se evalúa de acuerdo con una escala no estructurada (también llamada escala hedónica), sin mayores descriptores que los extremos de la escala, en la cual se puntualizan las características de agrado. Esta escala debe contar con un indicador del punto medio, a fin de facilitar al juez consumidor la localización de un punto de indiferencia de la muestra. Antiguamente se utilizaba una escala estructurada de 5, 9 o más puntos que describían desde un extremo de agrado hasta un extremo de desagrado. Mues tras : se presenta una o más muestras, según la naturaleza del estimulo, para
que cada una se ubique por separado en la escala hedónica. Es recomendable que estas muestras se presenten de una manera natural tal como se consumiría habitualmente, procurando evitarle la sensación de que se encuentra en una circunstancia de laboratorio o bajo análisis. J ueces : la población elegida para la evaluación debe corresponder a los
consumidores potenciales o habituales del producto en estudio. Estas personas no deben conocer la problemática del estudio, solamente entender el procedimiento de la prueba y responder a ella. Se recomienda un número de 8 a 25 jueces. A nális is
de datos: la escala no estructurada se convierte en numérica
transformando a centímetros la distancia entre los dos extremos del continuo, y midiendo el punto de respuesta indicado por el consumidor. Si se trata de analizar un solo producto, simplemente con obtener el valor medio y su desviación estándar podremos relacionarlo con el valor total de la escala. Así se ejemplifica la opinión que de este producto tiene dicha población de consumidores, la desviación estándar nos señalará la discrepancia de los consumidores respecto a dicha opinión. Para analizar (comprar) dos productos se recomienda utilizar la t de Student, y para tres o más productos es necesario aplicar el análisis de varianza (ANVA) y la prueba de Tukey. Ventajas: es una prueba sencilla de aplicar y no requiere entrenamiento o
experiencia de los jueces – consumidores. (Espinoza A., 2003)
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2.8 ANÁLISIS DE TEXTURA La textura es el parámetro de calidad de mayor importancia para el consumidor de productos horneados. Si la textura no es la esperada es inevitable el rechazo por parte de los consumidores (Castro, 1993). Textura se define como el conjunto de percepciones que permiten evaluar las características físicas de un alimento por medio de la piel y músculos sensitivos de la cavidad bucal, sin incluir las sensaciones de temperatura y dolor (Wittig, 1981). Por este motivo es recomendado hablar de los parámetros texturales en vez de textura, con respecto a los alimentos. Los parámetros texturales se pueden definir como el conjunto de características físicas, ligadas a los elementos estructurales del alimento, que son perceptibles por el sentido del tacto, que están relacionadas con la deformación, desintegración y flujo del alimento, cuando éste es sometido a un esfuerzo y que pueden ser medidos objetivamente, en términos de masa, tiempo y distancia (Bourne, 1982). La determinación de parámetros texturales en galletas es particularmente difícil debido a su composición heterogénea y a su estructura poco uniforme. Usualmente no fluyen frente a esfuerzos de presión, pero son frágiles y deformables (Gaines, 1994). Para determinar parámetros texturales de galletas en forma instrumental, se emplean técnicas desarrolladas especialmente para ello. Algunas de estas técnicas se conocen como “Prueba de penetración” y “Prueba de quiebre de tres puntos”.
Ambas pruebas son de carácter destructivo y se basan en la aplicación de fuerzas a las muestras para obtener parámetros texturales deducibles de gráficos fuerza v/s deformación que se obtienen con una máquina universal para prueba de materiales (Gaines, 1994). La prueba de penetración se basa en la medición de la fuerza máxima requerida para atravesar completamente una sección del producto con un pistón (Penetrómetro). A valores más altos de fuerzo obtenidos mayor es la resistencia del producto. La Prueba de quiebre de tres puntos corresponde a una prueba de f lexión y es conocida también como puente de ruptura y consiste en evaluar la fuerza máxima necesaria para producir un quiebre total de la estructura del producto (Gaines, 1994). La prueba de quiebre de tres puntos es utilizada para evaluar la
49
dureza y fracturabilidad de galletas y barras de chocolate, entre otros productos (De Hombre, 1996). Sensorialmente la textura se compone de propiedades mecánicas, geométricas y de
humedad
(Bourne,
1982),
Las
propiedades
mecánicas
se
miden
kinestésicamente como la reacción al esfuerzo, siendo la dureza del producto el parámetro textural de mayor importancia para el análisis sensorial de este estudio. Para medir el parámetro textural de dureza es necesario ejercer una fuerza hasta obtener una deformación determinada, esto se logra a través de una compresión molar del producto. Es importante señalar que la masticación molar entrega una sensación más real de la dureza del producto que la masticación con los dientes incisivos, debido a que con la primera se ejerce una combinación de esfuerzos de cizalla y compresión, con los que se perciben características de toda la estructura interna del producto y no sólo de la sección de corte sobre la que actúa el cizallamiento de los dientes incisivos (De Hombre, 1996). Por ser un método que detecta pequeñas diferencias en muestras similares y por permitir el entrenamiento y la selección de jueces es adecuado utilizar el test triangular (Wittig, 1981).
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III. MATERIALES Y MÉTODOS El presente trabajo de Investigación se desarrolló en los laboratorios de Investigación y Desarrollo de Productos Agroindustriales y Planta Piloto de la Universidad Nacional del Santa.
3.1. MATERIALES A. Materia Prima La preparación de la materia consistió en lo siguiente:
Harina de Pescado Steam Dried: adquirida de la empresa SGS, la harina de Pescado posteriormente se cierne para el uso respectivo.
Pulpa de Camote: camote amarillo variedad INA-100 INIA,adquirida en el mercado, proveniente del valle del santa. El camote se sancocha, pela y machaca para su posterior adición.
Harina de Kiwicha: adquiridas en el Mercado, proveniente del callejón de los alrededores de Huaraz. La harina se cierne para su posterior aplicación.
B. Otros Insumos
Manteca
Polvo de Hornear
Azúcar
Esencia de Vainilla
C. Equipos Utilizados
Balanza electrónica marca Adam Equipment, modelo QT 2000 cap. 2000 g.
Balanza August Santer, capacidad de 6 kg, con aproximación de 1 g.
Estufa: marca memmert serie 863565 Alemania, mufla eléctrica, marca con termostato regulable hasta.
Equipo Soxhlet: marca Buche.
