Spanish (pdf)
Article in xml format
Article references
Automatic translation
Send this article by e-mail
Cited by SciELO 
Cited by Google 
Similars in
SciELO 
Similars in Google 
Permalink
INTRODUCCIÓN
El sacha inchi, maní inca o también llamado maní de monte pertenece al género Plukenetia L., familia Euphorbiaceae Juss. Es nativo de la selva peruana 1, se encuentra en la Amazonía boliviana, brasileña y colombiana, además en los departamentos del Putumayo, Caquetá 2 y Antioquia 3. El ecotipo Plukenetia volubilis L. crece entre los 30 y 2110 m. s. n. m. 4 a temperaturas entre 10 a 36 oC 5. El fruto presenta forma estrellada, cada punta es un lóbulo, que a su vez contiene una semilla cuya superficie puede ser lisa o rugosa, de forma aplanada o ligeramente aplanada, a diferencia de Plukenetiia huayllabambana; su tamaño oscila entre 0,9 cm y 2,0 cm, características dependientes de las condiciones agroclimáticas del cultivo 6,7. Al interior de la semilla se encuentra la almendra, que contiene cerca de 50 % de aceite; valor superior al contenido en las semillas de soya, algodón, girasol y maní 8, pero menor que el del Plukenetiia huayllabambana, que tiene aproximadamente 9 % más 9; su perfil lipídico se destaca por el contenido de ácidos grasos insaturados. Gutiérrez et al. 10 reportan 50,8 % de ácido linolénico, 33,4 % de ácido linoleico y 9,1 % de ácido oleico. El valor proteico está alrededor del 30 %; es rica en cisteína, tirosina, treonina y triptófano 4. Las poblaciones andinas han empleado este fruto en preparaciones tradicionales como sopas, galletas, alimentos para niños, entre otros 8, especialmente en Perú, donde obtienen aceite por diversos métodos y harina por atomización 11, la cual es aprovechada para la preparación de comidas, bebidas 12) y snacks como fuente de omegas 3 y 6 13.
El aceite proveniente de la almendra de sacha inchi se cataloga como de alta calidad, debido a su perfil lipídico, y se destacan los omegas 3, 6 y 9, además de su composición farmacológica y toxicológica 8, lo que ha incrementado el interés de los consumidores por este producto y consecuentemente su explotación comercial. La extracción puede realizarse mediante presión, incremento de la temperatura, uso de disolventes o combinación de las técnicas mencionadas 14, pero para la conservación de las propiedades se recomienda el prensado en frío 15. Del proceso de obtención del aceite resulta un subproducto denominado torta, a la cual se le puede dar diversos usos, entre ellos la producción de concentrados para animales 16, pero en otras ocasiones son consideradas desechos y se descartan 17. La calidad fisicoquímica de las tortas depende del método de extracción empleado 18; para el caso de la torta de sacha inchi, el contenido graso varía entre 4,2 y 40,2 % en base seca y la proteína puede estar entre 36,9 y 59,0 % en base seca, adicionalmente la composición aminoacídica presente en la torta de sacha inchi 4 puede ser igual o superior al patrón aminoacídico recomendado por Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura (FAO) para adultos 19. La Organización Mundial de la Salud (OMS) recomienda que un adulto debe consumir aproximadamente 0,7 g/kg al día de proteína 20, los productos elaborados con la torta de sacha inchi y sus derivados podrían representar un aporte nutricional especialmente proteico para la dieta.
