UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA EQUINOCCIAL

FACULTAD DE CIENCIAS DE LA INGENIERÍA

CARRERA DE INGENIERÍA DE ALIMENTOS

ESTUDIO DE LA SUSTITUCIÓN PARCIAL DE HARINA DE TRIGO

CON HARINA DE QUINUA CRUDA Y LAVADA EN LA

ELABORACIÓN DE PAN.

TRABAJO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO

DE INGENIERO DE ALIMENTOS

AVECILLAS CORELLA RODRIGO ALEJANDRO

DIRECTORA: ING. GABRIELA VERNAZA, PhD

Quito, abril del 2015

© Universidad Tecnológica Equinoccial. 2015

Reservados todos los derechos de reproducción

DECLARACIÓN

Yo Rodrigo Alejandro Avecillas Corella, declaro que el trabajo aquí descrito es de

mi autoría; que no ha sido previamente presentado para ningún grado o

calificación profesional; y, que he consultado las referencias bibliográficas que se

incluyen en este documento.

La Universidad Tecnológica Equinoccial puede hacer uso de los derechos

correspondientes a este trabajo, según lo establecido por la Ley de Propiedad

Intelectual, por su Reglamento y por la normativa institucional vigente.

_________________________

Rodrigo Alejandro Avecillas Corella

C.I. 1722647201

CERTIFICACIÓN

Certifico que el presente trabajo que lleva por título “Estudio de la sustitución

parcial de harina de trigo con harina de quinua cruda y lavada en la elaboración

de pan.”, que, para aspirar al título de Ingeniero de Alimentos fue

desarrollado por Rodrigo Alejandro Avecillas Corella, bajo mi dirección y

supervisión, en la Facultad de Ciencias de la Ingeniería; y cumple con las

condiciones requeridas por el reglamento de Trabajos de Titulación artículos

18 y 25.

___________________

Ing. Gabriela Vernaza, PhD

DIRECTOR DEL TRABAJO

C.I. 1711111243

i

ÍNDICE DE CONTENIDOS

PÁGINA

RESUMEN ix

ABSTRACT xi

1. INTRODUCCIÓN 1

2. MARCO TEÓRICO 6

2.1 QUINUA 6

2.1.1 VARIEDADES DE QUINUA 7

2.1.2 LA QUINUA EN ECUADOR 8

2.1.3 ZONAS DE PRODUCCIÓN ECUADOR 9

2.1.4 VALOR NUTRICIONAL DEL GRANO 10

2.1.4.1 Proteína 10

2.1.4.2 Lípidos 12

2.1.4.3 Carbohidratos y Fibra 12

2.1.4.4 Minerales y Vitaminas. 13

2.1.4.5 Otros compuestos de la Quinua 15

2.1.5 USOS DE LA QUINUA 16

2.1.5.1 Alimentación Humana 17

2.1.5.2 Innovaciones en la Industria Alimentaria 18

2.1.5.3 Otros usos Industriales 19

2.2 TRIGO 19

2.2.1 EL TRIGO EN EL ECUADOR. 21

2.2.2 PRODUCCIÓN DE TRIGO EN ECUADOR 22

2.2.3 USOS DEL TRIGO 23

2.3 HARINAS COMPUESTAS 24

2.4 ANÁLISIS REOLÓGICOS EN MASAS PARA PANIFICACIÓN 25

2.4.1 ANÁLISIS MIXOLAB 25

ii

PÁGINA

2.4.1.1 Índice de absorción de agua 26

2.4.1.2 Índice de amasado 26

2.4.1.3 Fuerza de gluten 26

2.4.1.4 Índice de viscosidad del gel de almidón 27

2.4.1.5 Índice de resistencia a la amilasa 27

2.4.1.6 Retrogradación del almidón 27

2.5 EL PAN 27

3. METODOLOGÍA 29

3.1 CARACTERIZACIÓN DE LA MATERIA PRIMA 29

3.2 OBTENCIÓN DE HARINA DE QUINUA CRUDA 29

3.3 OBTENCIÓN DE HARINA DE QUINUA LAVADA 29

3.4 ANÁLISIS DE HARINAS 30

3.4.1 COMPOSICIÓN CENTESIMAL 30

3.4.2 ACIDEZ TITULABLE 31

3.4.3 POTENCIAL HIDRÓGENO (pH) 31

3.4.4 ÍNDICE DE SOLUBILIDAD EN AGUA (ISA) E ÍNDICE DE

ABSORCIÓN DE AGUA (IAA) 32

3.4.5 DETERMINACIÓN DE COLOR DE HARINAS 33

3.5 MEZCLAS ENTRE HARINAS 34

3.5.1 ANÁLISIS MIXOLAB 34

3.6 PROCESO TECNOLÓGICO DE ELABORACIÓN DE PAN 34

3.7 ANÁLISIS DEL PAN 36

3.7.1 DETERMINACIÓN DEL VOLUMEN ESPECÍFICO DE PAN 36

3.7.2 DETERMINACIÓN DE COLOR DEL PAN 37

3.7.3 ANÁLISIS SENSORIAL 37

3.7.4 COMPOSICIÓN CENTESIMAL DEL PAN 38

3.8 ANÁLISIS ESTADÍSTICO 38

iii

PÁGINA

4. ANÁLISIS DE RESULTADOS 40

4.1 ANÁLISIS DE HARINAS 40

4.1.1 COMPOSICIÓN CENTESIMAL 40

4.1.2 ACIDEZ TITULABLE Y POTENCIAL HIDRÓGENO 43

4.1.3 ÍNDICE DE ABSORCIÓN DE AGUA (IAA) E ÍNDICE DE

SOLUBILIDAD EN AGUA (ISA) 45

4.1.4 DETERMINACIÓN DE COLOR DE HARINAS 48

4.2 MEZCLAS ENTRE HARINAS 49

4.2.1 PRUEBAS REOLÓGICAS MIXOLAB 49

4.2.2.1 Índice de Amasado - C1 51

4.2.2.2 Calidad de la proteína – C2 55

4.2.2.3 Gelatinización del almidón – C3 57

4.2.2.4 Actividad amilasa – C4 59

4.2.2.5 Retrogradación del almidón – C5 60

4.3 ANÁLISIS DEL PAN 62

4.3.1 DETERMINACIÓN DEL VOLUMEN ESPECÍFICO DE PAN 62

4.3.2 DETERMINACIÓN DE COLOR DEL PAN 65

4.3.3 ANÁLISIS SENSORIAL 69

4.3.4 COMPOSICIÓN CENTESIMAL DEL PAN 73

5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 76

5.1 CONCLUSIONES 76

5.2 RECOMENDACIONES 78

BIBLIOGRAFÍA 79

ANEXOS 94

iv

ÍNDICE DE TABLAS

PÁGINA

Tabla 1. Composición química de granos de quinua y de cereales en

base seca 10

Tabla 2. Comparativo de los aminoácidos del grano de la quinua, con

otros alimentos 11

Tabla 3. Contenido de ácidos grasos en el grano de quinua 12

Tabla 4. Contenido de azúcares en granos andinos g/100g materia

seca. 13

Tabla 5. Contenido de minerales en el grano de la quinua 14

Tabla 6. Contenido de vitaminas en el grano de la quinua. 14

Tabla 7. Metodología para la determinación de la composición

centesimal de las materias primas 30

Tabla 8. Metodología para la determinación de la composición

centesimal de los panes obtenidos 38

Tabla 9. Composición centesimal de las materias primas. 40

Tabla 10. Acidez titulable y pH de las materias primas. 43

Tabla 11. Índice de absorción y solubilidad, realizado a las materias

primas. 45

Tabla 12. Color e índice de blancura, realizado a las materias primas. 48

Tabla 13. Fuerza y tiempo de las formulaciones en el análisis del

MIXOLAB 50

Tabla 14. Volumen específico de los panes obtenidos. 62

Tabla 15. Color de la corteza de los panes obtenidos. 65

Tabla 16. Color de la miga de los panes obtenidos. 68

Tabla 17. Análisis sensorial de los diferentes tipos de panes. 70

Tabla 18. Análisis sensorial a los diferentes tipos de panes. 70

v

PÁGINA

Tabla 19. Composición centesimal de los panes elaborados con 100%

harina de trigo, 10% de harina de quinua cruda y 10% de

harina de quinua lavada. 73

vi

ÍNDICE DE FIGURAS

PÁGINA

Figura 1. Proceso tecnológico elaboración de pan (O´Donell, 2013). 35

Figura 2. Composición centesimal de las materias primas. 42

Figura 3. Índice de pH de las materias primas. 44

Figura 4. Acidez titulable de las materias primas. 45

Figura 5. Índice de absorción de agua de las materias primas. 46

Figura 6. Índice de solubilidad en agua de las materias primas. 47

Figura 7. Índice de blancura de las materias primas. 49

Figura 8. Curva análisis Mixolab muestra 100% harina de trigo. 51

Figura 9. Curva análisis Mixolab mezcla 95% harina de trigo - 5%

harina de quinua cruda. 52

Figura 10. Curva análisis Mixolab mezcla 90% harina de trigo - 10%

harina de quinua cruda. 53

Figura 11. Índice de Amasado - C1. 54

Figura 12. Tiempo de estabilidad. 55

Figura 13. Curva análisis Mixolab mezcla 80% harina de trigo - 20%

harina de quinua cruda. 56

Figura 14. Calidad de la proteína – C2. 57

Figura 15. Curva análisis Mixolab mezcla 95% harina de trigo - 5%

harina de quinua lavada. 58

Figura 16. Gelatinización del almidón – C3. 58

Figura 17. Curva análisis Mixolab mezcla 90% harina de trigo - 10%

harina de quinua lavada. 59

Figura 18. Actividad amilasa – C4. 60

Figura 19. Curva análisis Mixolab mezcla 80% harina de trigo - 20%

harina de quinua lavada. 61

Figura 20. Retrogradación del almidón – C5. 61

Figura 21. Comparación en volumen de los panes elaborados. 63

vii

PÁGINA

Figura 22. Volumen de los panes obtenidos. 64

Figura 23. Luminosidad de la corteza de los panes elaborados. 66

Figura 24. Color de la corteza de los panes elaborados. 67

Figura 25. Luminosidad de la miga de los panes elaborados. 69

Figura 26. Análisis sensorial de los panes elaborados con harina de

quinua cruda y harina de trigo. 72

Figura 27. Análisis sensorial de los panes elaborados con harina de

quinua lavada y harina de trigo. 72

Figura 28. Componentes centesimales de los panes elaborados a

partir de la formulación escogida. 75

viii

ÍNDICE DE ANEXOS

PÁGINA

ANEXO I

RESULTADOS DE ANÁLISIS QUÍMICO HARINAS 94

ANEXO II

RESULTADOS DE ANÁLISIS MIXOLAB HARINAS 97

ANEXO III

PROCESO TECNOLÓGICO ELABORACIÓN DE PAN 104

ANEXO IV

ENCUESTAS PARA ANÁLISIS SENSORIAL 105

ANEXO V

RESULTADOS DE ANÁLISIS QUÍMICO PANES 106

ix

RESUMEN

La quinua (Chenopodium quinoa Willd) es uno de los más importantes cultivos

de la región andina; con un alto contenido de proteína, una composición

balanceada de aminoácidos, y un contenido alto de lisina. Debido a que la

producción de trigo en el Ecuador no satisface la demanda actual del país, se

empezó a importar trigo, para compensar la necesidad de este cereal; las

importaciones de trigo para panificación se podrían disminuir utilizando harinas

de otros cereales como la quinua. El objetivo del presente estudio fue la obtención

de harina compuesta de harina de trigo con harina de quinua cruda y harina de

quinua lavada, y evaluar el porcentaje de sustitución parcial; aprovechando los

altos índices proteicos que posee la quinua, dándole así un valor agregado a los

productos panificables, en este caso pan de molde, que se obtuvieron de estas

mezclas. La quinua fue sometida a un pretratamiento de lavado para eliminar o

disminuir los factores antinutricionales que posee como las saponinas, el proceso

de lavado se lo realizó con abundante agua para retirar las impurezas,

posteriormente se deshidrató a una temperatura de 65 °C durante cuatro horas.

Se obtuvo dos tipos de harina a base de quinua y se realizó la caracterización

físico-química a cada una; la harina de quinua cruda presentó los siguientes

valores para su contenido de: proteína 13.95%, grasa 7.23%, ceniza 3.07%, fibra

1.76%, y energía (Kcal/100g) 361.4; la harina de quinua lavada presentó valores

de: proteína 13.98%, grasa 7.10%, ceniza 2.58%, fibra 1.83%, y energía

(Kcal/100g) 388.4. Se trabajó con tres porcentajes de sustitución en la

formulación de mezclas de harina de trigo con harina de quinua cruda y harina

de quinua lavada, de 95:5, 90:10 y 80:20%; la masa que conservó sus

propiedades reológicas según los análisis del MIXOLAB fue la elaborada con el

10% de harina de quinua lavada y 90% de harina de trigo. En los panes obtenidos

se observó que a mayor porcentaje de inclusión de harina de quinua cruda y

lavada; mayor pérdida de volumen, aumentó en el grosor de la corteza, aumento

x

de color oscuro entre las mezclas, disminución del esponjado de la masa,

aumento de olor y sabor característico de la quinua; además, debido a que la

quinua carece de gluten, se pudo reflejar la inelasticidad que a su vez se vio

reflejada en la masa y en el producto final. Según el análisis sensorial se pudo

determinar que a medida que se aumenta el porcentaje de sustitución de harina

de quinua reduce el nivel de satisfacción del consumidor conforme al sabor para

todos los panes; se logró un aumento en la cantidad de proteína de un 1.32 %

con la adición de la harina de quinua cruda y de un 0.93% con la harina de quinua

lavada al 10% en los panes obtenidos, respecto al pan control elaborado con un

100% de harina de trigo.

xi

ABSTRACT

Quinoa (Chenopodium quinoa Willd) is one of the most important crops in the

Andean region; with a high protein content, a balanced amino acid composition,

and a high content of lysine. Due to the fact that the production of wheat in the

Ecuador does not satisfy the current demand of the country, one started importing

wheat, to compensate the need of this cereal; the imports of wheat for panification

might be diminished using flours of other cereals as the quinoa. The aim of the

present study was the obtaining of flour consisted of flour of wheat with flour of

quinoa raw and flour of quinoa washed, and to evaluate the percentage of partial

substitution; taking advantage of the high multifaceted indexes that the quinoa

possesses, giving him this way a value added to the panificable products, in this

case square loaf, which was obtained of these mixtures. The quinoa was

submitted to a pretreatment of wash to eliminate or to diminish the anti-nutritional

factors that it possesses as the saponinas, the process of wash realized it with

abundant water to withdraw the impurities, later it was dehydrated to a

temperature of 65 °C for four hours. Two types of flour were obtained based on

quinoa and physicist - chemistry carried out the characterization to every; the flour

of quinoa raw presented the following values for his content of: protein 13.95 %,

fat 7.23 %, ash 3.07 %, fiber 1.76 %, and energy (Kcal/100g) 361.4; the flour of

quinoa washed presented values of: protein 13.98 %, fat 7.10 %, ash 2.58 %, fiber

1.83 %, and energy (Kcal/100g) 388.4. One was employed with three percentages

of substitution at the formulation of mixtures of flour of wheat with flour of quinoa

raw and flour of quinoa washed, of 95:5, 90:10 and 80:20 %; the mass that

preserved his rheological properties according to the analyses of the MIXOLAB

was elaborated with 10 % of flour of quinoa washed and 90 % of flour of wheat.

In the obtained breads was observed that to major percentage of incorporation of

flour of quinoa raw and washed; major loss of volume, it increased in the thickness

of the bark, increase of dark color between the mixtures, decrease of fluffed of the

xii

mass, increase of smell and flavor typical of the quinoa; in addition, due to the fact

that the quinoa lacks of gluten, it was possible to reflect the inelasticity that in turn

met reflected in the mass and in the final product. According to the sensory

analysis it was possible to determine that as there increases the percentage of

substitution of flour of quinoa it reduces the level of satisfaction of the consumer

in conformity with the flavor for all the breads; an increase was achieved in the

quantity of protein of a 1.32 % by the addition of the flour of quinoa raw and of

0.93 % by the flour of quinoa washed to 10 % in the obtained breads, with regard

to the bread control elaborated with 100 % of flour of wheat.

