If Higinio Rubio Fipa

II. MARCO TEÓRICO 10

2.1 El arroz 10

2.2 La cañihua 14

2.3 La kiwicha 16

2.4 Proceso de cocción - extrusión 21

2.5 Mezclas alimenticias 22

III. MATERIALES Y MÉTODOS 25

3.1 Materiales 25

3.1.1 Materia prima 25

3.1.2 Equipos de proceso 25

3.2 Métodos 25

3.2.1 Caracterización de la materia prima 25

3.2.2 Selección de las formulaciones 26

3.2.3 Preparación de las materias primas 26

3.2.4 Preparación de las mezclas 29

3.2.5 Extrusión de las mezclas 29

3.2.6 Evaluación sensorial 31

3.2.7 Análisis microbiológico 31

IV. RESULTADOS 32

V. DISCUSIONES 39

VI. CONCLUSIONES 42

VII. REFERENCIALES 43

VIII. APÉNDICE 46

IX. ANEXOS 49

RESUMEN

En el presente trabajo se elaboró una mezcla instantánea utilizando como materia prima

ARROZ (Oryza sativa), CAÑIHUA (Chenopodium pallidicaule Aellen) y KIWICHA

(Amarantus caudatus).

Para seleccionar la mezcla óptima se realizaron formulaciones utilizando diferentes

proporciones de los ingredientes tomando como criterio para la selección de esta el valor

de Cómputo Químico, resultando la mejor la formulación 40:20:40 de arroz, kiwicha y

cañihua respectivamente.

La mezcla fue sometida al proceso de extrusión con una humedad de 12%, temperatura

de 180ºC, velocidad de rotación del tornillo 450 rpm, diámetro de la boquilla de salida

0,5 cm.

Se evaluó la característica funcional de la extrusión de las materias primas a través de la

relación de expansión (ER), siendo el arroz el que presentó mayor valor.

La mezcla óptima fue sometida al análisis sensorial, presentándola en cuatro sabores

(canela, vainilla, fresa y naranja) a niños en edad escolar. Las pruebas sensoriales

fueron favorables, determinándose una buena aceptabilidad; siendo la formulación con

sabor a vainilla la más aceptada por los escolares.

Los análisis microbiológicos realizados a la mezcla instantánea cumplen con las normas

establecidas para este tipo de producto.

[4]

I. INTRODUCCIÓN

El Perú es uno de los países en vías de desarrollo donde los indicadores de desnutrición

nos muestran una situación muy problemática, siendo la población escolar uno de los

grupos más vulnerables, puesto que se trata de niños en crecimiento cuyos

requerimientos energético proteicos y demás nutrientes son relativamente elevados en

relación a otros grupos de edad.

Las materias primas que se utilizan en la elaboración de mezclas, que actualmente se

encuentran en el mercado, están constituidas principalmente por trigo, maíz y arroz,

razón por la cual su valor nutritivo es bajo, limitándose al aporte energético proveniente

de carbohidratos y grasas, existiendo déficit de proteínas.

El Perú es un país andino que cuenta con numerosas especies alimenticias de este

origen, y son alimentos potenciales disponibles para enfrentar tal situación y que

mediante una adecuada transformación industrial pueden ser utilizados para diseñar y

formular harinas instantáneas (mezclas alimenticias) con alto valor nutricional capaz de

mitigar la desnutrición.

Entre los cultivos andinos tenemos a la Cañihua (Chenopodium pallidicaule Aellen) y a la

Kiwicha (Amarantus caudatus), formulándolos adecuadamente y combinándolos con el

arroz (Oryza sativa) nos proporcionan mezclas que satisfagan los requerimientos

nutricionales de niños en edad escolar; además son compatibles con el impulso que se

le viene brindando a los alimentos andinos por parte del Gobierno a través de sus

Programas de Apoyo Alimentario en los últimos años.

Sobre la base de lo expuesto anteriormente, surge la necesidad de utilizar otros tipos de

materia prima, como son los granos, leguminosas y raíces de origen andino, para ser

utilizados en reemplazo parcial o total de los empleados en la actualidad, de manera que

nos permita elaborar harina instantánea (mezcla alimenticia) por el proceso de extrusión

cuyo valor nutricional, principalmente proteico, sea elevado y beneficie al grupo objetivo

al cual está dirigido el presente trabajo de investigación.

[5]

1.1 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

a) Descripción y análisis del tema

En el ámbito mundial, existe una deficiencia en cuanto al consumo de alimentos

ricos en proteínas, esto mayormente se refleja en los países en vías de desarrollo.

En el Perú más de la mitad de la población infantil sufre de mal nutrición por

diversas razones. Las familias pobres no tienen capacidad adquisitiva para una

balanceada alimentación de sus niños. La carne, la leche y otros alimentos de

origen animal, son caros, y por eso es importante buscar fuentes proteicas más

económicas y hacerlas llegar a la población más necesitada, de allí la importancia

de elaborar nuevos productos alimenticios (mezclas instantáneas), sobre la base de

cultivos andinos, cuya calidad nutricional (proteico calórica) se acerque a la de

origen animal; utilizando el proceso tecnológico de cocción-extrusión, que permite

obtener productos de muy buena calidad y aceptabilidad, así como mínima pérdida

de componentes nutricionales.

Uno de los principales problemas de salud infantil en nuestro país, es la desnutrición

crónica existente, originada por la ingesta de una dieta inadecuada (deficiente en

proteínas, yodo, hierro y micronutrientes) o por la existencia de una enfermedad

recurrente, o la presencia de ambas.

De acuerdo con la ENDES, el promedio nacional de desnutrición crónica en niños

menores de 5 años alcanzó el 25,4% en el año 2000. Los departamentos más

afectados son: Huancavelica (53,4%), Cusco (43,2%), Apurímac (43%) y Huánuco

(42,8%). Los niños afectados ven vulneradas sus capacidades potenciales de

enfrentar la pobreza debido al impacto directo de la desnutrición crónica sobre su

desarrollo físico y educativo.

El estado ha venido asignando importantes recursos destinados a programas de

asistencia alimentaria. Sin embargo, estos programas tienen algunos problemas,

entre ellos: mecanismos de monitoreo limitados, escasa articulación con otros

sectores sociales, duplicidad de acciones, reducida efectividad en el logro de sus

objetivos nutricionales, “filtraciones” y alto porcentaje de personas no pobres que

recibe estos beneficios; esto sugiere que es necesario realizar ajustes a dichos

programas, a efectos de lograr los objetivos deseados.

[6]

Es de resaltar que, según la ENAHO para octubre del 2005, pese a que el Vaso de

Leche continúa siendo el programa alimentario con mayor cobertura en todo el país

(alcanzando al 73,2% de hogares beneficiados con algún programa alimentario), la

proporción de hogares que tuvieron acceso a otros programas, como Comedores

Populares, Clubes de Madres, Desayuno Escolar, Papilla o “Yapita” se incrementó

en 3,9% para el trimestre móvil agosto-setiembre-octubre 2005. Asimismo, la

proporción de hogares que tuvieron acceso a otros programas alimentarios pasó de

54,9% en el trimestre agosto-setiembre-octubre del 2004 a 58,8% para el mismo

trimestre del presente año.

Todos estos indicadores, deberán ser resueltos prioritariamente en los próximos

años para ir cubriendo la brecha del déficit proteico mundial y sobre todo peruano.

En la mayor parte de los casos, los procesos de industrialización apenas tienen

efectos negativos sobre el valor nutritivo de las proteínas e incluso en algunas

ocasiones lo incrementan. Las pérdidas en el valor nutritivo carecen de significación

cuando el aminoácido afectado no es el factor nutritivo limitante de la dieta o cuando

la proteína dañada representa sólo una pequeña parte de la ingesta proteica.

a) Planteamiento del problema

La problemática es amplia, sin embargo la presente investigación se centra en

evaluar y definir una mezcla óptima de estos alimentos. Se plantea la interrogante

siguiente:

¿Cuáles serán los porcentajes óptimos en la elaboración de la mezcla instantánea a

base de arroz, cañihua y kiwicha empleando el método de cocción extrusión, que

permitan obtener un producto con características organolépticas y nutricionales de

calidad?

