INTRODUCCIÓN

La presión que se ejerce en el aumento de la productividad agrícola sumado a la necesidad de brindar a la población bienestar nutricional, ha hecho que se oferten nuevos productos cambiando los hábitos alimenticios (^{Kumar & Pandey, 2020}). Las personas consumen más comida instantánea que, en su mayoría, son alimentos deshidratados, con altos contenidos en azúcar, glutamato monosódico, grasa y bajo valor nutritivo de vitaminas, minerales, proteína y fibras (^{Kaushik et al. 2014}).

El reto del siglo XXI es mejorar la calidad de vida desde la nutrición, en donde la introducción de materias primas de calidad en un producto alimenticio podría disminuir el riesgo de enfermedades (^{Morais et al. 2018}); es así, como la incorporación de carotenoides, proteínas o compuestos fenólicos en un producto proporcionaría un alimento potencialmente funcional, con destacables beneficios para la salud (^{Siró et al. 2008}). Esto es posible, siempre que se cuente con biodisponibilidad de compuestos activos (^{Betoret et al. 2016}); sin embargo, las plantas, en especial hortalizas y legumbres, contienen elementos que, por su origen, brindan requerimientos nutricionales en abundancia. En este sentido, la auyama o zapallo posee una pulpa destacada por su alto contenido de carotenoides, en especial, alfa y betacaroteno (^{Ortiz Grisales et al. 2015}; ^{Rodríguez et al. 2018}).

Para lograr la incorporación de nutrientes en un producto, se requiere secar la materia prima y la posterior reducción de tamaño en partículas finas; es por ello, que el secado es una de las operaciones unitarias más empleadas en la agroindustria, para prolongar la vida útil de un producto (^{Moreno et al. 2014}), debido a que al disminuir la humedad se reduce la actividad microbiana (^{Junqueira et al. 2021}), las reacciones químicas y la actividad enzimática y oxidativa (^{Farzana et al. 2017}; ^{Barbosa-Cánovas et al. 2020}).

La molienda es, generalmente, la operación unitaria posterior al secado, donde la reducción de partícula es fundamental para obtener alimentos blandos y, por ende, fáciles de masticar y de palatabilizar (^{Okamoto et al. 2015}); es así, como las sopas instantáneas se convierten en la mejor alternativa para nutrir, permitiendo incorporar frutos, hortalizas y verduras, como fuentes de macro y de micronutrientes en la dieta diaria (^{Islam et al. 2018}; ^{Mohamed et al. 2020}).

Para la formulación y el desarrollo de productos, ya sean nuevos o mejorados, es posible incorporar materias primas deshidratadas, como vegetales, frutos, hortalizas o legumbres de fácil cocción, mejorando la calidad, mediante la introducción de fuentes no convencionales, ricas en proteínas, minerales, vitaminas y carotenoides, que sean adecuadas para todo tipo de persona, bajo los preceptos de una dieta balanceada.

Por tanto, el objetivo de la presente investigación fue desarrollar un prototipo de alimento deshidratado con base en harina de auyama (Cucurbita moschata Duchense), del cultivar Unapal Abanico-75, enriquecido con fuentes proteicas provenientes de granos, tendientes a generar un nuevo producto alimenticio.

MATERIALES Y MÉTODOS

Localización. El acondicionamiento de las materias primas, las pruebas de secado y los análisis de la valoración macromolecular, se realizaron en el laboratorio de semillas de la Universidad Nacional de Colombia, sede Palmira, en convenio con la Universidad Nacional Abierta y a Distancia UNAD, Palmira; las pruebas de proteína cruda (PC), fibra detergente ácida (FDA) y fibra detergente neutra (FDN) fueron realizadas por la empresa Confía Control S.A., ubicada Bogotá, Colombia. Se emplearon frutos de auyama en madurez de cosecha (MACO), del cultivar Unapal Abanico 75, como materia prima principal, además de harina de maíz (Zea mays L.), caupí (Vigna unguiculata (L.) Walp.), grano de habichuela (Phaseolus vulgaris L.), lenteja (Lens culinaris Medik.), soya (Glycine max (L.) Merr.), garbanzo (Cicer arietinum L.), morera (Morus alba L.) y moringa (Moringa oleifera Lam.) y especias (cebolla y ajo en polvo). Estas mezclas, se realizaron con el objetivo de incorporar en el prototipo de alimento deshidratado, el mayor contenido de nutrientes, especialmente, de proteína y de carotenos totales, en donde los granos de leguminosas y la auyama son una excelente alternativa, como fuente nutricional.