Penetrometro
Horno giratorio Nova ® Max 1000, cap 1 coche con 18 bandejas
D. Reactivos:
Hexano
Agua destilada
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3.2 MÉTODOS DE ANÁLISIS Los componentes de las harinas se determinaron por diferentes métodos:
Se determinó la humedad por el método de la AOAC (1990) se basa en la pérdida de peso que sufre una muestra por calentamiento a 100o C, hasta pero constante.
Para la proteína Realizado en el laboratorio “COLECBI S.A.C.” - Nvo Chimbote.
Las cenizas de la muestra fueron determinados por el método de la AOAC (1980) incinerando la muestra a 600o C por 24 horas.
Se determinó grasa total por el método Soxhlet haciendo uso de hexano, extrae la grasa de la muestra y la deposita en una matriz previamente tarado, para luego por diferencia se obtenga la grasa.
Carbohidratos por diferencia Ms – Inn (Collazos ,1993)
Se hizo la prueba de penetración para el análisis de textura
Se determinó la mejor formulación con un panel sensorial donde se aplicó a los consumidores.
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3.3 METODOLOGÍA RECEPCIÓN
Harina de pescado
PESADO
Harina de kiwicha Harina de trigo
1º MEZCLA
Azúcar Polvo de hornear
2º MEZCLA
Pulpa de Camote
Manteca
3º MEZCLA
SOBADO
Manual
PESADO
600 gr. c/u
5 mm
LAMINADO
CORTADO
HORNEADO
160 º C x 10 minutos
ENFRIADO
1/2 Hora
EMBOLSADO
ALMACENAMIENTO
Figura 06: Diagrama de flujo tentativo para la obtención de una galleta enriquecida
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3.3.1 Descripción del proceso: a Recepción: Se recepcionaron las materias primas, las cuales fueron: harina de trigo, harina de kiwicha, harina de pescado y pulpa de camote, también se emplearon azúcar, manteca vegetal, azúcar y otros insumos más que se detallaran mas adelante.
b Pesado: Las materias primas fueron pesadas de acuerdo a la formulación obtenida por programa de STATGRAPHICS.
c 1º Mezcla: Se realizó la mezcla de los productos secos, tal como las harinas, el azúcar y el polvo de hornear, esta operación se realizó manualmente.
d 2º Mezcla: Luego de mezclar homogéneamente los insumos secos se agregan los insumos húmedos como la pulpa de camote.
e 3º Mezcla: Una vez que se forma la masa se agregan la manteca y la escencia de vainilla, las tres fases son mezcladas manualmente.
f
Sobado: Se toman porciones de masa y se soba hasta obtener una superficie lisa.
g Pesado: se pesan 600 gr. Aprox. De la masa para su laminado. h Laminado: se lamina manualmente con un rodillo hasta un espesor 5 mm aprox.
i
Cortado: Se corta en círculos de 5x5 cm de diámetro, con ayuda de los moldes y colocado en bandejas 30 unidades/bandeja.
j
Horneado: El carro con las bandejas se coloco en el horno rotatorio a una temperatura de 160 C por un tiempo de 10 minutos.
k Enfriado: Las galletas se enfriaron a temperatura ambiente por un espacio de 30-40 minutos antes de ser embolsados.
l
Embolsado: Las galletas se envasaron en plásticos de polipropileno.
m Almacenamiento: Luego se procede a almacenarlo en cajas de cartón corrugado a temperatura ambiente
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3.4 DISEÑO EXPERIMENTAL Con el objeto de diseñar una formulación de galletas con características óptimas se utilizó el software STATGRAPHICS, las variables respuestas fueron obtenidas después de los análisis respectivos a la que fueron sometidas cada variable con el siguiente diseño:
Clase de diseño:
Superficie de Respuesta
Nombre del Diseño:
Diseño de compuesto central: 2^2+estrell
Características del diseño:
Rotable
Diseño Base Número de factores experimentales:
3
Número de bloques:
1
Número de respuestas:
3
Número de corridas:
16, incluyendo 2 puntos centrales por bloque
Grados de libertad para el error :
6
Aleatorizar:
No
TABLA 13: Niveles de los Factores de la Galleta Optimizada Factores
Harina de Pescado Pulpa de Camote Harina de Kiwicha
Bajo
Alto
Unidades
Continuo
1.5
2.5
%
Sí
12.0
18.0
%
Sí
6.0
9.0
%
Sí
Con estas condiciones de factores de estudio ingresado en la base de datos de programa startgraphics nos da la matriz de experiencias que se muestran en la tabla 19 en lo cual se ha creado diseños que estudiaran los efectos de 3 factores en 16 pruebas experimentales que se detalla mas adelante. El diseño será ejecutado en un solo bloque.
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TABLA 14: Respuestas y sus Unidades de la Galleta Optimizada
Respuestas
Unidades
Textura
Lb
(texturometro) Color
Puntaje
(E.Hed.1-9) Sabor
Puntaje
(E.Hed.1-9)
TABLA 15: Matriz De Estudio Decodificada Y Sus Variables Respuesta
TRATAMIENTOS
FACTORES DE ESTUDIO Harina de Harina de Harina de
RESPUESTAS Textura
Pescado
Camote
Kiwicha
1
2
15
7.5
2
1.5
12
6
3
2.5
12
6
4
1.5
18
6
5
2.5
18
6
6
1.5
12
9
7
2.5
12
9
8
1.5
18
9
9
2.5
18
9
10
1.12
15
7.5
11
2.84
15
7.5
12
2
10
7.5
13
2
20
7.5
14
2
15
5
15
2
15
10
16
2
15
7.5
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Color
Sabor
Las variables dependientes o variables respuesta de las formulaciones a estudiar van a ser: Textura, color y sabor.
TABLA 16: Variables Dependientes
Response
Name
Y1
Textura
Y2
Color
Y3
Sabor
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IV. RESULTADOS Y DISCUSIÓN 4.1 CARACTERIZACIÓN DE LA MATERIA PRIMA La preparación de la materia consistió en lo siguiente:
Harina de Pescado Steam Dried: adquirida de la empresa SGS, la harina de Pescado posteriormente se cierne para el uso respectivo.
Pulpa de Camote: camote amarillo variedad INA-100 INIA, adquirida en el mercado, proveniente del valle del santa. El camote se sancocha, pela y machaca para su posterior adición.
Harina de Kiwicha: adquiridas en el Mercado, proveniente del callejón de los alrededores de Huaraz. La harina se cierne para su posterior aplicación.
