proyecto de tesis de greta y fabián
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UNIVERSIDAD NACIONAL PEDRO RUIZ GALLO
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA INDUSTRIAS ALIMENTARIAS
PROYECTO DE TESIS
TITULO DEL PROYECTO:
Elaboración de una mezcla alimenticia extruida a base de harina de maíz
(Zea mays), camote (Ipomoea batatas) y frijol gandul (Canajus cajan)
ASESOR:
Ing. M. Sc. JUAN FRANCISCO ROBLES RUIZ
AUTOR:
Egresada: Otiniano Borja Greta Carolina
Egresado: Yacarini Granados Roger Fabián Antero
I. GENERALIDADES.
1. Titulo
Elaboración de una mezcla alimenticia extruida a base de harina de maíz (Zea
mays), camote (Ipomoea batatas) y frijol gandul (Canajus cajan)
2. Personal Investigador
2.1 Autores
Greta
Fabián
2.2 Asesor
Ing. M. Sc. Robles Ruiz Juan Francisco
3. Centro o institución de investigación
Universidad Nacional Pedro Ruiz Gallo
4. Área de Investigación.
Ciencia y Tecnología de Alimentos
5. Lugar de ejecución
Universidad Nacional Pedro Ruiz Gallo – Facultad de Ingeniería Química e
Industrias Alimentarias
6. Duración el proyecto
6 meses
7. Fecha de Inicio
20-03-14
8. Fecha de término
20-08-14
II. ASPECTOS DE LA INVESTIGACION.
1. Realidad Problemática.
1.1 Planteamiento del Problema.
La alimentación constituye uno de los componentes esenciales del
bienestar y valioso indicador de los niveles de vida de una comunidad, y
representa, junto con otros indicadores, el grado de desarrollo de un país.
Una de las formas de expresión del atraso y la pobreza de una colectividad
está dada por el hambre y la desnutrición.
En el ámbito mundial, existe una deficiencia en cuanto al consumo de
alimentos ricos en proteínas, esto mayormente se refleja en los países en
vías de desarrollo. En una buena alimentación es fundamental el consumo
de carbohidratos, proteínas, grasas, vitaminas, minerales. En la actualidad
el ritmo de vida diferente de las personas configura un estilo de vida
peculiar que influye directamente sobre los hábitos alimentarios, el perfil de
alimentos de la población se basan en criterios como: sencillez, rapidez y
comodidad en la preparación de alimentos, presupuesto muy limitado
destinado a la alimentación. El horario para el consumo de alimentos suele
variar de acuerdo al ritmo de vida, muchas veces se realizan numerosas
"tomas" de alimentos, fraccionando el volumen total de la dieta diaria.
Aun cuando Perú cuenta con suficientes alimentos para su población, la
falta de disponibilidad y acceso a estos, así como el bajo nivel de
educación, salud, agua y otros, hace que uno de cada cuatro peruanos
padezca de hambre y malnutrición crónica. De acuerdo con la Encuesta
Demográfica y de Salud Familiar (ENDES), según área de residencia, la
desnutrición crónica afectó en mayor proporción a niñas y niños del área
rural (31,9 por ciento), es decir, 21,4 puntos porcentuales más que en el
área urbana (10,5 por ciento). Por región natural, el mayor porcentaje de
desnutrición crónica fue en las niñas y niños de la Sierra (29,3 por ciento),
seguido de la Selva (21,6 por ciento); mientras, que en Lima Metropolitana
este porcentaje representó el 4,1por ciento. A nivel departamental, se
observó que el 51,3 por ciento de las niñas y niños de Huancavelica,
fueron afectados con desnutrición crónica, 33,2 puntos porcentuales más
que el promedio nacional; en tanto, que los departamentos de Tacna y
Lima presentaron las menores proporciones (3,3 y 6,1 por ciento,
respectivamente) (ENDES, 2000). Las más importantes deficiencias son
calóricas-proteínicas hierro y de vitamina. La situación nutricional en el
Perú es verdaderamente alarmante, pues un amplio sector de la población
tiene una alimentación deficiente en calidad y cantidad. Además se conoce
que existe inseguridad alimentaria básicamente por falta de acceso a los
alimentos, si bien es cierto que el problema principal es de accesibilidad
también existen problemas de disponibilidad de alimentos y de uso de los
mismos.
Por ello con los estilos de vida modernos, así como la incipiente necesidad
de comer alimentos sanos y saludables, obligan al desarrollo de nuevos
productos y procesos de producción que cumplan estos requisitos y de
igual forma Monckerberg (1981), menciona que el incremento de la
disponibilidad de alimentos, depende en última instancia de las
posibilidades de desarrollo económico y del poder de compra.
La actual demanda de productos nuevos y con mejor calidad organoléptica
conlleva a la búsqueda nuevas alternativas que mejoren los procesos de la
industria alimenticia los cuales aseguren un proceso adecuado y permitan
mantener intactas las características de los productos terminados
cumpliendo así con los altos estándares de calidad exigidos por los
clientes.
El contenido proteico en las leguminosas es mayor que el de los cereales,
siendo los aminoácidos limitantes la metionina y la cistina, y contienen una
cantidad elevada de lisina. Toda proteína de leguminosa como el gandul,
es deficiente en estos aminoácidos (Martínez et al., 2007), por lo que su
calidad se complementa consumiéndola en mezcla con un cereal; dando
como resultado una proteína más completa (FAO, 1990; Hodgson, 2004).
Además de complementar contenidos nutricionales, estas mezclas ofrecen
condiciones de asimilación y digestión importantes para la salud y
nutrición. Si se consumen en cantidades suficientes, cubrirán las
necesidades de energía y de proteína, pudiendo ser utilizadas en la
alimentación de poblaciones de bajos recursos, así como en personas con
riesgo de desnutrición (Cameron y Hofvander, 1978).
1.2 Formulación del problema
Como se ha mencionado, en el país existen sectores de bajos recursos
socioeconómicos que viven sufriendo una desnutrición crónica, por lo tanto
la oferta de un producto a base de harinas de quinua, arroz y frijol gandul,
recursos agrícolas de potencialidad por la existencia de suelos apropiados
para su manejo, pero de poca valoración económica en el país. Teniendo
en cuenta estas consideraciones se formula el siguiente problema a través
de la siguiente interrogante:
¿Cómo influyen las concentraciones de harinas de maíz (40%, 50% y
60%), camote (35%,30% y 25%) y frijol gandul (25%,20%,15%) en el valor
nutricional, energético y en las características sensoriales y físico químicas
de una mezcla alimenticia extruida?
1.3 Justificación e importancia del estudio.
Teniendo en cuenta que el desarrollo de un país se aprecia,
principalmente, por el grado de industrialización de sus recursos naturales
mediante la aplicación de una adecuada tecnología y siendo el país un
productor de gran cantidad de recursos naturales no aprovechables
adecuadamente surge la necesidad del presente trabajo de investigación
para lograr un racional aprovechamiento de los mismos.
En el Perú existen cultivos cuyo potencial nutritivo es grande, los que
deben ser utilizados plenamente para alimentar a la población; dentro de
ellos el maíz, camote y gandul, que no obstante contiene nutrientes
importantes pero son cultivos de poca importancia en la producción
agrícola.
Se han desarrollado sin embargo muchas formulaciones de mezclas
alimenticias pero son pocas las mezclas alimenticias que han tenido éxito,
debido a la inadecuada infraestructura de distribución, al uso de insumos
no nacionales, a la desubicación de los programas como parte de una
política integral de alimentación y a la falta de una planificación con base
científica para el alcance nutricional de los productos (Higinio, 2011).
El proceso de extrusión de alimentos es una forma de cocción rápida,
continua y homogénea. Mediante este proceso mecánico de inducción de
energía térmica y mecánica, se aplica al alimento procesado alta presión y
temperatura (en el intervalo de 100-180ºC), durante un breve espacio de
tiempo. Como resultado, se producen una serie de cambios en la forma,
estructura y composición del producto.
Debido a la intensa ruptura y mezclado estructural que provoca este
proceso, se facilitan reacciones que, de otro modo, estarían limitadas por
las características difusionales de los productos y reactivos implicados.
Este tipo de técnicas, se emplea generalmente para el procesado de
cereales y proteínas destinados a la alimentación humana. Asimismo, se
trata de un proceso que opera de forma continua, de gran versatilidad y
alto rendimiento productivo (Riaz, 2000).