Acondicionamiento de materias primas. Los frutos de auyama fueron lavados y sumergidos en una solución de hipoclorito al 1 %, por 10 segundos; se extrajo la semilla y la matriz (cavidad placentaria, donde se almacena la semilla) y se redujo manualmente la pulpa en rebanadas de 0,5 cm de espesor. Para mejorar el secado del material, se realizó un pretratamiento de choque con aire frio, el cual, se efectuó en un cuarto de refrigeración, con temperatura de 8 °C, por 48 horas; posteriormente, se adelantó un secado convectivo en horno, marca BINDER, modelo ED 115, a una temperatura de 50 °C, por 12 horas, evitando la menor pérdida de carotenos totales. Luego, se efectuó una reducción de tamaño de partícula y se almacenó en bolsas negras y bidones de cierre hermético. Las demás materias primas, maíz, caupí, grano de habichuela, lenteja, soya, garbanzo, morera y moringa se acondicionaron, según su naturaleza hasta harina (secado y molinado) y para obtener una granulometría fina, se pasaron todas las harinas por el equipo de molino analítico, marca Kitchenaid y, posteriormente, se pasaron por una malla tyller número 60 y se obtuvo una partícula de 0,025 cm.

Variables a evaluar. Se realizó un análisis proximal o bromatológico y Van soest por cada materia prima (Tabla 1) y para determinar el comportamiento de partícula en medio líquido, se efectuó una exploración a diferentes temperaturas (20, 40, 60 y 80 °C), en 200 mL de agua.

Tabla 1 Análisis proximal realizado a cada harina (auyama, maíz, caupí, grano de habichuela, lenteja, soya, garbanzo, morera y moringa). 

Se realizaron pruebas exploratorias, para identificar el sabor de cada materia prima, las cuales, se sometieron de forma individual a diferentes temperaturas de 20, 40, 60 y 80 °C, en 200 mL de agua y se observó su consistencia, sabor y textura en la partícula, para así establecer los porcentajes de las diferentes mezclas, empleando seis tratamientos y determinar la proporción ideal, según los requerimientos nutricionales de una dieta balanceada (Tabla 2); para cada tratamiento, se empleó una base de cálculo de un 1 kg.

Tabla 2 Formulación de tratamientos para un alimento deshidratado. 

Análisis por tratamiento. Para valorar la calidad final del producto deshidratado, se realizaron los análisis de materia seca, cenizas, extracto etéreo y proteína, descritos en la tabla 1; adicionalmente, se cuantificó la cantidad de calorías, carbohidratos y carotenos totales (Tabla 3) y se efectuó una prueba sensorial.

Tabla 3 Análisis realizados a los tratamientos. 

Evaluación sensorial. Se realizó una prueba sensorial, con base en preferencia hedónica por ordenamiento, según la Guía Técnica Colombiana GTC 165:2014 (^{ICONTEC, 2014}) y la Norma Técnica Colombiana NTC 3930:2015 (^{ICONTEC, 2015}), que consiste en que los evaluadores ordenen las muestras, de acuerdo con un criterio específico, en este caso, sabor. Se emplearon evaluadores no entrenados, con edades comprendidas entre los 20 y 65 años y de ambos géneros; las muestras fueron codificadas, empleando tres números por referencia, para un total de seis muestras por catador. Estas pruebas, se realizaron en las instalaciones de la Universidad Nacional Abierta y a distancia, cuyo salón estuvo provisto de cubículos a 1,5 metros de distancia, iluminado con luz led.