4.2 ANÁLISIS FÍSICO QUÍMICO DE LA MATERIA PRIMA En el cuadro 12 se muestra los resultados de los análisis fisicoquímicos realizados a la harina de trigo, harina de kiwicha, harina de Pescado y pulpa de camote.
TABLA 17: Análisis físico químico de la harina de trigo, harina de kiwicha, harina de pescado y pulpa de camote (por 100 g de porción comestible) COMPOSICIÓN
H. TRIGO
H. PESCADO
H. KIWICHA
CAMOTE
Humedad %
12.46
8.12
10.19
70.9
Proteína
13.80
68.75
15.80
1.1
Grasa
1.12
7.75
5.75
0.2
Carbohidratos
71.81
0.38
64.24
26.7
Ceniza
0.81
15.0
4.02
1.1
Fuente: Lab. Investigación y Desarrollo – U.N.S.
Como se observa se determinó los componentes de cada una de las materias primas (como humedad, grasa, proteína, carbohidratos, ceniza), siendo algunos valores ligeramente superiores y en otros inferiores a los reportados por collazos (1996) y las tablas de composición de alimentos (1996), esta diferencia probablemente se debe a factores como el tipo de suelo, estado de maduración y también debido al tipo de procesamiento de las harinas.
58
El principal componente es la proteína y se encontró bibliográficamente que para la harina de trigo es 12.1 a 11.3% según la fao; kiwicha es 12.9 % según collazos; camote es 1,0 a 2,5 % según scott y la harina de pescado que tiene >68.0% según la tabla de composición de alimentos, que es cercano a nuestros valores reportados. El valor nutritivo de la harina de pescado supera en creces a los demás componentes por su alto contenido de proteínas. El porcentaje de humedad en los 3 tipos de harina se encuentran dentro de las normas 205-45 dado por INDECOPI (ex ITINTEC 1975) para harinas sucedoneas, donde refiere que no deben tener valores mayores al 15% de humedad. Para nuestro estudio los valores de humedad de las harinas están entre 12,46% de la harina de trigo y 8.12% de la harina de Pescado, los cuales se encuentran menores que la norma técnica 205.45 de INDECOPI. El camote es el que tiene menos proteína en la mezcla, pero es un excelente productor de energía (114 kcalorías/100g); el contenido de almidón varía de 50 a 70% de la materia seca (aproximadamente el 30% del peso fresco). (Babu y Nambisan, 1990). Los carbohidratos tienen un alto valor en el trigo 71.81%, que a la vez es el que aporta menor cantidad de ceniza 0.81 %, comparado con la H. Pescado, camote y H kiwicha, que tienen H. Kiwicha: 4,02%, H. Pescado: 15.0 % y el camote: 1.1%.
4.3 FORMULACIÓN DE LA MEZCLA El proceso de la formulación es lograr un balance adecuado entre el buen nivel de proteína y la aceptabilidad de producto, para eso se recurrieron a las caracterizaciones organolépticas que se detallaran más adelante, normalmente los productos enriquecidos o fortificados con productos alternos que se usan para aumentar el contenido de proteína suelen ser un poco insípido ya que estos productos alternos modifican el sabor y la característica propia del producto, para esto se debe de optimizar el producto en una formulación que contraste adecuadamente el nivel alto de proteína como la aceptabilidad general del producto.
59
En el estudio se utilizó el Programa de STATGRAPHICS dentro del cual se encuentra el método de diseño de mezclas que comprende en grupo de técnicas estadísticas y matemáticas útiles para la construcción y exploración de un modelo o ecuación que pueda ser representado gráficamente como en este caso se uso la aplicación del la metodología del d-optimo. El primer objetivo es relacionar la respuesta con el número conocido de factores que lo afectan el segundo objetivo es optimizar dicha respuesta (Box y Draper, 1987).
4.3.1 Formulación Patrón Las galletas fueron elaboradas según la formulación patrón siguiente:
TABLA 18: Formulación de galletas a Nivel Piloto M.P. e insumos % en base % en base INGREDIENTES
Harinas
al total
cantidad de insumo (gr.)
TRIGO
80
48.54
300
14
8.50
52.5
QUIWICHA
5
3.03
18.75
PESCADO
1
0.61
3.75
1000
0.00
0
MANTECA
33.6
20
126.18
AZÚCAR
21.8
13.24
81.82
AGUA
0.0
0.00
0.00
MEJORADOR
2.1
1.29
8.00
SABORIZANTE
2.7
1.62
10.00
100.00
600
HARINAS CAMOTE
SUBTOTAL
INSUMOS
TOTAL
60
Estos ensayos se realizaron con el fin de evaluar la calidad de las galletas resultantes de forma tecnológica y sensorial y según los resultados hacer variaciones en la formulación inicial incrementando el nivel de harina de pescado para obtener las galletas enriquecidas con mayor aceptación por los consumidores.
4.4 ANÁLISIS PROXIMAL DE LA GALLETA OPTIMIZADA
TABLA 19: Análisis Proximal de la Galleta Optimizada Análisis Físico-Químico
Cantidad
Humedad (%)
2.92
Proteína (%)
10.38
Grasa (%)
21.92
Carbohidratos (%)
62.91
Ceniza (%)
1.87
Fuente: Laboratorio de Investigación de la Escuela de Ing. Agroindustrial de la Universidad Nacional del Santa y Colecbi.
La humedad es el único parámetro legislado específicamente que no puede superar el 12% en las galletas, según el instituto de investigación tecnológica-industrial ITINTEC. En nuestro caso nuestras galletas tienen una humedad de 2.92%, que está dentro de los parámetros especificados. A medida que pasa el tiempo de almacenamiento de las galletas, estas van aumentando su humedad y es debido a que aunque el material de envase (utilizado por el fabricante de galletas), asegura una barrera contra el vapor de agua, éste puede pasar hacia el interior del envase por los sellos del mismo, que al ser pegados por presión y calor, no permiten un cierre absolutamente hermético del envase. Por esto, cualquier pliegue del envase, es una vía por la cual el vapor de agua puede llegar hasta el producto (Alcalde, 1997).
Los Galletas tienen de 17-20 gramos por 100 gramos. Las Galletas ligeras es decir sin sal y sin azúcar reducen la cantidad de grasa a valores que van de 10 -12gramos
61
por 100 gramos. Nuestras galletas optimizadas tienes un porcentaje de grasa de 21.92%, el cual está dentro del rango para galletas, según la revista Consumer Eroski. Marzo 2011. La proteína obtenida de las galletas fue de 10.38%, si comparamos este valor con el de las galletas sin harinas fortificadas vemos que tiene valores superiores, debido principalmente al fortalecimiento a la proteína que le da la harina de pescado y la harina de kiwicha. El contenido de carbohidratos de las galletas tradicionales y galletas saladas, son valores superiores a las galletas optimizadas que tiene un contenido de carbohidratos de 62.91%, principalmente por el menor contenido de almidón de nuestras galletas.