1.2 OBJETIVOS Y ALCANCES DE LA INVESTIGACIÓN

El presente estudio es una investigación tecnológica aplicada que tiene como

objetivos los siguientes:

1.2.1. Objetivo general

[7]

Elaborar una mezcla instantánea sobre la base de arroz, kiwicha y cañihua,

mediante el método de cocción-extrusión, con características organolépticas y

nutricionales de calidad.

1.2.2. Objetivos específicos

Determinar cuáles son los porcentajes óptimos de los componentes de la

mezcla instantánea, con los cuales se obtiene un producto de calidad

organoléptica y nutricional.

Determinar las características bromatológicas del producto final.

1.3 IMPORTANCIA Y JUSTIFICACIÓN DE LA INVESTIGACIÓN

La escasa nutrición calórico proteica, es uno de los problemas más graves del

mundo, presentándose en los países en vías de desarrollo, especialmente en

aquellos más pobres, donde se encuentra ubicado el Perú, siendo la población

infantil la más perjudicada, derivado de una insuficiente ingestión de nutrientes

mayores, como son proteínas, carbohidratos y grasas; y en ese contexto del estado

nutricional de los grupos más vulnerables, como son los niños (6-24 meses,

ablactantes y 2-5 años), ancianos y madres gestantes en los estratos económicos

menos favorecidos.

Una de las posibilidades para superar la mal nutrición, consiste en hacer llegar a

grupos nutricionalmente vulnerables, alimentos de alto valor nutritivo, bajo costo y

que en lo posible satisfaga sus hábitos de consumo.

Esta situación alimentaria difícil, nos obliga a encarar el problema, por lo que es

necesaria la explotación nacional de nuestros productos agrícolas típicos,

desarrollando tecnologías apropiadas para obtener mezclas vegetales, estables en

la conservación y de alto contenido calórico proteico.

La importancia del presente trabajo de investigación radica en que los resultados

que se obtengan permitirá:

[8]

Incentivar en el poblador peruano el consumo de alimentos de origen

andino.

Dar valor agregado a productos agrícolas andinos, impulsando el

desarrollo de nuestro sector agroindustrial.

Disminuir la dependencia de alimentos importados (trigo, maíz, etc.) con el

consiguiente ahorro de divisas.

Proporcionar alternativas de investigación tecnológica agroalimentaria que

permita diseñar harinas instantáneas en base a mezcla de nuestros

propios recursos.

[9]

II. MARCO TEORICO

2.1 EL ARROZ

2.1.1 Aspectos generales

2.1.2 Composición Química y Valor Nutritivo

El almidón es el componente principal del arroz, se encuentra en un 70 - 80%. El

almidón es un hidrato de carbono presente en los cereales, en las hortalizas radiculares

como las zanahorias y en los tubérculos. Se compone de amilosa y amilopectina, siendo

[10]

la proporción de cada una tal que determina las características culinarias del producto. A

mayor proporción de amilopectina, más viscosos y pegajosos estarán los granos entre

sí. El contenido de proteínas del arroz ronda el 7%, y contiene naturalmente apreciables

cantidades de tiamina o vitamina Bl, riboflavina o vitamina B2 y niacina o vitamina B3,

así como fósforo y potasio. Sin embargo, en la práctica, con su refinamiento y pulido, se

pierde hasta el 50% de su contenido en minerales y el 85 % de las vitaminas del grupo

B, quedando por tanto convertido en un alimento sobre todo energético.

Tabla 1: Composición química del arroz (por 100 gramos de porción comestible, en

crudo).

COMPONENTE Arroz blanco pulido Arroz integral granoentero

Kcal 359 341

Agua (g) 12,2 11,5

Proteínas 7,8 8,6

Grasa 0,4 1,0

Carbohidratos 78,8 77,0

Fibra 0,3 0,8

Cenizas

Calcio (mg) 9,0 10,0

Fósforo 140,0 380,0

Hierro 0,8 2,0

Tiamina 0,07 0,25

Riboflavina 0,03 0,06

Niacina 1,3 5,3

FUENTE: MINSA, 2009.

La calidad y el aumento de las expectativas de vida pueden mejorar

considerablemente prestando mayor atención a la dieta. El arroz es de los alimentos

que, al presentarse con regularidad en la dieta del anciano, puede ser de gran ayuda

para promover o recuperar un buen estado psicofísico.

El consumo regular de arroz resulta en efecto un factor positivo para la

prevención y mejoría de algunas patologías, como la hipertensión y la

hipercolesterolemia.

[11]

El consumo habitual de arroz, acercándose a la frecuencia recomendada dentro

los parámetros de dieta equilibrada/ es decir, de 2 a 4 veces por semana, se aconseja a

toda la población, y especialmente a personas con hipertensión ya que una

característica de este alimento es su bajo contenido en sodio. El consumo de arroz

tendrá sus efectos positivos en estas personas, siempre que no se le agreguen

cantidades excesivas de sal.

La cáscara del arroz, además de los componentes fibrosos, contiene también

fitosteroles, con evidente capacidad de reducir los niveles de colesterol sanguíneo. Por

tanto, personas con colesterol elevado, para obtener los beneficios mencionados será

preciso que elijan el arroz integral que conserva la cáscara.

Una característica particular de la cáscara del arroz es su contenido en silicio.

Este microelemento, ha llamado la atención a causa de su capacidad para estimular las

células necesarias para la síntesis y formación de material óseo y por su rol en la

formación de la sustancia fundamental de tos tejidos cartilaginosos, necesaria para la

formación del cartílago y de la elastina (las proteínas que confieren a los tejidos

cartilaginosos sus propiedades contráctiles y elásticas respectivamente). El silicio

presenta un efecto útil en la formación del hueso y por lo tanto se aconseja para el

restablecimiento después de una fractura, en particular en personas mayores, en

quienes el proceso de cicatrización en el hueso es lento. Una dieta que contemple el

consumo de alimentos ricos en silicio, como el arroz completo o integral, el salvado de

arroz u otros cereales (porque la mayor cantidad de silicio se encuentra en la cutícula

externa del cereal), puede, por lo tanto, ser útil para la prevención de la osteoporosis, e

igualmente en la terapia de la fragilidad de los huesos, sobre todo en personas

ancianas.

Por otra parte, el arroz blanco hervido con un poco de aceite y de sal, constituye

uno de los primeros alimentos sólidos que deben tomarse después de haber pasado una

diarrea de cualquier etiología. Su excelente digestibilidad, unida a la suave acción

astringente que posee al carecer de fibra, hace del arroz un alimento recomendable para

recuperar la mucosa intestinal tras una gastroenteritis.

Además, el arroz junto con el maíz, el mijo y el sorgo, son los únicos cereales

que no contienen gluten por lo que son tolerados por las personas con celiaquía. Esta

enfermedad, se caracteriza por la intolerancia al gluten, mezcla de proteínas contenidas

en el trigo, centeno, avena, cebada y triticale (híbrido de trigo y centeno) y alimentos que

[12]

contengan estos granos. En concreto es la gliadina, uno de los componentes del gluten

la sustancia que resulta tóxica para personas con esta patología. Al introducir alimentos

con gluten en la dieta se inicia la sintomatología: irritabilidad, inapetencia, distensión y

dolor abdominal, deposiciones frecuentes, malolientes, espumosas y voluminosas, a

veces acompañadas de vómitos. El tratamiento de esta enfermedad es exclusivamente

dietético y consisten en eliminar los cereales que contienen gluten y los productos

elaborados a partir de ellos. Cuando se elimina el gluten de la dieta la persona recupera

su estado nutritivo en un periodo de varias semanas o meses y desaparece la

sintomatología.