Análisis estadístico. Se realizó un análisis de varianza, con un nivel de confianza del 95 % para cada variable, con un diseño completamente al azar, con tres repeticiones, bajo el modelo matemático Y_ij = μ+T+E_ij, donde: Yij = variable de respuesta; μ = Promedio general; T_i = Efecto del tratamiento sobre la variable de respuesta y Eij = Error experimental. Se compararon las medias de tratamientos con la prueba Duncan al 5 %.

Para el análisis sensorial por ordenamiento, se empleó la prueba de Friedman, según la ecuación: , en donde: j = número de evaluadores; p = productos; R_1, R₂, …, R_p = rangos de las muestras p sobre los j evaluadores. Se empleó el software minitab 18 para el análisis estadístico.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Características de las materias primas empleadas en el alimento deshidratado. Los resultados del análisis bromatológico (Tabla 4) realizados a los nueve materiales, muestran la composición nutricional, en donde el contenido de materia seca (MS) fue similar en los nueve materiales en estudio. Los resultados están concordes con los publicados por diferentes investigadores; ^{Ubaque et al. (2015)} reportaron 87,11 y 87,76 % de materia seca para auyama y maíz, respectivamente; ^{Rodríguez et al. (2020)}, en soya, un contenido de MS de 89 %; ^{Mamiro et al. (2011)} y ^{Oppong & Germain (2018)} reportaron en caupí, una MS de 89,1 %, similar al material en estudio; sin embargo, ^{Valdivié-Navarro et al. (2020)} consiguieron 82,03 % de MS en moringa; ^{Imran et al. (2010)}, una MS de 81,72 %, en morera y ^{Prolla et al. (2010)}, en grano de habichuela, 86,67 % de MS, inferiores a los reportados en la tabla 4.

Tabla 4 Contenidos de materia seca (MS), cenizas, grasa, proteína cruda (PC), fibra detergente ácida (FDA), fibra detergente neutra (FDN) en nueve (9) harinas. 

El contenido de minerales totales, representados en cenizas, constituye una fuente esencial para minimizar el déficit nutricional. De las materias primas estudiadas, la auyama, la moringa y la morera, constituyen la fuente más alta de minerales (Tabla 4). ^{Dari & Yaro (2017)} reportan 9,9 % de cenizas para auyama; ^{Valdivié-Navarro et al. (2020)}, para moringa, 10,31 % e ^{Imran et al. (2010)}, para morera, 3,9 g 100 g^-1, inferior a lo reportado en la presente investigación. Esto es razonable, si se tiene en cuenta que el fruto de auyama utilizado en la presente investigación proviene de un cultivar mejorado geneticamente (Unapal Abanico 75). En cuanto a los datos reportados para morera y moringa pueden variar, debido a la fase fenológica en la que se tomó la muestra, la fertilización y el ambiente.

La soya, se destacó por tener el contenido de grasa más alto, con 18,40 %, seguido de garbanzo, 6,80 % (Tabla 4), siendo superior a lo reportado por ^{Rodríguez et al. (2020)}, quienes determinaron para soya un contenido de grasa de 2,1 2 % y ^{Nosworthy et al. (2020)}, quienes reportaron para garbanzo un contenido de grasa de 2,22 %. Otros autores reportan para los materiales en estudio los siguientes datos: ^{Dari & Yaro (2017)}, un contenido de grasa en auyama de 0,13 g; ^{Oppong & Germain (2018)} y ^{Mamiro et al. (2011)}, 1 % de grasa en caupí; ^{Maxin et al. (2013)}, en maíz, 3,1 % de grasa; ^{Joshi et al. (2017)} reportan un contenido de grasa entre 0,7-4,3 %, en lenteja; ^{Valdivié-Navarro et al. (2020)}, un contenido de grasa en moringa, 3,10 % y ^{Prolla et al. (2010)}, para grano de habichuela, un contenido de grasa, 1,90 %. Lo anterior indica que los datos de una materia prima para una determinada variable pueden cambiar, dependiendo de la variedad, cultivar o muestra empleada en los diferentes experimentos.