La aplicación del procesado mediante extrusión afecta directamente a la
estructura y composición de las fracciones proteica y grasa de los
productos elaborados. En este sentido, se producen cambios estructurales
en las proteínas (desnaturalización, formación de enlaces disulfuro no
covalentes, etc.), que provocan cambios en sus propiedades funcionales
(solubilidad, emulsificación, gelificación y texturización) (Zapata, 1999).
Por tanto, la tecnología se puede aplicar para: mejorar o modificar parte de
estas propiedades funcionales, inducir la formación de complejos lípidos-
carbohidratos, que mejoran la textura y sus características sensoriales y
desnaturalizar e inactivar factores antinutricionales mejorando su aptitud
posterior para el desarrollo de nuevos productos, como en el caso de
matrices vegetales de alto valor nutritivo pero con altas concentraciones de
estos factores.
La versatilidad de uso de los productos extruidos, así como la tecnología
utilizada, proporciona al estudio la dimensión necesaria, pues por un lado
se beneficia al consumidor y por otro lado al productor de las materias
primas necesarias que serán el soporte de esta rama de la tecnología de
los alimentos, y finalmente a la economía nacional.
La presente investigación pretende formular una mezcla alimenticia
extruida a partir de harinas de maíz, camote y frijol gandul; determinar los
parámetros tecnológicos más apropiados durante el acondicionamiento de
las materias primas que permita obtener un producto de buen valor
nutricional, energético con estabilidad durante el almacenamiento y
características sensoriales aceptables.
Es decir elaborar un producto semiinstantáneo dirigido a la alimentación de
preescolares, sector vulnerable de la población en constante aumento, que
muestra deficiencias nutricionales (energéticos) tanto en las áreas
marginales de las ciudades como de las poblaciones rurales.
1.4 Objetivos.
1.4.1 Objetivos Generales
Obtener una mezcla alimenticia extruida a partir de harina de maíz
(Zea mays), camote (Ipomoea batatas) y frijol gandul (Canajus
cajan)
1.4.2 Objetivos Específicos
Caracterizar fisicoquímicamente las harinas de maíz, camote y frijol
gandul.
Determinar parámetros tecnológicos del proceso.
Evaluar los tratamientos a partir de la composición químico proximal
y análisis sensorial.
Determinar las características físicoquímicas de la mezcla alimenticia
obtenida.
Determinar la composición matemática de aminoácidos de la mezcla
alimenticia obtenida.
Evaluar la estabilidad microbiológica en el almacenamiento de la
mezcla alimenticia obtenida.
2. Marco Teórico
II.1 Antecedentes del problema.
“Formulación de una mezcla alimenticia deshidratada con alto valor
energético a base de maíz morado (Zea mays), yuca (Manihot
esculentum), y haba (Vicia faba)”.
Azalde Cubas, Susana María
2011
Tesis: Universidad Nacional Pedro Ruiz Gallo, Facultad de Ingeniería
Química e Industrias Alimentarias, Lambayeque – Perú.
La finalidad de la investigación fue elaborar una mezcla alimenticia a base
de harinas pre-cocidas de maíz morado (Zea mays), yuca (Manihot
esculentum), y haba (Vicia faba) con alto valor energético para consumo
humano. Los ensayos experimentales se realizaron en los laboratorios de
la Facultad de Ingeniería Química e Industrias Alimentarias UNPRG.
Se caracterizó las materias primas mediante un análisis físico químico.
Con las harinas pre-cocidas y según los tratamientos considerados se
formularon nueve mezclas alimenticias, las mismas que fueron evaluadas
con los factores de Atwater de 4, 9, 4 Kcal/g correspondiente a proteína,
grasa y carbohidratos respectivamente, para encontrar la formulación con
alto aporte energético y de alta aceptabilidad. Encontrándose que la
formulación con 30% de harina de habas, 30% de harina de yuca y 40% de
maíz morado es la que aporta 350.130 Kcal/100 g de ración y
sensorialmente con un valor promedio de aceptabilidad de 14.
Se demostró que la mezcla alimenticia formulada y almacenada por 60
días aun mantiene cualidades que permiten su aceptabilidad, lo cual fue
demostrado con los análisis microbiológicos (Numeración de bacterias
aerobias viables, 1.8x104 ufc/g y Numeración de hongos 2.2x102 ufc/g) y
calificándose sensorialmente por su buena aceptación.
Desarrollo de alimentos precocidos por extrusión a base de maíz-
leguminosa
Cuggino Mariana Isabel
2008
Tesis. Universidad Nacional del Litoral. Ingenieria Quimica. Santa Fe.
Argentina.
El presente trabajo de investigación tuvo como objetivo principal analizar
los efectos de las variables de extrusión sobre las características
fisicoquímicas y texturales del producto expandido y sobre la viscosidad de
las suspensiones de las harinas.
Se utilizó un extrusor Brabender 20 DN, RC: 4:1, boquilla 3 *20 mm, 150
rpm, para obtener muestras extrudidas de una mezcla de sémolas de maíz
/Vigna unguiculata. Se utilizó la metodología de superficie de respuesta
para analizar el efecto de la temperatura (150 °C, 165°C y 180 °C) y de la
humedad (15%, 17% y 19%) sobre las características del producto
extrudido.
La textura de los expandidos se evaluó objetivamente determinando la
resistencia a la rotura mediante un ensayo de compresión, utilizando una
maquina instrom y sensorialmente utilizando una escala de dureza de 1-9
con un panel entrenado.
Con los extrudidos molidos se evaluó la solubilidad en agua y se
prepararon dispersiones de harinas al 10, 13 y 15 % (P/P) y se realizaron
reogramas a 60 °C, con un intervalo de gradiente de velocidad de 0-234
[s]-1, con un viscosímetro HAAKE RV3 .A manera de comparación se
realizaron los reogramas correspondientes a muestras extrudidas de maíz
y a una fórmula comercial de sopa de crema de arvejas. El puntaje
obtenido con el panel para los expandidos, se relacionó directamente con
la resistencia a la compresión y con la densidad, mientras que con la
expansión la relación fue menos clara .Los valores de dureza mas altos
correspondieron a la muestra obtenida a 180 °C y 15% presento un claro
sabor a tostado.
Las dispersiones correspondientes a las muestras extrudidas presentaron
viscosidades significativamente inferiores a las de la muestra comercial
Los mayores valores de viscosidad correspondieron a la muestra extrudida
a 150 ° C – 19%, mientras que los menores a la de 180° C –15%.
Los ensayos determinaron que un 15 % de reemplazo de la sémola de
maíz con sémola de Vigna unguiculata era adecuado, ya que mayores
niveles de reemplazo provocaban una disminución significativa de la
expansión y además con 15% de reemplazo, no se observaban
alteraciones en los aspectos sensoriales respecto al expandido de maíz.
Se concluye que las condiciones mas adecuadas para elaborar expandidos
a base de la mezcla (85/15) de maíz colorado – Vigna unguiculata
resultaron ser aquellas correspondientes a 15%. Con solo el 15% de
reemplazo de maíz por leguminosa, se mejora significativamente la calidad
proteica. Además la extrusión de la mezcla maíz - leguminosa, permitió
obtener harinas precocidas con distintos grados de cocción, con la
posibilidad de aumentar la densidad energética de una formulación de
sopa crema, en comparación con una fórmula comercial.
Elaboración de una mezcla instantánea de arroz (Oryza sativa),
cañihua (Chenopodium pallidicaule Aellen) y kiwicha (Amarantus
caudatus) por el método de cocción extrusión
Víctor Alexis Higinio Rubio
2011
Lima – Perú – Universidad Nacional del Callao
En el presente trabajo se elaboró una mezcla instantánea utilizando como
materia prima ARROZ (Oryza sativa), CAÑIHUA (Chenopodium
pallidicaule Aellen) y KIWICHA (Amarantus caudatus).
Para seleccionar la mezcla óptima se realizaron formulaciones utilizando
diferentes proporciones de los ingredientes tomando como criterio para la
selección de esta el valor de Cómputo Químico, resultando la mejor la
formulación 40:20:40 de arroz, kiwicha y cañihua respectivamente.
La mezcla fue sometida al proceso de extrusión con una humedad de 12%,
temperatura de 180ºC, velocidad de rotación del tornillo 450 rpm, diámetro
de la boquilla de salida 0,5 cm.
Se evaluó la característica funcional de la extrusión de las materias primas
a través de la relación de expansión (ER), siendo el arroz el que presentó
mayor valor.
La mezcla óptima fue sometida al análisis sensorial, presentándola en
cuatro sabores (canela, vainilla, fresa y naranja) a niños en edad escolar.
Las pruebas sensoriales fueron favorables, determinándose una buena
aceptabilidad; siendo la formulación con sabor a vainilla la más aceptada
por los escolares.