Por su característica nutritiva de alimento energético está indicado como uno de

los alimentos de primera elección en situaciones de gran desgaste físico, ya sea laboral

o por la práctica de ejercicio. No obstante, esta particularidad obliga a medir la cantidad

a consumir en caso de sobrepeso, obesidad y diabetes. En este último caso, al estar

compuesto el arroz principalmente por almidón (hidrato de carbono), un consumo sin

medida provocaría el aumento de los niveles de glucosa en sangre, situación perjudicial

para la salud de las personas diabéticas. En la Tabla 2, se muestran la cantidad de

aminoácidos del arroz, uno de los alimentos pertenecientes a la categoría de los granos

y harinas.

TABLA 2: CONTENIDO DE AMINOÁCIDOS DEL ARROZ POR 100 GRAMOS.

Aminoácido Cantidad Aminoácido Cantidad

Ácido aspártico 657 mg. Leucina 556 mg.

Ácido glutámico 1330 mg. Lisina 244 mg.

Alanina 421 mg. Metionina 143 mg.

Arginina 480 mg. Prolina 354 mg.

Cistina 93 mg. Serina 345 mg.

Fenilalanina 328 mg. Tirosina 219 mg.

Glicina 345 mg. Treonina 236 mg.

Hidroxiprolina 0 mg. Triptofano 76 mg.

Histidina 143 mg. Valina 412 mg.

Isoleucina 286 mg.

FUENTE: http://alimentos.org

[13]

Estos aminoácidos se combinan para formar proteínas. Las proteínas del arroz

son usadas por nuestro organismo para formar nuestros músculos y también son

necesarias para mantener nuestra masa muscular.

2.2 CAÑIHUA

2.2.1 Aspectos generales de la Cañihua

La Cañihua es un grano muy nutritivo propio de la altiplanicie andina. La planta

tuvo especial relevancia para los habitantes en el altiplano peruano-boliviano, donde se

desarrolló la cultura Tiahuanaco y es donde actualmente existen mayores extensiones

cultivadas con esta especie (en el Perú 2400 TM y en Bolivia 1000 TM anuales). Según

Gade (1970), citado por Repo-Carrasco (1992), durante los tiempos incaicos la Cañihua

era un alimento exclusivo del Inca y su corte, teniendo la población común prohibido

consumir este alimento "real".

Es una planta anual que pertenece a la misma familia que la quinua.

Chenopodiaceae se parece a este cultivo y se le ha confundido mucho tiempo con esta

planta hasta que Aellen lo clasificó en 1929 como una especie propia (Repo-Carrasco,

1992).

La Cañihua (Chenopodium pallidicaule Aellen) es una planta que llega a

desarrollar hasta en alturas de 4200 msnm debido fundamentalmente a su alta

resistencia a las bajas temperaturas y precocidad de desarrollo.

El mismo autor indica que un factor negativo puede ser considerado el tamaño

del grano, el mismo que casi nunca ha sobrepasado un milímetro de diámetro con un

alto porcentaje de granos negros, lo que hace necesario hacer uso de técnicas para

superar este inconveniente.


La cañihua se caracteriza por un contenido alto de proteínas llegando a superar

el 18%, con buenas proporciones de aminoácidos esenciales. Como se puede observar

en la Tabla 6, en comparación con la quinua.

[14]

Con respecto a la variación de la composición química de la Cañihua, ésta

depende de la variabilidad genética material, edad de maduración de la planta,

localización, cultivo y fertilidad del suelo. (Tapia, 1990).

La tabla de composición de los alimentos peruanos según Collazos (1998),

reporta tres variedades de granos de Cañihua amarilla, gris y parda, entre las cuales no

existe diferencia considerable en su composición. Además se observa la composición

proximal reportada por Repo-Carrasco (1992).

El análisis químico proximal de diversos subproductos del grano de Cañihua son

los que se presentan en la Tabla 6.

En cuanto a la calidad nutritiva de una proteína es determinada por su contenido

en aminoácidos esenciales, es decir isoleucina, leucina, lisina, metionina, fenilalanina,

treonina, triptofano y valina. Estos ocho compuestos necesarios para mantener el

equilibrio metabólico en el hombre pero además de estos ocho aminoácidos esenciales,

la Cañihua contiene varios aminoácidos que la destacan como fuente proteína vegetal

superando a otros cereales y comparándose a otros alimentos de primer orden.

[15]

TABLA 6: COMPOSICION PROXIMAL DEL GRANO DE CAÑIHUA (Contenido en 100 g de la porción comestible)

Componentes Mayores (g) (a) (b) (c) (d)

Calorías (Kcal) 340,000 344,0 340,0Agua 12,0 12,40 12,20 11,0Proteínas 14,30 14,0 13,80 16,72Extracto etéreo 5,0 4,50 3,50 6,78Carbohidratos 62,80 64,00 65,20 56,41Fibra 9,40 9,80 10,20 5,40Cenizas 5,90 5,10 5,30 3,69

Minerales (mg)

Calcio 87,00 110,00 141,00Fósforo 335,00 375,00 387,00Hierro 10,80 13,00 12,00

Vitaminas (mg)

Tiamina 0,62 0,47 0,60Riboflavina 0,51 0,65 0,30Niacina 1,20 1,13 1,40Ac. Ascórbico 2,20 1,10 0,0

FUENTE: Instituto Nacional de Nutrición (1993)(a) Cañihua amarilla (b) Cañihua gris (c) Cañihua parda

Repo-Carrasco (1992)

2.3 KIWICHA

2.3.1 Aspectos Generales

La Kiwicha (Amaranthus caudatus) junto con la quinua y otros cultivos andinos,

tiene alto contenido proteínico, fue una de las plantas alimenticias que consumieron los

cazadores y recolectores de Norte América y los Andes antes de la domesticación de la

planta en Mesoamérica, fue gradual y Mac Neish en sus excavaciones en Puebla

(México) encontró Amaranthus junto con maíz y frijol en este proceso de domesticación.

El Amaranthus de las cuevas de Tehuacán en Puebla data de 4000 años A.C. en tanto

que la fecha más antigua en América del Sur es de 2000 años y viene de urnas

funerarias de Salta (Argentina).

[16]

Desde la época colonial ha disminuido notablemente la superficie cultivada de

kiwicha, su cultivo se mantiene sin persistencia en Ecuador, Perú, Bolivia y Argentina,

debido a la persistencia de los agricultores andinos sigue teniendo importancia por su

excelente calidad nutritiva (Tapia, 1992).

La kiwicha tradicionalmente se siembra en los valles interandinos zona

"Quechua", zona ecológica ubicada entre 2700 - 3500 m.s.n.m. crece al igual que el

maíz en la Costa, Sierra y Selva hasta los 3000 m.s.n.m. a diferencia del maíz se

necesita menos cantidad de agua para su riego.

Los primeros estudios agronómicos se iniciaron en la Universidad del Cusco,

entre 1973 a cargo del Ing. Oscar Blanco y recibieron mayor impulso en la década del

ochenta, gracias al entusiasmo del Ing. Luis Sumar, emprendiéndose una gran campaña

para su fomento en 1984.

Es un alimento rico en proteínas, minerales como: Calcio, fósforo, hierro y en

vitaminas. El contenido de proteínas es mayor que los cereales comerciales de mayor

difusión mundial, trigo, maíz y arroz, y supera ligeramente a la quinua (Early, 1985).


En la Tabla 4 se aprecia la composición química del Amaranthus reportado por

diferentes autores.

La composición química promedio de la kiwicha indica un contenido de 62-64%

de almidón, 12-15% de proteínas de 2-3% de azúcares totales, 7 - 8% de grasas y 2-

2,3% de ceniza (Macedo, 1990).

El contenido de proteínas en el grano es elevado (12-16%) con un óptimo

balance de aminoácidos (Tapia 1992) mientras que el maíz alcanza únicamente el 10%

(JUNAC, 1990). Por otro lado Castro (1987) menciona que la proteína se encuentra en

todos los tejidos de los grupos de cereales existiendo mayores concentraciones en el

embrión, y capa de aleurona que en el endospermo, pericarpio y testa. La proporción de

proteínas en los amarantos se equipara favorablemente con los otros aminoácidos

(Sánchez, 1983).