4.5
OPTIMIZACIÓN DE LA FORMULACIÓN DE LAS GALLETAS ENRIQUECIDAS. Con el objeto de diseñar una formulación de galletas con características óptimas se utilizó el software STATGRAPHICS, las variables respuestas fueron obtenidas después de los análisis respectivos a la que fueron sometidas cada variable con el siguiente diseño: Clase de diseño:
Superficie de Respuesta
Nombre del Diseño:
Diseño de compuesto central: 2^2+estrell
Características del diseño:
Rotable
Diseño Base Número de factores experimentales:
3
Número de bloques:
1
Número de respuestas:
3
Número de corridas:
16, incluyendo 2 puntos centrales por bloque
Grados de libertad para el error: Aleatorizar:
6 No
62
TABLA 20: Niveles de los Factores de la Galleta Optimizada Factores
Harina de Pescado Harina de Camote Harina de Kiwicha
Bajo
Alto
Unidades
Continuo
1.5
2.5
%
Sí
12.0
18.0
%
Sí
6.0
9.0
%
Sí
TABLA 21: Respuestas y sus Unidades de la Galleta Optimizada Respuestas
Unidades
Textura
Lb
(texturometro) Color
Puntaje
(E.Hed.1-7) Sabor
Puntaje
(E.Hed.1-7)
63
TABLA 22: Matriz De Estudio Decodificada Y Sus Variables Respuesta FACTORES DE ESTUDIO Harina
TRATAMIE NTOS
de Pescad o
Harina
RESPUESTAS
Harina
de
de
Camote
Kiwicha
Textu ra
Color
Sabor
1
2
15
7.5
4.13
3.95
5.05
2
1.5
12
6
4.05
6.53
5.84
3
2.5
12
6
4.04
3.77
4.78
4
1.5
18
6
4.08
6.2
6.31
5
2.5
18
6
4.08
4.77
5.59
6
1.5
12
9
4.02
6.67
6.49
7
2.5
12
9
4.25
3
4.75
8
1.5
18
9
4.04
7
6.27
9
2.5
18
9
4.18
3.8
4.77
10
1.12
15
7.5
4.03
6.25
6.83
11
2.84
15
7.5
4.18
3.17
5.09
12
2
10
7.5
4.16
5
5.19
13
2
20
7.5
4.08
6.77
6.02
14
2
15
5
4.05
3.63
6.33
15
2
15
10
4.19
4.43
5.18
16
2
15
7.5
4.13
4
5.11
64
4.6
ANÁLISIS ESTADÍSTICO
4.6.1 Análisis Estadístico: Variable Respuesta: – Textura En la tabla 23 se presenta los resultados del diseño experimental en el análisis de la variable respuesta del nivel de Textura.
TABLA 23. ANOVA – Ajuste del Modelo para la Textura Suma de Fuente
Cuadrado
Razón-
Gl Cuadrados
Valor-P Medio
F
A:Harina de Pescado
0,0268
1
0,0268
28,42
0,0018
B:Pulpa de Camote
0,0009
1
0,0009
1,01
0,3546
C:Harina de Kiwicha
0,0165
1
0,0165
17,54
0,0058
AA
0,0016
1
0,0016
1,68
0,2421
AB
0,0008
1
0,0008
0,85
0,3923
AC
0,0181
1
0,0181
19,16
0,0047
BB
0,0007
1
0,0007
0,76
0,4156
BC
0,0018
1
0,0018
1,91
0,2161
CC
0,0007
1
0,0007
0,76
0,4156
Error total
0,0057
6
0,0009
Total
0,0730
15
R-cuadrada = 92,2563 porciento R-cuadrada (ajustada por g.l.) = 80,6407 porciento
En la tabla ANOVA para la variable respuesta “Textura” compara la significación estadística de cada efecto comparando el cuadrado medio con una estimación del
65
error experimental. El valor P del efecto de la harina de pescado y harina de Kiwicha es 0.0018 y 0.0058 lo cual implica que la variable de harina de pescado y harina de Kiwicha es significativo. En este otro caso similar al anterior con tres interacciones de la mezcla AC, tienen los p-valores inferiores a 0.05 lo cual nos indica que los términos del modelo son significativos y demuestran que la función polinómica es adecuadas para describir los datos experimentales al 95.0 % de confianza. El estadístico R2 indica que el modelo así ajustado explica el 92.26% de la variabilidad en Textura. El estadístico R2 (ajustado para los grados de libertad de la experiencia), el cual es más adecuado para la comparar modelos con diferente número de variables independientes, es 80.64%. La suma de cuadrados del error de predicción (PRESS) es de 0.0009.
Figura 7: Diagrama de Pareto Estandarizado para Textura El grafico de Pareto permite determinar la significancia positiva de la harina de pescado, la harina de kiwicha y la interacción de ambas harinas que permite decir que influye positivamente en la textura, aumentando su aceptabilidad. La función polinómica que ajusta los valores del comportamiento de la textura en función a los porcentajes de los componentes obtenidos, este diseño nos
66
demuestran que el modelo polinómico ajustado es adecuado para describir los datos experimentales.
Textura = 3,54927 - 0,0859207*Harina de Pescado + 0,065414*Pulpa de Camote + 0,00634706*Harina de Kiwicha - 0,0503149*Harina de Pescado^2 - 0,00666667*Harina de Pescado*Pulpa de Camote + 0,0633333*Harina de Pescado*Harina de Kiwicha 0,000995584* Pulpa de Camote^2 - 0,00333333* Pulpa de Camote*Harina de Kiwicha 0,00398234*Harina de Kiwicha^2
4.6.1.1 Influencia de las Variables de Formulación
Contornos de la Superficie de Respuesta Estimada Harina de Kiwicha=7,5 18 17 et o
16 m a C
15 e d a pl
14 u P
13 12 1,5
1,7
1,9
2,1
2,3
2,5
Textura 4,0 4,018 4,036 4,054 4,072 4,09 4,108 4,126 4,144 4,162 4,18 4,198
Harina de Pesc ado
Figura 8: Gráfico de Contornos para el análisis de Textura Influencia de Harina de Pescado y Pulpa de Camote (punto central de Harina de Kiwicha) En el gráfico de contorno permite observar la tendencia del aumento de harina de pescado en la formulación origina un aumento en la textura de las galletas asi mismo la disminución de pulpa de camote se genera una mayor textura de la galleta.