Los análisis microbiológicos realizados a la mezcla instantánea cumplen
con las normas establecidas para este tipo de producto.
Implementación de una planta agroindustrial dedicada a la
producción y comercialización de camote y yuca fritos como snacks
alternativos de consumo en la ciudad de milagro
María José Cazar Cujilán
2012
Tesis. Universidad Estatal de Milagro. Ecuador
Esta investigación muestra los diferentes métodos utilizados para la
determinación de problemas subyacentes al principal con la elaboración de
hipótesis y sus respectivas corroboraciones. Así se confirmó que la
población milagreña cuenta con un escaso nivel de conocimiento acerca
de los beneficios nutricionales del camote y la yuca; y por lo cual genera
una cadena negativa para la economía productiva con un débil consumo
de estos tubérculos. Para contrarrestar esta situación se elaboró una
propuesta agroindustrial con vertientes de impacto social en la generación
de plazas de empleo, económico y legal, como la creación de una planta
procesadora de camote y yuca para la obtención de snacks naturales.
Esta idea tiene como finalidad dar movilidad económica a un sector poco
dinámico como es el cultivo de tubérculos y contribuir en el crecimiento
industrial de la ciudad de Milagro a través del segmento de snacks.Se
realizó la estructura de la empresa, a través de la filosofía corporativa
desde su misión, visión, organigrama, manual de funciones, se contó con
el diseño del logotipo, la creación del slogan, actividades que le otorgan
identidad a cualquier organización. Las distintas herramientas
administrativas y financieras utilizadas en este estudio revelan información
valiosa que permitieron establecer los lineamientos necesarios para la
legítima consecución de este proyecto por sus características de viabilidad
y factibilidad económica a través de estados financieros y sus respectivos
índices como el VAN y la TIR.
Diseño de alimentos potencialmente funcionales sobre la base de
productos tradicionales
Yasmina María Barboza de Martinez
2012
Maracaibo – Venezuela – Universidad de Cordoba
En los últimos años, los alimentos que afectan a funciones específicas o
sistemas del cuerpo humano y proporcionan beneficios para la salud más
allá del aporte de energía y nutrientes, han experimentado un crecimiento
rápido en el mercado. Este crecimiento es impulsado por las innovaciones
tecnológicas, desarrollo de nuevos productos y el número creciente de
consumidores sensibilizados por la salud e interesados en productos que
mejoren la calidad de vida. El propósito de este trabajo fue diseñar
alimentos potencialmente funcionales sobre la base de productos
tradicionales venezolanos.
Con este fin, el trabajo se ha dividido en dos estudios: Desarrollo de un
producto potencialmente funcional (crema para untar) preparado con
quinchoncho (Cajanus cajan), avena y Lactobacillus reuteri ATCC
55730; y, en segundo lugar, la formulación y evaluación de productos tipo
panqueca de maíz tierno y proteína plasmática de bovino.
Los objetivos específicos del primer estudio incluyen la evaluación de las
características físico-químicas de los productos a base de quinchoncho,
avena y L. reuteri, examinar sus características organolépticas y
determinar la viabilidad de Lactobacillus reuteri en el producto. En
relación al segundo estudio, sus objetivos específicos fueron evaluar las
características físico-químicas de los productos tipo panqueca, examinar
sus características organolépticas, valorar su calidad microbiológica,
establecer el perfil de aminoácidos y evaluar su eficiencia proteica y
digestibilidad.
Para ello, en el estudio 1 se formularon cuatro productos; A con 40% de
quinchoncho y 20% avena; B, con un 60% de quinchoncho; C con un 60%
de avena; y D (control) con un 40% de quinchoncho y 20% de avena, sin L.
reuteri. Los productos fueron analizados para determinar su contenido de
proteína, humedad, grasas, fibra, carbohidratos disponibles y se sometió a
análisis sensorial. El número de células viables y pH fue determinado
después de 1, 7, 14, 21, y 28 días de almacenamiento a 4oC.
Los resultados mostraron diferencias significativas (P<0.05) en proteínas,
grasas, fibra y carbohidratos disponibles entre las cremas. Todos los
productos tuvieron un nivel de agrado aceptable y no se detectaron
diferencias significativas (P> 0.05). No se encontraron diferencias
significativas en la calidad sensorial y composición química entre la crema
control y la crema con L. reuteri. En general, todas las cremas mostraron
ser un soporte adecuado para el microorganismo. L. reuteri ATCC 55730
presento la mayor viabilidad en la crema A (8.16log ufc/g). Después de 28
días, la viabilidad de L. reuteri estuvo siempre por encima de log 7 ufc/g
en todas las cremas. El pH disminuyó sólo hasta 5.02 para la crema A.
En relación al estudio 2, se formularon 6 productos incluyendo un control.
El tratamiento seleccionado fue el que permitió agregar la mayor cantidad
de plasma de bovino y fue elaborado utilizando un 53,5% de maíz tierno y
un 40% de plasma. Al producto seleccionado y al control se le determinó
humedad, proteína, grasa, fibra, cenizas y rendimiento. Los aminoácidos
esenciales se determinaron por HPLC. Para la evaluación biológica de las
proteínas se determinó la digestibilidad aparente y el ndice de Eficiencia
Proteica (PER). La aceptabilidad fue evaluada mediante una encuesta
realizada a 215 niños en edad escolar, la calidad microbiológica del
producto también fue determinada.
El producto con agregado plasmático aportó 6,47% de proteínas, 0,98% de
grasa, 1,40 de fibra, 0,9% de cenizas, 63,28% de humedad, y su
rendimiento fue de 80,74%. El contenido de aminoácidos esenciales
concuerda con los requerimientos establecidos por la FAO. El producto
presentó un 81,08% de digestibilidad aparente y un PER de 2,64. La
aceptabilidad por parte de la población escolar fue de 88,4% para el sabor
y 95,3% para el color. El producto permaneció estable refrigerado a 4oC
durante 3 días.
En definitiva, el presente estudio contribuye a los grandes esfuerzos que
se hacen en los países para desarrollar mezclas alimenticias de calidad
que puedan suplir particularmente proteínas a un coste económico, a
través de la mejora y aumento del valor nutritivo de alimentos tradicionales
o del aporte de beneficios funcionales.
II.2 Base teórica.
A. Maíz (Zea mays)
1. Descripción taxonómica
El maíz se ubica taxonómicamente como:
Reino : Plantae
Clase : Liliopsida
Orden : Poales
Familia : Poaceae
Género : Zea
Especie : Z. mays
2. Valor nutritivo
La información de que se dispone sobre la composición química
general del maíz es abundante y permite conoce que la variabilidad
de cada uno de sus principales nutrientes es muy amplia y depende
de la variedad de maíz (FAO, 2003). El maíz tiene un menor valor
nutritivo en comparación con el trigo, es deficiente parcialmente en
niacina y tiene un bajo contenido de proteína (Kent, 2001). La
composición química del grano de maíz se puede apreciar en la
tabla.
Tabla 1: Composición química del grano de maíz amarillo
Componentes
químicos
Grano
entero
Endospermo Germen Pericarpio Punta
Almidón 82.9 87.6 8.0 7.3 5.3
Proteínas - 8.0 18.4 3.7 9.1
Germen 11.1 - - - -
Grasa - 0.8 33.2 1.0 3.8
Fibra 5.3 3.2 14.0 83.6 77.7
Punta 0.8 - - - -
Otros - 0.4 26.4 4.4 1.0
Fuente: Gonzáles (2009)
4. Harina de maíz amarillo
La harina de maíz es el polvo, más o menos fino, que se obtiene de
la molienda del grano seco del maíz. Está formada
fundamentalmente por almidón y de zeína, un tipo de proteína. En
países occidentales la mayor parte de la harina de maíz se utiliza en
la industria alimentaria para la confección de azúcar con los que se
edulcora los alimentos (Oropeza y Ortiz, 2009).
La harina de maíz amarillo, tiene dentro de su composición
nutricional al potasio en un 33.9%, sodio 7.7%, fósforo 30.3%, y
magnesio en un 18%, y su principal ventaja con respecto a otras
harinas como las de trigo, cebada, centeno o avena ; es el hecho de
carecer de gluten por lo que resulta adecuada para las personas con
la enfermedad celiaca o intolerancia al gluten .Esto permite preparar
una serie de platos que son adecuados para este tipo de enfermos .
La harina de maíz presenta, al igual que el grano de esta planta,
deficiencias en aminoácidos, por eso muchas veces se le añaden
suplementos de los mismos para aumentar sus propiedades
alimentarias, principalmente triptófano. Por otra parte este tipo de
harina presenta es una buena fuente de hidratos de carbono,
minerales (magnesio, fosforo, hierro, selenio y cinc), de vitamina B,
especialmente tiamina vitamina E y vitamina A (Kent, 2001).