[17]

En cuanto al contenido de lípidos la kiwicha contiene altos niveles en

comparación con otros cereales convencionales un valor típico es de 7,6% por

consiguiente tiene una mayor densidad energética.

El almidón es el componente más abundante en la kiwicha, contiene

aproximadamente 62% del peso total del grano comparando los gránulos de almidón de

la kiwicha, es más pequeño que el del trigo (Castro, 1987).

El almidón del amaranto está constituida principalmente por amilopectina con

solo (5-7%) de amilosa, que el almidón de trigo (20%) así la capacidad de almidón por

hincharse cuando se mezcla con agua es mucho más baja que la del trigo (Bressani

1985).

El germen y el afrecho del amaranto constituyen un 25% de la semilla y la harina

74% (aproximadamente lo mismo que en el caso del trigo). El germen contiene 30% de

proteínas y 20% de aceite, en tanto que en el afrecho es apreciable su alto contenido de

fibra, vitaminas y minerales (Junta de Ciencia y Tecnología para el Desarrollo Integral

1990 mencionado por Ancasi, 1993).

Los elementos inorgánicos más importantes en la kiwicha son el sodio, potasio,

calcio, hierro, fósforo, magnesio y otros elementos aunque en cantidades pequeñas son

indispensables para la vida. El contenido de vitaminas de la kiwicha es similar a la

quinua con excepción del ácido ascórbico que en promedio contiene una mayor

proporción.

El valor nutritivo de la kiwicha es indiscutible, diversos estudios realizados han

comprobado su alta calidad proteica en relación a otros cereales, así como su riqueza

en grasas y otros componentes.

El amaranto con pequeños porcentajes (utilización de no más de 20%) de

proteínas puede servir como complemento importante de algunos cereales,

compensando su deficiencia en leucina que se encuentra en exceso en estos cereales

(INDES 1988).

[18]

TABLA 4 : COMPOSICION QUIMICA DE LA KIWICHA X 100 g EN BASE HUMEDA

ComponentesAmaranthus Caudatus

1 2Energía (Kcal) 361,6Análisis Prox. (g)Humedad 12,3 12,4Proteína 12,9 12,50Grasa 7,2 7,15Carbohidratos 65,1 63,49Fibra 6,7 1,90Ceniza 2,5 2,32Minerales (mg)Calcio 179 95,32Fósforo 454 1624,8Hierro 5,3 8,8Potasio - 494Vitaminas (mg)Tiamina 0,20 0,012Riboflavina 0,57 0,31Niacina 0,95 6,43Ac. Ascórbico 3,2 -Piridoxina - 0,72

FUENTE: COLLAZOS (1993), YAYA y CALDAS (1990).

Lo extraordinario de la proteína del amaranto es su riqueza en aminoácidos

esenciales incluyendo la lisina y la metionina, los cuales como es bien sabido tienen una

proporción que limita el valor biológico de los cereales. La eficiencia proteica es

comparable con la caseína (Sánchez 1983). Las proteínas difieren en valor nutritivo,

debido a las diferencias en la clase y cantidad de sus aminoácidos constitutivos. La

lisina es el primer aminoácido limitante en los cereales. La proteína de la kiwicha

contiene niveles relativamente altos de lisina (50%) casi el doble del trigo y tres veces

más que el maíz) y contenidos de aminoácidos azufrados (4,4%) en comparación a los

granos más comunes (Castro, 1987).

En la Tabla 5 se muestran, los aminogramas de varias especies de género

Amaranthus, se puede apreciar que A.caudatus tiene un adecuado balance de

aminoácidos, si se le compara con el patrón FAO (1973) con una ligera deficiencia en

leucina, pero presenta mayores tenores de lisina y aminoácidos azufrados (metionina y

cistina) en los cuales como es conocido son suficientes la mayoría de cereales y

leguminosas; de allí su gran importancia como alimento aportador de dicho aminoácido

cuando se efectúan mezclas.

[19]

Su cómputo químico es de 84,8 (Patrón FAO = 100). Las otras especies de

amarantos también tienen como primer aminoácido limitante a la leucina y para A. edulis

el cómputo químico es de 73 (Becker, 1984).

En el Perú en los lugares tropicales, las hojas son usadas como hortalizas,

generalmente se hierven y luego se fríen, el tallo se usa para leña y la ceniza para

masticar la coca y para pelar maíz, con el grano reventado se preparan turrones, toffees,

así como también harinas las cuales se usan combinándolas con la harina de trigo en

panificación, se preparan hojuelas, se utilizan en sopas, guisos, panqueques,

mazamorras, etc. De la kiwicha (variedad roja), se extrae la betalina (tinte natural rojo).

TABLA 5 : AMINOGRAMA Y COMPUTO QUIMICO EN DIFERENTES ESPECIES DE

AMARANTHUS (g aa/16gN)

AminoácidosA. caudatus A.cruentus A.hipocho A.edulis P.FAO 1993 PP.Es.FAO

a. a.1 b b c d eIsoleucina 3,5 3,2 -- -- 4,1 4 2,8Leucina 5,4 5,4 5,5 5,6 6,3 7 6,6Lisina 6,4 6,0 5,4 5,6 5,9 5,4 5,8Fen + Tir 7,2 6,4 6,7 7,2 8,1 6,1 6,3Met + Cis 4,8 6,1 4,2 4,5 4,9 3,5 2,5Treonina 3,6 3,3 3,2 3,4 4,0 4 3,4Triptófano 1,2 1,1 - -- 1,1 1,0 1,1Vallina 4,6 3,8 4,3 4,2 4,7 5 3,5CómputoQuímico 84,6 - -- 73 100 1001er. AA.Lim leu leu leu leu leu -- --

FUENTE:a Análisis de una muestra de Kiwicha (Cuzco). Degussa A.C. Fran Kfurt R.F.A. a.1 Repo Carrasco (1992) b Sánchez Marroquín (1983) c Becker (1981) d Patrón FAO (1973) e Patrón Preescolar FAO (1985)

[20]

2.4 Proceso de Cocción – Extrusión de Alimentos

En las últimas décadas la tecnología ha introducido nuevas técnicas de cocción

para reemplazar o modificar las tradicionales y dentro de esas nuevas técnicas la cocina

de extrusión ocupa un lugar promisorio.

En 1935, la extrusión de alimentos se hizo importante cuando se comenzó a

extrusar fideos y pastas, aunque los extrusores de pasta no cocinaban sino que sólo

daban forma.

Harper (1981) define la extrusión como el moldeo de un material por forzamiento,

a través de muchas aberturas de diseño especial, después de haberlo sometido a un

previo calentamiento; asimismo menciona que la cocción – extrusión combina el

calentamiento con el cocimiento y formación de alimentos húmedos, almidonosos y

proteicos.

Durante el proceso de extrusión, el alimento es trabajado y calentado por una

combinación de fuentes de calor, incluyendo la energía disipada por fricción al girar el

tornillo, o inyección de vapor directo a lo largo de la cámara. La temperatura del

producto supera la temperatura de ebullición normal, pero no ocurre evaporación debido

a la elevada presión que existe. Durante el paso de los ingredientes alimenticios a lo

largo del extrusor, son transformados de un estado granular a una masa continua. Esta

transformación, descrito como cocción, involucra la ruptura de los gránulos de almidón,

la desnaturalización de las moléculas de proteína, y otras reacciones que pueden

modificar las propiedades nutricionales, de textura y organolépticas del producto final.

En la descarga del extrusor, la pasta cocida a alta temperatura y presurizada es forzada

a través de una pequeña abertura llamada boquilla, que permite dar forma al producto.

La caída de presión a la salida, ocasiona la expansión y la evaporación de la humedad

en el producto, (Harper y Hansen 1988).

Harper y Hansen 1988, mencionan que los extrusores consisten de dos

componentes básicos: (1) el tornillo o tornillos que giran en una cámara que transporta el

material alimenticio mientras que genera presión y esfuerzo de corte y (2) una boquilla u

orificio de restricción a través del cual el producto es extruído. Estos componentes

interactúan para generar las condiciones del procesamiento.