1. INTRODUCCIÓN

1

1. INTRODUCCIÓN

El Ecuador no es un gran productor de harina de trigo, pero es uno de los

principales productores de quinua, y esta no es aprovechada para la elaboración

de harina y productos de panificación. Desde hace varios años se ha fortalecido

el interés mundial en investigar cultivos andinos subexplotados, u olvidados, no

solamente por el aspecto agronómico, sino también por su valor nutritivo y calidad

biológica. Se destaca el interés por los granos andinos; en especial de la quinua

(Chenopodium quinoa Willd) por su alto valor nutricional relacionado

particularmente con el contenido y calidad de sus proteínas; por su contenido de

aminoácidos esenciales, siendo notablemente ricos en lisina, metionina y

triptófano. (FAO, 2003).

Dada la alta calidad nutricional de la quinua así como su capacidad de soportar

condiciones ambientales extremas, algunas organizaciones como la FAO las han

seleccionado como cultivos destinados a ofrecer seguridad alimentaria en el siglo

XXI. (FAO, 2011). En la última década la quinua ha ganado gran espacio en los

mercados de consumo al nivel internacional, lo cual abre mayores oportunidades

económicas para los productores de nuestro país. Estudios sobre la quinua

tienen gran interés, desde el punto de vista tanto nutricional, como de la química

de alimentos y actualmente tienen impacto en la nutrición biomédica y la medicina

preventiva. La quinua era un producto sembrado por nuestros antepasados y que

debido a la llegada de nuevos cereales como el trigo, este cultivo fue desplazado

y ahora es desconocido en nuestro país, se pensó en la posibilidad de presentar

una propuesta de productos de panificación elaborados a partir de la harina de

quinua, para rescatar este cereal. (Ayala, G., L. Ortega y C. Morón, 2004).

2

El contenido de proteínas, alrededor del 15%, es mayor que el del arroz y maíz y

similar al del trigo duro. Están formadas por albúminas y globulinas,

principalmente, y el bajo contenido en prolaminas y glutelinas motiva a que se

afirme que la quinua no tiene gluten. La carencia de gluten puede ser un factor

restrictivo para el empleo de la harina de quinua en panificación, pero es de gran

utilidad para su utilización en la dieta de personas sensibles a las que la presencia

de gluten ocasiona afecciones de colon e importantes lesiones intestinales.

(Magno, 2002). Las proteínas de la quinua presentan una proporción de

aminoácidos más equilibrada que la de los cereales especialmente en lisina,

histidina y metionina, lo que le proporciona un valor especial en las dietas

vegetarianas. La propiedad de la proteína de la quinua para formar geles y

proporcionar una matriz estructural con el agua, sabores y otros ingredientes en

la elaboración de alimentos, es lo que motiva el desarrollo de nuevos productos

alimenticios. (Vioque y Millán, 2006).

La importancia de la proteína de la quinua radica en la calidad de la misma. Las

proteínas de quinua, son principalmente de tipo albúmina y globulina. Estas

tienen una composición balanceada de aminoácidos esenciales parecida a la

composición aminoácida de la caseína (Brinegar y Goundan, 1993). Los ácidos

grasos principales de la quinua son el linoleico y el linolénico. Teniendo en cuenta

que normalmente un aceite con grandes cantidades de éstos dos ácidos grasos

se convierte rápidamente en rancio, el aceite de la quinua demuestra bastante

estabilidad. Esto se debe a las altas concentraciones de tocoferol en la semilla

de la quinua y que actúa como un antioxidante natural. (Herrera y Faching, 1989).

El trigo es uno de los cereales más usados para la producción de alimentos

básicos como el pan, por su propiedad de formar una masa que pueda atrapar

gas producido por levaduras durante la fermentación, dando una estructura

esponjosa como resultado; pero en la actualidad de creciente demanda por

3

alimentos más saludables y variados a nivel nacional, ha llevado a la elaboración

de productos de panificación con un reemplazo total o parcial de la harina de trigo

por harina de otros cereales, mejorando así la calidad nutricional. El uso de la

harina de quinua ha mostrado efectos positivos en la calidad nutricional de panes

con sustituciones en pequeñas cantidades, pero se ha determinado que

pseudocereales como el amaranto y la quinua presentan perfiles reológicos

diferentes al trigo, lo cual afecta el perfil sensorial de estos productos (Díaz y

Hernández, 2012).

Los panes funcionales son aquéllos que proporcionan un efecto beneficioso para

la salud más allá de su función básica nutricional, representan una alternativa

interesante, ya que el pan se encuentra entre los alimentos más consumidos en

muchos países. Harinas de quinua son consideradas como una fuente

interesante para su utilización en el diseño de panes funcionales, aumentando el

aporte de fibra y de minerales (Zuleta et al., 2012).

Según Zuleta et al. (2012) muestra que los panes funcionales representan una

alternativa interesante como vehículo de nuevas fuentes de fibra. Se estudiaron

materias primas cuya obtención y uso es aún de tipo artesanal, la harina de

banana verde (HBV) (Musa acuminata var nanica) y la harina de algarroba (HA)

(Prosopis alba) con las cuales se elaboraron panes mezclando harina de trigo

(HT): HBV/HT 50:50 y HA/HT 25:75. La composición centesimal realizada según

AOAC determinó el contenido de hierro, zinc y calcio por EAA. Tanto las materias

primas como los panes se caracterizaron por un alto contenido de fibra. Los

panes presentaron alrededor de 22% menos de carbohidratos disponibles que el

pan blanco. Estos resultados señalan a estas harinas como ingredientes

promisorios para su utilización en el diseño de panes funcionales, con un

importante aporte de fibra dietaria, que permite considerarlos alimentos ricos en

fibra, con un mínimo de 6% para dichos productos. La inclusión de HA contribuyó

4

a un mayor aporte de hierro y calcio, mientras que la de HBV, por sus

características funcionales, permitió un mayor reemplazo de harina de trigo.

Díaz y Hernández (2012) determinaron que el reemplazo parcial de la harina de

trigo puede mejorar el perfil nutricional de productos horneados, pero al mismo

tiempo generar una disminución de su calidad sensorial. En este estudio se

empleó tres variedades de quinua para formular harinas compuestas,

determinando que el aumento en la inclusión de quinua afecta significativamente

las propiedades reológicas y texturas, en la que la variedad de quinua Facianar

Aurora presentó mayor aptitud tecnológica para la panificación, con una mayor

actividad de amilasa y degradación enzimática explicando una mayor

gelatinización de almidón y menor fractura en el pan.

En el presente estudio se diseñó y elaboró harina compuesta con harina de trigo,

harina de quinua cruda y harina de quinua lavada, que permita ofrecer un

producto panificable, en este caso pan de molde, aprovechando los altos índices

proteicos que posee la quinua, dándole así un valor agregado al producto

panificable que se pueda obtener de esta mezcla. Este trabajo se realizó con el

fin de determinar el perfil reológico de las harinas al reemplazar parcialmente el

trigo en porcentajes crecientes de quinua cruda y lavada, obteniendo así

diferentes masas de harinas compuestas. La quinua fue sometida a un

pretratamiento de lavado para eliminar o disminuir los factores antinutricionales

que posee como las saponinas, taninos e inhibidores de tripsina, el proceso de

lavado se lo realizó con abundante agua para retirar las impurezas como

cascarillas hasta dejar el grano limpio (Díaz y Hernández, 2012). El gran valor

de la quinua es de ser un complemento alimentario para que la dieta alcance un

valor nutritivo alto. La quinua es considerada por la FAO y la OMS como alimento

único por su altísimo valor nutricional. El aporte nutricional que ofrece el producto

es un aumento en la cantidad de proteína, permitiendo así que la mezcla brinde

5

las mejores características físicas, como color de la corteza y color de la miga y

características sensoriales apropiadas, como olor, sabor y textura del pan, para

obtener un buen producto final (FAO, 1985).

El objetivo general del presente estudio fue el evaluar la sustitución parcial de

harina de trigo con harina de quinua cruda y lavada en la elaboración de pan.

Para lo cual se plantearon los siguientes objetivos específicos:

- Obtener dos tipos de harina a base de quinua, cruda y sometida a un

pretratamiento de lavado y la caracterización físico-química de cada una de

las harinas.

- Evaluar las propiedades reológicas de las diferentes mezclas de harina de

quinua con harina de trigo mediante el sistema de Mixolab, para su posterior

utilización en la obtención de pan.

- Realizar panes con diferentes formulaciones, en base al porcentaje de harina

de quinua o trigo.

- Realizar la evaluación de aceptabilidad sensorial de cada una de las

formulaciones de pan.

- Realizar los análisis de composición centesimal a los panes de la mejor

formulación escogida.

2. MARCO TEÓRICO

6

2. MARCO TEÓRICO

2.1 QUINUA

En cuanto a la quinua (Chenopodium quinoa Willd) se dice que es un cereal de

la familia “Chenopodiacea” que se originó en las regiones montañosas de los

Andes y países como Bolivia, Ecuador, Perú; esta planta es resistente a las

sequías y a las heladas; es una alternativa para cultivos de rotación, la planta

varía entre 0.70 y 3.0 metros de altura y requiere de 150 a 220 días para madurar

(Mazón, 2002).

En el secado del grano de quinua se debe buscar un 10 - 12 % de humedad, de

lo contrario se presenta hongos y fermentación, bajando la calidad nutricional de

esta, para ser empleada como forraje, es necesario que no sobrepase los 100

días de sembrada, ya que a esta edad se combina una nueva producción de

materia seca y una digestibilidad adecuada (Nieto, 1992).

La planta crece y madura en un periodo de 6 a 7 meses en las condiciones

climáticas propias de los Andes, 2500 a 4000 mts de altitud, bajas temperaturas

y escasa humedad. Su período vegetativo varía desde los 90 hasta los 240 días,

crece con precipitaciones desde 200 a 2600 mm anuales, se adapta a suelos

ácidos de pH 4.5 hasta alcalinos con pH de 9.0, sus semillas germinan hasta con

56 mmhos/cm de concentración salina, se adapta a diferentes tipos de suelos

desde los arenosos hasta los arcillosos, la coloración de la planta es también

variable con los genotipos y etapas fenológicas, desde el verde hasta el rojo,

pasando por el púrpura oscuro, amarillento, anaranjado, granate y demás gamas

que se pueden diferenciar (Mujica, Izquierdo, & Marathee, 2001; Ayala, Ortega,

& Morón, 2001).

El tallo leñoso posee hojas pubescentes alternadas, puede o no tener ramas

dependiendo de la variedad y de la densidad de siembra puede ser púrpura, roja

o verde. Posee una raíz ramificada de unos 20 a 25 cm, forma una densa telaraña

7

que penetra cerca de la misma profundidad que el alto de la planta. Generalmente

son hermafroditas y se auto polinizan (INEN, 1998).

El grano de quinua, de color blanco, gris o rosado, y su tamaño menor que el de

los cereales (1,8 - 2,6 mm) se lo clasifica en grande (2.2-2.6 mm), medio (1.8-2.1

mm) y pequeño (menor de 1.8 mm). Su pericarpio almacena un esteroide

(saponina) que fluctúa entre el 0.06% y 5.1%, que le da sabor amargo, presenta

cierta toxicidad. (Martínez, 1946).

2.1.1 VARIEDADES DE QUINUA

Presenta una enorme variedad, y su clasificación basada en eco tipos, reconoce

cinco categorías:

1) Quinuas del Valle, que crecen en los Valles Interandinos, entre 2,000 y 3,000

msnm. Son altas con ramas y tienen largos periodos de crecimiento.

2) Quinuas Altiplánicas, que crecen en los alrededores del Lago Titicaca. Son

bajas sin ramas panojas compactas y periodos de crecimiento corto. Resistente

a las heladas.

3) Quinuas de Salares, nativas de los salares de Bolivia. Son resistentes,

adaptadas a suelos salinos, y alcalinos, y semillas ricas en proteínas y amargas.

4) Quinua del Nivel del Mar, que crece en el sur de Chile, no poseen ramas son

de fotoperiodo largo y sus semillas son amarillas y amargas.

5) Quinua Sub tropical, que crece en los valles interandinos de Bolivia, plantas

muy verdes que tienden a naranja en la madurez y poseen pequeñas semillas

blancas, amarillo-naranjas (Nieto, 1986; Tapia, 2012).

Su consumo es ancestral en la población campesina. Su cultivo fue artesanal en

las zonas altas andinas hasta la década de los años 90´s en que se produce una

importante posibilidad de exportación a los mercados norteamericano y europeo.

8

Recibe diferentes nombres en el área andina que varían entre localidades y de

un país a otro, así como también recibe nombres fuera del área andina que varían

con los diferentes idiomas (Mujica, 2006).

2.1.2 LA QUINUA EN ECUADOR

Por sus cualidades alimenticias y medicinales la quinua fue un alimento muy

apreciado por nuestras poblaciones aborígenes, los Cañaris cultivaban la planta

antes de la llegada de los españoles, a fines del siglo XVI seguía siendo uno de

los alimentos preferidos (Estrella, 1998). Los indígenas de Ambato, para el año

1605, tenían como principal ocupación el labrar la tierra, a los que eran muy

aficionados, cosechando entre los productos: maíz, frijoles, y quinua. En Chimbo

existe también quinua que es una yerba parecida a los cenizos de España, la

semilla es menudita, como mostaza, pero su color blanco; de ella hacen buenos

guisados, como panetelas y mazamorras de mucho regalo y sustento, se

destacan sus cualidades alimenticias comparada con el arroz (Mujica, 2001).

En el siglo XVIII, en Ecuador se distingue dos tipos de quinua: a) Blanca, cuyo

grano es menudo, redondo, chato, sin piel; se cultiva en sementeras grandes de

tierras frías; y b) Colorada, de grano muy menudo y redondo. Los Chibchas como

otras tribus de la meseta Cundi-boyacense (Colombia) cultivaron intensamente

la quinua, los antiguos habitantes de Cuyumbe (actuales ruinas de San Agustín

del Huila, Colombia), quienes tenían relaciones con los pobladores de la sabana

de Bogotá, ayudaron a la dispersión de la quinua hacia el sur de la actual

Colombia y que en una etapa posterior habiendo emigrado hacia el sur del

continente, hubieran llevado sus semillas, entre ellas la quinua, que compartida

con otras naciones, explicaría su distribución en Ecuador (Tapia, 2012; Canahua

& Mujica, 2013).

9

2.1.3 ZONAS DE PRODUCCIÓN ECUADOR

En el Ecuador, el cultivo de la quinua se desarrolla en el Callejón Interandino y

en ciertas zonas se ubica sobre los 3 000 metros, casi junto a los páramos. Tiene

una amplia distribución geográfica. Las provincias con mayor aptitud para este

cultivo son: Pichincha, Imbabura, Cotopaxi, Tungurahua, Chimborazo y Cañar.

La quinua puede crecer bajo condiciones particularmente desfavorables, tierras

altas, pobremente drenadas, regiones frías, y bajo sequías (Nieto, 1986).

Los centros de producción de quinua se ubicaron en determinadas áreas de seis

provincias de la sierra, de las cuales las de mayor importancia por la frecuencia

y la superficie de cultivo son: Chimborazo, Imbabura, Cotopaxi, respectivamente;

con menor cuantificación, Tungurahua, Pichincha, Carchi; mientras que en Cañar

y Azuay, el cultivo a desaparecido, esto indica que esta especie está

extinguiéndose y que la superficie cosechada decrece en forma paulatina

(García, 1984).

El área ecológica de quinua está comprendida en altitudes que van de 2500 a

3200 msnm, en donde manifiesta gran adaptación y mayor resistencia que otros

cultivos para soportar problemas de heladas y sequías (Peralta, 2009).

Según las estadísticas del III Censo Agropecuario 2000, en Ecuador y para el

periodo de referencia del censo, se registraron 2659 UPAs (unidades productivas

agropecuarias), cerca de 900 ha sembradas de quinua, con una producción total

obtenida de 226 toneladas. Las ventas registradas de este cultivo fueron de 180

toneladas (SICA, 2000).

Las provincias donde se localizó la producción de quinua son: Azuay, Cotopaxi,

Chimborazo, Imbabura, Pichincha y Tungurahua. Las que tienen mayor número

de UPAs con quinua son: Chimborazo, Cotopaxi e Imbabura. El rendimiento

promedio fue de 0,4 t/ha. En cuanto al número de UPAs, dentro de la provincia

de Chimborazo, se destaca el cantón Colta, donde se localizaron 1466 UPAs con

producción de quinua y una superficie total sembrada de 346 ha. La producción

10

obtenida en este cantón fue de 134 t. Los meses de octubre, noviembre y

diciembre, se registró el 84% del total de la superficie sembrada. El 93% de la

superficie sembrada fue realizada con grano comercial común, de las cosechas

anteriores. Es casi sin importancia el uso de variedades mejoradas, 7% de la

superficie total sembrada y es inexistente la semilla certificada. Para el 2009, se

conoce que el cultivo de la quinua ha sido incrementado en superficie en las

provincias de Chimborazo (orgánica principalmente), Imbabura, Carchi,

Cotopaxi, Bolívar, Cañar, Pichincha y Loja (SICA, 2000).