Teniendo en cuenta el desempeño en el cultivo de P. volubilis, las características nutricionales de la torta residual y la calidad nutricional, este subproducto podría ser aprovechado en la industria alimentaria 9. La obtención de harina de sacha inchi producida a partir de la torta residual de la extracción del aceite (HTSI) permitiría el desarrollo de alimentos con harinas compuestas, las cuales se caracterizan por mejorar la calidad nutricional de los productos, especialmente el contenido de aminoácidos esenciales 21. Un aspecto importante en la calidad de las harinas son las condiciones microbiológicas; a nivel internacional no se tienen límites establecidos, pero en los bloques económicos se llega a acuerdos con el fin de garantizar el comercio justo y la salud de los consumidores; adicionalmente, en los análisis tradicionales de microorganismos, se está siendo riguroso con el contenido de micotoxinas como las aflatoxinas y el deoxinivalenol, para los cuales los rangos permitidos oscilan entre 0 y 35 µg/kg y entre 300 y 2000 µg/kg respectivamente 22,23; en Colombia, la calidad de la harina de trigo está establecida en la Norma Técnica Colombiana - NTC 267 24, el contenido de aflatoxinas en alimentos por la NTC 3581 de 2006 25 y el nivel máximo de contaminantes en alimentos por la Resolución 4506 de 2013 26; al compararlos en el contexto internacional, se puede afirmar que Colombia presenta límites permisivos intermedios, en tanto que los países más exigentes son los pertenecientes a la Unión Europea y los menos rigurosos son India y Brasil, para aflatoxinas y deoxinivalenol respectivamente 22,23.
El objetivo de esta investigación fue emplear torta residual de la extracción de aceite de sacha inchi como materia prima para la obtención de harina que puede ser empleada como ingrediente versátil en la industria alimentaria, puntualmente en la sustitución parcial de almidón de maíz, en un alimento tradicional denominado colada.
MATERIALES Y MÉTODOS
Esta investigación, llevada a cabo en el laboratorio de Ingeniería Agroindustrial de la Universidad Pontificia Bolivariana sede Medellín, se realizó en dos etapas: la primera fue la obtención y caracterización fisicoquímica y microbiológica de la harina de sacha inchi producida a partir de la torta residual de la extracción del aceite (HTSI); la segunda comprendió la elaboración y caracterización de coladas desarrolladas con sustitución parcial de almidón de maíz por la HTSI producida en la primera etapa. La caracterización fue de tipo fisicoquímico, microbiológico y sensorial, los resultados para textura se soportaron con un análisis reológico.
Obtención y caracterización de la harina de torta residual de sacha inchi
En esta etapa se obtuvo la HTSI y se caracterizó fisicoquímica y microbiológicamente; se empleó como materia prima la torta residual resultante de la extracción del aceite de la almendra suministrada por una empresa de la ciudad de Medellín, dedicada a la extracción de aceite por prensa expeller. El proceso de obtención de harina constó de cuatro operaciones unitarias: 1) acondicionamiento de la materia prima, 2) molienda, 3) tamizado y 4) empaque. La primera se realizó en una prensa expeller marca Komet CA59G® a 110 oC, empleando la boquilla de salida con 8 mm de diámetro y velocidad del tornillo 36,5±0,5 rpm. La molienda se realizó en un molino de cuchillas marca Indutorno®, utilizando una criba de 2,0 mm de apertura. La harina proveniente de la molienda se sometió a tamizado en una zaranda marca SUELOS e ING®, usando la malla # 200 de la serie estándar-tamaño de apertura inferior a 75 µm-.
Finalmente, el producto obtenido se empacó en bolsas de material multicapa (BOPP/Poliamida/PEBD) de calibre 100 micras, las bolsas fueron selladas en una empacadora al vacío marca Sam-mic SV520®. La harina empacada fue almacenada en condiciones ambientales en el laboratorio, para posteriormente analizar los parámetros fisicoquímicos y microbiológicos, empleando los métodos presentados en la tabla 1.
Elaboración y caracterización de las coladas
Mediante pruebas preliminares, se definió el porcentaje de inclusión para cada ingrediente de la formulación control F1, se procedió a mezclar los ingredientes manualmente hasta obtener una premezcla homogénea. Posteriormente se realizó la cocción, para lo cual se tomó la mitad del agua de la formulación y se sometió a calentamiento hasta alcanzar el punto de ebullición, paulatinamente y con ayuda de una agitación suave se adicionó la premezcla disuelta en el agua restante y se continuó agitando constantemente por cinco minutos más, finalmente se retiró del fuego y se dejó enfriar. El procedimiento descrito anteriormente se ajustó a las recomendaciones de uso establecidas en la ficha técnica del almidón de maíz para garantizar su correcta hidratación y posterior gelificación. En la tabla 2 se presentan las tres formulaciones evaluadas; teniendo en cuenta que el contenido de almidón de la formulación 1 (F1) se tomó como un 100 %, y los otros dos tratamientos con sustitución parcial del almidón de maíz por la HTSI en la formulación. Así, F2 sustitución del 25% del almidón de maíz y F3 del 50 %, manteniéndose constantes los porcentajes de los demás ingredientes: agua, leche en polvo, canela y panela. Una vez obtenidas las formulaciones de colada, se procedió a evaluar su calidad fisicoquímica (humedad, grasa y proteína) y microbiológica, empleando los métodos descritos en la tabla 1.