[21]

La Extrusión es un proceso que combina diversas operaciones unitarias como el

mezclado, la cocción, el amasado y el moldeo. El objetivo principal de la extrusión

consiste en ampliar la variedad de los alimentos que componen la dieta elaborando a

partir de ingredientes básicos, alimentos de distinta forma, textura y color; como harinas

instantáneas, (Fellows 1994).

El uso de sistema de extrusión para la confección de snacks expandidos o

soplados está en creciente desarrollo. El snack original fue el pop corn o polenta de

maíz, el trigo soplado, arroz y maíz soplado obtuvieron su primer éxito como cereales de

desayuno, utilizando para tal fin, dispositivos similares a la extrusión de pellets de

alimento para ganado, a partir de este principio ha sido desarrollado el equipo para la

producción de bocaditos (Matz, 1976).

Sandoval (1993), menciona que los primeros extrusores usados en alimentos

fueron originalmente diseñados para materiales plásticos, éstos han sido largamente

estudiados y en algunos casos modelos matemáticos se han obtenido en términos de

variables de máquina y propiedades del producto. Las modificaciones hechas por la

industria alimenticia a estos extrusores fueron producto de la experiencia más que de

conocimiento del proceso (Matz, 1976).

En la extrusión de materiales plásticos son considerados como sistemas

homogéneos, en cambio en la extrusión de alimentos son considerados como sistemas

complejos y heterogéneos. Más aún, un alimento no funde como lo hace un material

plástico, sino que sufre cambios irreversibles dependientes del tiempo, tal como lo es la

gelatinización del almidón (Sandoval, 1993).

Posteriormente aparecieron los extrusores cocedores, estos calientan al material

por medio de disipación térmica de la energía mecánica aplicada al extrusor. En muchos

casos se incorporan energías térmicas por medio de camisas de calefacción a vapor o

eléctrico (Sandoval, 1993).

2.5 Mezcla Alimenticias

DAZA (1986), obtiene mezclas alimenticias, precocidas e instantáneas,

nutricionalmente balanceadas a base de maíz amarillo y frijol de palo, para ser

destinados a todo poblador con deficiencias calórico-proteicas; teniendo como criterio de

[22]

evaluación el balance de aminoácidos esenciales en las mezclas crudas, seleccionando

2 mezclas: (Maíz amarillo 74 por ciento, frijol de palo 26 por ciento y maíz amarillo 53

por ciento y frijol de palo 47 por ciento); acondicionado a una humedad de 23 por ciento

y realiza el proceso de cocción-extrusión, con un flujo de alimentación de 2,400 g/min., a

115.5ºC, obteniendo mezclas precocidas I y II; a partir de esta última obtiene la mezcla

instantánea por tener mejor composición química. Los 3 productos obtenidos tienen un

contenido proteico entre 14 a 18 por ciento, grado de gelatinización entre 52 a 70 por

ciento, actividad ureásica entre 0.04 y 0.01 y el índice de eficiencia proteica (PER) entre

1.31 y 2.39. Estas mezclas son de fácil rehidratación para preparar cremas, bebidas y

mazamorras y las pruebas sensoriales muestran gran aceptación por parte de las

personas.

WANG et al (2002), con el objetivo de obtener una crema de espinaca semi-

instantanea de buen valor nutricional, fue extruida una mezcla de grits de maíz-soya

(80 : 20) usándose extrusor Brabender de doble tornillo con velocidad de alimentación

constante de 20, 8 kg/h, velocidad de rotación de los tornillos de 100 rpm y diámetro de

boquilla de 5 mm. Los perfiles de la temperatura de barril (TB) fueron: zona 1, 60 ºC

(constante); zona 2, 90, 110, 130 0 150 ºC y zona 4 (boquilla), 110, 130 o 150 ºC. Los

análisis de las características tecnológicas mostraron que el aumento de la TB en la

zona 3 causo la absorción de grasa (AG), actividad emulsificante (AE) y estabilidad de

emulsión (EE) excepto para AE y EE de aquellas sometidas a 150 ºC en la zona 4, las

cuales disminuyeron. El aumento de la TB en la zona 4 resulto en un aumento en la AG,

pero en disminución en la AE y EE. Las harinas extruidas seleccionadas fueron

formuladas y reconstituidas como cremas de espinaca, siendo evaluadas

sensorialmente. Resultados indicaron que, la crema de espinaca elaborada con la harina

sometida anteriormente a TB en 60-90-130-130 ºC presento mejores propiedades

sensoriales (apariencia, consistencia y sabor) siendo más preferida por los

consumidores que aquellas con harina sometida a TB en 60-90-90-150 ºC. No hubo

actividad del inhibidor de tripsina en las harinas extruidas estudiadas.

NATIVIDAD et al (2007) determinaron la tecnología aplicable para la obtención

de mezclas alimenticias para consumo infantil de reconstitución instantánea, con

características nutricionales y sensoriales, obtenidas a partir de cultivos andinos de la

región Huánuco. La formulación obtenida con: kiwicha (9,66%), arroz (31,42%), maíz

amarillo (10,8%), trigo (29,45%), soja integral (9,33%), papa blanca (5,4%), ajonjolí

(3,94%) permitió la obtención de una base extruida representando el 41,50% del

producto final, e insumos: azúcar (34%), aceite (10,50%) concentrado de soya (4,60%),

[23]

leche entera (7%), fosfato tricálcico 1,60%), concentrado vitaminas (0,26%), saborizante

sabor a leche (0,20%), y lecitina de soya (0,34%), resultó como una mezcla de mejores

atributos, de apariencia general y con una calificación promedio entre bueno y muy

bueno por parte de sus consumidores.

GUTIÉRREZ et al (2008), elabora una mezcla alimenticia de maíz y garbanzo

extruidos, trazándose los objetivos: 1) Determinar la mejor combinación de harina de

maíz de calidad proteínica extruido (HME) y harina de garbanzo extruido (HGE) para

producir un alimento para niños de alta calidad proteínica y elevada aceptabilidad

sensorial, 2) formular el alimento infantil tipo atole a partir de la mezcla HME/HGE

optimizada, y 3) evaluar las propiedades nutricionales de la mezcla HME/HGE

optimizada y del alimento. Aplicó la metodología de superficie de respuesta para

determinar la combinación óptima HME/HGE. La mejor combinación HME/HGE fue

21,2:78,8%; esta mezcla tuvo contenidos (en materia seca) de 20,07% de proteína,

5,70% de lípidos y 71,14% de carbohidratos; su perfil de aminoácidos esenciales cubrió

satisfactoriamente los requerimientos para niños de 2-5 años de edad recomendados

por FAO/WHO, excepto para triptófano. El alimento infantil tipo atole derivado de esta

mezcla tuvo un contenido de proteína de 4,52%, que es 14,4% de la energía del

alimento, adecuado para un alimento para niños. Cada 100g de alimento infantil aportan

6,3-12,6% y 23,8-34,8% del requerimiento diario de energía y proteína para niños y

niñas de 1-8 años de edad. El alimento infantil tuvo 62,1% de digestibilidad de la

proteína in vitro, C-PER de 1,93 y calificación entre "me gusta mucho" y "me gusta

extremadamente" en una prueba hedónica para aceptabilidad general. Este alimento

podría utilizarse como alimento soporte del crecimiento infantil.

Para elevar la calidad de la proteína se requieren determinadas proporciones de

cada aminoácido esencial, lo que ocurre con los alimentos de origen animal. La mayoría

de las proteínas de origen vegetal carecen de algunos aminoácidos esenciales, esto se

mejora efectuando mezclas de cereales y leguminosas (FAO/OMS, 1992). Los granos

andinos se prestan ventajosamente para realizar mezclas con leguminosas o cereales.

Se recomienda una proporción de una parte de leguminosas y dos partes de granos,

cereales o tubérculos (FAO, 1990). La ONU (1995) establece algunos requerimientos

nutricionales para la elaboración de mezclas alimenticias para una población de mayor

riesgo, tales como el contenido de proteína mínimo 12%, humedad del producto 5%,

índice de peróxidos 1Meq/Kg, grado de gelatinización 94%, cómputo químico 85% y

menciona la procedencia de la misma región (Perú, cultivos andinos).