67
Superficie de Respuesta Estimada Harina de Kiwicha=7,5
4,18 4,15 4,12
a r u t x e T
4,09 4,06 4,03 4 1,5
1,7
1,9
2,1
2,3
2,5
12
13
14
15
16
17
18
Pulpa de Camote
Harina de Pescado
Figura 9: Gráfico de Superficie para el análisis de textura Influencia de Harina de Pescado y Pulpa de Camote (punto central de Harina de Kiwicha) En el gráfico de superficie permite identificar y describir la tendencia del comportamiento de la textura de la galleta en función de la cantidad de harina de pescado y pulpa de camote manteniendo en su valor central de Harina de Kiwicha. Contornos de la Superficie de Res puesta Estimada Pulpa de Camote =15,0 9 8,5 a h ic
8 iw K e
7,5 d a ni
7 r a H
6,5 6 1,5
1,7
1,9
2,1
2,3
2,5
Textura 4,0 4,018 4,036 4,054 4,072 4,09 4,108 4,126 4,144 4,162 4,18 4,198
Harina de Pesc ado
Figura 10: Gráfico de Contorno para el análisis de textura Influencia de Harina de Pescado y Harina de Kiwicha (punto central de Pulpa de Camote) En el gráfico de contorno permite observar que el aumento de harina de pescado en la formulación origina una mayor textura en las galletas asi mismo el aumento de harina de Kiwicha genera también un mayor valor de textura de la galleta.
68
Superficie de Respuesta Estimada Pulpa de Camote = 15,0
4,24 4,2 4,16 ar
4,12 T
4,08
e
x
ut
4,04 4 1,5
1,7
1,9
2,1
2,3
2,5
9 8,5 8 7,5 7 6,5 Harina de Kiwicha 6
Harina de Pescado
Figura 11: Gráfico de Superficie para el análisis de textura Influencia de Harina de Pescado y Harina de Kiwicha (punto central de Pulpa de Camote) En el gráfico de superficie permite identificar y describir la tendencia de la t extura de la galleta en función de la cantidad de harina de pescado y Harina de Kiwicha manteniendo en su valor central de pulpa de camote.
Contornos d e la Superficie de Re spuesta Estimada Harina de Pescado=2,0 9 8,5 a h ic
8 iw K e
7,5 d a ni
7 r a H
6,5 6 12
13
14
15
16
17
18
Textura 4,0 4,018 4,036 4,054 4,072 4,09 4,108 4,126 4,144 4,162 4,18 4,198
Pulpa de Camote
Figura 12: Gráfico de Contorno para el análisis de textura Influencia de Pulpa de Camote y Harina de Kiwicha (punto central de Harina de Pescado) En el gráfico de contorno permite observar que el aumento de harina de Kiwicha y la disminución de pulpa de camote en la formulación origina una disminución en la
69
textura de las galletas.
Superficie de Respuesta Estimada Harina de Pescado=2,0
4,19 4,17 4,15 ar x
ut
4,13 T
4,11
e
9 8,5 8 7,5 7 6,5 Harina de Kiwicha 6
4,09 4,07 12
13
14
15 16 Pulpa de Camote
17
18
Figura 13: Gráfico de Superficie para el análisis de textura Influencia de Pulpa de Camote y Harina de Kiwicha (punto central de Harina de Pescado) En el gráfico de superficie permite identificar y describir la tendencia de la aceptabilidad de la textura de la galleta en función de la cantidad de harina de Kiwicha y Pulpa de Camote manteniendo en su valor central de harina de pescado.
4.6.1.2 Gráficos de Interacción
Gráfica de Interacción para Textura 4,24
+
4,2 -
ar
4,16 ut
+
4,12 x e
+ +
T
4,08
-
+-
-
-
-
+
4,04 4 1,5
2,5
1,5
AB
2,5 AC
12,0
18,0 BC
Figura 14: Grafico de interacción (Harina de pescado – Pulpa de CamoteHarina de Kiwicha) para la variable respuesta Textura
70
En el grafico la interacción de harina de pescado, pulpa de camote y harina de kiwicha, se observa que a mayor porcentaje de harina de pescado y menor porcentaje de pulpa de camote nos origina una mayor textura en las galletas, tambien que a mayor porcentaje de harina de pescado y mayor porcentaje de harina de kiwicha origina un aumento en la textura de las galletas y que a menor porcentaje de pulpa de camote y mayor porcentaje de harina de kiwicha aumenta la textura de las galletas
71
4.6.2. Análisis Estadístico: Variable Respuesta: – Color En la tabla 24 se presenta los resultados del diseño experimental en el analisis de la variable respuesta del nivel de Color.
TABLA 24. ANOVA - Ajuste del Modelo para la Variable Color Suma de Fuente
Cuadrado Gl
Cuadrados
A:Harina de
RazónValor-P
Medio
F
18,8425
1
18,8425
57,75
0,0003
1,66445
1
1,6645
5,10
0,0647
0,0209836
1
0,0210
0,06
0,8083
AA
0,804585
1
0,8046
2,47
0,1674
AB
0,405
1
0,405
1,24
0,3079
AC
0,8978
1
0,8978
2,75
0,1482
BB
5,09937
1
5,0994
15,63
0,0075
BC
0,02645
1
0,0265
0,08
0,7854
CC
0,0666809
1
0,0667
0,20
0,6671
Error total
1,95775
6
0,3263
Total
29,854
15
Pescado B:Harina de Camote C:Harina de Kiwicha
R-cuadrada = 93,4422 porciento R-cuadrada (ajustada por g.l.) = 83,6056 porciento
72
En la tabla 25 ANOVA para la variable respuesta “Color” compara la significación estadística de cada efecto comparando el cuadrado medio con una estimación del error experimental. El valor P del efecto de la harina de pescado es 0.0003 lo cual implica que la variable de harina de pescado es significativo. En este otro caso similar al anterior con tres interacciones de la mezcla BB, tienen los p-valores inferiores a 0.05 lo cual nos indica que los términos del modelo son significativos y demuestran que la función polinómica es adecuadas para describir los datos experimentales al 95.0 % de confianza. El estadístico R2 indica que el modelo así ajustado explica el 93.44% de la variabilidad en Color. El estadístico R2 (ajustado para los grados de libertad de la experiencia), el cual es más adecuado para la comparar modelos con diferente número de variables independientes, es 83.61%. La suma de cuadrados del error de predicción (PRESS) es de 0.3263.