B. Frijol gandul (cajanus cajan .L )
1. Descripción taxonómica
El gandul es originario de la India donde ha crecido por miles de
años. Alcanzo el continente de África hace 2000 años AC o antes, y
continuamente una diversidad en el Este de África. Con la conquista
y el comercio de esclavos llego hasta América, probablemente en
botes por el Atlántico o el Pacifico. Hoy en día crece alrededor de
todos los trópicos, pero es más importante en la India y el Este de
África. No se conoce si su origen es de la selva, pero a ocurre como
un cultivo naturalizado. Se cultiva hace 3 mil años (Valencia, 1996).
Reino : Plantae
División : Magnoliophyta
Clase : Magnoliopsida
Orden : Fabales
Familia : Fabácea
Género : Cajanus
Especie : cajan
2. Descripción botánica
El gandul o frijol de palo es un arbusto perenne que crece entre 1 a 3
m de altura y madura en cinco meses o más, según el cultivar y su
reacción a la duración del día. Las hojas son agudamente
lanceoladas y pilosas. Las flores, amarillas, cafés y púrpuras, se
agrupan en panojas terminales. Sus vainas son cortas (5-6 cm) y
contienen de dos a seis semillas cuyo color varía entre el blanco y el
negro. El color de las vainas es amarillo o rojizo en la madurez
fisiológica. Fue traído a la isla Española por Cristóbal Colón. Se
encuentra dentro de las primeras ocho leguminosas más cultivadas
en el mundo y en cuanto al contenido proteico del grano seco ocupa
el tercer lugar con 25% de proteína, sólo detrás de la soya y de las
lentejas que poseen 38 y 28%, respectivamente (Díaz, 2004). Se
discute sobre si su origen es África o la India.
3. Valor nutritivo
Los granos contienen en promedio de 18% a 25% de proteínas (y
hasta 32%) y tienen un buen equilibrio en aminoácidos (con la
excepción de la metionina y de la cisteína, cuyo contenido es sin
embargo más elevado en las variedades de gandul muy proteínicas).
El gandul contiene también numerosos oligoelementos y es una
buena fuente de vitaminas solubles como la tiamina, la riboflavina, la
niacina y la colina. Cuando se consume verde, el gandul tiene 5
veces más vitaminas C y A que la arveja (Pisum sativum) (Díaz,
2004).
4. Composición química
Tabla 2. Composición química de frijol gandul seco
COMPOSICIÓN QUIMICA DE FRIJOL DE PALO / GANDUL SECO
100 g de porción comestibleEnergía kcal. 343
Proteína G 21.7
grasa total G 1.49
Carbohidratos G 62.78
fibra dietaría total G 15
Ceniza G 3.45
Calcio mg 130
Fosforo mg 367
Hierro mg 5.23
tiamina mg 0.64
Riboflavina mg 0.19
Niacina mg 2.96
Vit. A ( retinol) mcg 1
Ac. grasos mono insaturados g 0.01
Ácidos grasos poli insaturados g 0.81
Acidos grasos saturado g 0.33
Potasio mg 1392
Sodio mg 17
Zinc mg 2.76
Magnesio mg 183
Vit. B6 mg 0.28
Fuente: Díaz (2004)
5. Harina de gandul
El grano crudo de gandul contiene sustancias antimetabólicas
(antitripsina), que inhiben los procesosproteolíticos normales durante
la digestión del alimento, motivo por el cual, se introduce en agua
hirviendo por 20 min., destruyendo estas antienzimas, además de
inhibir la acción toxica de la hemaglutinina e incrementar la
disponibilidad de los aminoácidos cistina y metionina.
Después de este proceso se expone al sol para su secado, y
posteriormente se realiza la molienda, para la obtención de la harina
(Díaz, 2004).
C. Camote ((Ipomoea batatas)
1. Ubicación Taxonómica:
Reino : Viridiplantae
División : Magnoliopyta
Clase : Magnoliopsida
Orden : Solanales
Familia : Convolvulaceae
Género : Ipomoea
Sección : Batatas
2. Composición química:
La composición química varía de acuerdo al suelo, variedad, clima y
conservación.
Mundialmente, las batatas están consideradas como una excelente
fuente de carbohidratos, almidón y azucares y han contribuido
significativamente a satisfacer los requerimientos calóricos del
mundo. Por su baja proporción de celulosa son muy digeribles y
constituyen un alimento óptimo tanto para el hombre como para los
animales.
El contenido neto de proteína, como en casi todos los cultivos de
raíces es relativamente bajo (sin embargo es de gran valor biológico).
La proteína está compuesta en una buena cantidad de globulina y su
alto valor biológico se debe a que contiene gran cantidad de
aminoácidos esenciales.
El camote es rico en caroteno siendo en su mayoría β-caroteno
(provitamina A), factor nutritivo muy importante ya que la deficiencia
de esta vitamina en la alimentación infantil ocasiona problemas
graves de visión y acentúa la propensión a adquirir infecciones
ocasionadas por bacterias. El camote es además una rica fuente de
ácido ascórbico y vitaminas del complejo B. Los minerales que
predominan en el camote son: K, Na, P y Ca. (Batallas, C.1989).
El camote contiene una alta concentración de carbohidratos,
proteínas, celulosa, entre otros elementos tales como: caroteno, pro
vitamina A, sodio, fósforo, potasio y calcio en pequeñas cantidades
(Ruiz, L. 2010).
Tabla 3. Composición nutricional del camote en 100g
Componentes Unidad Cantidad
Calorías Kcal 105Agua g. 72,84Proteínas g. 1,65Grasa g. 0,30Ceniza g. 0,95Carbohidratos g. 24,28Fibra g. 3Calcio mg. 22Hierro mg. 0,59Fosforo mg. 28Potasio mg. 337Vitamina C mg. 22,7Vitamina A IU 14,545
Fuente: Valencia (1996).
D. Mezclas alimenticias
1. Mezclas alimenticias
LA ONU(1995) Establece algunos requerimientos nutricionales para
la elaboración de mezclas alimenticias instantáneas para una
población de mayor riesgo, tales como el contenido de proteína
mínimo 12%, humedad del producto 5%, índice de peróxidos 1
Meq/Kg, grado de gelatinización 94%, cómputo químico 85% y
menciona la procedencia de la materia prima de la misma región.
Para elevar la calidad de una proteína se requieren determinadas
proporciones de cada aminoácido esencial, lo que ocurre con los
alimentos de origen animal. La mayoría de las proteínas de origen
vegetal carecen de algunos aminoácidos esenciales, pero esto se
mejora efectuando mezclas de cereales y leguminosas FAO/OMS
(1992).
El Instituto Nacional de Nutrición (1993) Menciona que las semillas
de leguminosas son ricas en lisina, pero deficientes en aminoácidos
azufrados; los cereales en cambio presentan adecuadas cantidades
de aminoácidos azufrados siendo deficientes en lisina. Para lograr el
mejor balance posible en el contenido de aminoácidos esenciales, las
harinas de leguminosas pueden complementarse favorablemente con
las harinas de los cereales.
Según FAO/OMS (1992) Las proteínas de los alimentos proporcionan
al organismo los aminoácidos esenciales, indispensables para la
síntesis tisular y para la formación de hormonas, enzimas, jugos
digestivos, anticuerpos y otros constituyentes orgánicos. También
suministran energía (4 Kcal/g) pero dado su costo e importancia para
el crecimiento, mantención y reparación de los tejidos es conveniente
usar proteínas con fines energéticos.
Según la FAO (1990), las mezclas alimenticias pueden clasificarse
en:
a. Mezclas Básicas:
Contienen como ingredientes:
Cereal + leguminosa
Tubérculo + leguminosa
b. Mezclas Múltiples
Contienen como ingredientes:
Como ingrediente principal un alimento básico, de preferencia
cereal o un tubérculo.
Un alimento constructor que aporta proteínas: leguminosa,
leche.
Un alimento energético: grasas, aceites o azúcar.
Un alimento regulador que aporta vitaminas y minerales: frutas
y verduras.