[24]

III. MATERIALES Y MÉTODOS

3,1 Materias Primas

Se utilizó como materias primas:

Arroz (Oryza sativa), obtenido en el Mercado de Productores.

Cañihua (Chenopodium pallidicaule Aellen)", obtenido en la ciudad de

Puno. Variedad Cupis.

Kiwicha (Amarantus caudatus), obtenido en el Mercado de Productores.

3.2 Equipo de Extrusión

Para ejecutar la presente investigación se empleó un extrusor de fabricación

nacional con las siguientes características:

Sistema de calentamiento por fricción

Extrusor de tornillo simple

Material acero

Tornillo de paso variable

Longitud del tornillo 30 cm.

Velocidad de rotación del tornillo 450 rpm.

Diámetro boquilla de salida 0,5 cm.

Flujo de alimentación 40 Kg/hora

3.3 Caracterización de la Materia Prima

Se realizó la caracterización de la materia prima a través de su composición

químico proximal como: el contenido de humedad, proteína, grasa, fibra,

carbohidratos, ceniza de acuerdo a los métodos AOAC (2000).

[25]

3.4 Selección de las Formulaciones

Para seleccionar las formulaciones se utilizaron proporciones variables de arroz,

cañihua y kiwicha.

Las mezclas fueron evaluadas mediante la predicción de la calidad proteica a

través del valor del Score Químico o Cómputo Químico con la finalidad de

seleccionar una mezcla adecuada.

mg de aminoácidos / g de proteína mezclaCómputo Químico = --------------------------------------------------------------------

mg de aminoácido / g de proteína requerimientos

El Cómputo Químico se evaluó basado en los patrones de aminoácidos

referencia para diferentes edades, FUENTE: FAO/OMS/UNU, 1985.

3.5 Preparación de la Materia prima

Ha continuación se detallan los procedimientos realizados para uniformizar las

características de la materia prima a extruirse, para este caso el tamaño de

partícula debe estar entre 1 a 2 mm, el extrusor trabaja con ese tamaño de

partículas.

En las Figuras 1, 2 y 3 se presenta el diagrama de flujo para obtención de grits de

arroz, granos de cañihua y granos de kiwicha respectivamente.

[26]

FIGURA 1: DIAGRAMA DE FLUJO PARA LA OBTENCIÓN DE GRITZ DE

ARROZ

ARROZ

LIMPIEZA

SELECCIONADO

CLASIFICADO

MOLIENDA GRUESA

GRIT DE ARROZ

IMPUREZAS

0,8 – 2,0 mm

[27]

FIGURA 2: DIAGRAMA DE FLUJO PARA LA OBTENCIÓN DE GRANOS DE

CAÑIHUA.

CAÑIHUA

LIMPIEZA

Impureza

LAVADO50ºC x 20 min.

SECADO 60ºC x 8 horas

SELECCIÓN – CLASIFICADO

GRANOS DE CAÑIHUA

FIGURA 3: DIAGRAMA DE FLUJO PARA LA OBTENCIÓN DE GRANOS DE

KIWICHA.

KIWICHA

LIMPIEZA

Impurezas

LAVADO

SECADO 60ºC x 8 horas

SELECCIÓN – CLASIFICADO

GRANOS DE KIWICHA

3.6 Preparación de las Mezclas a Extruirse

Para este proceso se mezclaron porcentajes en peso, de acuerdo al cálculo del

Cómputo Químico expresado en porcentaje de aminoácidos, la materia prima fue

transformada en forma de grits, uniformizando el tamaño de partícula de 1 a 2

mm, con una humedad de 15% para las siguientes formulaciones: FORMULA 1

(40:20:40); FORMULA 2 (42,5:15:42,5) y FORMULA 3 (42,5:17,5:40,0), de arroz,

cañihua y kiwicha respectivamente.

3.7 Extrusión de las Mezclas

El proceso de extrusión se desarrolló con las condiciones de trabajo siguientes:

Humedad : 12%

Temperatura del extrusor : 180ºC

[29]

Velocidad de rotación del tornillo : 450 rpm

Velocidad de Alimentación : 40 Kg/h

Diámetro de la boquilla : 0,5 cm

En la Figura 4 se muestra el flujo de operaciones del proceso de extrusión de

mezcla de arroz, cañihua y kiwicha.

[30]

3.8 Evaluación Sensorial de la Mezcla Instantánea

Se aplicó una Escala Hedónica Gráfica, para la evaluación sensorial con niños de

6 a 10 años de edad.

3.9 Análisis Microbiológico de la Mezcla Instantánea

Los controles realizados de acuerdo a los criterios microbiológicos fueron los

siguientes:

Numeración de microorganismos aerobios mesófilos ufc/g (ICMSF 1983).

Numeración de Coliformes totales NMP/g (ICMSF 1983).

Numeración de Streptococcus Aureus ufc/g (ICMSF 1983).

Numeración de Bacilus cereus ufc/g (ICMSF 1983).

Detección de Salmonella sp/25g (FDA/BAM 1992).

[31]

3. RESULTADOS

3.1 Resultados de la Composición Químico Proximal de la Materia Prima

En el Cuadro 1 se presentan los resultados del análisis químico proximal realizado a la

materia prima.

CUADRO 1: ANÁLISIS QUÌMICO PROXIMAL DE LAS MATERIAS PRIMAS

COMPONENTESMATERIAS PRIMAS

ARROZ CAÑIHUA KIWICHA

Humedad (g) 12,8 12,3 12,67

Proteína (g) 7,91 13,97 14,07

Grasa (g) 0,65 8,68 8,17

Fibra (g) 0.4 4,83 3.6

Cenizas (g) 0,42 5,1 2,92

Carbohidratos (g) 79,03 64,0 62,2

3.2 Selección de las Formulaciones de Mezclas

Para la selección de la mezcla óptima se tuvo como criterio encontrar la mejor

combinación en Cómputo Químico.

Las formulaciones se hicieron a base de arroz, cañihua y kiwicha, se tuvo como

parámetro para la formulación el contenido de arroz (entre 40 y 45%).

[32]

En el Cuadro 2 se muestran las formulaciones de las mezclas.

CUADRO 2: FORMULACION DE LAS MEZCLAS

FORMULACIÓNMATERIA PRIMA

ARROZ CAÑIHUA KIWICHA( % ) ( % ) ( % )

1 40,0 20,0 40,0

2 42,5 15,0 42,5

3 42,5 17,5 40,0

En el Cuadro 3 se muestra la composición química de las mezclas.

CUADRO 3: COMPOSICIÒN QUÌMICA DE LAS DE LAS MEZCLAS

COMPONENTEFORMULACIONES

1 2 3

Energía (Kcal) 349 349,375 349,375

Agua (g) 11,52 11,465 11,545

Proteínas (g) 11,04 10,855 10,885

Grasa total (g) 3,82 3,7775 3,725

Carbohidratos totales (g) 71,48 71,9475 71,82

Fibra cruda (g) 3,12 2,7025 2,885

Cenizas (g) 2,14 1,955 2,025

[33]

En el Cuadro 4 se muestra la información nutricional de las mezclas de harinas

extruidas.

CUADRO 4: INFORMACIÓN NUTRICIONAL DE LAS MEZCLAS DE HARINAS

EXTRUIDAS.

