UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA EQUINOCCIAL
FACULTAD DE CIENCIAS DE LA INGENIERÍA
CARRERA DE INGENIERÍA DE ALIMENTOS
“OBTENCIÓN DE HARINAS DE AMARANTO (
Amaranthus
caudatus
) CRUDO Y LAVADO Y SU UTILIZACIÓN EN LA
ELABORACIÓN DE PAN”
TRABAJO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO DE ALIMENTOS
ANGEL HUMBERTO MORALES VIZUETE
DIRECTORA: BIOQ. TERESA GUERRERO
© Universidad Tecnológica Equinoccial. 2015
DECLARACIÓN
Yo ANGEL HUMBERTO MORALES VIZUETE, declaro que el trabajo aquí descrito es de mi autoría; que no ha sido previamente presentado para ningún
grado o calificación profesional; y, que he consultado las referencias
bibliográficas que se incluyen en este documento.
La Universidad Tecnológica Equinoccial puede hacer uso de los derechos
correspondientes a este trabajo, según lo establecido por la Ley de Propiedad
Intelectual, por su Reglamento y por la normativa institucional vigente.
___________________________________
Angel Humberto Morales Vizuete
CERTIFICACIÓN
Certifico que el presente trabajo que lleva por título “Obtención de harinas de amaranto (Amaranthus caudatus) crudo y lavado y su utilización en la elaboración de pan”, que, para aspirar al título de Ingeniero de Alimentos fue
desarrollado por Angel Morales, bajo mi dirección y supervisión, en la Facultad de Ciencias de la Ingeniería; y cumple con las condiciones requeridas por el
reglamento de Trabajos de Titulación artículos 18 y 25.
_______________________
Bioq. Teresa Guerrero
DIRECTORA DEL TRABAJO
DEDICATORIA
Este trabajo está dedicado a mis padres, mis hermanos y especialmente a mi
esposa Paola y mi pequeña hija Amanda Valentina que estuvieron
alentándome, brindándome su comprensión, paciencia, apoyo y amor en este
camino muy difícil y a la vez reconfortante.
A mis amigos que de una u otra forma estuvieron conmigo y supieron apoyarme
AGRADECIMIENTO
A la Universidad Tecnológica Equinoccial, gran institución que me permitió
seguir formándome en sus aulas y adquirir el conocimiento necesario para ser
una persona productiva para el país.
A mis profesores que con su paciencia y experiencia supieron guiarme e
impartirme sin egoísmo el conocimiento necesario para culminar con éxito la
carrera.
A mi directora de tesis la Bioquímica Teresa Guerrero que me ha apoyado
incondicionalmente con su tiempo y sabiduría para la culminar mi trabajo de
tesis.
A la Ing. Gabriela Vernaza, PhD., por su guía en el desarrollo de la parte
i
ÍNDICE DE CONTENIDOS
PÁGINA
RESUMEN viii
ABSTRACT x
1. INTRODUCCIÓN 1
2. REVISIÓN DE LITERATURA 3
2.1 AMARANTO 3
2.1.1 HISTORIA 3
2.1.2 DISTRIBUCIÓN GEOGRÁFICA 4
2.1.3 CLASIFICACIÓN TAXONÓMICA Y MORFOLOGÍA DEL
AMARANTO 5
2.1.4 VALOR ALIMENTICIO 7
2.1.5 USOS 7
2.1.6 PRODUCCIÓN EN ECUADOR 8
2.1.7 CLASIFICACIÓN 9
2.2 TRIGO 11
2.2.1 HISTORIA 11
2.2.2 CLASIFICACIÓN TAXONÓMICA DEL TRIGO 12
2.2.3 MOLIENDA DEL TRIGO 14
2.2.4 PRODUCCIÓN DEL TRIGO 14
2.2.5 PROPIEDADES VISCOELÁSTICAS DE LA MASA 15
2.2.6 MÉTODOS DE ANÁLISIS DE MEZCLAS DE HARINAS 16
2.3 PAN 19
ii
3. METODOLOGÍA 21
3.1 DISEÑO EXPERIMENTAL 21
3.2 MATERIA PRIMA 21
3.3 OBTENCIÓN DE LAS HARINAS DE AMARANTO 21
3.4 CARACTERIZACIÓN DE LAS HARINAS 22
3.4.1 ANÁLISIS PROXIMAL 22
3.4.2 ACIDEZ TITULABLE 23
3.4.3 ÍNDICE DE ABSORCIÓN DE AGUA (IAA) E ÍNDICE DE
SOLUBILIDAD EN AGUA (ISA) 24