Evaluación sensorial
La calidad sensorial de las coladas fue evaluada mediante cuatro atributos: color, aroma, sabor y textura. Se encuestó a un panel no entrenado siguiendo los lineamientos planteados en la Norma Técnica Colombiana 3932: análisis sensorial por aproximación multidimensional 27; público específico, mayor de 45 años, asistentes a la Casa Gerontológica en el corregimiento de La Tablaza, ubicado en La Estrella, Antioquia. Para la prueba se establecieron tres grupos de 31 personas cada uno, se sirvió la muestra de manera estandarizada a cada panelista. Entre la degustación de una muestra y otra, los panelistas consumieron agua y galleta simple con el fin de eliminar sabores residuales del paladar. Para la calificación de las muestras, se aplicó la ficha de escala hedónica facial mixta de cinco puntos 28, para la realización del análisis estadístico, a cada figura se le asignó un número del 1 al 5 en escala ascendente de satisfacción.
Con el fin de soportar los resultados obtenidos en el panel sensorial sobre el atributo textura, se empleó un barrido de frecuencia en el que se obtuvieron como variables respuesta el módulo elástico (G’) y el módulo de viscosidad (G’’), que permitieron determinar el comportamiento del fluido a diferentes frecuencias y clasificarlo reológicamente. Las pruebas se realizaron en un reómetro marca TA Instruments Discovery HR-2® a 30 oC, con un tiempo de análisis de 120 segundos, geometría de platos paralelos Sand - Blast -107074 de 40 mm de diámetro, barrido logarítmico entre 0,01 Hz y 100,00 Hz, se empleó un gap de 1000 µm, un volumen de 1,26 mL de muestra. Los datos fueron analizados en el software TA Instruments Tríos Versión: 2.3.3.1485 y se tomaron como el promedio de análisis de tres datos de cada una de las formulaciones obtenidas.
Una vez analizados los resultados fisicoquímicos (proteína, grasa y humedad), el grado de aceptación por parte del panel hedónico y la reología de los productos, se seleccionó la formulación con mejores características y resultados en las pruebas y se compararon las cualidades nutricionales mediante análisis complementarios de proteína, grasa, fibra, cenizas y humedad, con el fin de confrontar fisicoquímicamente la formulación seleccionada y la formulación F1, además, se analizaron los resultados con la Resolución 333 de 2011 29 y se establecieron las declaraciones que podrían realizarse sobre los productos obtenidos.
Análisis estadístico
Para las pruebas fisicoquímicas (humedad, grasa y proteína) y para las sensoriales se realizaron tres repeticiones. A los datos obtenidos se les efectuó un análisis de varianza (ANOVA), con un nivel de confianza del 95 %, usando el programa Statgraphics Centurion XV®. Las comparaciones múltiples se realizaron mediante la prueba de Tukey.
CONSIDERACIONES ÉTICAS
Antes de iniciar la prueba sensorial hedónica facial mixta de cinco puntos se convocó al grupo de panelistas y se procedió a leer y firmar el consentimiento informado, en el cual consta que la participación fue voluntaria, y se cumplió con los principios bioéticos de beneficencia, no-maleficencia, autonomía y justicia.
RESULTADOS
Obtención y caracterización de la HTSI
El tamaño de partícula de la HTSI obtenida en esta investigación fue igual o inferior a 75 µm, los resultados de la caracterización fisicoquímica se relacionan en la tabla 3.
En la Tabla 4 se presentan los resultados del análisis microbiológico y de micotoxinas de la HTSI, la calidad microbiológica de este producto estuvo dentro de los requerimientos de la normatividad colombiana para harina de trigo y alimentos destinados al consumo humano.