2.1.4 VALOR NUTRICIONAL DEL GRANO

2.1.4.1 Proteína

El grano de la quinua tiene mayor contenido de proteínas comparado con otros

cereales como se muestra en la Tabla 1. El rango de los constituyentes químicos

para cada cereal varía según las variedades ecotipos, etc. La quinua es un

alimento caracterizado por el alto valor biológico de sus proteínas; la importancia

de la proteína de la quinua radica en la calidad de la misma (Tapia, 2012).

Tabla 1. Composición química de granos de quinua y de cereales en base seca

Elemento Quinua Arroz Cebada Maíz Trigo

Proteína % 16.3 7.6 10.8 10.2 14.2

Grasa % 4.7 2.2 1.9 4.7 2.3

Carbohidratos totales %

76.2 80.4 80.7 81.1 78.4

Fibra cruda % 4.5 6.4 4.4 2.3 2.8

Cenizas % 2.8 3.4 2.2 1.7 2.2

Energía (kcal/100g)

399 372 383 408 392

(Tapia, 2012; ERPE, INIAP, IICA, GTZ, 2001).

11

Las proteínas de quinua, son principalmente de tipo albúmina y globulina, estas

tienen una composición balanceada de aminoácidos esenciales parecida a la

composición aminoácida de la caseína; mayor en comparación con otros

cereales como se puede observar en la Tabla 2. La quinua posee un alto

porcentaje de lisina que es el aminoácido que se encuentra en menor

concentración en alimentos de origen vegetal, principalmente en los cereales

(Ayala et al. 2001).

Tabla 2. Comparativo de los aminoácidos del grano de la quinua, con otros

alimentos

Aminoácido Quinua Arroz Maíz Trigo Frejol Carne Pescado Leche

Patrón FAO

g aminoácidos / 100 g de proteína

Arginina 6.8 6.9 4.2 4.5 6.2 6.4 5.1 3.7 5.0

Fenilalanina 4.0 5.0 4.7 4.8 5.4 4.1 3.7 1.4 6.0

Histidina 2.8 2.1 2.6 2.0 3.1 3.5 - 2.7 3.0

Isoleucina 7.1 4.1 4.0 4.2 4.5 5.2 5.1 10 4.0

Leucina 6.8 8.2 12.5 6.8 8.1 8.2 7.5 6.5 7.0

Lisina 7.4 3.8 2.9 2.6 7.0 8.7 8.8 7.9 5.5

Metionina 2.2 2.2 2.0 1.4 1.2 2.5 2.9 2.5 3.5

Treonina 4.5 3.8 9.8 2.8 3.9 4.4 4.3 4.7 4.0

Triptófano 1.3 1.1 0.7 1.2 1.1 1.2 1.0 1.4 1.0

Valina 3.4 6.1 5.0 4.4 5.0 5.5 5.0 7.0 5.0

(ERPE, INIAP, IICA, GTZ, 2001; Repo-Carrasco, Espinoza, & Jacobsen, 2003).

Su balance de aminoácidos es mejor que en el trigo y el maíz, porque la lisina,

principal aminoácido limitante, se muestra en cantidades considerables (Lorenz

& Coulter, 1991). En la realización de estudios aislaron y caracterizaron la

proteína principal de la quinua, la Chenopodina como una proteína tipo Globulina

(Brinegar y Goundan, 1993).

12

2.1.4.2 Lípidos

Los lípidos están formados por ácidos grasos; la composición de los ácidos

grasos de la quinua se parece mucho a la soya como muestra la Tabla 3. Los

ácidos grasos principales de la quinua son el linoleico y el linolenico, normalmente

un aceite con grandes cantidades de estos dos ácidos grasos se convierte

rápidamente en rancio, el aceite de la quinua demuestra bastante estabilidad.

Esto se debe a las altas concentraciones de tocoferol en la semilla de la quinua

y que actúa como un antioxidante natural (Herrera y Faching, 1989).

Tabla 3. Contenido de ácidos grasos en el grano de quinua

Ácidos Grasos Quinua Soya Maní Palma

%

Mirístico 0.2 - - 15.6

Palmítico 9.9 9.4 9.3 8.7

Esteárico 0.8 4.4 2.0 2.9

Oleico 24.5 21.6 44.7 18.1

Linoleico 50.2 55.2 35.8 2.9

Linolénico 5.4 9.4 - -

Laúrico - - - 43.9

Eicosanoico 2.7 - 4.2 -

Docosanoico 2.7 - 3.4 -

Tetracosanoico 0.7 - 1.9 -

(Mujica & Jacobsen, 2006; Tapia, 1979).

2.1.4.3 Carbohidratos y Fibra

En la quinua, el contenido de almidones es de 58.1 - 64.2%, los gránulos de

almidón en la quinua tiene un diámetro de 2 micras, siendo más pequeños que

los granos comunes. El almidón de la quinua tiene una excelente estabilidad

13

frente al congelamiento y la retrodegradación (Ayala et al. 2001). Los

carbohidratos presentes en la quinua se muestran en la Tabla 4, tienen un bajo

índice glucémico, lo cual es beneficioso al permitir una estabilidad del nivel de

azúcar en la sangre.

Tabla 4. Contenido de azúcares en granos andinos g/100g materia seca.

Glucosa Fructosa Sacarosa Maltosa

Quinua 1.7 0.2 2.9 1.4

Kañiwa 1.8 0.4 2.6 1.7

Kiwicha 0.75 0.2 1.3 1.3

(Repo, 1992).

La quinua es una buena fuente de fibra insoluble y soluble; su concentración se

encuentra entre 2.5 y 5.3 g/100g de materia seca. La fibra insoluble, el tipo que

se encuentra en la quinua y salvado de trigo, y la fibra soluble puede trabajar al

reaccionar con los pequeños organismos, llamados micro flora, en su intestino

grueso (Brinegar y Goundan, 1993).

2.1.4.4 Minerales y Vitaminas.

El grano de la quinua tiene casi todos los minerales en un nivel superior a los

cereales como muestra la Tabla 5, su contenido de hierro, que es dos veces más

alto que el del trigo, tres veces más alto que el del arroz y llega casi al nivel del

fríjol. Según la Tabla 6 la quinua supera los cereales en el contenido de las

vitaminas B2, E y A, mientras el contenido de B3 es menor. En la quinua se

resalta el alto contenido de calcio, magnesio, zinc (Ayala et al. 2001).

14

Tabla 5. Contenido de minerales en el grano de la quinua

Mineral Quinua Trigo Arroz Frijol

mg / 100 g alimento

Calcio 148.7 50.0 27.6 119.1

Fósforo 383.7 380.0 284.5 367.4

Hierro 13.2 5.0 3.7 8.6

Potasio 926.7 500.0 212.0 1098.2

Magnesio 246.9 120.0 118.0 200.0

Sodio 12.2 10.0 12.0 10.3

Cobre 5.1 0.5 0.4 1.0

Magnesio 10. 2.9 0.0 0.0

Zinc 4.4 3.1 5.1 0.0

(ERPE, INIAP, IICA, GTZ, 2001; Ayala et al. 2001).

Tabla 6. Contenido de vitaminas en el grano de la quinua.

Vitamina Quinua Arroz Trigo Frijol Papa

mg / 100 g alimento

Niacina B3 10.7 57.3 47.5 25.7 51.8

Tiamina B1 3.1 3.5 6.0 5.3 4.4

Riboflavina B2 3.9 0.6 1.4 2.1 1.7

Ácido Ascórbico C 49.0 0.0 1.2 22.5 69.4

Tocoferol E 52.63 0.0 0.0 0.1 0.3

Carotenos A 5.3 - - - -

(Tapia, 1979; ERPE, INIAP, IICA, GTZ, 2001).

15

2.1.4.5 Otros compuestos de la Quinua

Factores antinutricionales. La semilla de quinua de acuerdo con sus variedades,

contiene algunas sustancias antinutricionales como saponinas, ácido fítico,

inhibidores de tripsina y taninos. Existen muy pocos informes sobre la relación

entre los efectos que producen estas sustancias en las características nutritivas

de la quinua (Herrera y Fashing, 1986).

Saponinas. Son glicoalcaloides que se encuentran en la cubierta del grano de

quinua y que le dan sabor amargo que impide el consumo; la concentración de

saponinas varía entre 0.1 y 5%, además del sabor amargo, las saponinas son

capaces de producir espuma en soluciones acuosas. La quinua puede

clasificarse, de acuerdo a la concentración de saponinas, en: dulces (menor a

0.11%) y amargas (mayor a 0.11%) (Repo-Carrasco et al., 2009).

Las saponinas que se extraen de la quinua amarga se pueden utilizar en la

industria farmacéutica, cuyo interés en las saponinas se basa en el efecto de

inducir cambios en la permeabilidad intestinal, lo que puede colaborar en la

absorción de medicinas particulares y en los efectos hypocolesterolémicos.

Adicionalmente se mencionan las propiedades de la saponina como antibiótico y

para el control de hongos entre otros atributos farmacológicos (Peralta, 2006).

Inhibidores de tripsina. La presencia de proteasas en los alimentos reduce el valor

biológico de las proteínas. De este grupo de factores el más conocido es el

inhibidor de la tripsina, que inhibe la actividad de la tripsina segregada por la

glándula exocrina del páncreas. Además el inhibidor de la tripsina presente en la

quinua es termolábil y fácilmente inactivada por el tratamiento del calor (Herrera

y Fashing, 1986).

Los taninos son compuestos polifenólicos de un amplio peso molecular que

habitualmente se dividen en hidrolizables y condensados. Estos son capaces de

unirse a enzimas, proteínas, polisacáridos, ácidos nucleicos, esteroides,

saponinas, y formar complejos con el hierro del alimento, dificultando la digestión

16

de los nutrientes. Aunque hay diferencias químicas entre ellos, todos son

compuestos fenólicos y pueden precipitar la proteína. La capacidad de ligar

proteínas por los taninos, se ha considerado como un elemento importante para

predecir sus efectos en sistemas biológicos (Improta y Kellems, 2001).

Se reconoce a la quinua como uno de los alimentos de origen vegetal más

nutritivos y completos, cuyo valor nutricional es comparable o superior a muchos

alimentos de origen animal como carne, leche, huevos o pescado. Estudios

realizados han demostrado que la composición nutricional de este grano es

comparable al de la leche materna. También se destaca la alta digestibilidad de

este grano, entre otros beneficios, lo convierten en un excelente alimento

saludable y sustituto para alimentos de origen animal que incrementan los niveles

de colesterol. A pesar de conocer su valor nutricional y su versatilidad como

alimento, la quinua ha sido considerada muchas veces como una planta de

limitado potencial agronómico y comercial (Roche, 2005).

2.1.5 USOS DE LA QUINUA

Respecto al proceso de industrialización de la quinua, en el país se manejan

procesos simples y semi-complejos. La gama ecuatoriana de productos

elaborados con quinua es restringida y limitada a la quinua desaponificada,

perlada y alimentos intermedios (hojuelas, insuflados y harinas de quinua), y muy

limitadamente la papilla para niños (Peralta, 2006).

En Ecuador, el procesamiento de la quinua se concentra en el lavado y

escarificado del grano para eliminar la saponina, la elaboración de harinas;

hojuelas y el desarrollo de nuevos productos como galletas, pan, graneados, etc

(Villarroel, 2005).

17

2.1.5.1 Alimentación Humana

Se usan el grano, las hojas tiernas hasta el inicio de la formación de la panoja el

contenido de proteínas de estas últimas alcanza hasta 33,3 % en materia seca,

y con menor frecuencia las panojas tiernas. El valor nutritivo es relevante.

Destacan el contenido y la calidad de proteínas por su composición en

aminoácidos esenciales y es especialmente apta para mezclas alimenticias con

leguminosas y cereales. Entre los granos andinos es el de mayor versatilidad

para el consumo: el grano entero, la harina cruda o tostada, hojuelas, sémola y

polvo instantáneo pueden ser preparados en múltiples formas, lo cual se traduce

en una enorme cantidad de recetas tanto tradicionales como innovadoras (FAO,

2013).

La sustitución parcial de la harina de trigo con harinas de cultivos andinos permite

mejorar el valor nutritivo del pan y otros productos elaborados en base a este

cereal, aporta un ahorro de divisas por menor importación de trigo y da impulso

a la agricultura e industria local por la creación de una demanda cada vez mayor

de productos nativos (INIAP, 2000; Matos-Chamorro y Muñoz-Alegre, 2010).

La fortificación de alimentos en lugar del enriquecimiento, se realiza cuando la

dieta en general es deficiente en micronutrientes particulares (WHO/FAO, 2006;

Beizadea, 2009) para satisfacer necesidades particulares de alimentación de

determinados grupos de la población (Osuna et al., 2006), e incluso sean

vulnerables o no, previo estudios de los contribuyentes principales a la dieta para

mejorar su ingesta (FAO/WHO, 2001).

El contenido de hierro en la quinua es del 13.2 mg/100g, la anemia enfermedad

causada por deficiencia de hierro, es un importante problema de salud pública

mundial y muchas poblaciones de los países latinoamericanos sufren una carga

especialmente elevada. La deficiencia de hierro, entre otras causas, puede

conducir a deterioro mental y problemas de conducta en los niños, incrementa el

riesgo de resultados adversos durante el embarazo y disminuye la capacidad de

trabajo físico y la productividad (WHO/FAO, 2006).

18

2.1.5.2 Innovaciones en la Industria Alimentaria

La quinua se puede combinar con leguminosas como las habas secas, el fréjol y

el chocho para mejorar la calidad de la dieta especialmente de los niños pre-

escolares y escolares a través del desayuno. En la actualidad se encuentran

disponibles varios subproductos elaborados o semielaborados, aunque

generalmente a precios más elevados por lo que en muchos casos se vuelven

inalcanzables para la mayoría de la población (WHO/FAO, 2006)

Entre los productos elaborados o semielaborados están los llamados "cereales"

que son productos listos para consumirse y que generalmente se toman como

desayuno entre estos están los cereales inflados, extrusados, en copos, rallados

y cereales calientes, a los que se les agrega un líquido caliente para consumiros,

y las papillas reconstituidas (FAO/WHO, 2001)

De los granos enteros y de harina de quinua se preparan casi todos los productos

de la industria harinera. Diferentes pruebas en la región Andina, y fuera de ella,

han mostrado la factibilidad de adicionar 10, 15, 20 y hasta 40% de harina de

quinua en pan, hasta 40% en pasta, hasta 60% en bizcochos y hasta 70% en

galletas. La principal ventaja de la quinua como suplemento en la industria

harinera, está en la satisfacción de una demanda creciente en el ámbito

internacional de productos libres de gluten (INIAP, 2000).

Actualmente hay una necesidad de obtención de alimentos concentrados

proteicos de alta calidad. La proteína está concentrada especialmente en el

embrión de la semilla de quinua que contiene hasta un 45% de proteína. El

embrión puede separarse del resto de la semilla y el embrión concentrado luego

puede utilizarse directamente sobre el alimento para niños, por ejemplo, para

obtener una recuperación rápida del nivel nutritivo de los niños que sufren de

malnutrición, y adultos, como las mujeres embarazadas en una diversidad de

platos (INIAP, 2000).

19

2.1.5.3 Otros usos Industriales

La quinua es un producto del cual se puede obtener una serie de subproductos

de uso alimenticio, cosmético, farmacéutico, entre otros. El almidón de quinua

tiene una excelente estabilidad frente al congelamiento y la retrogradación. Estos

almidones podrían ofrecer una alternativa interesante para sustituir almidones

modificados químicamente. El almidón tiene posibilidades especiales de uso en

la industria debido al pequeño tamaño del gránulo de almidón, por ejemplo, en la

producción de aerosoles, pastas, producción de papel autocopiante, postres

alimenticios, excipientes en la industria plástica, talcos y polvos anti-offset (FAO,

2013).

Por la toxicidad diferencial de la saponina en varios organismos, se ha

investigado sobre su utilización como potente insecticida natural que no genera

efectos adversos en el hombre o en animales grandes, destacando su potencial

para el uso en programas integrados de control de plagas. El uso de la saponina

de la quinua como bioinsecticida fue probado con éxito en Bolivia (Peralta, 2006).