Diagrama de Pareto Estandarizada para Color A:Harina de Pescado
+ -
BB B:Pulpa de Camote AC AA AB CC BC C:Harina de Kiwicha 0
2
4 Efecto estandarizado
6
8
Figura 15: Diagrama de Pareto Estandarizado para Color
El grafico de Pareto permite determinar la significancia negativa de la harina de pescado, que permite decir que influye negativamente en el color disminuyendo su aceptabilidad y altos contenidos de pulpa de Camote, permite decir que influye positivamente en el color aumentando su aceptabilidad pero en menos proporción. La función polinómica que ajusta los valores del comportamiento del Color en función a los porcentajes de los componentes obtenidos, este diseño nos
73
demuestran que el modelo polinómico ajustado es adecuado para describir los datos experimentales.
Color = 31,4567 - 5,76239*Harina de Pescado - 2,79244* Pulpa de Camote + 0,15307*Harina de Kiwicha + 1,13314*Harina de Pescado^2 + 0,15*Harina de Pescado* Pulpa de Camote - 0,446667*Harina de Pescado*Harina de Kiwicha + 0,0837804*Pulpa de Camote^2 + 0,0127778* Pulpa de Camote*Harina de Kiwicha + 0,0383217*Harina de Kiwicha^2
4.6.2.1 Influencia de las Variables de Formulación
Contornos de la Superficie de Respuesta Estimada Harina de Kiwicha=7,5 18 17 et o
16 m a C
15 e d a pl
14 u P
13 12 1,5
1,7
1,9
2,1
2,3
2,5
Color 2,9 3,3 3,7 4,1 4,5 4,9 5,3 5,7 6,1 6,5 6,9 7,3
Harina de Pescado
Figura 16: Gráfico de Contornos para el análisis de Color Influencia de Harina de Pescado y Pulpa de Camote (punto central de Harina de Kiwicha) En el grafico de contorno permite observar la tendencia del aumento de harina de pescado en la formulación origina una disminución en la aceptación del color de las galletas asi mismo un valor intermedio de pulpa de camote se genera una menor aceptabilidad del color de la galleta.
74
Superficie de Respuesta Estimada Harina de Kiwicha=7,5
6,9 5,9 r lo
4,9 o C
3,9 2,9 1,5
1,7
1,9
2,1
2,3
2,5
18 17 16 15 1314 Pulpa de Camote 12
Harina de Pescado
Figura 17: Gráfico de Superficie para el análisis de Color Influencia de Harina de Pescado y Pulpa de Camote (punto central de Harina de Kiwicha) En el grafico de superficie permite identificar y describir la tendencia de la aceptabilidad del color de la galleta en función de la cantidad de harina de pescado y pulpa de camote manteniendo en su valor central de Harina de Kiwicha.
Contornos de la Superficie de Respuesta Estimada Pulpa de Camote 9 8,5 a h ci
8 iw K e
7,5 d a inr
7 a H
6,5 6 1,5
1,7
1,9
2,1
2,3
2,5
Color 2,9 3,3 3,7 4,1 4,5 4,9 5,3 5,7 6,1 6,5 6,9 7,3
Harina de Pescado
Figura 18: Gráfico de Contorno para el análisis de Color Influencia de Harina de Pescado y Harina de Kiwicha (punto central de Pulpa de Camote)
75
En el grafico de contorno permite observar que el aumento de harina de pescado en la formulación origina una disminución en la aceptación del color de las galletas asi mismo el aumento de harina de Kiwicha genera una menor aceptabilidad del color de la galleta.
Superficie de Respuesta Estimada Pulpa de Camote = 15,0
6,8 5,8 r o l o C
4,8 3,8 2,8 1,5
1,7
1,9
2,1
2,3
2,5
9 8,5 8 7,5 6,57 Pulpa de Camote 6
Harina de Pescado
Figura 19: Gráfico de Superficie para el análisis de Color Influencia de Harina de Pescado y Harina de Kiwicha (punto central de Pulpa de Camote) En el grafico de superficie permite identificar y describir la tendencia de la aceptabilidad del color de la galleta en función de la cantidad de harina de pescado y Harina de Kiwicha manteniendo en su valor central de pulpa de camote. Contornos de la Superficie de Respuesta Estimada Harina de Pescado=2,0 9 8,5 a h ci
8 iw K
7,5 e d a ni
7 r a H
6,5 6 12
13
14
15
16
17
18
Color 2,9 3,3 3,7 4,1 4,5 4,9 5,3 5,7 6,1 6,5 6,9 7,3
Pulpa de Camote
Figura 20: Gráfico de Contorno para el análisis de Color Influencia de Pulpa de Camote y Harina de Kiwicha (punto central de Harina de Pescado)
76
En el gráfico de contorno permite observar que a valores intermedios de harina de Kiwicha y pulpa de camote en la formulación origina una disminución en la aceptación del color de las galletas, mientras el aumento de pulpa de camote influye significativamente en el aumento de la aceptabilidad del color de la galleta.
Superficie de Res puesta Estimada Harina de Pescado = 2,0
5,4 5,1 r
4,8 ol o C
4,5 4,2 3,9 12
13
14
15 16 Harina de Camote
17
18
9 8,5 8 7,5 7 6,5 Harina de Kiwicha 6
Figura 21: Gráfico de Superficie para el análisis de Color Influencia de Pulpa de Camote y Harina de Kiwicha (punto central de Harina de Pescado) En el grafico de superficie permite identificar y describir la tendencia de la aceptabilidad del color de la galleta en función de la cantidad de harina de Kiwicha y Pulpa de Camote manteniendo en su valor central de harina de pescado.
77
4.6.2.2 Gráficos de Interacción.
Gráfica de Interacción para Color 6,8
5,8 r o l o C
+ -
+ + -
4,8 +-
+ 3,8 -
-
+
2,8 1,5
2,5
1,5
AB
2,5 AC
12,0
18,0 BC
Figura 22: Grafico de interacción (Harina de pescado – Pulpa de CamoteHarina de Kiwicha) para la variable respuesta Color En el grafico la interacción de harina de pescado, pulpa de camote y harina de kiwicha, se observa que a mayor porcentaje de harina de pescado y mayor porcentaje de pulpa de camote nos da una mejor puntuación en cuanto a la aceptación de color de las galletas, tambien que a menor porcentaje de harina de pescado y mayor porcentaje de harina de kiwicha nos da una mejor puntuación en cuanto a la aceptación de color de las galletas y que a mayor porcentaje de pulpa de camote y mayor porcentaje de harina de kiwicha nos da una mejor puntuación en cuanto a la aceptación de color de las galletas Se concluye entonces que la pulpa de camote influye en mejorar el color de la galleta de y lo contrario sucede con la harina de pescado, esto debido al que el camote contiene carotenoides (Pantanelli, 2006), que es un pigmento natural de color.