Ejemplos:
Quinua +Tarwi + Piña + Azúcar
Arroz + Lenteja + Zanahoria + Aceite
Kiwicha +Soya + Lucuma + Azúcar
Quinua + Leche + Manzana + Azúcar
2. Formulación de mezclas proteicas
Esquivel et al (1999) reportan que se puede aumentar el valor
nutritivo de los alimentos vegetales, combinando cereales (maíz,
trigo, arroz, centeno, etc.) con leguminosas (fríjol, soja, haba,
garbanzo y lenteja, entre otros) de manera que los aminoácidos
indispensables se complementen para aumentar el valor biológico de
las proteínas de la mezcla. Así mismo Ballesteros et al (1984),
mencionan, debido a las diferencias de aporte de aminoácidos
esenciales entre los cereales y las leguminosas, su complementación
trae consigo un aumento en la calidad de la proteína resultante.
Tabla 4. Combinación de alimentos para formular mezclas alimenticias
Proporción Alimento
2 - 31
CerealLeguminosa
2 – 31
TubérculoLeguminosa
1 – 211
CerealTubérculo
Leguminosa
2½
CerealProducto animal
2½
TubérculoProducto animal
11½
CerealTubérculo
Producto animal
Fuente: FAO (1990)
La formulación de mezclas a partir de estos alimentos debe
realizarse de modo que su costo sea mínimo, bajo dos tipos de
restricciones: Uno desde el punto de vista nutricional (un patrón de
aminoácidos esenciales) y otro de factibilidad tecnológica
(características de la mezcla de acuerdo al tipo de producto a
elaborar).
Gómez et al (1994) mencionan que se debe combinar las harinas de
cereales con las de leguminosas, para lograr el mejor balance
posible en el contenido de aminoácidos esenciales del producto final
así como el nivel de proteína deseado.
Para formular mezclas de alta calidad y cantidad proteica, los
mismos autores reportan que existen tres métodos que permiten
combinar las proteínas de diferentes alimentos.
Mezclar sus componentes según su contenido de aminoácidos
esenciales en base a un patrón de referencia.
Adicionar a una proteína otra proteína en la cantidad necesaria
para llenar las deficiencias de aminoácidos de la primera.
Buscar a través de pruebas biológicas el punto de
complementación óptima entre los aminoácidos de proteína de
varias fuentes.
Según FAO (1990), los granos andinos se prestan ventajosamente
para realizar mezclas con leguminosas o cereales. Se recomienda
una proporción de 1 parte de leguminosa y 2 partes de granos,
cereales o tubérculos. En el Cuadro 7 se muestra la combinación de
alimentos para la formulación de mezclas alimenticias.
3. Complementación nutricional entre las harinas de leguminosas
y cereales.
Esquivel et al (1999) reportan que, la mayoría de los productos de
origen vegetal proporcionan proteínas de calidad media e inferior,
pero es posible obtener una ración suficiente y adecuada de
proteínas mediante el método de complementación, que consiste en
combinar dos alimentos para formar un producto de mayor valor
proteico, ya que las cualidades de ambas proteínas se compensan
en la combinación de sus deficiencias. Un ejemplo de éste método es
la combinación de cereales que son deficientes en lisina con
leguminosas deficientes en metionina y según Gómez et al (1994) al
combinarse dan un patrón de aminoácidos, igual o parecidos al de la
proteína de origen animal.
Según Natividad (2006), mezclando las harinas pre-cocidas de maíz
con la de haba en la proporción de 40 % y 60 % se obtiene una
mezcla alimenticia con 13.22 % de proteína y 350.48 Kcal/100g. Así
mismo el autor indica que esta proporción presenta el mayor valor de
computo de aminoácidos, en función de la digestibilidad (72%),
respecto a los demás tratamientos, el cual es indicador de un mejor
balance de aminoácidos en la mezcla y por lo tanto de una mejor
respuesta biológica.
4. Normas técnicas de las mezcla proteicas
Las normas técnicas que deben cumplir los productos alimenticios
son especificadas por INDECOPI (1976) y como la mezcla formulada
a base de maíz, yuca y haba, transformadas previamente en harinas
pre-cocidas y luego mezcladas, debe cumplir con las NTP 205.045
sobre harinas sucedáneas procedentes de cereales, la NTN 205.044
sobre harinas sucedáneas procedentes de leguminosas de grano
alimenticias y NTN 205.043 sobre harinas sucedáneas procedentes
de tubérculos y raíces, tal como se menciona a continuación.
Los requisitos de las harinas sucedáneas procedentes de cereales y
leguminosas de grano alimenticias deberán tener valores que no
excedan de los siguientes límites:
Tabla 5. Límites de las Harinas de Cereales, Raíces y Leguminosas
Descripción (1)Gramíneas (2) Leguminosas (3)Raíces
Humedad (%)
Cenizas (%)
Acidez (%)
15
2
0,15
15
5
0,15
15
2.5
0,15
Fuente:
(1) INDECOPI NTP 205.045 1976 (Rev. 2011).
(2) ITINTEC NTN 205.044 (1976).
(3) ITINTEC NTN 205.043 (1976).
Las harinas sucedáneas procedentes de cereales, leguminosas y raíces
alimenticias se sujetarán además a los requisitos señalados en la
Norma Técnica Peruana 205.040 (Revisada el 2011) harinas
sucedáneas de la harina de trigo-generalidades.
E. FORMULACION DE ALIMENTOS
En la formulación de alimentos se deben tener en cuenta varios
aspectos (Cuadro 1) no obstante la calidad proteica, la densidad de
micro nutrientes y su biodisponibilidad son tal vez los más relevantes.
Teniendo en cuenta los aspectos mencionados surge claramente
que ,de las diferentes fuentes de proteínas y calorías disponibles las
leguminosas y las proteínas y los almidones cuyas características y
propiedades son muy dependientes de los tratamientos físicos y/o
químicos que sufren durante el procesamiento En lo referente a la
complementación de cereales , se parte de la base de que , la “calidad”
de una proteína depende de la naturaleza y cantidades de AA que
contiene ; y que una proteína “equilibrada” o de “ alta calidad “ contiene
los AA esenciales en proporciones correspondientes a las necesidades
humanas. En consecuencia es posible compensar las deficiencias en
AA, de una proteína de “baja calidad “mediante un alimento que
contenga varias proteínas o proporciones complementarias de AA,
mejorando así el equilibrio en AA esenciales.
Cuadro 1 Aspectos a tener en cuenta en la formulación de los
alimentos
Aspectos Nutricionales
Aspectos Sensoriales
Aspectos Tecnológicos
Aspectos Económicos
Densidad calórica Características que definen la aceptabilidad
Viabilidad del proceso de producción
Uso de materias primas locales
Valor biológico de las proteínas
Tolerancia al consumo prolongado
Uso de tecnología apropiada
Pre cocción- Practicidad
Relación proteínas/calorías
Relación costo/Eficacia
Aporte vitamínico y mineral
Volumen de mercado
Fuente: (Cuggino, 2008)
Se cree erróneamente que las leguminosas y los cereales juntos
pueden hacernos ganar kilos de más. Bajo esta idea muchos evitamos
mezclar ambos alimentos. Sin embargo, lo que hacemos es privarnos
de mezclar dos alimentos que unidos logran proteínas de alto valor
nutritivo.
Las leguminosas y los cereales tienen aminoácidos deficientes .Si uno
las consume por separado no se beneficia de estos compuestos, pero si
se mezclan ambos se potencian y se logran proteínas de excelente
calidad. Las leguminosas deben de mezclarse con cereales – como el
arroz- , con una mezcla así estamos asegurándonos todas las proteínas
y nutrientes necesarios (Espinola, 2011).
F. Harina pre-cocidas de vegetales
La pre-cocción es un tratamiento térmico, en algunos casos termo
mecánico que se realiza para obtener entre otras cosas la gelatinización
de los almidones, solubilización instantánea del mismo, inactivación de
enzimas y microbios, contiene bajo contenido de grasa, por lo tanto
evita la fermentación, disminuye el tiempo de cocción necesario para la
preparación de los alimentos y facilidad de almacenamiento. Las
harinas pre-cocidas de cereales, leguminosas y farináceos presentan
una opción interesante como vehículos para el enriquecimiento con
proteínas y tienen, además la ventaja de facilitar la preparación de
alimentos (Zapata, 1979).
En la actualidad son muchas las tecnologías utilizadas en el
procesamiento de alimentos, para la pre-cocción de harinas las más
conocidas son la extrusión y el secado, estas tecnologías son
manejadas por razones de seguridad, conveniencia y conservación del
sabor de los alimentos tratados.
En el desarrollo de distintos productos alimenticios a base de cereales y
oleaginosas, existe la tendencia de presentarlos en estado pre cocido,
para su consumo directo ó de fácil preparación. Las ventajas de esta
forma de comercialización son varias y se pueden mencionar las
siguientes:
Gelatinización de la fracción almidonosa de la fórmula para dar
máxima digestibilidad.