Elaboración y caracterización de las coladas
Una vez evaluada la calidad fisicoquímica y microbiológica de la HTSI, se procedió con la segunda etapa de la investigación: elaboración y caracterización fisicoquímica, microbiológica y sensorial de las coladas obtenidas mediante la sustitución parcial de almidón de maíz por la HTSI obtenida.
Se elaboraron las formulaciones de colada según lo descrito en la metodología. En la tabla 5 se presentan los resultados fisicoquímicos alcanzados para F1, F2 y F3; se evidencia que el contenido de proteína presentó diferencia estadísticamente significativa ascendente, conforme se incrementó el contenido de HTSI en la formulación; tanto el contenido de humedad como el de grasa no presentaron diferencias estadísticamente significativas.
Tabla 5 Proteína, grasa y humedad de las formulaciones de colada
F1: blanco muestral, F2: sustitución del 25 % del almidón de maíz por HTSI, F3: sustitución del 50 %.
Las variables marcadas con * no presentan diferencia estadísticamente significativa entre los tratamientos (p ≥0,05), letras distintas dentro de la columna indican diferencias estadísticamente significativas entre tratamientos aplicando la prueba de Tukey.
En la tabla 4, se presentan los resultados de los análisis microbiológicos realizados a las premezclas de las formulaciones de colada F1, F2 y F3. Estos resultados indicaron que los tres productos presentan buena calidad microbiológica, por lo tanto, son aptos para el consumo humano. Luego se procedió a la preparación para ser evaluados en el panel sensorial.
La figura 1 y la tabla 6 contienen los resultados obtenidos en el panel sensorial. Las coladas F1, F2 y F3 no presentaron diferencia estadísticamente significativa para los atributos evaluados.
Figura 1 Resultado del panel sensorial. F1: blanco muestral, F2: sustitución del 25 % del almidón de maíz por HTSI, F3: sustitución del 50 %.
Tabla 6 Análisis estadístico del panel sensorial
F1: blanco muestral, F2: sustitución del 25 % del almidón de maíz por HTSI, F3: sustitución del 50 %
Las variables marcadas con ** no presentan diferencia estadísticamente significativa entre los tratamientos (p ≥ 0,05), letras distintas dentro de la columna indican diferencias estadísticamente significativas entre tratamientos aplicando la prueba de Tukey.
En la figura 2 se aprecia el efecto del porcentaje de sustitución de almidón de maíz por HTSI, en el módulo elástico (G’) y en el módulo de viscosidad (G’’). Las formulaciones F1 y F2 mostraron comportamiento sólido, pero, a medida que se incrementó la frecuencia, incrementó el ángulo de fase y tendieron a ser líquidas. La formulación F3 tuvo un comportamiento líquido y, a medida que se aumentó su frecuencia, tendió a ser sólida 30. En las formulaciones F1 y F2, el módulo G’ presentó mayor magnitud que G’’, lo que indica una tendencia a un material seudoplástico. Por otro lado, la formulación F3 tuvo menor diferencia en magnitud entre G’ y G’’, además el comportamiento varió según la frecuencia: hasta 0,1 G’ fue mayor que G’’, entre 0,1 y 2,5 G’ fue menor que G’’, y, finalmente, de 2,5 en adelante G’ volvió a ser mayor que G’’, lo que indica que el fluido F3 es un líquido que a altas frecuencias tiende a comportarse como sólido 30.
Luego de analizar en conjunto los resultados fisicoquímicos, microbiológicos, sensoriales y reológicos obtenidos para las tres formulaciones de colada, se seleccionó la formulación F3 para realizar la comparación nutricional con la formulación F1 respecto a energía, carbohidratos totales, cenizas, grasa, humedad, proteína y fibra cruda, los resultados se presentan en la tabla 7 junto con los porcentajes de valor diario (%VD), los cuales se calcularon para una porción de 399 g, equivalentes a una taza del producto, tomando los valores diarios de referencia de nutrientes y los lineamientos establecidos en la Resolución 333 de 2011 29; entonces, para una dieta de 2000 kcal F1 aportó 300 y F3, 290.