78
4.6.3. Análisis Estadístico: Variable Respuesta: – Sabor En la tabla 25 se presenta los resultados del diseño experimental en el análisis de la variable respuesta del nivel de Sabor.
TABLA 25. ANOVA - Ajuste del Modelo para la Variable Sabor Fuente
Suma
de Gl Cuadrado
Cuadrados
A:Harina
Medio
Razón- Valor-P F
de
4,4822
1
4,4822
47,30
0,0005
de
0,4476
1
0,4476
4,72
0,0727
de
0,3431
1
0,3431
3,62
0,1058
AA
0,5908
1
0,5908
6,23
0,0467
AB
0,0421
1
0,0421
0,44
0,5301
AC
0,2665
1
0,2665
2,81
0,1446
BB
0,1730
1
0,1730
1,83
0,2254
BC
0,2738
1
0,2738
2,89
0,1401
CC
0,3336
1
0,3336
3,52
0,1097
Error total
0,5686
6
0,0948
Total (corr.)
7,2560
15
Pescado B:Harina Camote C:Harina Kiwicha
R-cuadrada = 92,16 porciento R-cuadrada (ajustada por g.l.) = 80,41 porciento
79
En la tabla 25 ANOVA para la variable respuesta “Color” compara la significación estadística de cada efecto comparando el cuadrado medio con una estimación del error experimental. El valor P del efecto de la harina de pescado es 0.0005 lo cual implica que la variable de harina de pescado es significativo. En este otro caso similar al anterior con tres interacciones de la mezcla AA, tienen los p-valores inferiores a 0.05 lo cual nos indica que los términos del modelo son significativos y demuestran que la función polinómica es adecuadas para describir los datos experimentales al 95.0 % de confianza. El estadístico R2 indica que el modelo así ajustado explica el 92.16% de la variabilidad en Color. El estadístico R2 (ajustado para los grados de libertad de la experiencia), el cual es más adecuado para la comparar modelos con diferente número de variables independientes, es 80.41%. La suma de cuadrados del error de predicción (PRESS) es de 0.0948.
Diagrama de Pareto Estandarizada para Sabor A:Harina de Pescado
+ -
AA B:Pulpa de Camote C:Harina de Kiwicha CC BC AC BB AB 0
2
4 Efecto estandarizado
6
8
Figura 23: Diagrama de Pareto Estandarizado para Sabor El grafico de Pareto permite determinar la significancia negativa de la harina de pescado, que permite decir que influye negativamente en el sabor disminuyendo su aceptabilidad y el efecto de altas concentraciones de harina de pescado influye positivamente en el sabor aumentando su aceptabilidad pero es menos significante.
80
La función polinómica que ajusta los valores del comportamiento del sabor en función a los porcentajes de los componentes obtenidos, este diseño nos demuestran que el modelo polinómico ajustado es adecuado para describir los datos experimentales.
Sabor = 12,617 - 3,92028*Harina de Pescado - 0,190668*Harina de Camote 0,28855*Harina de Kiwicha + 0,970989*Harina de Pescado^2 + 0,0483333*Harina de Pescado*Harina de Camote - 0,243333*Harina de Pescado*Harina de Kiwicha + 0,0154303*Harina de Camote^2 - 0,0411111*Harina de Camote*Harina de Kiwicha + 0,0857212*Harina de Kiwicha^2
4.6.3.1 Influencia de las Variables de Formulación en el sabor
Contornos de la Superficie de Respuesta Estimada Harina de Kiwicha=7,5 18 17 et o
16 m a C
15 e d a lp
14 u P
13 12 1,5
1,7
1,9
2,1
2,3
2,5
Sabor 4,6 4,76 4,92 5,08 5,24 5,4 5,56 5,72 5,88 6,04 6,2 6,36
Harina de Pescado
Figura 24: Gráfico de Contornos para el análisis de Sabor Influencia de Harina de Pescado y Pulpa de Camote (punto central de Harina de Kiwicha) En el gráfico de contorno permite observar la tendencia del aumento de harina de pescado en la formulación origina una disminución en la aceptación del sabor de las galletas así mismo la disminución de pulpa de camote se genera una menor aceptabilidad del sabor de la galleta.
81
Superficie de Respuesta Estimada Harina de Kiwicha=7,5
6,2 5,8 r o b a S
5,4 5 4,6 1,5
1,7
1,9
2,1
2,3
2,5
18 17 16 15 14 13 Pulpa de Camote 12
Harina de Pescado
Figura 25: Gráfico de Superficie para el análisis de Sabor Influencia de Harina de Pescado y Pulpa de Camote (punto central de Harina de Kiwicha) En el gráfico de superficie permite identificar y describir la tendencia de la aceptabilidad del color de la galleta en función de la cantidad de harina de pescado y pulpa de camote manteniendo en su valor central de Harina de Kiwicha.
Contornos de la Superficie de Respuesta Estimada Pulpa de Camote =15,0 9 8,5 a h ci
8 wi K e
7,5 d a ni r
7 a H
6,5 6 1,5
1,7
1,9
2,1
2,3
2,5
Sabor 4,6 4,76 4,92 5,08 5,24 5,4 5,56 5,72 5,88 6,04 6,2 6,36
Harina de Pescado
Figura 26: Gráfico de Contorno para el análisis de Sabor Influencia de Harina de Pescado y Harina de Kiwicha (punto central de Pulpa de Camote)
82
En el gráfico de contorno permite observar que el aumento de harina de pescado en la formulación origina una disminución en la aceptación del Sabor de las galletas asi mismo el aumento de Kiwicha genera una menor aceptabilidad del sabor de la galleta.