Para la alimentación animal; la planta entera se usa como forraje verde. También

se aprovechan los residuos de la cosecha para alimentar vacunos, ovinos,

cerdos, caballos y aves (FAO, 2013).

En el uso medicinal las hojas, tallos y granos, a los que se atribuyen propiedades

cicatrizantes, desinflamantes, analgésicas contra el dolor de muelas,

desinfectantes de las vías urinarias; se utilizan también en caso de fracturas, en

hemorragias internas y como repelente de insectos (FAO, 2013).

2.2 TRIGO

La importancia del trigo se deriva de las propiedades físicas y químicas de la

harina que permite la producción de una hogaza de pan de buen volumen,

además del uso para la fabricación de pan se utilizan grandes cantidades de trigo

para pastelería, galletería y para la fabricación de fideos; estos productos

20

desempeñan una función primordial en la alimentación humana, siendo esta la

razón para que el cultivo de trigo se encuentre difundido en todas las latitudes y

tenga repercusiones sociales, políticas y económicas de ámbito mundial (INIAP,

2008).

El trigo es uno de los productos más importantes en la alimentación de la

población ecuatoriana. El consumo se ha incrementado notablemente

(Rodríguez, 1998), resultando en un consumo de 35 kg/año (Falconí 2008). Este

incremento se ha dado por efecto de un rápido crecimiento de la población, por

los cambios de hábitos de consumo y por los bajos precios de los derivados del

gano de trigo, razones por las cuales es considerado uno de los cereales básicos

en la alimentación, más aún si analizamos que su consumo es en todos los

estratos sociales (Rodríguez, 1998).

La razón principal para la reducción de la superficie de cultivo de trigo ha sido la

baja rentabilidad que la producción de trigo ha registrado en los últimos 25 años.

Adicionalmente, la reducción del número de unidades productivas agropecuarias

(UPAs) de tamaño mediano y grande, dedicadas al cultivo de trigo, también ha

contribuido a la reducción de la superficie de cultivo, ya que su porcentaje

descendió de 38% de UPAs en 1981 a 4% en el 2002, observándose al mismo

tiempo un incremento de las unidades de pequeños agricultores de 81 a 88%

(INIAP, 2005). Sin embrago, la falta de políticas de fomento del cultivo de trigo

ha impedido la recuperación de este cultivo que, como lo señalan los datos

anteriormente mencionados, es sumamente importante para la población

ecuatoriana, ubicándose entre los productos agrícolas de mayor demanda y,

paradójicamente, uno de los cultivos de menor superficie de cultivo (INIAP, 2005).

El Ecuador registra la productividad más baja de Latinoamérica con 0.6 t/ha,

mientras que, el rendimiento promedio mundial es superior a 1.3 t/ha y en países

desarrollados ubicados en latitudes altas, los rendimientos registrados alcanzan

hasta 6.0 t/ha (Falconí, 2008). El bajo promedio de rendimiento reportado se debe

21

a una serie de factores que, entre los principales, se mencionan la falta de

variedades mejoradas, escasez de semilla certificada, inadecuado manejo del

cultivo, mínima o ninguna inversión en insumos, degradación de suelos, entre

otros (Falconí, 2008).

Las variedades de semilla mejoradas para el País han sido desarrolladas

principalmente por el INIAP en la Estación Experimental Santa Catalina (Varas,

2008) y la Comisión Nacional del Trigo. Las variedades que el INIAP ha

desarrollado son 11 y las que actualmente están siendo cultivadas son: INIAP-

Chimborazo, INIAP-Cojitambo e INIAP-Zhalao (INIAP, 2008).

2.2.1 EL TRIGO EN EL ECUADOR.

El trigo (Triticum aestivum L.) es, junto con el arroz y la cebada, el cereal de

mayor importancia en Ecuador. Los productos elaborados a partir del trigo,

especialmente el pan, fideos y harinas, forman parte importante de la dieta en el

Ecuador y en la mayoría de los países del mundo. Sin embargo el Ecuador no es

un país productor del trigo y tiene que importar grandes cantidades de este

cereal, cuyas fluctuaciones en el precio representan una agresión a la economía

nacional. El consumo nacional de trigo supera las 450 000 t/año, resultando en

un consumo per cápita superior a 35 kg/año. Sin embargo, el Ecuador importa el

98% de los requerimientos internos de trigo y tan solo el 2% (9 000 t) es producido

a nivel local. Adicionalmente a la limitada satisfacción de la demanda local, el

Ecuador registra la productividad más baja de Latinoamérica con 0.6 t/ha, el área

correspondiente al cultivo de trigo en el Ecuador es de 21 945 ha (Falconí, 2008).

La producción de trigo, en Ecuador, es significativamente inferior a los volúmenes

que el País demanda de este cereal. Actualmente, el Ecuador produce 8 144 t.

Registros históricos muestran que en el año 1969, el Ecuador producía trigo en

una superficie de 100 231 ha. Sin embrago, a partir de 1970, la superficie

22

sembrada descendió bruscamente hasta 1978 con un registro de tan solo 26 878

ha bajo cultivo (FAOSTAT, 2010).

En cuanto a volúmenes de producción, se registran datos que muestran que en

el año 1969 Ecuador produjo 94 099 t de trigo, mientras que, en el año 2007 esta

cifra se reduce a tan solo 9 000 t (FAOSTAT, 2010), representando tan solo el

2% del requerimiento interno de trigo, ya que el consumo nacional supera las 450

000 t (Falconí, 2008).

2.2.2 PRODUCCIÓN DE TRIGO EN ECUADOR

Para el año agrícola 1970-71, la superficie del cultivo de trigo se reduce de 150

000 ha, estimadas en 1954, a 75 000 ha en el referido año. En este año comienza

el principio del fin del cultivo de trigo, a consecuencia de medidas de política,

tanto nacional e internacional, tales como subsidios a las importaciones,

liberación de cuotas de importación, con cero arancel, afectado a este rubro

(INIAP, 2005). En el año 1978 la superficie sembrada descendió bruscamente

con un registro de tan solo 26 878 ha bajo cultivo, para nunca más recuperarse y

mantenerse más bien alrededor de las 20 000 ha anuales. La superficie cultivada

de trigo en el año 2007 corresponde a 11 291 ha (FAOSTAT, 2010).

En relación a producción, ésta también sigue la misma proyección de descenso

que el área cultivada, apreciando que de una contribución de 94 099 t en el año

1969, en el año 2007 esta cifra se reduce a tan solo 9 243 t (FAOSTAT, 2010),

el trigo se ha convertido en un rubro de subsistencia, cultivado en áreas

marginales de todas las provincias de la sierra ecuatoriana. La gran mayoría de

las Unidades Productivas dedicadas al cultivo de trigo en la actualidad son del

tipo de subsistencia, este hecho se constituye en la razón por la cual el promedio

de rendimiento a nivel nacional apenas supera a la media tonelada por hectárea

(INIAP, 2005).

23

2.2.3 USOS DEL TRIGO

La harina de trigo ha sido utilizada como vehículo para la fortificación y también

la harina de maíz y arroz (Beizadea, 2009). Los subproductos agroindustriales

han sido utilizados en la alimentación animal por muchos años, especialmente en

la formulación de raciones para rumiantes. Estos son el producto de varios

procesos físicos, químicos y biológicos, los cuales afectan su composición

nutricional (Chandler, 1999).

Un grupo importante de estos subproductos son los derivados de la molienda del

trigo y de la industria de la panadería. En el proceso típico de molienda del trigo

para producir harina para consumo humano, se obtiene un rendimiento de 72%

de harina y 28% de subproductos (Chandler, 1999). Estos subproductos

contienen la mayor cantidad de nutrientes presentes en el grano y son más

nutritivos que la harina para consumo humano (Chandler, 1999).

En la industria de alimentos balanceados existe un problema para la identificación

correcta de los subproductos de trigo, debido a que la industria de la molienda

del grano de trigo, mezcla los diferentes subproductos del proceso según se

requiera, o bien, varía el grado de extracción o el tipo por procesar, lo que se

traduce en cambios en la composición química, biológica y física de los

subproductos (Beizadea, 2009).

Los factores que más afectan la composición de los subproductos de trigo son el

tipo y la densidad del trigo, el grado de garantía y extracción de la harina y la

manera como se manejan las tuberías con los diferentes subproductos del

proceso. En el caso de los subproductos de panadería, las variables que afectan

su composición son la grasa, el azúcar y la proteína que se le agrega a las

galletas y al pan que se fabrica en el país (INIAP, 2000).

24

2.3 HARINAS COMPUESTAS

El término de harinas compuestas fue creado en 1964 por la Organización para

la Agricultura y la Alimentación (FAO), al reconocer la necesidad de buscar una

solución para los países no productores de trigo y las define, como mezclas

elaboradas para producir alimentos a base de éste cereal como pan, pastas y

galletas. Estas harinas pueden prepararse con otras fuentes de origen vegetal, y

pueden o no contener harina de trigo (FAO, 2001).

La sustitución parcial de la harina de trigo con harinas de cultivos andinos permite

mejorar el valor nutritivo del pan y otros productos elaborados en base a este

cereal, aporta un ahorro de divisas por menor importación de trigo y da impulso

a la agricultura e industria local por la creación de una demanda cada vez mayor

de productos nativos (INIAP, 2000; Matos & Muñoz, 2010).

Las harinas compuestas pueden prepararse también a base de otros cereales

que no sea el trigo y de otras fuentes de origen vegetal, y pueden o no contener

harina de trigo. Sobre esta base, se describen dos clases de harinas compuestas.

Una, conocida como harina de trigo diluida, en la cual la harina de trigo se

sustituye por otras harinas hasta en 40%; y puede contener otros componentes.

La adición de una proteína suplementaria es opcional. Las condiciones generales

de procesamiento y el producto final obtenido son comparables a productos

preparados a base de sólo trigo. La segunda clase está representada por harinas

compuestas que no contienen trigo, y están hechas de harinas de tubérculos y

una proteína suplementaria, generalmente harina de soya, en la proporción de 4

a 1. Estos productos son diferentes en sus características reológicas al

compararlas con aquéllas preparadas a base de sólo trigo (Peralta, 2006).

El resultado final es una Harina Mixta Vegetal o Harina Compuesta, que contiene

los niveles óptimos de proteínas y de aminoácidos necesarios para satisfacer los

requerimientos nutricionales de la población. El término “Harinas compuestas” se

usa para indicar todo tipo de producto obtenido por mezcla de distintas harinas

con o sin trigo (Villarroel, 2005).

25

La harina cruda de quinua es el producto resultante de la molienda de la quinua

perlada, su finura dependerá del número de zaranda o malla que se usan en la

molienda. Se utiliza en panificación, galletería, repostería, entre otros (Magno,

2006).

2.4 ANÁLISIS REOLÓGICOS EN MASAS PARA PANIFICACIÓN

Los análisis reológicos son utilizados en la caracterización de harinas para

predecir el comportamiento del producto de panificación, y verificar si el esfuerzo

aplicado y la deformación están en el mismo rango de las utilizadas en el

procedimiento real (Rodriguez, Sandoval, & Cortes, 2012).

Durante el procedimiento se producen numerosos cambios físico- químicos que

afectan los componentes de la harina, en primer lugar a las proteínas y al

almidón, en estos análisis sirven para determinar el papel que juegan todos los

componentes dentro de una formulación para lograr obtener un tipo de harina

que cumpla con diferentes especificaciones de calidad. Los componentes

químicos de las harinas, principalmente las proteínas, determinan el

comportamiento reológico y la calidad de las mismas (Vásquez, Camacho,

Granados, Silva, & Islas, 2009).

Los análisis reológicos analizan fuerza, tenacidad, elasticidad y equilibrio y el

comportamiento que tendrá una harina durante el proceso de panificación, si la

harina es adecuada para la elaboración de ciertos tipos de panes o para

productos de pastelería, y la cantidad de agua que debe ser añadida a la harina

para obtener una masa de consistencia deseada (Delcour & Hoseney, 2010).

2.4.1 ANÁLISIS MIXOLAB

El Mixolab es una herramienta de análisis que permite caracterizar el

comportamiento reológico de una masa sometida al amasado a diferentes

temperaturas, este análisis entrega la información completa de la materia prima,

26

como el comportamiento de la proteína, del almidón y de las interacciones

(aditivos, enzimas); esto permite armar modelos predicativos de la calidad

(Montoya & Giraldo, 2010).

2.4.1.1 Índice de absorción de agua

La absorción de agua hace referencia a la cantidad de agua que se debe añadir

a una harina para producir una masa con la consistencia óptima; y da idea de

cuánto va a rendir la harina en la producción de pan, a mayor absorción de agua,

mayor rendimiento. Mientras más alto el índice mayor es la absorción de agua

(Lascano, 2010).

2.4.1.2 Índice de amasado

Este índice es una característica que indica la resistencia de la masa a dicha

operación. Durante esta etapa la mezcla de harina, agua, que es una pasta

espesa y viscosa; se convierte en masa suave y viscoelástica caracterizada por

tener un tacto seco y sedoso, y fácilmente ser extendida como una membrana

delgada y continua (Lascano, 2010).

2.4.1.3 Fuerza de gluten

Este índice da una idea de la fuerza de las proteínas, se refiere a la calidad de la

proteína y no a la cantidad. Los componentes que determinan la calidad panadera

del trigo son las proteínas formadoras de gluten, estas proteínas son las

gluteninas y gliadinas. Se considera que las gliadinas le dan extensibilidad y

viscosidad a las masas, mientras que las gluteninas le dan elasticidad y fuerza.

A mayor índice más fuerza tiene el gluten, pues aquel depende de la fuerza de

los enlaces entre las cadenas de gluten (Sandoval, Álvarez, Paredes, & Lascano,

2012).

27

2.4.1.4 Índice de viscosidad del gel de almidón

La viscosidad implica un hinchamiento de los gránulos de almidón y es el

resultado del aumento de la temperatura en presencia de agua. Todo esto se

puede expresar en una sola idea que es que mientras más alto es el índice más

viscosa es la masa enfrentando el calentamiento y la actividad amilástica es

menos fuerte, (Sandoval et al., 2012).

2.4.1.5 Índice de resistencia a la amilasa

Mientras más alto es el índice menos fuerte la actividad amilástica; el contenido

de amilasas debe ser controlado porque mucha actividad amilástica produce

masas blandas, pegajosas y difíciles de trabajar; y un bajo índice demostrara una

actividad amilásica importante (Dubat, 2013).

2.4.1.6 Retrogradación del almidón

En este proceso se produce una trasformación en donde las moléculas

gelatinizadas de almidón se reasocian para formar una estructura cristalina de

dobles hélices, lo que quiere decir que, el almidón está en un estado muy

inestable y empieza a ceder parte del agua, sus celdas se encogen, se hacen

menos elásticas y más secas, lo que es desfavorable para los productos de

panificación porque todo este proceso se resume a que se produce el

envejecimiento de pan, se pierde la calidad de la miga y eso afecta a la vida

anaquel del producto (Toaquiza, 2011).

2.5 EL PAN

El pan es un alimento básico que se elabora cociendo una mezcla de harina o

grano molido, agua o leche, y varios ingredientes más; se hace combinando un

agente que produce la fermentación y subida del pan, en general levadura, con

el resto de los ingredientes, normalmente azúcar, sal y grasa, además de la

28

harina y el líquido. La levadura actúa en el proceso de fermentación, generando

diminutas burbujas de un gas, dióxido de carbono, en la mezcla o masa,

incrementando su volumen y haciéndola ligera y porosa (Quaglia, 1991).

La harina de trigo es rica en gluten y por ello importante para crear una textura

esponjosa, se suelen mezclar harinas de trigo con otros cereales pobres en él.

Incluso es habitual que se mezclen harinas de trigo de diferentes procedencias,

y riqueza en gluten, para obtener harinas destinadas a panes específicos. Es

frecuente que el pan se sazone con sal y especias y que se le añadan otros

elementos como grasas, semillas, frutas, etc. El pan se elabora en multitud de

formas, obedeciendo a razones tanto de utilidad como religiosas o culturales. En

cuanto a su elaboración, son también numerosas las diferentes maneras de

cocinarlo: en horno, sartén, cazuela, parrilla, en cenizas, sobre el fuego (Magno,

2006).

El pan es un vehículo adecuado para la fortificación nutricional poblacional ya

que forma parte de la dieta común en todo el mundo (Natri et al., 2006) y en todas

las clases sociales (Osuna et al., 2006).