COMPONENTESFORMULACIONES

1 2 3

Energía (Kcal) 364,78 365,5 364,69

% Energía proveniente de las44,16 43,42 43,54

proteínas

% Energía proveniente de las grasas 34,88 34,00 33,53

% Energía proveniente de los286,24 288,13 287,62

carbohidratos

CUADRO 5: EVALUACIÓN DE LA CALIDAD DE LA PROTEÍNA DE LAS MEZCLAS

DE HARINAS COCIDAS

FORMULACIONES Patrón

AMINOÁCIDOS 1 2 3 FAOmg/g

mg/g demg/g

demg/g

de% % % Proteína

CHON CHON CHON

Fenilalanina +38 137,4 39 138,7 39 137,8 22

Tirosina

Triptófano 64 96,9 64 97,2 64 97,2 66

Metionina +50 86,7 50 86,4 50 86,2 58

Cisteína

Leucina 30 119,2 29 114,0 29 117,3 25

Isoleucina 73 116,5 75 118,2 74 117,1 63

Valina 36 105,2 36 105,8 36 105,1 34

Lisina 10 90,3 10 91,0 10 90,8 11

Treonina 48 138,0 49 139,4 49 138,6 35

AA. Limitante 25 129,6 25 129,8 25 129,3 19

Cómputo Quìm. 86,8 86,4 86,1

[34]

3.3 Resultados del Proceso de Extrusión

El proceso de extrusión fue realizado con una humedad de 15% y a una temperatura de

180ºC con una velocidad de alimentación de 40Kg/hora y una velocidad de rotación del

tornillo de 450 rpm.

Al considerar la relación de expansión (ER) como característica funcional del producto

extruído se tuvieron los resultados promedios de 3,0; 1,41; 1,48; para el arroz, cañihua y

kiwicha respectivamente.

3.4 Resultados de la Evaluación Sensorial y Tratamiento Estadístico de los

datos.

En el Cuadro 6 se muestra los resultados obtenidos de la evaluación sensorial de la

mezcla óptima (Formulación 1) que fue sometida al análisis sensorial mediante los

siguientes: a) canela, b) vainilla y c) fresa y d) naranja, empleando una escala hedónica

gráfica para niños, asimismo el tratamiento estadístico de los datos.

[35]

CUADRO 6: RESULTADOS DE LA EVALUACIÓN SENSORIAL Y TRATAMIENTO

ESTADÍSTICO DE LOS DATOS.

TRATAMIENTOS

REPETICIONES TOTALA B C D

(Canela) (Vainilla) (Fresa) (Naranja)

1 2 3 2 32 2 3 2 23 3 2 3 34 2 2 1 25 2 2 2 26 1 3 1 27 2 2 2 18 2 2 1 39 3 3 3 1

10 2 3 3 211 2 2 3 312 1 2 2 213 3 1 2 314 2 2 3 315 1 1 2 216 3 3 1 317 2 2 2 218 2 1 3 319 1 3 2 320 3 2 1 121 1 3 2 322 2 2 2 223 2 3 1 324 2 3 3 225 1 2 2 126 1 3 3 227 2 3 2 228 3 1 2 229 2 3 2 130 1 2 1 2

X 1,93 2,3 2,03 2,2

X 58 69 61 66 254

X2 126 173 139 160 598

( X)2 3364 4761 3721 4356 16202

FACTOR DE CORRECCIÓN SUMA CUADRADOS TOTALES SUMA CUADR. TRATAMIENTO

Fc = (254)2 / ( 30 x 4 ) SCT = 598 – Fc SCTr = ( 16202 / 30 ) – Fc

Fc = 537.63 SCT = 60,37 SCTr = 2,43

FACTOR DECM error

GRADOS DE CUADRADOF Calculado F Tab. (5%)

VARIABILIDAD LIBERTAD MEDIO

Tratamientos 2,43 3 0,81 1,65 2,51Error experimental 57,94 116 0,49Total 60,37 119

[36]

CUADRO 7: PRUEBA DE TUCKEY PARA LA EVALUACIÓN SENSORIAL

ORDENAMIENTO DE PROMEDIOS

M 1 M 2 M 3 M 4

2,3 2,2 2,03 1,93

ERROR ESTÁNDAR

Es = ( CME / r ) 1/2 = ( 0,49 / 30 ) 1/2

Es = 0,1278

RANGOS ESTUDENTIZADOS SIGNIFICATIVOS

RES (Número de tratamientos : Grados de libertad del error) 5%

RES = 3,693

DIFERENCIA MÍNIMA SIGNIFICATIVA ( DMS )

DMS = ( Es ) ( RES ) = ( 0,1278 ) ( 3,693 )

DMS = 0,4719

COMPARACIÓN DE PROMEDIOS

M 1 - M 2 2,30 - 2,20 = 0,10 < DMS NO HAY DIFERENCIA SIGNIFICATIVA


M 1 - M 4 2,30 - 1,93 = 0,37 > DMS NO HAY DIFERENCIA SIGNIFICATIVA




[37]

3.5 Resultado del Análisis Microbiológico

En el Cuadro 8 se muestra el análisis microbiológico aplicado a la muestra instantánea

de mejor resultado en el Cómputo Químico.

CUADRO 8: ANÁLISIS MICROBIOLÓGICOS DE LAS MEZCLAS DE HARINAS

EXTRUIDAS

ANÁLISISFORMULACIONES

A B C

Aerobios mesófilos34 x 102 56 x 102 49 x 102

UFC/g

Mohos y levaduras20 10 20

UFC/g

Coliformes NMP/g < 3 < 3 < 3

E. coli NMP/g < 3 < 3 < 3

Bacillus cereus UFC/g < 100 < 100 < 100

Salmonella sp. 25g AUSENCIA AUSENCIA AUSENCIA

[38]

4. DISCUSIONES

De las materias primas:

De acuerdo a los resultados obtenidos (Cuadro 1), con respecto a los resultados

que se muestran para el arroz analizado, se observa que el contenido de proteínas

(7,91%) es el más bajo en relación a las otras materias primas. Los valores

obtenidos de los análisis de proteínas (7,91%), grasa (0,65%), fibra (0,4), cenizas

(0,42%) y carbohidratos (79,03%) son similares a los presentados en la Tablas

Peruanas de Composición de Alimentos (2009).

En cuanto a los resultados obtenidos del análisis de la kiwicha (Cuadro 1) son

similares a los reportados en Tablas Peruanas de Composición de Alimentos

(2009), con excepción del contenido de proteínas (14,07%) que es superior.

Asimismo el contenido de grasa (8,17%) se encuentra ligeramente por encima

rango de 6,8 – 8% reportado por Saunder et al (1985). También observamos que el

contenido de carbohidratos (62,21%) se encuentra dentro del rango establecido de

64 – 72% por Huapaya 1990. El valor de fibra (3,6%) es ligeramente inferior al rango

4 – 6% reportado por Saunder 1985.

Los resultados del análisis proximal de la cañihua (Cuadro 1) muestran un contenido

de proteínas de 13,97% valor muy similar al reportado en la Tabla Peruana de

Composición de Alimentos (2009). Con respecto al contenido de grasa (6,25%) de

la cañihua se puede apreciar que es mayor a los reportados en la Tablas Peruanas

de Composición de Alimentos (2009). El contenido de carbohidratos (64,0%) es

menor al reportado por Tapia (1992) y a los reportados en la Tabla de Composición

de Alimentos de Mayor Consumo en el Perú (1996).

Cómo se puede apreciar en general (Cuadro 1) las materias primas utilizadas para

este estudio, presentan buenas características para la elaboración de mezclas

alimenticias, aportan una buena cantidad de macro y micronutrientes. Los

resultados obtenidos, no presentan variación significativa en comparación con la

composición de variedades similares encontradas en otras formulaciones. Las

propiedades físicoquímicas de los cultivos andinos de nuestro Perú como cañihua y

la kiwicha, representan una base fundamental en el aspecto nutricional, para

combatir la desnutrición de la población más vulnerable y necesitada.

[39]

De la selección de las formulaciones de las mezclas:

En el Cuadro 2 se muestran las formulaciones seleccionadas, con el uso de la hoja

de cálculo EXCEL se obtuvieron tres formulaciones para la mezcla, cuyo parámetro

principal está basado en las recomendaciones del MINSA (2010). También se tuvo

en consideración el contenido de arroz en las formulaciones, por influir

positivamente en el sabor del producto final, (40 a 50%).

De los resultados de la composición química proximal para las formulaciones

seleccionadas (Cuadro 3), podemos apreciar que no existen diferencias

significativas entre dichas mezclas, con un porcentaje de variación promedio entre

nutrientes de 1%.