ω: frecuencia angular, G’F1: módulo elástico blanco muestral, G’F2: módulo elástico sustitución del 25 %, G’F3: módulo elástico sustitución del 50 %, G’’F1: módulo de viscosidad blanco muestral, G’’F2: módulo de viscosidad sustitución del 25 %, G’’F3: módulo de viscosidad sustitución del 50 %.
Figura 2 Efecto de la sustitución en módulo elástico y de viscosidad
DISCUSIÓN
Los contenidos de proteína y cenizas de HTSI encontrados en este estudio fueron superiores a los publicados por Jagersbergger 31, quien reportó 56,6 % y 5,9 % respectivamente, mientras que el contenido de grasa fue inferior, ya que el autor reportó 8,6 %. Estos resultados están estrechamente relacionados con el proceso de acondicionamiento de la materia prima, pues, al retirar el aceite residual de la torta, se obtiene un producto con menos grasa y en consecuencia los demás compuestos se incrementan porcentualmente. Por otro lado, frente a la Resolución 333 de 2011 29, para una porción de 100 g, se puede declarar que la HTSI obtenida es buena fuente de ácidos grasos de tipo omega 3, con alto contenido de proteína y de calcio, naturalmente libre de colesterol, baja en grasa saturada y baja en carbohidratos. Sin embargo, es necesario definir la porción, y esto depende directamente de la matriz alimentaria en la cual será incluida. Teniendo en cuenta el contenido de humedad inferior a 4,5 %, el pH 6,4 y la actividad de agua (Aw) 0,5, teóricamente se podría afirmar que la HTSI obtenida presenta las características de un producto de estabilidad media, es decir, su vida en anaquel es alta y no requiere refrigeración para su conservación 32. No obstante, es necesario realizar estudios de estabilidad con el fin de determinar el tiempo de vida útil real del producto almacenado en determinado material de empaque y las condiciones de almacenamiento.
La calidad microbiológica de la HTSI se comparó con los límites establecidos por la normatividad colombiana para harina de trigo 24, por ser ampliamente comercializada en el país, en la industria alimenticia, y se encuentra dentro de los rangos empleados a nivel mundial. Se evidenció que la HTSI se encuentra dentro de los requerimientos normativos; las bacterias aerobias mesófilas están dentro de los límites establecidos en la NTC 267 para harina de trigo 24, tomada como referencia, en la cual se indica que el índice máximo permisible es de 200 000 UFC/g. Además, la Resolución 4506 de 2013 26 y la NTC 3581 de 2006 25 establecen que el contenido máximo de aflatoxinas en alimentos para consumo humano es de 10 µg/kg, y la HTSI está por debajo del valor máximo permitido. No presentó microorganismos patógenos, Escherichia coli y Staphylococcus aureus, indicio de que este producto se obtuvo mediante un proceso higiénico, en el que se aplicaron buenas prácticas de manufactura.
El contenido de deoxinivalenol presente en la harina se encuentra por debajo de 500 µg/kg, límite de detección del método empleado, que cumple con la Norma 4506 de 2013. En caso de incluirse en alimentos destinados al consumo infantil, se debe realizar un nuevo análisis en el que el límite de detección sea inferior a 200 µg/kg con respecto a la base seca, según lo estimado en la norma anteriormente referenciada 26, puesto que el contenido de toxinas presentes en las diferentes materias primas del alimento formulado podría arrojar un resultado fuera del límite de seguridad para el alimento dirigido a poblaciones específicas como la infantil, los adultos o adultos mayores.
Al analizar el comportamiento estadístico de las tres formulaciones, se evidencia cómo la formulación F3 presentó mayor contenido de proteína que F1 y F2. A nivel microbiológico las tres formulaciones son aptas para el consumo humano.
Asegurada la inocuidad de los productos, se procedió a la realización del panel sensorial, el cual dio como resultado que las formulaciones de colada no presentaron diferencia estadísticamente significativa para los atributos evaluados y fueron aceptadas por la población mayor de 45 años. Sin embargo, la textura tuvo menor aceptación a medida que se incrementó el contenido de la HTSI en la formulación, este comportamiento se relaciona con los resultados obtenidos para la evaluación reológica en la cual F3 tuvo menor resistencia al corte frente a F1 y F2, a su vez, F1 tuvo mayor resistencia al corte que F2; lo que indica que F3 es un fluido líquido, mientras que F1 y F2 son fluidos seudoplásticos. Gracias a su mayor contenido de almidón de maíz, las formulaciones F1 y F2 forman redes de gel, por el contrario, la HTSI no, debido a su bajo contenido de almidón, lo que favorece el hecho de que no se presenten procesos de sacarificación durante la cocción 32.