3. METODOLOGÍA

29

3. METODOLOGÍA

3.1 CARACTERIZACIÓN DE LA MATERIA PRIMA

La variedad de quinua Tunkahuan fue la utilizada en el presente estudio; la cual

fue adquirida en Cereales Andinos. La harina de trigo añadida en la elaboración

de las diferentes formulaciones de pan, fue la “Paniplus” de la marca “La Moderna

Alimentos S.A.”, fueron trasladados al Centro de Investigación de Alimentos (CIA)

de la Universidad Tecnológica Equinoccial sede en Quito campus Occidental

para su almacenamiento.

3.2 OBTENCIÓN DE HARINA DE QUINUA CRUDA

Se receptó la semilla de quinua, en esta etapa se procedió a realizar una

inspección visual, con el objeto de apreciar el estado general de la semilla, e

identificar presencia de impurezas. La eliminación se realizó en forma manual.

Se realizó un análisis de control de humedad a diferentes muestras de cada saco

con el propósito de obtener la humedad inicial del grano, no mayor al 13.5%

(AOAC, 1945). Una vez acondicionada, el grano se procedió a moler en un molino

de discos de piedra.

3.3 OBTENCIÓN DE HARINA DE QUINUA LAVADA

Se procedió a lavar la semilla con agua fría con el propósito de eliminar las

saponinas. El primer enjuague se realizó para eliminar los restos de perigonio

que aún permanecen unidos a la semilla. Se procedió a lavar la quinua con agua,

en una relación de 1 litro de agua por cada medio kilo de quinua, por constante

frotamiento manual por un tiempo de 45 minutos, hasta que ésta no produjo

espuma, lo anterior asegura que se ha eliminado prácticamente el 100% del

contenido de saponina de la semilla (Araneda, 2005 ; Pajarito, 2005).

30

La semilla húmeda se deshidrató en un deshidratador marca Excallibur modelo

3926–T de 600 watts equipado con ocho bandejas confeccionadas con una rejilla

de mallas. La semilla húmeda se colocará en la bandeja con un espesor no

superior a 2 cm para optimizar el secado, el cual se realizó en una estufa de aire

forzado con circulación de aire a una temperatura de 65ºC en un tiempo

aproximado de 4 horas hasta alcanzar una humedad del 12% ± 2. La molienda

se realizó en un molino de discos de piedra (Araneda, 2005; Pajarito, 2005).

3.4 ANÁLISIS DE HARINAS

3.4.1 COMPOSICIÓN CENTESIMAL

Los análisis de composición centesimal de las harinas de quinua cruda, lavada y

de trigo fueron realizados por el laboratorio LABOLAB como se muestra en el

ANEXO I, de acuerdo a los métodos indicados en la Tabla 7 para cada parámetro.

Tabla 7. Metodología para la determinación de la composición centesimal de

las materias primas

PARÁMETRO MÉTODO

Humedad (%) PEE/LA/02 INEN 518

Proteína (%) PEE/LA/01 INEN 519

Grasa (%) PEE/LA/05 INEN 523

Ceniza (%) PEE/LA/03 INEN 520

Fibra (%) INEN 522

Carbohidratos Totales (%)

Cálculo

Energía (Kcal/100g) Cálculo

31

3.4.2 ACIDEZ TITULABLE

Para la determinación de la acidez titulable se aplicó el método especificado en

la NTE INEN 521 (Instituto Ecuatoriano de Normalización (INEN), 2012), para

obtener el valor de acidez titulable se aplicó la ecuación 1:

A =490NV

m(100−H)×

V1

V2 [ 1 ]

Siendo:

A = contenido de acidez en las harinas de origen vegetal, en porcentaje de masa

de ácido sulfúrico.

N = normalidad de la solución de hidróxido de sodio.

V = volumen de la solución de hidróxido de sodio empleado en la titulación.

V1 = volumen del alcohol empleado en cm3. (50 cm3)

V2 = volumen de la alícuota tomada para la titulación, en cm3. (10 cm3)

m = masa de la muestra, en g.

H = porcentaje de humedad en la muestra.

3.4.3 POTENCIAL HIDRÓGENO (pH)

Para la determinación del pH se aplicó el método especificado en la NTE INEN

526 de Harinas de origen vegetal: determinación de concentración de ion

hidrógeno o pH (Instituto Ecuatoriano de Normalización (INEN), 2012); se tomó

una muestra representativa de cada una de las harinas de quinua (cruda y

lavada) y de trigo. Se comprobó el correcto funcionamiento del potenciómetro,

mediante el uso de las soluciones estándar.

32

Primero se pesó 10 g de muestra preparada y se colocaron en un vaso de

precipitación, se añadió 100 ml de agua destilada, se agitó durante 30 minutos

mediante barras magnéticas sobre una plancha de agitación magnética, de modo

que las partículas de almidón se mantenían en suspensión; se dejó en reposo

durante 10 minutos para que el líquido se decante. Se midió el pH por lectura

directa, introduciendo los electrodos del potenciómetro en el vaso de

precipitación con el líquido sobrenadante, cuidando que éstos no toquen las

paredes del recipiente ni las partículas sólidas. El análisis se realizó por triplicado.

3.4.4 ÍNDICE DE SOLUBILIDAD EN AGUA (ISA) E ÍNDICE DE ABSORCIÓN

DE AGUA (IAA)

La ISA y el IAA fueron determinados por triplicado aplicando la metodología

propuesta por Anderson et al. (1969) con algunas modificaciones. Se tomó una

muestra de 2.5 g de harina en base seca y se colocó en 30 ml de agua destilada,

se mantuvo durante 30 minutos bajo agitación en vasos de precipitación

empleando buzos magnéticos sobre una plancha de agitación.

La suspensión se centrifugó a 3000rpm durante 10 minutos en una centrífuga

HERMLE LABNET ®, Modelo Z23-2K, y el sobrenadante se evaporó y se secó

en una estufa Marca MEMMERT ®, Modelo SNB 200, con la circulación y la

renovación de aire a 105 °C durante 4 horas. Los resultados se calcularon

mediante las ecuaciones 2 y 3:

ISA = Mre

Ma (bs)∗ 100 [ 2 ]

IAA = Mrc

Ma−Mre [ 3 ]

33

Siendo:

ISA = índice de solubilidad en agua (%)

IAA = Índice de absorción de agua

Mre = Masa del residuo de evaporación (g)

Ma = Masa de la muestra (g), en base seca

Mrc = Peso del residuo de centrifugación (g).

3.4.5 DETERMINACIÓN DE COLOR DE HARINAS

Para determinar el color de las harinas se empleó un colorímetro Konica Minolta

CR-400; antes de realizar cada medición se lo calibró con una placa de blanco

estándar, cada muestra de harina se la colocó dentro de una caja Petri

desechable, la medición se realizó colocando el tubo de proyección de luz sobre

la caja cerrada. Como medida objetiva del color se utilizó el sistema Cie-Lab

(C.I.E., 1986), que define cada color a partir de tres coordenadas denominadas

L*, a* y b*. El índice de blancura se calculó empleando la ecuación 4.

𝐼𝑊 = 𝐿 − 3𝑏 + 3𝑎 [ 4 ]

Donde:

IW = Índice de blancura

L = luminosidad

b = intensidad del color amarillo

a = intensidad del color rojo

34

3.5 MEZCLAS ENTRE HARINAS

3.5.1 ANÁLISIS MIXOLAB

Previo a este análisis se realizó la mezcla de la harina de trigo con los dos tipos

de harina de quinua, cruda y lavada, realizando las sustituciones de 0% (pan

control), 5%,10% y 20%.

El análisis reológico se lo realizó en la empresa GRANOTEC empleando el

método MIXOLAB, normalizado por ICC 173 y AACC 54-60.01; los parámetros

analizados en la curva del mixolab fueron: absorción de agua para el desarrollo

de la masa (%), estabilidad (min), C1 – índice de amasado o comportamiento de

la mezcla, C2 - calidad de la proteína, C3 - gelantinizaciòn del almidón, C4 -

actividad de la amilasa y C5 – retrogradación del almidón, como se aprecia en el

ANEXO II.

3.6 PROCESO TECNOLÓGICO DE ELABORACIÓN DE PAN

El pan fue elaborado, siguiendo el método de O’Donell (2013) como indica la

Figura 1, usando una formulación básica en función a 100% de harina de trigo:

agua 65%, levadura 1.5%, sal 2%, azúcar 7%, manteca 3% y mejorador 0.7%,

que se utilizó como pan control. El proceso de elaboración inició al incorporar

todos los ingredientes en una mezcladora eléctrica, se amasó durante 7 minutos.

Para el proceso de elaboración de las diferentes formulaciones de panes con

distintos porcentajes de harina de quinua se mantuvo el porcentaje de los

ingredientes variando el porcentaje de agua que corresponde al porcentaje de

hidratación, y el tiempo de amasado; ambos obtenidos del análisis reológico

MIXOLAB. El orden en el que se colocó los ingredientes fue: agua, harina, azúcar,

manteca, sal y levadura. Los ingredientes fueron mezclados y amasados; la masa

uniforme se dejó reposar por diez minutos (O´Donell, 2013).

35

Figura 1. Proceso tecnológico elaboración de pan (O´Donell, 2013).

Moldes de aluminio

Unidad = 220 g

t = 10 minutos

t = 10 minutos

t = 7 minutos

PESAR

Harina Agua 65%

Levadura 1.5% Sal 2%

Azúcar 7% Manteca 3%

Mejorador 0.7% MEZCLAR

AMASAR

CORTAR

PESAR

BOLEAR

MOLDEAR

REPOSAR

REPOSAR

t = 15 minutos

T = 220 ºC

t = 60 minutos

LEUDAR

HORNEAR

PAN MOLDE

36

La masa obtenida fue cortada y boleada, se dejó en reposo por 10 minutos. En

cada molde se colocó 220 g de masa, a la que mediante el uso de rodillos y

doblado manual se dio forma de cilindros y se los puso en moldes de 20 por 9

por 6 cm, previamente engrasados; se llevó a una cámara de fermentación

durante 60 min. Al término de este tiempo se horneó aproximadamente por 15 a

20 min a 220 °C hasta alcanzar una temperatura interna del pan de 90 °C, como

lo indica el ANEXO III.

3.7 ANÁLISIS DEL PAN

3.7.1 DETERMINACIÓN DEL VOLUMEN ESPECÍFICO DE PAN

Se introdujo en un recipiente vacío los granos de quinua hasta llenarlo por

completo y se desplazó el excedente, obteniendo un volumen de 5000 ml. Se

vació el recipiente colocando los granos de quinua en otro recipiente,

posteriormente se introdujo una pieza entera de pan en dicho recipiente y se

colocó nuevamente todas las semillas midiendo la altura de desplazamiento de

las mismas a una velocidad constante y se midió el sobrante. Finalmente se

aplicó la ecuación 5:

υ =V

m [ 5 ]

Donde:

𝜐 = volumen especifico del pan (ml)

v = volumen desplazado (ml)

m = masa del pan (g)

37

El volumen específico se determinó mediante la división del volumen calculado

(ml) entre el peso (g) de la misma pieza de pan. Se medió empleando una

modificación del método 10-05 de la AACC (2001) propuesta por Lainez (2006).

3.7.2 DETERMINACIÓN DE COLOR DEL PAN

A cada muestra de pan se le efectuaron 3 mediciones de color en la corteza y en

la miga, reportando un valor promedio. El procedimiento para medir color en los

alimentos con el colorímetro Konika Monilta, serie CR- 400, consistió en colocar

el equipo en contacto directo sobre la corteza del pan. Para determinar los valores

de chroma y hue se utilizaron las ecuaciones 6 y 7 (Zheng, Wang, Wang, &

Zheng, 2003).

HUE = Arctg(b/a)0,5 [ 6 ]

CHROMA = (a2 + b2)1/2 [ 7 ]

Dónde:

a= coordenada de cromaticidad en la gama de rojo-verde

b= coordenada de cromaticidad en la gama de amarillo-azul

3.7.3 ANÁLISIS SENSORIAL

Las pruebas hedónicas utilizadas fueron pruebas de aceptación, estas pruebas

se realizaron a 100 consumidores, en la que el consumidor expresó su reacción

subjetiva ante las muestras de 10 g de los diferentes tipos de panes; indicando,

Si le gusta o le disgusta, todas las cataciones fueron realizadas a las 24 horas

después de realizados los panes. Se usó una escala hedónica de diez puntos,

38

donde 1 es mi disgusta mucho y 10 me gusta mucho, el modelo de encuesta

puede verse en el ANEXO IV.

3.7.4 COMPOSICIÓN CENTESIMAL DEL PAN

Los análisis de composición centesimal de los panes de harina de quinua cruda,

de quinua lavada y de trigo fueron realizados por el laboratorio LABOLAB, de

acuerdo a los métodos indicados en la Tabla 8, como se ve en el ANEXO V.

Tabla 8. Metodología para la determinación de la composición centesimal de

los panes obtenidos

PARÁMETRO MÉTODO

Humedad (%) PEE/LA/02 INEN 518

Proteína (%) PEE/LA/01 INEN 519

Grasa (%) PEE/LA/05 INEN 523

Ceniza (%) PEE/LA/03 INEN 520

Fibra (%) INEN 522

Carbohidratos Totales (%) Cálculo

Energía (Kcal/100g) Cálculo

3.8 ANÁLISIS ESTADÍSTICO

Los resultados de composición centesimal de los diferentes tipos de harinas se

analizaron con la prueba de significancia LSD (Diferencia Mínima Significativa)

empleando el programa estadístico Statgraphics Centurion XV, versión 15.2.05.

39

Los análisis estadísticos de acidez titulable, pH, índice de absorción e índice de

solubilidad, color, de los tres tipos de harinas se hicieron mediante un análisis de

varianza simple con prueba de Tukey para determinar si existen diferencias

significativas entre las muestras estudiadas, utilizando el programa Statgraphics

Centurión XV, versión 15.2.05.

Los resultados de volumen, color y análisis sensorial obtenidos para cada

tratamiento de las diferentes formulaciones de pan se analizaron e interpretaron

estadísticamente utilizando el diseño experimental DCA (Diseño Completamente

al Azar), los resultados se reflejaron en la tabla ANOVA y las medias se

compararon con el Test de Tukey empleando el programa estadístico

Statgraphics Centurion XV, versión 15.2.05.

Los valores de composición centesimal de los diferentes tipos de panes se

analizaron con la prueba de significancia LSD (Diferencia Mínima Significativa)

empleando el programa estadístico Statgraphics Centurion XV, versión 15.2.05.

4. ANÁLISIS DE RESULTADOS

40

4. ANÁLISIS DE RESULTADOS

4.1 ANÁLISIS DE HARINAS

4.1.1 COMPOSICIÓN CENTESIMAL

En la Tabla 9 se muestra los resultados de composición centesimal de las

materias primas, realizados por el laboratorio LABOLAB como se observa el

ANEXO I.

Tabla 9. Composición centesimal de las materias primas.

PARÁMETRO HARINA DE TRIGO

HARINA DE

QUINUA

CRUDA

HARINA DE

QUINUA

LAVADA

Humedad (%) 13.33 ± 0.00 b 13.88 ± 0.52 a 7.36 ± 0.01 c

Proteína (%) 13.62 ± 0.52 b 13.95 ± 0.52 a 13,98 ± 0.52 a

Grasa (%) 1.01 ± 0.47 b 7.23 ± 0.07 a 7.10 ± 0.02 a

Ceniza (%) 0.85 ± 0.09 c 3.07 ± 0.30 a 2.58 ± 0.30 b

Fibra (%) 0.49 ±0.00 c 1.76 ± 0.00 b 1.83 ± 0.00 a

Carbohidratos

Totales (%) 70.71 ± 0.07 a 60.13 ± 0.09 c 67.16 ± 0.03 b

Energía (Kcal/100g) 346.39 ± 0.24 c 361.35 ± 0.24 b 388.42 ± 0.08 a

1 media + desviación estándar (n=2)

**Letras minúsculas en la misma fila indican diferencias significativas

El porcentaje de humedad de la harina de quinua cruda mostró un valor de

13.88%, esta cumplió con los parámetros establecidos en la norma A.O.A.C.

41

925.09 que exige como máximo una humedad 15.5%; esto se acercó con lo

reportado por Romo (2011) en los análisis realizados a la harina de quinua con

un 12.35% de humedad; la harina de quinua lavada presentó un valor de 7.36%,

este valor se debió al pretratamiento dado al grano en el desecador posterior a

su lavado; el bajo porcentaje de humedad en las harinas inhibe el desarrollo de

microorganismos y permite una buena conservación del producto. Según la

norma NTE INEN 6116 (2006) permite un máximo una humedad 14.5% para la

harina de trigo, la utilizada en el presente estudio tuvo un valor del 13.33%.