El caupí, el garbanzo, la habichuela, la lenteja y la soya, al igual que otros granos leguminosos, suministran un alto nivel de proteína, por lo que son considerados extremadamente valiosos para las personas que no pueden obtener la proteína de fuentes de origen animal (^{Oppong & Germain, 2018}). En la presente investigación, todos los materiales superaron el 20 % de proteina; salvo auyama y maíz, el contenido de proteína cruda en auyama fue similar al reportado por ^{Ubaque et al. (2015)}, con 8,26 %, pero inferior a maíz, con 12,20 % de proteína. ^{Upadhyay et al. (2017)} afirman que las leguminosas en sopas instantáneas aumentan sensorialmente la carga nutricional, en especial, la proteína. Esto indica que, aunque la auyama tiene baja contenido en proteína, no es una limitante, ya que los demás materiales leguminosas compensan esta esta variable (Tabla 4).

La fracción fibrosa está representada en fibra detergente neutra (FDN) que, en general, controla llenado físico del estómago glandular y fibra detergente ácida (FDA); estas fibras marcan la digestibilidad burda de un material, por tanto, a menor contenido de fibras (FDN y FDA), mayor calidad de los materiales, mayor digestibilidad y más consumo. En los datos reportados, se observa que los contenidos son muy bajos para ambas fibras (Tabla 4), lo que indica que todos los materiales son apropiados para su consumo y de fácil digestibilidad, presentándose promedios de 13,61 %, de FDA y 22,28 %, de FDN.

En la tabla 5, se observa el contenido nutricional de los tratamientos, en donde no se encontraron diferencias significativas (p <0,05) para las variables MS, cenizas, grasa, proteína, fibra y calorías; sin embargo, sí se encontraron diferencias significativas entre carbohidratos y carotenos totales (p <0,05). Aunque cada tratamiento está formado por diferentes porcentajes de materia prima, el balance bromatológico se conservó, siendo evidente el alto contenido de carotenos totales, aún en forma de harina, es decir, conserva un alto contenido de carotenos totales habiendo sido sometida la pulpa a temperatura para su secado. Según ^{Jiang et al. (2014)}, los tres principales nutrientes (proteínas, grasas y carbohidratos), contenidos en un alimento, al ser metabolizados, liberan energía; bajo esta consideración, se ha realizado la restricción de ingesta de energía por persona a 2.000 kcal día^-1, (^{Camacho & Ruppel, 2017}). Con base en lo anterior, las calorías de los 6 tratamientos en promedio fueron de 345 kcal 100g^-1, lo que indica que pueden ser incorporados en un alimento deshidratado, preferiblemente, en forma de sopa, por su fácil preparación.

Tabla 5 Componentes nutricionales de los tratamientos. 

*Valores en la misma columna con letras iguales no difieren (P <0,05).

Análisis sensorial. Aunque los datos nutricionales no muestran diferencias entre algunos de los componentes de los tratamientos, al realizar el análisis sensorial, empleando la prueba de Friedman con 60 evaluadores no entrenados, sí se encontraron diferencias estadísticas entre los tratamientos (Fc 58,01: Ft 3,79), por lo que se realizó una prueba de diferencias mínimas significativas (DMS). Con la prueba de DMS, se pudo detectar que el mejor tratamiento es el sexto seguido del primero; estos dos tratamientos presentan los contenidos más altos de carotenos totales, lo que indica que sí es posible obtener un producto con base en harina de auyama, del cultivar Unapal Abanico-75 y enriquecido con fuentes proteicas no convencionales.