Inactivación térmica de inhibidores del crecimiento y factores que
alteran la digestibilidad o el gusto.
Producto sanitariamente adecuado.
Alta estabilidad del almacenaje.
Posibilidad de dar formas y texturas diferentes.
Posibilidad de agregar diferentes sabores, colores, etc.
Los procesos más utilizados para desarrollar la mayoría de estos
productos son nuevas técnicas de cocción para reemplazar o modificar
la tradicional cocción hidrotérmica, entre estos podemos mencionar:
laminación (flakes); explosión (puffing), en esta se utilizan granos
enteros a los cuales se le reduce su densidad alrededor de diez veces
y la cocción por extrusión, donde se utilizan especialmente harinas,
sémolas y almidones (Harper, 1981; Fritz et. al., 2005; González et al,
2002).
1. La Extrusión
La tecnología de la extrusión se destaca en la industria de alimentos
como un proceso eficiente, utilizándose en el procesamiento de
cereales y proteínas, para alimentación humana y animal.
Inicialmente esta tecnología se desarrolló para el transporte y
formado de materiales, tales como masas y pastas. Actualmente se
dispone de diseños muy sofisticados desarrollados en las últimas
décadas. Una característica importante del proceso de extrusión es
que es continuo, y que opera en un estado de equilibrio dinámico
estacionario, donde las variables de entrada están equilibradas con
la de salidas. La cocción por extrusión ha ganado popularidad debido
a distintas razones entre las cuales se puede mencionar: (Kokini et.
al. 1992).
a. Ventajas de cocción- extrusión en los alimentos
Harper (1981) y Fellows (1994) Presentan una lista de ventajas de
los modernos extrusores que hacen que se difundan en la
industria de alimentos:
Versatilidad.- Pueden producirse una amplia variedad de
alimentos sobre el mismo sistema extrusor básico, usando
numerosos ingredientes y condiciones de proceso.
Alta Productividad.-Un extrusor provee un sistema de
procesamiento continuo de capacidad de producción mayor que
otras formas de sistema.
Bajo Costo.- Los requerimientos de trabajo y espacio por unidad
de producción son más pequeños que otros sistemas de cocinado.
Productos de Alta Calidad.-El proceso HTST minimiza la
degradación de los nutrientes del alimento, mientras mejora la
digestibilidad por gelatinización del almidón disminuye la
desnaturalización de proteína. El tratamiento HTST destruye
factores indeseables en los alimentos. Algunos factores
desnaturalizables térmicamente son compuestos anti-
nutricionales tales como inhibidores de tripsina, hemaglutininas,
gosipol y enzimas indeseables tales como las lipasas o
lipoxigenasas y microorganismos.
Ahorro de Energía.- Los sistemas de procesamiento operan a
humedades relativamente bajas para producir la cocción. Los
bajos niveles de humedad reducen la cantidad de calor requerido
para la cocción y secado del producto.
Producción de Nuevos Alimentos.- La extrusión puede
modificar proteínas vegetales y otros materiales alimenticios para
producir nuevos productos alimenticios.
No Genera Afluentes.- La cadena de efluentes del proceso es
una ventaja importante, debido al severo control de las plantas
procesadoras de alimentos para prevenir riesgos de polución
ambiental.
b. El Proceso de Extrusión
La extrusión puede definirse como un proceso que involucra el
transporte de un material, bajo ciertas condiciones controladas,
forzándolo a pasar por una boquilla de una dada geometría y con
un caudal masivo preestablecido, durante este transporte se
produce la cocción parcial o total de los componentes de la
mezcla (Cisneros, 2000).
La cocción por extrusión es una forma especializada, y única en el
procesado de materiales amiláceos debido a que se trata de una
cocción a relativamente bajos niveles de humedad, comparado
con el horneado convencional o la cocción de masas y pastas.
Los niveles normales de humedad utilizados están en el intervalo
de 10-40 % y a pesar de estos bajos valores de humedad el
material se transforma en un fluido dentro del extrusor. Bajo estas
condiciones las características físicas de las materias primas,
tales como el tamaño de partícula, la dureza y el grado de
plastificación alcanzado durante el proceso de extrusión llegan a
ser determinantes para la transformación final del material.
Otra característica de la cocción por extrusión, como ya se dijo, es
que resulta ser un proceso HTST pero que además, debido a los
esfuerzos de corte que se desarrollan durante el transporte del
material en el extrusor, la temperatura se eleva rápidamente
(conversión de energía mecánica en calor por flujo viscoso) y así
la estructura del material sufre transformaciones profundas en
pocos segundos (Riaz, 2000).
La masa de partículas (harina de cereales y/o legumbres) más o
menos hidratada, es convertida en un fluido de muy alta
viscosidad. A medida que ese fluido es trasportado, los elevados
esfuerzos de corte en combinación con la alta temperatura,
transforman a los elementos estructurales del material, es decir a
los gránulos de almidón y a las estructuras proteicas. Por ejemplo:
en la elaboración de productos expandidos tipo “snack” el almidón
no solo pierde la estructura cristalina sino también la mayor parte
de la estructura granular desparece y los componentes del gránulo
(moléculas de amilosa y amilopectina), son dispersados en la
matriz; en la elaboración de proteína vegetal texturizada (PVT) las
partículas proteicas (o cuerpos proteínicos) son dispersadas y las
reacciones proteicas desnaturalizadas, alineándose en las
corrientes de flujo, de esta manera se facilita la formación de
nuevos enlaces entre cadenas (cross links),los cuales otorgan al
producto la resistencia a la disgregación por hidratación durante la
preparación del alimento del que forma parte la (PVT).En la
cocción por extrusión de materiales amiláceos, el término “grado
de cocción” (GC) implica, no solo la pérdida de la estructura
cristalina (mayor digestibilidad) sino también el grado de
destrucción de la estructura granular del almidón. (González et.
al., 2002).
c. Principios básicos de la cocción- extrusión
Harper (1981) Define la extrusión como el modelo de un material
por forzamiento, a través de muchas aberturas de diseño especial,
después de haberlo sometido a un previo calentamiento; asimismo
menciona que la cocción-extrusión combina el calentamiento con
el cocimiento y formación de alimentos húmedos, almidonosos y
proteicos.
Fellows (1994) Define la extrusión como un proceso que combina
diversas operaciones unitarias como el mezclado, la cocción, el
amasado y el moldeo. El objetivo principal de la extrusión consiste
en ampliar la variedad de los alimentos que componen la dieta
elaborando a partir de ingredientes básicos, alimentos de distinta
forma, textura y color de bouquet.
Harper y Hansen (1988) Sostienen que durante el proceso de
extrusión, el alimento es trabajado y calentado por una
combinación de fuentes de calor, incluyendo la energía disipada
por fricción al girar el tornillo, o inyección de vapor directo a lo
largo de la cámara. La temperatura del producto supera la
temperatura de ebullición normal, pero no ocurre evaporación
debido a la elevada presión que existe. Durante el paso de los
ingredientes alimenticios a lo largo del extrusor, son
transformados de un estado granular crudo a una masa continua.
Ésta transformación, descrito como cocción, involucra la ruptura
de los gránulos de almidón, la desnaturalización de las moléculas
de proteína, y otras reacciones que pueden modificar la
propiedades nutricionales, texturales y organolépticas del producto
final. En la descarga del extrusor, la pasta cocida a alta
temperatura y presurizada es forzada a través de una pequeña
abertura llamada boquilla, que permite dar forma al producto. La
caída de presión a la salida, ocasiona la expansión y la
evaporación de la humedad en el producto.
II.3 Variables:
A. Variable Dependiente:
Valor nutricional
Aporte energético
Características sensoriales (Sabor, olor color y textura)
B. Variables Independientes:
Porcentaje de harina de maíz (40%, 50%, 60%)
Porcentaje de harina de camote (35%, 30%, 25%)
Porcentaje de harina de frijol gandul (25%, 20%, 15%)
II.4 Hipótesis:
Si se formula correctamente la proporción de harinas de maíz, camote y
frijol gandul, es posible obtener un mezcla alimenticia extruida con alto
valor nutricional y características organolépticas óptimas.
II.5 Definición de Términos:
Alimento o bebida: Cualquier sustancia o mezcla de sustancias
destinadas al consumo humano, incluyendo las bebidas alcohólicas.
Análisis proximal: Evaluación que se usa para determinar el
contenido de sustancias nutritivas de un alimento de origen animal o
vegetal
Carbohidrato: Moléculas compuestas por carbono,
hidrógeno y oxígeno. Son solubles en agua y se clasifican de acuerdo a
la cantidad de carbonos o por el grupo funcional aldehido.