El comportamiento de las formulaciones evaluadas también podría deberse a la granulometría; el almidón de maíz tiene menor tamaño de partícula frente a la HTSI, lo que beneficia el incremento de la resistencia al corte en los tratamientos con mayor contenido de almidón que HTSI. Según lo descrito en un estudio realizado a la harina de calabaza, es importante tamizar la harina con el fin de lograr uniformidad en el tamaño de las partículas y esto favorece el incremento en la viscosidad de la mezcla 30. En caso de contar con una HTSI más fina para la elaboración de las formulaciones de colada, el módulo elástico podría presentar mayor magnitud, pero mantendría la tendencia observada en la presente investigación, ya que podría mejorar la viscosidad y consecuentemente la textura, debido a que, al tener menor tamaño de partícula, se mejoraría la distribución de HTSI en el producto, pero F2 Y F3 no lograron igualar la textura presentada en F1, pues estas no gelifican. Es importante anotar cómo la incorporación de HTSI permite obtener productos con menor grado o nulidad de gelificación, aspecto técnico favorable en comedores en los que se manejen grandes volúmenes de producto, lo que podría contribuir a disminuir las pérdidas que se presentan en los recipientes de cocción y a una mejor presentación en el plato.
Al analizar los datos calculados para una taza de F1 y una taza de F3, se puede afirmar: F3 es alta en proteína, buena fuente de carbohidratos y baja en grasa, mientras que F1 es buena fuente de pro- teína, alta en carbohidratos y baja en grasa.
Al relacionar los aspectos sensoriales y reológicos mencionados con los resultados fisicoquímicos, se evidencia cómo la F3 presenta mayor contenido proteico frente a F1 y F2, y que la población encuestada consumiría cualquiera de las tres formulaciones, por lo tanto, la formulación F3, con 3,3 % de almidón de maíz/ 3,3 % de HTSI, comparada con F1, aporta 2,3 % menos energía, 16,3 % menos carbohidratos, 1,4 % más de grasa (dicho valor no es importante en una porción de una taza), y 90,7 % más de proteína, la cual en una porción representa un incremento de 8 g. Según lo publicado por Flores et al. 33, esta proteína es de alta digestibilidad, además, conforme a la investigación de Ruiz 4) y de la FAO (2013) 19, esta es de buena composición aminoacídica; lo que la hace igual o superior al patrón de aminoácidos recomendado para adultos, a excepción de la leucina y la lisina, ya que el prensado se realiza en frío y el proceso de acondicionamiento para la obtención de harina a 110 °C, temperatura inferior al punto de fusión de los aminoácidos, el cual se da por encima de 200 °C 34. Por todo esto, el consumo de formulaciones de colada con sustitución de harina de trigo por HTSI contribuiría a incrementar la calidad de la proteína de la dieta 19. Este producto podría ser empleado como complemento nutricional en una dieta balanceada, gracias a su calidad nutricional y sensorial. Con el fin de mejorar la textura de los productos, se podría incluir gomas y estabilizantes en la formulación para lograr un comportamiento seudoplástico del producto, característico de las coladas.
CONCLUSIONES
La harina de sacha inchi producida a partir de la torta residual de la extracción del aceite (HTSI) puede ser considerada como buena fuente de proteína, calcio y ácidos grasos omega 3, naturalmente libre de colesterol, baja en grasa saturada y en carbohidratos. Teniendo en cuenta los resultados del contenido graso, la humedad, el pH y la Aw de la HTSI, se establece que este es un subproducto de estabilidad intermedia y, teóricamente, no requeriría refrigeración para su conservación. La colada elaborada empleando como ingrediente la HTSI obtenida en este estudio es un producto con alto contenido de proteína de alta digestibilidad y podría ser incluida en la dieta como complemento nutricional.