Se observó que el contenido de cenizas es más alto en la harina de quinua cruda

y lavada, con 3.07% y 2.58% cada una, debido a que éstas presentaron un

tamaño de partícula más grande que el de la harina de trigo con un 0.85%; la

quinua tiene mayor contenido de minerales que el trigo, especialmente potasio,

magnesio, fósforo, calcio, cloro y azufre; los valores se aproximan a 2.72%

reportado por Romo (2011), como al 2.3% reportado por García (2011). Todos

los valores de los tratamientos se encontraron dentro del mínimo permisible para

harinas de panificación con el 0.85 %, de acuerdo a la norma NTE INEN 6116

(2006) y a la A.O.A.C. 923.03.

Los porcentajes de proteína entre la harina de quinua cruda y la harina de quinua

lavada no presentaron diferencias estadísticamente significativas con valores de

13.95% y 13.98% respetivamente, se encontraron dentro de un 13 a 14%, estos

se acercaron al registrado por Tapia (2011) y Romo (2011) en sus estudios en

los cuales indican un rango del 11% al 21%. La harina de trigo cumplió un 13.62%

según la norma NTE INEN 6116 (2006) que establece un porcentaje mínimo del

10% de proteína para productos de panificación.

Otros de los valores que presentaron diferencias significativas en cuanto al

porcentaje es la cantidad de grasa; con 7.23% en la harina de quinua cruda,

7.10% en la harina de quinua lavada y con un 1.01% en la harina de trigo, esto

42

se debe a que el aceite de quínoa es rico en ácidos oleico, linoleico y linolénico

de los cuales los dos últimos son ácidos grasos esenciales, lo que indica que este

aceite es una buena fuente de estos nutrientes (Espinoza y col., 2005)

Tanto la quinua como el trigo poseen cantidades similares de carbohidratos, la

harina de trigo mostró un 70.71%, la harina de quinua cruda un 60.13% y la harina

de quinua lavada un 67.16%, estos resultados concuerdan con el 67.8%

reportado según García (2011), esto hizo que la mezcla resultante sea también

una buena fuente de energía.

En la Figura 2 se presenta una comparación de la composición nutricional de las

tres harinas en donde se puede visualizar una diferencia entre la cantidad de

humedad, proteína, grasa, ceniza y fibra.

Figura 2. Composición centesimal de las materias primas.

b b

b c c

a a

a

a

b

c

a

a

ba

0

2

4

6

8

10

12

14

16

Humedad (%) Proteína (%) Grasa (%) Ceniza(%) Fibra(%)

Valo

res %

Componentes Centesimales

HARINA DE TRIGO HARINA DE QUINUA CRUDA HARINA DE QUINUA LAVADA

43

4.1.2 ACIDEZ TITULABLE Y POTENCIAL HIDRÓGENO

En la Tabla 10 se muestra los resultados de pH y acidez titulable de las mezclas

de harinas de trigo y harina de quinua cruda y lavada.

Tabla 10. Acidez titulable y pH de las materias primas.

PARÁMETRO HARINA DE TRIGO HARINA DE

QUINUA CRUDA

HARINA DE QUINUA LAVADA

Acidez Titulable 0.10 ± 0.011 c 0.24 ± 0.006 a 0.17 ± 0.006 b

pH 6.19 ± 0.03 b 6.82 ± 0.02 a 6.87 ± 0.02 a

1 media + desviación estándar (n=3)

**Letras minúsculas en la misma fila indican diferencias significativas

Los valores de pH de la harina de trigo, harinas de quinua cruda y lavada se

ubicaron dentro del grupo de alimento de baja acidez o no ácidos con valores de

pH de 6.19, 6.82 y 6.87 respectivamente como se ve en la Figura 3. El pH de una

harina debe ser de 6.1, un valor inferior significa la posible presencia de

sustancias cloradas utilizadas como blanqueadores, las cuales pueden ser

detectadas determinando la acidez de la harina (INEN, 2012).

Según Pascual & Zapata (2010) en su trabajo de sustitución parcial de harina de

trigo por harina de kiwicha en el análisis de pH y acidez titulable reportan

resultados; de un pH 6 a 6.1 en las sustituciones de harinas y una acidez titulable

de 0.9% a 0.12%. Se comparó con la harina de quinua cruda y lavada, estas

presentaron una diferencia estadísticamente significativa respecto al porcentaje

de acidez titulable con resultados de 0.24% y 0.17% cada una.

44

Figura 3. Índice de pH de las materias primas.

La Figura 4 muestra que la harina de quinua cruda presentó un nivel de acidez

superior al máximo permitido según la norma NTE INEN 6116 (2006) que

establece un porcentaje máximo del 0.1% de ácido sulfúrico para harinas de trigo

para panificación, esto se dio debido a la variedad de quinua utilizada.

La acidez en harinas nos permite apreciar el grado de deterioro que se ha

producido por humedad y acción de microorganismos, su determinación indica el

grado de conservación del producto final. El ambiente ácido en las masas

favorece a la formación del gluten y a lograr una masa más extensible así como

retrasa el desarrollo de microorganismos (Pascual & Zapata, 2010).

b

aa

5.8

6

6.2

6.4

6.6

6.8

7

pH

HARINA DE TRIGO

HARINA DE QUINUA CRUDA

HARINA DE QUINUA LAVADA

45

Figura 4. Acidez titulable de las materias primas.

4.1.3 ÍNDICE DE ABSORCIÓN DE AGUA (IAA) E ÍNDICE DE SOLUBILIDAD

EN AGUA (ISA)

En la Tabla 11 se observa los índices de absorción y solubilidad de agua

obtenidos en la harina de trigo, harina de quinua cruda y a la harina de quinua

lavada. Las harinas quinua cruda y lavada mostraron valores mayores de IAA y

ISA comparados con la de trigo, como muestran las Figuras 5 y 6.

Tabla 11. Índice de absorción y solubilidad, realizado a las materias primas.

PARÁMETRO HARINA DE TRIGO HARINA DE

QUINUA CRUDA

HARINA DE QUINUA LAVADA

IAA 2.18 ± 0.047 c 3.02 ± 0.019 a 2.94 ± 0.02 b

ISA (%) 6.25 ± 0.002 c 17.05 ± 0.33 a 14.66 ± 0.52 b

1 media + desviación estándar (n=3)

**Letras minúsculas en la misma fila indican diferencias significativas

c

a

b

0

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.3

Acidez Titulable

HARINA DE TRIGO

HARINA DE QUINUA CRUDA

HARINA DE QUINUA LAVADA

46

Los valores de IAA para la harina de quinua cruda y lavada se encontraron dentro

del rango reportado por Abugoch et al. (2009), que son entre 2.3 a 4.5; para la

harina de trigo el resultado 2.18 se acerca al valor que reportan Rodríguez et al.

(2012) de 1.92. Anderson (1982) menciona que la temperatura de cocción

incrementa el IAA de varios granos. La desnaturalización de proteínas, la

gelatinización del almidón e hinchamiento de la fibra cruda, que ocurren durante

la extrusión, podrían ser responsables del incremento de IAA de productos

extruidos. El aumento en el IAA de harinas extruidas podría estar relacionado con

la presencia de almidón dañado (Gujska & Khan, 1991).

Figura 5. Índice de absorción de agua de las materias primas.

El ISA está asociado con la presencia de moléculas de almidón solubles, lo cual

se relaciona con la dextrinización (Colonna et al., 1983), y pueden utilizarse como

un indicativo del grado de modificación de los almidones por tratamientos

termomecánicos (Álvarez, 2012).

c

a b

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

IAA

HARINA DE TRIGO

HARINA DE QUINUA CRUDA

HARINA DE QUINUA LAVADA

47

Los resultados del ISA obtenidos de la harina de quinua cruda y lavada, como se

aprecia en la Figura 4; se acercaron a lo reportado por Gujska & Khan (1991) en

su estudio de harinas extruidas de garbanzo, encontraron valores de 21.2, 18.8,

y 16.15% en el ISA; sugirieron que este comportamiento es causado por

degradación de almidón, debido a la presión de corte sobre éste durante la

extrusión. Al aumentar el contenido de quinua disminuye el contenido de gluten,

significando que el ingrediente más importante para formar la estructura de la

masa es el almidón. El almidón de quinua presenta mayor solubilidad, capacidad

para ligar agua, y viscosidad que el almidón de trigo (Alvarez, Arendt, & E, 2010).

Según Rodríguez et al. (2012) en su estudio de influencia de la sustitución parcial

de la harina de trigo por harina de quínoa y papa en las propiedades

termomecánicas y de panificación de masas, el valor que encuentra a la harina

de quinua sola es de 2.31 en índice de absorción y de 5.10% de índice de

solubilidad de agua.

Figura 6. Índice de solubilidad en agua de las materias primas.

c

a

b

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

ISA

Val

ore

s en

%

HARINA DE TRIGO

HARINA DE QUINUA CRUDA

HARINA DE QUINUA LAVADA

48

4.1.4 DETERMINACIÓN DE COLOR DE HARINAS

El índice de blancura obtenido en la harina de quinua cruda fue de 39.58 y en la

harina de quinua lavada fue 44.21, valores con diferencia estadísticamente

significativa respecto a la harina de trigo utilizada que mostró un valor de 67.89;

como se muestra en la Tabla 12 y en la Figura 7.

Tabla 12. Color e índice de blancura, realizado a las materias primas.

PARÁMETRO HARINA DE TRIGO HARINA DE

QUINUA CRUDA

HARINA DE QUINUA LAVADA

IW 67.89 ± 0.29 a 39.58 ± 0.24 c 44.21 ± 0.49 b

1 media + desviación estándar (n=3)

**Letras minúsculas en la misma fila indican diferencias significativas

La quinua contiene betalaina un colorante natural, los pigmentos betalaina

presentes en toda la planta están compuestos de derivados nitrogenados del

ácido betalamico, variando de colorante amarillo al anaranjado, rojo y violeta

(Piattelli, 1981).

Montoya & Giraldo (2010), reportan un el índice de blancura de 64.35 en una

harina de trigo normal; la harina presenta un color blanco, no un blanco perfecto

ya que la harina de trigo generalmente tiene tintes amarillos debido al contenido

de flavonoides, comparada con la harina de trigo utilizada esta presentó un índice

de blancura superior con un valor de 67.97; los pigmentos de los flavonoides se

originan principalmente por la contaminación del cereal y porque no se realizó un

proceso de blanqueo a la harina (Delcour & Hoseney, 2010).

49

Figura 7. Índice de blancura de las materias primas.

4.2 MEZCLAS ENTRE HARINAS

4.2.1 PRUEBAS REOLÓGICAS MIXOLAB

Los análisis con el MIXOLAB estándar se realizaron a la harina de trigo; y a la

mezcla entre harina de trigo con harina de quinua cruda y harina de trigo con

harina de quinua lavada en las siguientes concentraciones 95:5, 90:10, 80:20. En

el ANEXO II se encuentra los resultados de los análisis del MIXOLAB realizados

por la empresa Granotec S.A.

En la Tabla 13 se presenta los resultados del número de Par (Newton por metro

(Nm)) y el tiempo en minutos de las mezclas a las que se les realizó el análisis,

se puede observar como varía la fuerza entre cada curva y entre cada

formulación.

a

cb

0

10

20

30

40

50

60

70

80

IW

Valo

res %

HARINA DE TRIGO

HARINA DE QUINUA CRUDA

HARINA DE QUINUA LAVADA

50

Tabla 13. Fuerza y tiempo de las formulaciones en el análisis del MIXOLAB

FORMULACIONES CURVA

C1 C2 C3 C4 C5

HARINA DE

TRIGO 100%

%H* 14.5 Tiempo

(min) 4.35 17.53 25.68 31.85 45.03

Hidratación % 63.7 Par (Nm) 1.08 0.40 1.34 1.27 1.89

Estabilidad Tiempo (min) 8.13 - - - -

HARINA DE

QUINUA CRUDA

5 %

%H* 15.0 Tiempo

(min) 4.67 16.68 25.12 31.77 45.06

Hidratación % 64.7 Par (Nm) 1.14 0.41 1.38 1.25 1.81

Estabilidad Tiempo (min) 8.53 - - - -

10%

%H* 14.5 Tiempo

(min) 4.48 16.80 24.08 31.75 45.03

Hidratación % 62.4 Par (Nm) 1.11 0.38 1.32 1.16 1.67

Estabilidad Tiempo (min) 8.02 - - - -

20%

%H* 14.2 Tiempo

(min) 1.13 17.03 24.18 33.42 45.05

Hidratación % 62.4 Par (Nm) 1.09 0.31 1.32 1.11 1.48

Estabilidad Tiempo (min) 7.27 - - - -

HARINA DE

QUINUA LAVADA

5 %

%H* 13.7 Tiempo

(min) 4.35 17.15 24.90 31.93 45.03

Hidratación % 62.3 Par (Nm) 1.1 0.4 1.33 1.17 1.72

Estabilidad Tiempo (min) 7.87 - - - -

10%

%H* 13.8 Tiempo

(min) 4.25 16.25 23.45 31.95 45.02

Hidratación % 64.2 Par (Nm) 1.08 0.37 1.25 1.07 1.64

Estabilidad Tiempo (min) 7.60 - - - -

20%

%H* 13.5 Tiempo

(min) 3.15 17.13 23.90 33.73 45.03

Hidratación % 63.2 Par (Nm) 1.10 0.31 1.23 0.98 1.30

Estabilidad Tiempo (min) 6.22 - - - -

%H*= porcentaje de humedad

51

4.2.2.1 Índice de Amasado - C1

En la primera curva C1, la cual indica el comportamiento, hidratación y

estabilidad; se observó que las mezclas de harina de trigo con harina de quinua

cruda en porcentajes de 5 y 10% registraron tiempos de 4.67 y 4.48 minutos,

mayor a la muestra de 100% harina de trigo que tuvo un valor de 4.35 minutos

como se puede observar en la Figura 8 y 9; la harina de quinua incrementa el

tiempo necesario para una completa hidratación, que está relacionada con la

composición y las características del almidón de este pseudocereal. El almidón

de quinua tiene una baja solubilidad y bajo poder de hinchamiento, debido a las

fuertes fuerzas de unión o los entrecruzamientos dentro del gránulo de almidón

(Ruales & Nair, 1994; Ahamed et al. 1996).

Figura 8. Curva análisis Mixolab muestra 100% harina de trigo.

52

Se apreció que las masas de harina de trigo con sustitución de harina de quinua

cruda y lavada del 20% con tiempos menores a los 3 minutos son harinas débiles,

es decir que ofrecen débiles cualidades panificables con baja calidad del gluten;

esto genera productos de consistencia pobre a comparación de los panes

elaborados a partir únicamente de harina de trigo (Lascano, 2010).

Cuando una masa tiene mayor tiempo de amasado, significa que es una harina

fuerte; el tiempo de amasado óptimo es de 4 a 5 minutos, harinas que tienen un

valor inferior son harinas débiles que generaran un producto de baja calidad

(Sandoval et al., 2012).

Figura 9. Curva análisis Mixolab mezcla 95% harina de trigo - 5% harina de

quinua cruda.

La masa de las harinas dentro de las fraseadores del equipo Mixolab alcanzan el

par máximo de 1,1 Nm a temperatura constante de 30 ° C; en ese momento la

53

masa es estable a deformaciones (Sandoval et al., 2012). En la harina de trigo el

Par fue de 1,08 Nm que se mantiene en un rango normal por lo que se puede

decir que es una harina fuerte con características adecuadas para panificación,

al igual que las mezclas con la harina de quinua cruda y lavada en porcentajes

de 5 y 10%, puede verse en la Figura 10 y 11; por el contrario las demás mezclas

que contiene el 20 % de harina de quinua cruda y lavada el tiempo en el que

llegan al 1,1 no supera los dos minutos quiere decir que son harinas débiles y

que no cuentan con las características necesarias parar realizar un pan de buena

calidad.

Según Toaquiza (2011) el Par o torque ideal en esta primera curva debe ser de

1.1, sería igual que obtener 500 unidades brabender que son las unidades del

farinograma ya que representa la cantidad de agua necesaria para obtener la

consistencia deseada en la masa.

Figura 10. Curva análisis Mixolab mezcla 90% harina de trigo - 10% harina de

quinua cruda.

54

La resistencia al proceso de amasado está ligada con el contenido de gluten; así

en harinas que presentan adición de gluten vital para mejorar la masa resisten

de mejor forma este proceso obteniendo un índice más alto. (Sluimer, 2005).