3.4.4 DETERMINACIÓN DEL PH 25
3.4.5 DETERMINACIÓN DE COLOR 25
3.4.6 PRUEBAS REOLÓGICAS 26
3.5 ELABORACIÓN DE PAN 26
3.6 CARACTERIZACIÓN DE LOS PANES OBTENIDOS 27
3.6.1 DETERMINACIÓN DEL VOLUMEN ESPECÍFICO DEL PAN 27
3.6.2 COLOR DEL PAN 28
3.6.3 ANÁLISIS SENSORIAL 29
3.6.4 ANÁLISIS PROXIMAL DEL MEJOR PAN 29
3.7 ANÁLISIS ESTADÍSTICO 30
4. ANÁLISIS DE RESULTADOS 31
4.1 CARACTERIZACIÓN DE LAS HARINAS 31
4.1.1 ANÁLISIS PROXIMAL DE LAS HARINAS 31
iii 4.1.3 ÍNDICE DE ABSORCIÓN DE AGUA (IAA) E ÍNDICE DE
SOLUBILIDAD EN AGUA (ISA) 36
4.2 PRUEBAS DE MIXOLAB 39
4.2.1 CARACTERIZACIÓN DE LAS MEZCLAS DE
HARINAS MEDIANTE MIXOLAB ESTÁNDAR 39
4.3 CARACTERIZACIÓN DE LOS PANES OBTENIDOS 44
4.3.1 PRUEBAS DE COLOR 44
4.3.2 VOLUMEN ESPECÍFICO 50
4.3.3 ANÁLISIS SENSORIAL 52
4.4 CARACTERIZACIÓN DELOS MEJORES PANES 53
5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 56
5.1 CONCLUSIONES 56
5.2 RECOMENDACIONES 58
BIBLIOGRAFÍA 59
iv
ÍNDICE DE TABLAS
PÁGINA Tabla 1. Clasificación taxonómica del amaranto 5
Tabla 2. Composición proximal del grano de amaranto y de algunos cereales 7
Tabla 3. Clasificación de calidades del amaranto de acuerdo a varias
características 9
Tabla 4. Requisitos para la comercialización de amaranto 10
Tabla 5. Análisis físico-químicos de los granos de amaranto 10
Tabla 6. Clasificación taxonómica del trigo 12
Tabla 7. Producción mundial del trigo 14
Tabla 8. Producción de trigo en el Ecuador 15
Tabla 9. Fracciones de proteínas en el trigo 16
Tabla 10. Análisis físico-químicos realizados en las harinas 22
Tabla 11. Porcentaje de mezclas 27
Tabla 12. Análisis físico-químico de las mejores formulaciones 29
Tabla 13. Análisis proximal de las harinas de trigo, amaranto crudo
y amaranto lavado. 31
Tabla 14. Índice de blancura de las harinas de trigo, amaranto crudo y
amaranto lavado 34
Tabla 15. Índice de absorción de agua e índice de solubilidad de
las harinas 36
Tabla 16. Resultados del análisis Mixolab del área de la curva C1 40
Tabla 17. Resultados del análisis Mixolab del área de la curva C2 41
v
Tabla 19. Resultados del análisis Mixolab del área de la curva C4 43
Tabla 20. Resultados del análisis Mixolab del área de la curva C5. 44
Tabla 21. Color de la corteza del pan 45
Tabla 22. Color de la miga del pan con harina de amaranto crudo
y amaranto lavado 48
Tabla 23. Volumen específico 50
Tabla 24. Análisis sensorial de panes elaborados con harina de
amaranto crudo y amaranto lavado 52
vi
ÍNDICE DE FIGURAS
PÁGINA
Figura 1. Planta de amaranto. 3
Figura 2. Grano de amaranto. 6
Figura 3. Partes del grano de trigo. 13
Figura 4. Comparación de la caracterización físico-química de la harina de trigo, harina de amaranto crudo y harina de amaranto lavado. 34
Figura 5. Índice de blancura de la harina de trigo, harina de amaranto
crudo y harina de amaranto lavado. 35
Figura 6. Comparación del índice de absorción de agua de la harina de trigo, harina de amaranto crudo y harina de amaranto lavado 37
Figura 7. Comparación del índice de solubilidad de la harina de trigo, harina de amaranto crudo y harina de amaranto lavado. 38
Figura 8. Color de la corteza del pan. 47
Figura 9. Color de la miga del pan. 49
vii
ÍNDICE DE ANEXOS
PÁGINA Anexo I. Fotos elaboración de panes 72
Anexo II. Encuesta utilizada en el análisis sensorial 75
Anexo III. Fotos del análisis sensorial 76