Superficie de Res puesta Estimada Pulpa de Camote =15,0
6,2 5,8 r o b a S
5,4 5 4,6 1,5
1,7
1,9
2,1
2,3
2,5
9 8,5 8 7,5 7 6,5 Harina de Kiwicha 6
Harina de Pescado
Figura 27: Gráfico de Superficie para el análisis de Sabor Influencia de Harina de Pescado y Harina de Kiwicha (punto central de Pulpa de Camote). En el grafico de superficie permite identificar y describir la tendencia de la aceptabilidad del sabor de la galleta en función de la cantidad de harina de pescado y Harina de Kiwicha manteniendo en su valor central de pulpa de camote.
83
Contornos de la Superficie de Respuesta Estimada Harina de Pescado=2,0 9 8,5 a h ci
8 iw K e
7,5 d a inr
7 a H
6,5 6 12
13
14
15
16
17
18
Sabor 4,6 4,76 4,92 5,08 5,24 5,4 5,56 5,72 5,88 6,04 6,2 6,36
Pulpa de Camote
Figura 28: Gráfico de Contorno para el análisis de Color Influencia de Pulpa de Camote y Harina de Kiwicha (punto central de Harina de Pescado) En el gráfico de contorno permite observar que a valores intermedios de harina de Kiwicha y pulpa de camote en la formulación origina una disminución en la aceptación del sabor de las galletas, mientras el aumento de pulpa de camote influye significativamente en el aumento de la aceptabilidad del sabor de la galleta.
Superficie de Respuesta Estimada Harina de Pescado=2,0
6 5,8 r
5,6 a
5,4
b
o S
5,2 5 12
13
14
15
16 Pulpa de Camote
17
18
6
7 6,5
8 7,5
9 8,5
Harina de Kiwicha
Figura 29: Gráfico de Superficie para el análisis de Sabor Influencia de Pulpa de Camote y Harina de Kiwicha (punto central de Harina de Pescado)
84
En el gráfico de superficie permite identificar y describir la tendencia de la aceptabilidad del sabor de la galleta en función de la cantidad de harina de Kiwicha y Pulpa de Camote manteniendo en su valor central de pulpa de camote.
4.6.3.2 Gráficos de Interacción
Gráfica de Interacción para Sabor 6,2
+
+-
5,8 r o b a S
5,4
+
+ -
+
5 -
4,6 1,5
2,5
+ 1,5
AB
2,5 AC
12,0
18,0 BC
Figura 30: Grafico de interacción (Harina de pescado – Pulpa de CamoteHarina de Kiwicha) para la variable respuesta Color En el grafico la interacción de harina de pescado, pulpa de camote y harina de kiwicha, se observa que a menor porcentaje de harina de pescado y menor porcentaje de pulpa de camote nos da una mejor puntuación en cuanto a la aceptación de sabor de las galletas, tambien que a menor porcentaje de harina de pescado y mayor porcentaje de harina de kiwicha nos da una mejor puntuación en cuanto a la aceptación de sabor de las galletas y que a mayor porcentaje de pulpa de camote y menos porcentaje de harina de kiwicha nos da una mejor puntuación en cuanto a la aceptación de sabor de las galletas Se concluye que la pulpa de camote y la harina de kiwicha influencian en el grado de aceptación de sabor de las galletas, pero más significativa es la harina de pescado que afecta considerablemente en disminuir el grado de aceptación de las galletas debido al olor característico de la harina de pescado.
85
4.6.4 Optimización de los parámetros De Acuerdo a las conclusiones del análisis de textura, color y sabor nos da la influencia significativa de cada componente en la mezcla para poder maximizar cada variable, si bien la harina de pescado favorece considerablemente en el nivel de proteína seria recomendable utilizar el limite superior de este componente, pero existe una contradicción en el caso de textura, color y sabor pues la harina de pescado afecta el grado de aceptación en estas variables, en este caso el programa statgraphic permite la optimización de estas variables respuestas en función a las variables estudiadas.
TABLA 26: Soluciones de Optimización de la superficie de respuesta
Pulpa
Harina
de
de
Camote
Kiwicha
Variable
Harina de
respuesta
Pescado
Textura
2,81
10,00
10,00
4,39
Color
1,12
11,52
10,00
9,14
Sabor
1,12
11,35
10,00
8,18
Máximo
Se maximizan todas las variables, en el caso de los componentes de la mezcla le damos más importancia a la harina de pescado pues esta influye en el aporte de proteína a las galletas, después se toma a la harina de kiwicha y pulpa de camote de menos importancia. Las soluciones encontradas alcanzan valores de 4.39 para Textura esto nos ofrece el valor máximo de la textura para lograr una buena firmeza de la galleta, 9.14 para Color lo cual excede al valor de la escala lo cual indica que en esos parámetros se obtendría el máximo de aceptación del color de la galleta y 8.18 para el sabor lo que nos dice que se podría alcanzar una mayor aceptación del sabor de la galleta.
86
V.
CONCLUSIONES
La formulación óptima es de 2.81% de harina de pescado, 10% de pulpa de camote, 10% de harina de kiwicha..
La harina de pescado predomina positivamente en el nivel de proteína, pero negativamente en las características organolépticas de las galletas.
La amarantina de la harina de kiwicha predomina en el color de las galletas.
El ácido glutámico de la pulpa de camote favorece en la textura de las galletas, dándole más elasticidad y tenacidad a la masa.
La composición química experimental de las galletas optimizadas tiene 2.92% de Humedad, 10.38% de Proteína, 21.92% de Grasa, 62.91% de carbohidratos y 1.87% de Ceniza.
Los modelos de mezcla obtenidos en el programa statgraphics de mezcla, y representados por medio del uso de gráficos de contorno, superficie de respuesta e interacción resultaron ser efectivos para el estudio e interpretación de los resultados obtenidos.
87
VI.
RECOMENDACIONES
Investigar la factibilidad de producción de galletas a escala industrial.
Se debe tomar como referencia los parámetros en la elaboración de galletas, adecuándolos al lugar donde se va a elaborar, en caso de no tener los equipos adecuados como las amasadoras y los hornos que en general son diferentes en cuanto al grado de revoluciones y de calentamiento respectivamente.
Las materias primas deben de ser pre-tratadas antes de adicionarle a la mezcla, la harina de pescado y kiwicha deben de ser cernidas dos veces y la pulpa de camote debe ser sancochada y agregarlo cuando este frió a la mezcla.
El alto porcentaje de aceptabilidad en adultos con una desarrollada sensibilidad a las galletas elaboradas completamente con trigo, nos indican que podría ser mayor la aceptabilidad para aquella población infantil en proceso de formación de capacidad sensorial.
88
VII.
REFERENCIA BIBLIOGRÁFICA
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