Debido a la ausencia de gluten presente en la quinua se observó que a mayor

porcentaje de sustitución de harina de quinua menor índice de amasado.

Figura 11. Índice de Amasado - C1.

La estabilidad del amasado mínima de 7 minutos significa que es una harina

fuerte, el bajo tiempo de estabilidad durante el periodo de mezcla es un indicativo

de la debilidad estructural de la red de gluten de la masa, y presentara una

fermentación más larga (Lascano, 2010). Además si el tiempo de amasado es

muy prolongado, mayor oxigenación se producirá en la masa, y mayor

degradación de los pigmentos de la harina, blanqueándose las migas resultantes.

Morita et al. (2001) reportaron que la estabilidad de la masa en el farinógrafo

decrece a medida que se aumenta la sustitución de la harina de quinua, de 7,5

en el 20%, al igual que con las mezclas de harina de quinua cruda y lavada del

1.05

1.06

1.07

1.08

1.09

1.1

1.11

1.12

1.13

1.14

1.15

0% 5% 10% 20%

Par

(Nm

)

Pocentaje de sustición PAN CONTROL HARINA 100% DE TRIGO PAN CON HARINA DE QUINUA CRUDA

PAN CON HARINA DE QUINUA TOSTADA

55

20% en el presente estudio con valores menores a los 7 minutos, como muestra

la Figura 12.

Figura 12. Tiempo de estabilidad.

4.2.2.2 Calidad de la proteína – C2

Esta curva indica el debilitamiento de las proteínas; las mezclas que registraron

un menor Par fueron las del 20% de sustitución de harina de quinua cruda y

harina de quinua lavada, fue de 0,31 Nm en ambos casos; se perdió gran calidad

de proteína debido a la inexistencia de gluten en la quinua, puede verse la curva

en la Figura 13; a mayor sustitución hizo que no se exista una gran cantidad de

gluten. Un índice Gluten+ alto resalta un buen mantenimiento de la estructura

proteica, debido al gran número de enlaces de hidrógeno; un índice Gluten+ bajo

genera una caída en la viscosidad y no levantan correctamente en el horno

(Sluimer, 2005), debido a la variación del índice se pudo decir que la cantidad de

las gliadinas era superior a las gluteninas a mayor sustitución de harina de quinua

cruda y lavada, debido a que con estas mezclas no se obtuvo panes con mucho

volumen.

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0% 5% 10% 20%

Tie

mp

o (

min

)

Pocentaje de sustición

PAN CONTROL HARINA 100% DE TRIGO PAN CON HARINA DE QUINUA CRUDA

PAN CON HARINA DE QUINUA TOSTADA

56

Figura 13. Curva análisis Mixolab mezcla 80% harina de trigo - 20% harina de

quinua cruda.

Rodríguez et al. (2012) reporta valores de 0.45 Nm para la sustitución con el 10

y 20 % de harina de quinua, que se asemejan en comparación con las mezclas

de harina de trigo con harina de quinua cruda en porcentajes de 5 y 10% del

presente estudio, se puede ver en la Figura 14.

57

Figura 14. Calidad de la proteína – C2.

4.2.2.3 Gelatinización del almidón – C3

Los valores obtenidos fueron similares a los encontrados en otros estudios, que

se encuentran en un rango entre 1,4 - 1,9 Nm (Rosell et al. 2009; Rodríguez et

al. 2012). Las harinas compuestas con quinua cruda y lavada al 5 y 10%

presentaron valores más cercanos a la de trigo, siendo similar a los resultados

reportados por Park & Morita (2005), Rosell et al. (2009). A medida que el

porcentaje de sustitución de harina de quinua aumentó, el valor de C3 disminuyó,

contrario al comportamiento mostrado por Rosell et al. (2009). Esta diferencia

pudo deberse al proceso de obtención de la harina de quinua y al pretratamiento

dado. Dentro de los resultados de C3 se puede decir que el almidón presente en

las mezclas es muy bueno ya que difiere de la de harina de trigo en 0,10 Par

aproximadamente, en cuanto incrementa el nivel de sustitución con harina de

quinua lavada la calidad del almidón disminuye. Se puede apreciar en la Figura

15 el incremento en la curva C3, y la comparación en la Figura 16.

0

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.3

0.35

0.4

0.45

0% 5% 10% 20%

Par

(Nm

)

Pocentaje de sustición PAN CONTROL HARINA 100% DE TRIGO PAN CON HARINA DE QUINUA CRUDA

PAN CON HARINA DE QUINUA TOSTADA

58

Figura 15. Curva análisis Mixolab mezcla 95% harina de trigo - 5% harina de

quinua lavada.

Figura 16. Gelatinización del almidón – C3.

1.15

1.2

1.25

1.3

1.35

1.4

0% 5% 10% 20%

Par

(Nm

)

Pocentaje de sustición

PAN CONTROL HARINA 100% DE TRIGO PAN CON HARINA DE QUINUA CRUDA

PAN CON HARINA DE QUINUA TOSTADA

59

4.2.2.4 Actividad amilasa – C4

Los valores del par o torque más bajos son para las formulaciones de harina de

trigo con harina de quinua lavada de 10 y 20% de sustitución; puede verse en las

Figuras 17 y 18. Las mezclas de harina de trigo con harinas de quinua cruda y

lavada con un porcentaje de sustitución del 20% no tuvieron una buena

concentración de enzima alfa amilasas que ataquen el almidón

descomponiéndolo en azúcares complejos, luego en azúcares simples y

finalmente en alcohol. Cuanto más alto es el índice amilásico, es decir superior a

5, más baja es la actividad amilásica. (Lascano, 2010).

Figura 17. Curva análisis Mixolab mezcla 90% harina de trigo - 10% harina de

quinua lavada.

60

Figura 18. Actividad amilasa – C4.

4.2.2.5 Retrogradación del almidón – C5

Según Sandoval et al (2012), en su estudio reológico de mezclas de harinas,

concluye que mientras más alto es el índice menos tiempo de vida útil tendrá el

producto, por lo cual será directamente proporcional al aumento del porcentaje

de sustitución de harina de trigo con harina quinua cruda y lavada, es decir a

mayor porcentaje de sustitución en la formulación se obtuvo valores más bajos

de la retrogradación de almidón por lo que la vida útil del aumentaría. El índice

más alto registrado es en la harina 100% de trigo y el que menor índice reportó

fue en la mezcla con 20% de harina de quinua lavada, como se observa en la

Figura 19 y 20.

Toaquiza (2011) reporta un valor de retrogradación de 2.16; como se observa en

la tabla 15 en el presente estudio se obtuvieron valores menores a 1.89 Nm; se

presentó menor retrogradación y un mayor tiempo de vida útil. Ahamed et al.

(1998) mencionan que el almidón de quinua tiene una excelente estabilidad frente

al congelamiento y la retrogradación.

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

0% 5% 10% 20%

Par

(Nm

)

Pocentaje de sustición PAN CONTROL HARINA 100% DE TRIGO PAN CON HARINA DE QUINUA CRUDA

PAN CON HARINA DE QUINUA TOSTADA

61

Figura 19. Curva análisis Mixolab mezcla 80% harina de trigo - 20% harina de

quinua lavada.

Figura 20. Retrogradación del almidón – C5.

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

1.6

1.8

2

0% 5% 10% 20%

Par

(Nm

)

Pocentaje de sustición PAN CONTROL HARINA 100% DE TRIGO PAN CON HARINA DE QUINUA CRUDA

PAN CON HARINA DE QUINUA TOSTADA

62

4.3 ANÁLISIS DEL PAN

4.3.1 DETERMINACIÓN DEL VOLUMEN ESPECÍFICO DE PAN

En la Tabla 14 se presenta los resultados obtenidos sobre el volumen específico

de los panes para las formulaciones utilizadas.

Tabla 14. Volumen específico de los panes obtenidos.

Volumen Especifico

Porcentajes de sustitución

Control 0% 5% 10% 20%

Pan Quinua Cruda

5.48 + 0.10 a

5.19 + 0.24 ab 4.96 + 0.13 b 4.45 + 0.18 c

Pan Quinua Lavada

5.04 + 0.10 b 5.38 + 0.29 a 4.48 + 0.04 c

1 media + desviación estándar (n=6) **Letras minúsculas indican diferencias significativas

El mayor volumen fue de los panes obtenidos con harina de quinua cruda y

lavada al 10% debido a los espacios de aire visibles en la miga, lo se dio por el

aumento de la cantidad de azúcares fermentables a partir del almidón, debido a

la alta actividad de alfa amilasas en la harina de quinua (Lorenz & Coulter, 1991).

El valor de volumen que más bajo obtenido fue de 4.45 que corresponde a los

panes elaborados con 20% de harina de quinua cruda, y de 4.48 a los panes

elaborados con 20% de harina de quinua lavada; en este nivel de sustitución no

hubo crecimiento del volumen del pan comparado al pan elaborado 100% con

harina de trigo, como se observa en la Figura 21.

63

Panes harina de quinua cruda Panes harina de quinua lavada

Vis

ta F

ron

tal

Cort

e

Tra

nsve

rsal

Figura 21. Comparación en volumen de los panes elaborados.

Al aumentar el porcentaje de sustitución por encima del 10% disminuye el

volumen de la miga, debido a que la harina de quinua no tiene proteína formadora

de gluten como la harina de trigo, por lo que las masas no son capaces de retener

el CO2 formando así la estructura del pan; además, se presenta un aumento en

la proteína insoluble alcalina, que se correlaciona estrechamente con una pobre

calidad de mezclado de la masa (Park et al. 2005).

Rodríguez et al. (2012) reporta que los productos a partir de harina compuesta

de trigo-quinua, con un 10% de sustitución, tuvieron la mayor altura; los panes

de trigo y trigo-quinua, con 20% de sustitución, tienen una altura similar entre

ellos. El volumen de la miga es una de las características más importantes de un

pan, porque ofrece una medida cuantitativa del proceso de panificación; este

parámetro es muy importante para los consumidores, debido a que se relaciona

con la percepción de un producto ligero, pero no denso (Hathorn et al. 2008).

64

En la Figura 22 se muestra la comparación entre las diferentes formulaciones que

se utilizaron para la elaboración del pan, se observa que al aumentar el nivel de

sustitución, disminuye la cantidad de gluten y la fuerza para crear una matriz

elástica y extensible, disminuyendo el volumen de pan.

Figura 22. Volumen de los panes obtenidos.

Los resultados respecto al volumen de los panes con diferentes porcentajes de

sustitución de harina de quinua cruda y lavada del presente estudio fueron

consistentes de acuerdo a investigaciones realizadas previamente (Morita et al.

2001; Park et al. 2005; Rosell et al. 2009), Morita et al. (2001) demostró que una

masa de trigo, con 20% de harina de quinua, presenta una estructura irregular,

con capas de gluten, sin una distribución continua y rodeadas, con amplios

gránulos de almidón.

aab

bc

ba

c

0

1

2

3

4

5

6

0% 5% 10% 20%

Vo

lum

en

esp

ecif

ico

(m

l/g

)

Pocentaje de sustición

PAN CONTROL 100% HARINA DE TRIGO PAN HARINA DE QUINUA CRUDA

PAN HARINA DE QUINUA LAVADA

65

4.3.2 DETERMINACIÓN DE COLOR DEL PAN

En las Tablas 15 y 16 se muestra la media y la desviación estándar de

luminosidad, croma y hue; datos obtenidos del colorímetro para corteza y miga

de los panes elaborados con diferentes niveles de sustitución de harina de quinua

cruda y lavada.

Tabla 15. Color de la corteza de los panes obtenidos.

Color Corteza L* CHROMA HUE

Pan Control

0% 67.59 + 2.02 a 24.35 + 1.34 c 84.83 + 1.5 a

Panes con Harina de

Quinua Cruda

5% 67.28 + 1.66 a 31.21 + 2.45 b 77.72 + 3.66 abc

10% 61 + 9.35 abc 29.07 + 0.54 b 71.89 + 10.62 bcd

20% 54.08 + 4.01 c 30.25 + 1.07 b 65.48 + 5.51 d

Panes con Harina de

Quinua Lavada

5% 63.53 + 2.86 ab 31.51 + 2.68 b 80.51 + 1.85 ab

10% 55.25 + 6.13 bc 35.84 + 1.52 a 71.59 + 3.5 cd

20% 60.36 + 2.79 abc 36.99 + 1.70 a 74.11 + 2.58 bcd

1 media + desviación estándar (n=6)

**Letras minúsculas en la misma columna indican diferencias significativas

En el parámetro de luminosidad en la corteza existieron diferencias significativas

entre el pan con 100% harina de trigo con un valor de 67.59, mientras que en el

pan con sustitución del 20% de harina de quinua cruda fue 54.08 siendo este el

más bajo. La presencia de harina de quinua en la formulación hizo que el color

del pan sea cada vez más obscuro según incremento la sustitución, a diferencia

66

de la muestra control, esto significa que las muestras de pan de 20% de harina

de quinua cruda tienen una tonalidad más obscura en la corteza comparada con

la del pan elaborado 100% con harina de trigo, como se ve en las Figuras 23 y

24.

Figura 23. Luminosidad de la corteza de los panes elaborados.

Los resultados obtenidos del ángulo de hue para la corteza de los panes

mostraron diferencias estadísticamente significativas; el color en el pan con

sustitución del 20% de harina de quinua cruda se expresó como un café rojizo

para la corteza, comparado con el pan elaborado con 100% harina de trigo que

presentó tintes de café amarillento.

El color en la corteza de los panes obtenidos se vio afectado por la reacción de

Maillard, que es una reacción de pardeamiento no enzimático que implica al

grupo amino de la proteína o aminoácido y al grupo carbonilo de un azúcar

a a abc

c

ab

bcabc

0

10

20

30

40

50

60

70

80

0% 5% 10% 20%

Pocentaje de sustición

PAN CONTROL 100% HARINA DE TRIGO PAN HARINA DE QUINUA CRUDA

PAN HARINA DE QUINUA LAVADA

67

simple. La cantidad de proteína y de almidón en la fórmula del pan afectó el índice

de oscurecimiento. De los aminoácidos, la lisina participa fuertemente en la

reacción produciendo el color marrón oscuro, los productos ricos en lisina se

oscurecen más que otros cuando se hornean (Strausser, 2004).

Panes de harina de

quinua cruda

Control 5% 10% 20%

Panes de harina de

quinua lavada

Control 5% 10% 20%

Figura 24. Color de la corteza de los panes elaborados.

68

Tabla 16. Color de la miga de los panes obtenidos.

Color Miga L* CHROMA HUE

Pan Control

0% 74.2 + 1.90 ab 14.17 + 0.62 bc 98.27 + 0.35 a

Panes con Harina de

Quinua Cruda

5% 75.34 + 0.86 a 16.24 + 0.68 a 96.25 + 0.66 b

10% 74.05 + 2.34 ab 15.97 + 0.71 ab 94.72 + 1.76 b

20% 68.4 + 1.28 bc 17.51 + 0.35 a 92.38 + 0.70 c

Panes con Harina de

Quinua Lavada

5% 67.28 + 1.09 c 12.07 + 1.02 d 99.63 + 1.07 a

10% 62.72 + 6.13 c 12.52 + 1.0 cd 98.57 + 0.41 a

20% 66.69 + 7.08 c 15.76 + 2.25 ab 96.29 + 0.82 b

1 media + desviación estándar (n=6)

**Letras minúsculas en la misma columna indican diferencias significativas

El color de la miga no sufre el efecto de reacciones de Maillard, en general el

color de la miga está relacionado con el color de las harinas (Gómez et al., 2011).

La temperatura de horneado del pan afecta la estabilidad de las betalaínas

presentes en la quinua, acelerando las reacciones de hidrólisis que dan como

productos el ácido betalámico incoloro y otros productos de color marrón (Piattelli,

1981).

Sancho (2012) en su trabajo de evaluación de la calidad tecnológica, nutricional

y sensorial de productos de panadería por sustitución de harina de trigo por

harinas integrales de centeno, arroz o quinua; obtuvo valores de luminosidad de

52.41 - 51.46 para corteza y 72.44 - 69.17 para miga, croma de 34.62 - 32.68

para corteza y 18.42 - 21.04 para miga; con porcentajes de sustitución del 25 y

69

50% de harina integral de quinua, que comparados con los valores obtenidos en

el presente estudio con el porcentaje de sustitución del 20% de harina de quinua

cruda y lavada se encontraron dentro del mismo rango.

Figura 25. Luminosidad de la miga de los panes elaborados.