Anexo IV. Análisis proximales y Mixolab de las harinas 77
viii
RESUMEN
En la actualidad los gobiernos andinos están impulsando la siembra y
producción de granos tradicionales como el amaranto, que fue utilizado por las
tribus incas como fuente alimenticia. El propósito del presente trabajo fue
estudiar los efectos producidos en el pan por la sustitución de harina de trigo
con harina de amaranto crudo y con harina de amaranto lavado al 5, 10 y 15 por
ciento. Para obtener harina de amaranto crudo se molió el grano sin tratamiento
previo y para obtener harina de amaranto lavado se lavó el grano con agua
mediante fricción y se lo secó con aire caliente en un desecador y luego se lo
molió. Las mezclas de harinas se caracterizaron físico-química y
reológicamente. El análisis reológico indicó que a medida que el porcentaje de
sustitución aumentó, la estabilidad y los tiempos de amasado disminuyeron. La
harina de trigo presentó una estabilidad de 8.03 minutos, la harina de amaranto
crudo al 5 por ciento con una estabilidad de 8.57 minutos siendo el valor más
alto entre las mezclas, la harina de amaranto crudo al 10 por ciento presentó
una estabilidad de 7.55 minutos y la harina de amaranto crudo al 15 por ciento,
una estabilidad de 5.78 minutos. En cuanto a la harina de amaranto lavado, al 5
por ciento presentó una estabilidad de 7.50 minutos siendo el valor más alto
entre las mezclas, la harina de amaranto lavado al 10 por ciento, una
estabilidad de 6.70 minutos y la harina de amaranto lavado al 15 por ciento, una
estabilidad de 5.87 minutos. Con estas harinas se elaboró pan, el cual fue
sometido a ensayos de color de corteza y miga, volumen específico y análisis
sensorial. El volumen específico del pan elaborado con harina de trigo fue de
5.51 ml/g, con harina de amaranto crudo al 5 por ciento fue de 5.33 ml/g, que
fue el valor más alto entre los otros resultados de volumen específico, el
resultado del pan elaborado con harina de amaranto crudo al 10 por ciento fue
de 5.29 ml/g y el pan con harina de amaranto crudo al 15 por ciento fue de 4.29
ml/g. El volumen específico del pan elaborado con harina de amaranto lavado al
ix elaborados con las otras mezclas, el resultado del pan elaborado con harina de
amaranto crudo al 10 por ciento fue de 4.50 ml/g y con harina de amaranto
crudo al 15 por ciento fue de 3.85 ml/g. Se realizó el análisis sensorial para
determinar el grado de aceptabilidad del producto; participaron cien jueces no
entrenados, potenciales consumidores de pan. Se encontró que,
sensorialmente, las mejores formulaciones fueron las mezclas de harina de
trigo-harina de amaranto crudo al 5 %, harina de trigo-harina de amaranto crudo
al 15 %, harina de harina de amaranto lavado al 5 % y harina de
trigo-harina de amaranto lavado al 15 %. Sin embargo se escogió finalmente las
mezclas de harina de harina de amaranto crudo al 10 % y harina de
trigo-harina de amaranto lavado al 10 % debido a que se obtuvo mejores resultados
con éstas que con las formulaciones que tuvieron el 15 % de sustitución, en
cuanto a volumen específico y color, propiedades apreciables a simple vista por
x
ABSTRACT
Today Andean governments are driving the planting and production of traditional
grains such as amaranth, which was used by the Inca tribes as a food source.