Cenizas: Producto de la combustión de algún material, compuesto por
sustancias inorgánicas no combustibles, como sales minerales.
Desarrollo de productos: Aplicación de novedosas tecnologías y la
utilización de materias primas tradicionales y no tradicionales,
dependiendo de las características del país y su población.
Fibra alimentaria: Parte de las plantas comestibles que resiste la
digestión y absorción en el intestino delgado humano y que experimenta
una fermentación parcial o total en el intestino grueso.
Grasa: La grasa se define como aquella sustancia que está formada por
carbón, hidrógeno y oxígeno, no soluble en el agua. Además están
presentes en muchos organismos, y tienen funciones tanto estructurales
como metabólicas.
Humedad: Cantidad de vapor de agua presente en los cuerpos.
Mezcla: Sustancia que resulta de la unión de dos o más componentes
distintos.
Nutriente: Cualquier elemento o compuesto químico necesario para
el metabolismo de un ser vivo.
Alimento energético: Son los que proveen la energía para realizar
distintas actividades físicas (caminar, correr, hacer deportes, etc.), como
pastas, arroz, productos de panificación (pan, facturas, galletas, etc.),
dulces, miel, aceites, frutas secas (almendras, nueces, castañas, etc.),
pasas de uva y azúcar.
Valor agregado: Valor agregado o valor añadido es una característica o
servicio extra que se le da a un producto o servicio, con el fin de darle
un mayor valor comercial.
Valor energético: También llamado valor calórico de un alimento es
proporcional a la cantidad de energía que puede proporcionar al
quemarse en presencia de oxígeno. Se mide en calorías, que es la
cantidad de calor necesario para aumentar en un grado la temperatura
de un gramo de agua. Como su valor resulta muy pequeño, en dietética
se toma como medida la kilocaloría (1Kcal = 1000 calorías).
III. MARCO METODOLÓGICO
La materia prima de la cual se extraerán las muestras de estudio corresponde a
harinas de cereales y leguminosas adquiridas en el mercado mayorista de
Mochoqueque – Chiclayo - Lambayeque.
Para desarrollar la formulación de la mezcla alimenticia extruida a base de harinas
de maíz, camote y frijol gandul, se tomarán como base los materiales, equipos, y
procedimiento descritos a continuación; así mismo se estableció el porcentaje a
utilizar, tanto de harina de maíz, camote y harina de frijol gandul, hasta obtener
una formulación aceptada por el consumidor, lo cual se determinará en base a
Pruebas Hedónicas de escala de 9 puntos.
1. Diseño de Contrastación de la Hipótesis
El diseño experimental para dicho proyecto, se presenta esquemáticamente en
la figura 1, que fue estructurada de tal forma que permita su evaluación.
Este diseño muestra detalles de las variables en estudio, explicándose el
significado de cada variable.
El mejor tratamiento se determinará teniendo en cuenta la evaluación
organoléptica y la estabilidad durante su almacenamiento, para lo cual los
valores experimentales serán evaluados estadísticamente.
Figura 1. Diagrama del diseño experimental para los tratamientos
Dónde:
A:% de harina de maíz B: % de harina de camote C: % de harina de frijol gandul
A1: 40% B1: 35 % C1: 25 %A2: 50% B2: 30 % C2: 20 %A3: 60% B3: 25 % C3: 15 %
MATERIA PRIMA ACONDICIONADA
B1
C1
A1
B2
C2
A2
B3
C3
A3
2. Población y Muestra.
Población
Producción de harina de maíz (Zea mays), camote (Ipomoea batatas) y frijol
gandul (Canajus cajan)
Muestra
La muestra estará constituida por 30 Kg. de harina de maíz, 20 Kg. de harina
de camote y 15 Kg. de harina de frijol gandul, los mismos que serán
acondicionados de forma correcta para los tratamientos posteriores.
3. Materiales Técnicos e Instrumentales de Recolección de Datos
3.1. Equipo Extrusor
Tipo: Extrusor de tornillo simple de acero inoxidable.
Tipo de tornillo: Con filete continuo de paso variable y profundidad constante.
Motor de transmisión: Trifásico de 24 HP y 1165 rpm.
Sistema de transmisión : Poleas
Sistema de calentamiento: Collar externo de resistencia eléctrica.
Diámetro interno barril: 72 mm.
Diámetro de tornillo: 70 mm.
Longitud total del tornillo: 1000 mm.
Espacio radial libre del tornillo ( radial screw clearance ) : 1 mm
Ancho de canal de tornillo ( channel weidth ) :
Zona de alimentación: 20 mm.
Zona de transición: 8 mm.
Zona cocción final: 8 mm.
Ancho de cresta del tornillo: 4.5 mm (flight width).
Diámetro de orificio de dado: 7 mm.
4. Equipos de laboratorio
Balanza semianalítica, marca Ohaus sensibilidad 0,1g. EE.UU.
Balanza analítica electrónica Ohaus Modelo Ap 2103 serial # 113032314,
sensibilidad 0,0001 gr. EE.UU.
Baño María Memmert serie li-X-S, rango de temperatura 0° a 95°C.
Bomba de Vació (precisión Vacuum Pump) Model 535, CGA Coorporation
USA.
Congeladora Faeda.
Estufa marca Memmert electric tipo lR-202.
Espectrofotómetro molecular, modelo Espectronic 20, Rango de longitud de
325 a 940 nm.
Extractor tipo Soxhlet.
Potenciómetro rango O a 14 digital Marca HANNA.
Refrigerador OLG.
Refractómetro de mano, graduado de O a 100% de sacarosa.
4.1. Materiales de Laboratorio
Agitador de vidrio.
Buretas de 25 y 50 ml c/u
Cronómetro.
Cuchillos de acero inoxidable.
Embudos de vidrio y porcelana
Fiolas de 50, 100,250 Y 500 mI c/u.
Juego de tamices
Kittasato de 250 mi Matraces de 100, 250 Y 500 mi c/u.
Papel filtro rápido.
Papel filtro whattman No. 40-42.
Pipetas de 0,1; 0,25; 0,5; 1,0; 2,0; 5,0; 10 mI c/u.
Placas Petri
Probetas de 10, 100 Y 250 mi c/u.
Picetas.
Termómetros de -10°C a 250°C.
Tubos de prueba.
Vasos de precipitación de 50, 100, 250, 600 y 1000 ml c/u.
4.2. Reactivos y Soluciones
Ácido acético
Agua destilada
Azul de Metileno
Ácido sulfúrico
Acetato de sodio
Acido clorhídrico
Alcohol etílico al 96% de pureza.
Ácido Ascórbico.
Bisulfito de Sodio.
Buffer acetato de Sodio 0,1 M, pH 4.5
Buffer acetato de Sodio 1 M, pH 5.0
Fenoltaleína al 1%
Hidróxido de sodio 0,1 y 1 N
Solución de Yodo 1%
Tiosulfato de sodio 5H2O
Metabisulfito de sodio
Otros reactivos usados en los análisis fisicoquímicos
5. MÉTODO DE ANÁLISIS
Los métodos de análisis que se emplearán durante el desarrollo de dicho
trabajo de investigación se presentan a continuación:
5.1 Caracterización de la Materia Prima:
A. Determinaciones Fisicoquímicas de las harinas
Se determinará:
Humedad, método 950.46 A.O.A.C. (2005).
Proteína, método 984.13 A.O.A.C. (2005).
Grasa, método 2003.05 A.O.A.C. (2005).
Fibra, método 962.09 A.O.A.C. (2005).
Ceniza, método 942.05 A.O.A.C. (2005).
Los carbohidratos se determinarán por diferencia, respecto a los otros
componentes.
Acidez, NTP 205.039 (1975)
Granulosidad, AOAC 965.22 (1985)
5.2 Caracterización de los tratamientos
B. Determinaciones fisicoquímicas de los tratamientos
Se determinará:
Humedad, método 950.46 A.O.A.C. (2005).
Proteína, método 984.13 A.O.A.C. (2005).
Grasa, método 2003.05 A.O.A.C. (2005).
Fibra, método 962.09 A.O.A.C. (2005).
Ceniza, método 942.05 A.O.A.C. (2005).
Sólidos solubles, método 932.12 A.O.A.C. (1997).
pH, método 983.23 A.O.A.C. (1997).
Azúcares reductores totales, método 923.09 A.O.A.C. (1997).
Sólidos totales, método 932.14 A.O.A.C. (1997). Se determinaran
por diferencia respecto al porcentaje de humedad.