De los resultados obtenidos (Cuadro 4) para la información nutricional de las

mezclas estudiadas, se tiene, que los valores obtenidos están dentro del rango de

los recomendados por MINSA (2010), para este tipo de alimentos. Las

especificaciones técnicas, indican que la mezcla instantánea del programa de

alimentación escolar debe cumplir con algunos requisitos nutricionales. La energía

total debe ser de 200 Kcal como mínimo y 230 Kcal como máximo, la proteína debe

contener de 10 a 12% de la energía total, la grasa debe aportar de 20 a 35% de la

energía total y los carbohidratos de 53 a 70 %. Por lo que los resultados del

contenido energético y el aporte energético de los macronutrientes son aceptables.

En el Cuadro 5, se muestran los valores de cómputo químico obtenido de las

mezclas analizadas. Se puede apreciar que los valores de Cómputo Químico son

90,8; 87,4; 87,6; 85,3; 89 y 89,3% para las formulaciones 1, 2, 3, todas cumplen con

los requisitos establecidos por FAO/OMS/UNU (1985) que exige como valor mínimo

de cómputo químico 85% (valor obtenido con respecto al patrón de aminoácidos

para niños escolares).

Tal como lo indica la FAO/OMS/UNU (1985), los únicos cómputos químicos de

importancia práctica están basados en la lisina, los aminoácidos azufrados, el

triptófano o la treonina, puesto que son estos los únicos aminoácidos limitantes en

la mayor parte de las dietas humanas.

[40]

Del proceso de extrusión:

Al considerar la relación de expansión (ER) de las materias primas como

característica funcional del producto extruído se tuvieron los resultados de 3,0; 1,41;

1,48; para el arroz, cañihua y kiwicha respectivamente. Los valores obtenidos están

dentro de los rangos, cuyo promedio está en tres veces el diámetro de la boquilla

del extrusor, siendo el arroz el que alcanzó mayor índice de expansión, esto se

debe al buen contenido en almidón, a la temperatura (180ºC) y a la humedad (12%)

empleadas durante el proceso de extrusión, Linko (1981), Kokini et el (1992).

Del análisis microbiológico de las mezclas:

El análisis microbiológico de las mezclas instantáneas (Cuadro 8) arroja resultados

que cumplen con los requisitos establecidos por los Criterios microbiológicos MINSA

(2008) y por la ICMSF (1983) que son tomados en cuenta para este tipo de

productos sobre todo en los Programas de Asistencia Alimentaria dirigido a niños en

edad escolar establecidos por el Gobierno. Esto nos indica que durante el proceso

de elaboración de la mezcla instantánea se tuvieron en cuenta las normas higiénico-

sanitarias establecidas para este rubro industrial.

Del análisis sensorial y el tratamiento estadístico de los datos:

La mezcla que obtuvo el mayor valor de cómputo químico (Mezcla óptima) fue

sometida al análisis sensorial, para ello se presentaron en cuatro sabores (canela,

vainilla, fresa y naranja) a niños en edad escolar.

De los resultados obtenidos en la evaluación sensorial y del tratamiento estadístico

de los datos (Cuadro 6 y Cuadro 7)) observamos que no existen diferencias

significativas entre los sabores presentados a los niños para el consumo de la

mezclas, lográndose buena aceptabilidad, destacando la mezcla con sabor a vainilla

en primer lugar, seguido de la mezcla con sabor a naranja, esto se debe

probablemente a la mayor aceptación de esos sabores por parte de los niños.

[41]

5. CONCLUSIONES

De acuerdo a los resultados que se obtuvieron llegamos a las conclusiones

siguientes:

De las mezclas evaluadas obtenidas mediante la formulación con los diferentes

porcentajes de materia prima se concluye que la fracción proteica de la Mezcla 1 es

la de mejor calidad con un cómputo químico de 86,8%.

La Mezcla 1 elegida por el mayor valor de cómputo químico tiene la siguiente

formulación 40:20:40 de arroz, cañihua y kiwicha respectivamente.

Los parámetros de extrusión fueron humedad 12%, temperatura 180ºC, velocidad

de rotación del tornillo 450 rpm, diámetro de la boquilla de salida 0,5 con los que se

logró obtener relación de expansión de 3 para el caso del arroz.

Los resultados obtenidos de los análisis microbiológicos realizados a las mezclas

instantáneas cumplen con los requisitos establecidos para este tipo de producto.

De los resultados obtenidos de la evaluación sensorial y tratamiento estadístico de

los datos concluimos que no existe diferencias significativas entre las formulaciones,

teniendo buena aceptación, siendo la de sabor a vainilla la de mayor aceptación por

los escolares.

Como conclusión final podemos afirmar que la mezcla instantánea elaborada por el

proceso de cocción extrusión de arroz, cañihua y arracacha, cumple con las

características nutricionales y sensoriales de calidad.

[42]

6. REFERENCIALES

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[45]

7. APÉNDICE

CALCULO DEL SCORE QUIMICO DE LA MEZCLA 1

ALIMENTOS% Prot x g

Prot %N x g mg aa en la mezcla

mezcla mezcla mezcla Ile Leu Lis AAZ AAR Tre Trip Val His

ARROZ pulido blanco 40,00 3,28 25 0,452 118 232 102,2 104 227 94 38 163 66CAÑIHUA 20,00 3,34 25 0,536 114 204 177,4 154 201 110 30 141 80KIWICHA (AMARANTO) 40,00 6,64 50 1,252 278 412 388,1 138 546 270 64 337 180

TOTAL 100 13,26 100 2,240 511 848 668 396 974 474 132 641 327

mg aa/g Proteina mezcla 38 64 50 30 73 36 10 48 25

COMPUTO DE AMINOACIDOS 86,8

Score quimico = el mínimo {mg aa/g N alimento//mg aa/g N patron}* 100

46 93 66 42 72 43 17 55 2683,6747 68,7812 76,2702 71,0114 102,013 83,179 58,467 87,856 94,727

28 66 58 25 63 34 11 35 19137,466 96,919 86,7903 119,299 116,586 105,2 90,358 138,06 129,63

37 80 62 34 68 39 14 45 23104,028 79,9582 81,1909 87,72 108,013 91,71 70,996 107,38 107,08


ALIMENTOS% Prot x g




TOTAL 100 13,05 100 2,213 507 838 654 372 972 470 131 637 322




46 93 66 42 72 43 17 55 2684,4319 69,0307 75,9406 67,896 103,497 83,691 58,921 88,754 94,908

28 66 58 25 63 34 11 35 19138,71 97,2705 86,4151 114,065 118,282 105,84 91,059 139,47 129,87

37 80 62 34 68 39 14 45 23104,969 80,2482 80,84 83,8715 109,585 92,274 71,547 108,48 107,29

[2]


ALIMENTOS% Prot x g




TOTAL 100 13,05 100 2,201 504 837 652 383 963 466 130 634 321




46 93 66 42 72 43 17 55 2683,896 68,9969 75,6816 69,8303 102,516 83,119 58,8 88,256 94,527

28 66 58 25 63 34 11 35 19137,829 97,223 86,1204 117,315 117,161 105,12 90,872 138,69 129,35

37 80 62 34 68 39 14 45 23104,303 80,2089 80,5643 86,261 108,546 91,644 71,4 107,87 106,86

[3]

ANEXOS.

ANEXO 1

Necesidades de aminoácidos para diferente edades.

GRUPO Ile Leu Lis Met+Cis Fen+Tir Tre Trp Val His

LACTANTES, < 1 año46 93 66 42 72 43 17 55 26* mg de aa/ g Prot

** mg aa/ g N 288 581 413 263 450 269 106 344 163

PRE-ESCOLARES, 2-5años

* mg de aa/ g Prot 28 66 58 25 63 34 11 35 19** mg aa/ g N 175 413 363 156 394 213 69 219 119

ESCOLARES, 10-12 años


ADULTOS


FUENTE: FAO/OMS/UNU, 1985

ANEXO 2

[2]

ANEXO 3

[3]

If Higinio Rubio Fipa

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