4.3.3 ANÁLISIS SENSORIAL

En las Tablas 17 y 18 se muestra la media y la desviación estándar de los datos

obtenidos dentro del análisis de aceptabilidad de los diferentes productos

elaborados mediante una encuesta, como se ve en el ANEXO IV, realizada a 100

personas.

Para la prueba de aceptabilidad global se encontró que existen diferencias

significativas entre el pan elaborado a partir de harina de trigo del 100% con los

panes elaborados a partir del 20% de harina de quinua cruda y lavada; mientras

que los elaborados con un 5 y 10% de harina de quinua cruda y lavada se

mantuvieron sin presentar diferencias estadísticas en ninguno de los parámetros

sensoriales.

ab a abbcc

cc

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

0% 5% 10% 20%

Pocentaje de sustición

PAN CONTROL 100% HARINA DE TRIGO PAN HARINA DE QUINUA CRUDA

PAN HARINA DE QUINUA LAVADA

70

Tabla 17. Análisis sensorial de los diferentes tipos de panes.

Parámetro de aceptabilidad

Pan Control 100% Harina

de Trigo

Panes Harina de Quinua Cruda

Pan 5% Pan 10% Pan 20%

Color 8.26 + 1.84 a 7.65 + 2.43 b 7.76 + 2.09 ab 7.23 + 2.16 b

Olor 8.26 + 1.41 a 7.29 + 2.20 b 7.48 + 2.25 b 5.94 + 2.66 c

Sabor 8.08 + 2.17 a 7.74 + 2.22 ab 7.44 + 1.78 b 5.85 + 2.52 c

Textura 8.02 + 1.93 a 8.1 + 2.21 ab 8.04 + 2.18 ab 7.57 + 1.68 b

Aceptabilidad global

8.34 + 1.50 a 8.02 + 1.64 ab 7.82 + 1.49 b 6.38 + 2.07 c

1 media + desviación estándar (n=100)

**Letras minúsculas en la misma fila indican diferencias significativas

Tabla 18. Análisis sensorial a los diferentes tipos de panes.

Parámetro de aceptabilidad

Pan Control 100% Harina

de Trigo

Panes Harina de Quinua Lavada

Pan 5% Pan 10% Pan 20%

Color 8.2 + 1.78 a 7.61 + 2.41 b 7.75 + 2.08 ab 7.24 + 2.15 b

Olor 8.4 + 1.36 a 7.8 + 1.89 ab 7.55 + 2.25 b 5.87 + 2.79 c

Sabor 8.1 + 2.03 a 7.79 + 2.16 ab 7.44 + 1.78 b 6.05 + 2.59 c

Textura 8.2 + 1.78 a 8.12 + 2.12 a 8.1 + 2.12 a 8.02 + 1.58 a

Aceptabilidad global

8.35 + 1.46 a 8.05 + 1.63 ab 7.85 + 1.46 b 6.84 + 1.82 c

1 media + desviación estándar (n=100)

**Letras minúsculas en la misma fila indican diferencias significativas

71

Los resultados de sabor determinaron que existían diferencias significativas entre

el pan de 100% de harina de trigo con el pan del 20% de harina de quinua lavada

debido a que; de acuerdo a la escala hedónica de sabor, este se ubicaría en un

punto de no me gusta ni me disgusta. Se pudo determinar que a medida que se

aumenta el porcentaje de sustitución de harina de quinua reduce el nivel de

satisfacción del consumidor conforme al sabor para todos los panes, en el caso

de los panes elaborados con harina de quinua lavada se pudo identificar mayor

presencia del sabor un tanto amargo característico de la quinua.

García (2011) en su trabajo de desarrollo de un producto de panadería con harina

de quinua, reporta puntajes que los panelistas dan a estos productos varían entre

5 y 6.5, esto quiere decir que en sabor los panes no son muy diferentes entre sí;

se puede observar que los panes que tienen inclusión de 10% y 20% tienen una

aceptación similar.

En cuanto a color existieron diferencias significativas entre el pan control y los

elaborados con harina de quinua cruda y lavada debido a que el color de los

panes oscureció de forma directamente proporcional al porcentaje de sustitución

de las harinas de quinua. Saltos (2010), menciona la importancia del color de un

alimento es muy grande ya que se le considera no solo como un índice de calidad

sino también concede carácter distintivo a los alimentos a los cuales está

habituado el consumidor.

Para textura no se mostró diferencias significativas entre el pan control y los

elaborados con harina de quinua lavada, como se puede ver en la Tabla 16,

debido a que el índice de absorción de agua fue similar para todas las muestras.

El pan que obtuvo la calificación más alta en cuanto: aceptabilidad, sabor, color

y textura fuera de los valores obtenidos para el pan control, fue el pan elaborado

con el 5% de harina de quinua lavada y 95% de harina de trigo; como se muestra

en las Figuras 26 y 27.

72

Figura 26. Análisis sensorial de los panes elaborados con harina de quinua

cruda y harina de trigo.

Figura 27. Análisis sensorial de los panes elaborados con harina de quinua

lavada y harina de trigo.

a a a a ab b abab

abab bb

ab

bb

c cb

c

0

2

4

6

8

10

12

Color Olor Sabor Textura Aceptabilidad global

Esca

la h

edó

nic

a

Parámetro de aceptabilidad

Pan Control 100% Harina de Trigo Pan 5% Harina de Quinua Cruda

Pan 10% Harina de Quinua Cruda Pan 20% Harina de Quinua Cruda

a a a a ab b aba

abab bb

a

bb

c c

ac

0

2

4

6

8

10

12

Color Olor Sabor Textura Aceptabilidad global

Esca

la h

edó

nic

a

Parámetro de aceptabilidad

Pan Control 100% Harina de Trigo Pan 5% Harina de Quinua Cruda

Pan 10% Harina de Quinua Cruda Pan 20% Harina de Quinua Cruda

73

En el estudio realizado por García (2011) de las tres formulaciones que utiliza

con sustitución del 10, 20 y 30%; la mezcla que presentó el mejor comportamiento

en la panificación y aceptación sensorial en los panes es la de 10% de harina de

quinua y 90% de harina de trigo.

4.3.4 COMPOSICIÓN CENTESIMAL DEL PAN

En la Tabla 19 se muestra los valores obtenidos en el análisis proximal; se pudo

observar que la sustitución parcial de la harina de trigo por harina de quinua

incrementó (p <0.05) el contenido de cenizas, fibra dietética total, carbohidratos

totales y proteínas.

Tabla 19. Composición centesimal de los panes elaborados con 100% harina

de trigo, 10% de harina de quinua cruda y 10% de harina de quinua lavada.

PARÁMETRO PAN 100 % HARINA DE

TRIGO

PAN 10 % HARINA DE

QUINUA CRUDA

PAN 10 % HARINA DE

QUINUA LAVADA

Humedad (%) 33.81 ± 0.06 a 30.38 ± 0.1 c 31.47 ± 0.13 b

Proteína (%) 9.85 ± 0.06 c 11.17 ± 0.05 a 10.78 ± 0.02 b

Grasa (%) 4.17 ± 0.09 a 3.26 ± 0.14 c 3.72 ± 0.04 b

Ceniza (%) 1.66 ± 0.0 c 1.99 ± 0.01 a 1.92 ± 0.01 b

Fibra (%) 0.67 ±0.01 b 0.93 ± 0.01 a 0.90 ± 0.01 a

Carbohidratos Totales (%)

49.85 ± 0.04 c 52.32 ± 0.09 a 51.22 ± 0.18 b

Energía (Kcal/100g)

276.29 ± 0.77 b 283.28 ± 1.07 a 281.46 ± 0.27 a

1 media + desviación estándar (n=2)

**Letras minúsculas en la misma fila indican diferencias significativas

74

Se realizó el análisis a los panes elaborados a partir de: a) 10% de harina de

quinua cruda y 90% de harina de trigo, y b) 10% de harina de quinua lavada y

90% de harina de trigo, como se aprecia en el ANEXO V; estos panes obtuvieron

una media de 7.82 y 7.85 en aceptabilidad global. Las medias entre los panes

elaborados con el 5 y 10% se mantuvieron dentro de un mismo rango por lo que

se escogió el pan elaborado con el 10% de harina de quinua cruda y lavada para

realizar el análisis final debido a que se quisieron observar los cambios

nutricionales a una mayor proporción de sustitución de las harinas de quinua.

Se observó que el porcentaje de proteína fue mayor significativamente en los

panes con 10% de sustitución de harina de quinua tanto cruda como lavada fue

del 11.17% y 10.78% de proteína respectivamente, en comparación al pan

elaborado con 100% de harina trigo que fue del 9.85%; puede verse en la Figura

28.

La sustitución del 10% de harina de quinua aumentó el contenido de proteína

total, que puede ser deseable desde un punto de vista nutricional, teniendo en

cuenta que la quinua supera a todos los granos tradicionalmente consumidos en

Ecuador, incluyendo al trigo tanto en la cantidad de proteína, como en su

composición en aminoácidos esenciales (Abugoch et al, 2009;. Stikić et al, 2012).

El uso de harina rica en fibra disminuye la calidad de los panes, al comprometer

su volumen y textura. Desde el punto de vista tecnológico la fibra, especialmente

la parte insoluble, interfiere mecánicamente en la formación de la red de gluten,

y causa gas con ruptura celular (Borges et al., 2011).

El aumento de carbohidratos totales implica un mayor contenido de almidón en

la formulación, se considera que es el más importante de los hidratos de carbono

presentes con un papel significativo en el proceso de cocción, contribuyendo a la

formación de la estructura, textura de la miga y el aumento de volumen (Queji;

Schemin; Trinidad, 2006; Cauvain; Young, 2009).

75

Figura 28. Componentes centesimales de los panes elaborados a partir de la

formulación escogida.

a

c

ac c

c

c

a

c a a

a

b

b

b b b

b

0

10

20

30

40

50

60

Humedad (%) Proteína (%) Grasa (%) Ceniza (%) Fibra (%) CarbohidratosTotales (%)

Val

ore

s %

Componentes Centesimales

PAN 100 % HARINA DE TRIGO PAN 10 % HARINA DE QUINUA CRUDA

PAN 10 % HARINA DE QUINUA LAVADA

5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

76

5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

5.1 CONCLUSIONES

La sustitución parcial de harina de trigo por harina de quinua cruda y lavada

produjo masas con diferentes perfiles reológicos y panes con diferentes

características físico-químicas. Las harinas compuestas con un grado de

sustitución de 10% de harina de quinua cruda y lavada con harina de trigo,

presentaron características físicas parecidas a la muestra de harina de trigo

utilizado como control; en porcentajes más altos de harina de quinua en la

mezcla no permitió un buen desarrollo de las masas, dando una elasticidad

baja e influyendo en el peso y volumen de los panes obtenidos.

Se obtuvo dos tipos de harina a base de quinua y se realizó la caracterización

físico-química a cada una; la harina de quinua cruda presentó los siguientes

valores para su contenido de: proteína 13.95%, grasa 7.23%, ceniza 3.07%,

fibra 1.76%, y energía (Kcal/100g) 361.4; la harina de quinua lavada presentó

valores de: proteína 13.98%, grasa 7.10%, ceniza 2.58%, fibra 1.83%, y

energía (Kcal/100g) 388.4. Los dos tipos de harinas a base de quinua

presentaron valores mayores a los de harina de trigo que se utilizó como

muestra control.

Se trabajó con tres porcentajes de sustitución en la formulación de mezclas

de harina de trigo con harina de quinua cruda y harina de quinua lavada, de

95:5, 90:10 y 80:20%; la masa que conservó sus propiedades reológicas

según los análisis del MIXOLAB fue la elaborada con el 10% de harina de

quinua lavada y 90% de harina de trigo. El aumento en el porcentaje de

inclusión de quinua afectó significativamente las propiedades reológicas y de

textura en las masas para panificación, debido a la ausencia de gluten

77

presente en la quinua se observó que a mayor porcentaje de sustitución de

harina de quinua menor índice de amasado.

Respecto a los panes obtenidos se observó que a mayor porcentaje de

inclusión de harina de quinua cruda y lavada; mayor pérdida de volumen,

aumentó en el grosor de la corteza, aumento de color oscuro entre las

mezclas, disminución del esponjado de la masa, aumento de olor y sabor

característico de la quinua; además, debido a que la quinua carece de gluten,

se pudo reflejar la inelasticidad que a su vez se vio reflejada en la masa y en

el producto final.

Según el análisis sensorial se pudo determinar que a medida que se aumenta

el porcentaje de sustitución de harina de quinua reduce el nivel de satisfacción

del consumidor conforme al sabor para todos los panes, en el caso de los

panes elaborados con harina de quinua lavada se pudo identificar mayor

presencia del sabor un tanto amargo característico de la quinua.

Las mezclas que presentaron el mejor comportamiento en la panificación y

aceptación sensorial en los panes fueron las formuladas con el 10% de harina

de quinua cruda con 90% de harina de trigo; y, 10% de harina de quinua

lavada con 90% de harina de trigo. Se logró un aumento en la cantidad de

proteína de un 1.32 % con la adición de la harina de quinua cruda y de un

0.93% con la harina de quinua lavada al 10% en los panes obtenidos, respecto

al pan control elaborado con un 100% de harina de trigo.

78

5.2 RECOMENDACIONES

Se recomienda determinar los perfiles de aminoácidos de esta variedad de

quinua, para determinar con precisión el valor nutricional del grano y de los

diferentes productos obtenidos a partir de este.

Los costos de desaponificar la quinua son bastante elevados, ya que se

requiere de grandes cantidades de agua de lavado para eliminar esta

sustancia de la superficie del grano, por esto se recomienda utilizar la

variedad Tunkahuan o una variedad con menor porcentaje de saponinas para

realizar este producto que es gran consumo a nivel mundial.

Debido a la disponibilidad de quinua como materia prima, y harina de quinua

como producto procesado en nuestro medio, se recomienda hacer

investigaciones aplicando este producto en otros campos de la agroindustria

como cárnicos, lácteos, etc.

Se sugiere medir los cambios fisicoquímicos y sensoriales del pan durante el

almacenamiento, compararlos y relacionarlos con los resultados del

MIXOLAB.

6. BIBLIOGRAFÍA

79

BIBLIOGRAFÍA

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7. ANEXOS

94

ANEXO I

RESULTADOS DE ANÁLISIS QUÍMICO HARINAS 1.1 Muestra harina de trigo.

95

1.2 Muestra harina de quinua cruda.

96

1.3 Muestra harina de quinua lavada.

97

ANEXO II

RESULTADOS DE ANÁLISIS MIXOLAB HARINAS 2.1 Muestra 100% harina de trigo.

98

2.2 Mezcla: 95% harina de trigo - 5% harina de quinua cruda.

99

2.3 Mezcla: 90% harina de trigo - 10% harina de quinua cruda.

100

2.4 Mezcla: 80% harina de trigo - 20% harina de quinua cruda.

101

2.5 Mezcla: 95% harina de trigo - 5% harina de quinua lavada.

102

2.6 Mezcla: 90% harina de trigo - 10% harina de quinua lavada.

103

2.7 Mezcla: 80% harina de trigo - 20% harina de quinua lavada.

104

ANEXO III

PROCESO TECNOLÓGICO ELABORACIÓN DE PAN

1. Pesado y preparación de ingredientes

2. Mezcla y amasado

3. Reposo, corte y pesado de la masa 4. Enrollado y moldeado de la masa

5. Leudado 6. Cocción, desmolde y enfriamiento

105

ANEXO IV

ENCUESTAS PARA ANÁLISIS SENSORIAL DE PRODUCTOS OBTENIDOS

UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA EQUINOCCIAL

FACULTAD DE CIENCIAS DE LA INGENIERÍA

Aceptabilidad del consumidor

Usted está recibiendo 4 muestras de pan, deguste y por favor anote su

aceptación en una escala del 1 al 10, donde : 1 = Me disgusta mucho y 10

= Me gusta mucho

NÚMERO DE MUESTRA

Características

Color

Olor

Sabor

Textura

Aceptabilidad global

Señale SI o NO según su aceptación de cada muestra

Compraría este

producto SI NO SI NO SI NO

SI

NO

Gracias por su ayuda

106

ANEXO V

RESULTADOS DE ANÁLISIS QUÍMICO PANES 5.1 Muestra pan control: 100% harina de trigo.

107

5.2 Muestra pan: 5% harina de quinua cruda – 95% harina de trigo.

108

5.3 Muestra pan: 10% harina de quinua cruda – 90% harina de trigo.

109

5.4 Muestra pan: 5% harina de quinua lavada – 95% harina de trigo.

110

5.5 Muestra pan: 10% harina de quinua lavada – 90% harina de trigo.