Los carbohidratos se determinarán por diferencia, respecto a los
otros componentes.
Acidez, NTP 205.039 (1975)
Granulosidad, AOAC 965.22 (1985)
C. Evaluación Organoléptica:
Se efectuará teniendo en cuenta los atributos de Sabor, Olor, Color y
Textura, para lo cual se utilizará una escala hedónica de 9 puntos (me
gusta muchísimo – me disgusta muchísimo), los que serán evaluados
por panelistas semi entrenados (Anzaldua, 1994).
Escala Hedónica de nueve puntos
Descripción Valor
Me gusta muchísimo +4
Me gusta mucho +3
Me gusta bastante +2
Me gusta ligeramente +1
Ni me gusta ni me disgusta 0
Me disgusta ligeramente -1
Me disgusta bastante -2
Me disgusta mucho -3
Me disgusta muchísimo -4
5.3 Caracterización de la mezcla alimenticia seleccionada
A. Determinaciones fisicoquímicas de la mezcla alimenticia obtenida
Se determinará:
Humedad, método 950.46 A.O.A.C. (2005).
Proteína, método 984.13 A.O.A.C. (2005).
Grasa, método 2003.05 A.O.A.C. (2005).
Fibra, método 962.09 A.O.A.C. (2005).
Ceniza, método 942.05 A.O.A.C. (2005).
Sólidos solubles, método 932.12 A.O.A.C. (1997).
pH, método 983.23 A.O.A.C. (1997).
Azúcares reductores totales, método 923.09 A.O.A.C. (1997).
Sólidos totales, método 932.14 A.O.A.C. (1997). Se determinaran
por diferencia respecto al porcentaje de humedad.
Los carbohidratos se determinarán por diferencia, respecto a los
otros componentes.
Acidez, NTP 205.039 (1975)
Granulosidad, AOAC 965.22 (1985)
B. Análisis Microbiológicos
Se realizaran los siguientes análisis:
Numeración de bacterias mesófilos aerobias viables (ICMSF, 1983)
Numeración de hongos (ICMSF, 1983)
Determinación de coliformes (ICMSF, 1983)
Determinación de Salmonella (ICMSF, 1983)
6. METODOLOGIA EXPERIMENTAL
6.1. Caracterización de la Materia Prima
A. Análisis fisicoquímico de las materias primas
La caracterización de las harinas de maíz, camote y frijol gandul se
realizará de acuerdo a los análisis indicados en el Marco metodológico
sección 5 (5.2 – A).
B. Evaluación de los tratamientos y Obtención de la mezcla
alimenticia extruida
Se experimentará con harinas de maíz, camote y frijol gandul en
diferentes porcentajes como se indica en la figura 1. Las operaciones
seguidos con la finalidad de obtener una mezcla alimenticia extruida con
características nutricionales y organolépticas apropiadas son las que se
describen a continuación.
Recepción de materia prima
Las materias primas (harinas de maíz, camote y frijol gandul)
adquiridas serán evaluadas con la finalidad de evitar la presencia
posteriores inconvenientes en el proceso.
Tamizado
Con la finalidad de uniformizar el tamaño de la partícula de las
harinas y evitar la presencia de materia extraña.
Pesado
Se pesará de acuerdo a cada una de las formulaciones que se
indican en la figura 1.
Mezclado y Homogenización
Se realizará con la finalidad de uniformizar las harinas en sus
correspondientes porcentajes de tal manera que el peso total de le
mezcla fuese de 20 Kg.
Extrusión
Se realizará en un extrusor de tornillo simple de acero inoxidable;
bajo las siguientes condiciones promedio:
Velocidad de rotación del tornillo : 230 r.p.m
Temperatura del extrusor : 80 º C
Alimentación promedio : 70 kg / h
Diámetro de boquilla salida (dado) : 7 mm
Secado
Se realizara en un secador de túnel de aire caliente de flujo forzado
con una Tº promedio de trabajo de 60 º C y una velocidad de aire de
5.15 m / seg.
Molienda
Las mezclas extruidas pasaran a la operación de molienda en un
molino de martillo para obtener las harinas pre-cocidas.
Tamizado
El Tamizado se realizara con la finalidad de uniformizar el tamaño de
la partícula de la harina y evitar la presencia de materia extraña.
Envasado
Se envasará en bolsas de polietileno con capacidad de 250 g.
Evaluación
Se realizará fisicoquímica y organoléptica, con la finalidad de
seleccionar el mejor tratamiento.
Figura 2. Diagrama de bloque para obtención de una mezcla
alimenticia extruida a base de harina de maíz, camote y
frijol gandul
C. Caracterización del producto obtenido
1. Caracterización fisicoquímica
La caracterización de la mezcla alimenticia extruida se realizará de
acuerdo a los análisis indicados en el Marco metodológico sección 5
(5.3 – A).
2. Análisis microbiológico
Se realizarán siguiendo los métodos de análisis recomendados por la
ICMSF (1983), los mismos que se indican en el Marco metodológico
sección 5 (5.3 – B).
D. Análisis estadístico
Los datos obtenidos serán evaluados mediante un análisis de varianza
(ANOVA) con un nivel de confianza de 95% y una prueba de tukey para
determinar la diferencia existente entre las formulaciones. . Se empleará
el software estadístico SPSS versión19.
La evaluación de aceptabilidad serán determinados mediante una
prueba de medición del grado de satisfacción global con escala
hedónica de nueve categorías (Me Gusta Muchísimo 9 – Me Disgusta
Muchísimo 1), empleando para esta prueba panelistas semi-entrenados.
El modelo estadístico que se siguió fue un Modelo de Diseño
experimental al azar completamente aleatorizado.
Eij= µ + αi + εij
Eij = Variable respuesta observada
= Media general
i = Efecto del i-ésimo nivel
εij = Error experimental asociado a la ij-ésima variable
experimental.
Tabla 6. Análisis de varianza para los tratamientos
F.V. G.L.
Tratamientos 2
Error 42
Total 44
Fuente: Elaboración Propia
III. ASPECTOS ADMINISTRATIVOS
1. CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES
TIEMPO Año 2014
ACTIVIDADES Mar Abr May Jun Jul Ago
FASE DE PLANEAMIENTO
Revisión Bibliográfica X
Elaboración del Proyecto X X
Presentación del Proyecto X X
Implementación del Proyecto X X
FASE DE EJECUCIÓN
Registro de Datos X
Recolección de Datos X X
Análisis Estadístico de Datos X X
FASE DE COMUNICACIÓN
Análisis e Interpretación X
Elaboración del Informe X X
Presentación del informe X
2. PRESUPUESTO
DESCRIPCIÓN UNIDAD CANTIDAD PREC. /UNID. COSTO
BIENES 2951
Material de escritorio 175
Papel bond millar 3 22 66
Cuadernos unidad 2 5 10
Lapiceros unidad 6 3 18
Lápiz unidad 4 1.5 6
Plumón indeleble unidad 2 4 8
Fólderes unidad 20 0.5 10
Borrador unidad 2 1 2
Cinta de embalaje unidad 2 2.5 5
Otros - - 50 50
Material de Laboratorio 414
Cintas de pH caja 1 25 25
Hidróxido de sodio gramos 50 0.2 10
Hexano litro 1 150 150
Fenoltaleína gramos 10 0.5 5
Ácido clorhídrico litro 0.5 70 35
Soluciones Feling litro 2 50 100
Ácido sulfúrico litro 0.5 80 40
Agua destilada litros 20 1.5 30
Alcohol de 95° litro 1 9 9
Bolsas de propileno paquete 25 10 10
Material para procesamiento de datos 135
USB unidad 1 35 35
Cartuchos de impresora unidad 2 50 100
Material biológico 845
Harina de maíz Kilos 30 20 600
Harina de camote Kilos 20 2 40
Harina de frijol gandul Kilos 15 3 45
Harina de lúcuma Kilos 10 16 160
SERVICIOS 902
Pasajes urbanos 278
Ate-La Molina y viceversa unidad 45 1.2 54
Chiclayo-Lambayeque y viceversa 320 0.70 224
Análisis de laboratorio 960
Recuento de hongos unidad 6 40 240
Recuento total de bacterias unidad 6 40 240
Determinación de Salmonella unidad 6 40 240
Determinación de coliformes unidad 6 40 240
Publicaciones 144
Empastado unidad 6 14 84
Copias unidad 1200 0.05 60
IMPREVISTOS (10%) 385.3
TOTAL 4238.3
3. FINANCIAMIENTO
El financiamiento será asumido íntegramente por los realizadores del presente
proyecto.
IV. REFERENCIA BIBLIOGRAFICA
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