The purpose of this work was to study the effects on the bread due to the
substitution of wheat flour by amaranth raw flour and by amaranth washed flour
in percentages of 5%, 10% and 15%. To get amaranth raw flour the amaranth
untreated grain was milled and to get amaranth washed flour the amaranth grain
was washed with rubbing, then it was dry with hot air and ground it. Flour
mixtures were characterized physico-chemical and rheologically. The rheological
analysis indicated that as the degree of substitution increased, stability and
kneading times reduced. Wheat flour had a stability of 8.03 minutes, the raw
amaranth flour 5% was the best mixture and had 8.57 minutes, the raw
amaranth flour 10%, 7.55 minutes and the raw amaranth flour 15% had 5.78
minutes. And to wash amaranth flour 5%, that was the best mixture, 7.50
minutes, to washed amaranth flour 10%, 6.70 minutes and to washed amaranth
flour 15%, 5.87 minutes. The bread was made with flour mixtures and analyzed
by test of bread crust and crumb color, specific volume and sensorial analysis.
The specific volume of the bread made with wheat flour was 5.51 ml/g, to the
raw amaranth flour 5% that was the best, 5.33 ml/g, to the raw amaranth flour
10% 5.29 ml/g and to the raw amaranth flour 15% 4.29 ml/g. And to washed
amaranth flour 5%, 4.55 ml/g, that was the best, to washed amaranth flour 10%
4.50 ml/g and to washed amaranth flour 15% 3.85 ml/g. Sensory analysis was
performed to determine the acceptability of the product; in this analysis
participated one hundred judges untrained, potential consumers of bread. It was
found that, sensory, the best formulations were mixtures of wheat flour-crude
amaranth 5%, wheat flour-crude amaranth 15%, wheat flour-washing amaranth
5% and flour wheat flour-washing amaranth 15%. However the selected
mixtures was wheat flour-raw amaranth flour 5%, wheat flour-raw amaranth flour
xi flour 10% because these formulations got the best results in the specific volume
1
1. INTRODUCCIÓN
En el Ecuador, según datos del MAGAP (Ministerio de Agricultura, Ganadería,
Acuacultura y Pesca) (2012), la producción de trigo está entre el 2 y 3% de la
demanda actual, el resto es importado; debido a esto, se requiere hacer
mezclas de harina de trigo con otro tipo de harinas para mejorar su rendimiento
y por qué no, mejorar su calidad nutricional y la de sus derivados, como pan y
pastas. Actualmente las importaciones constituyen un rubro importante debido a
que el trigo importado posee un 14% de proteínas 3% más que el trigo de
origen nacional, debido a que el trigo importado es modificado genéticamente
(Diario Hoy, 2007).
El trigo es uno de los cereales de mayor importancia en Ecuador. La demanda
actual se sitúa en 500 mil toneladas al año. La producción total está entre las 10
y 15 mil toneladas cuyo rendimiento promedio se encuentra entre 2.5 y 3
toneladas por hectárea, siendo el rendimiento más bajo de Latinoamérica. El
rendimiento promedio mundial se encuentra sobre las 13 toneladas por
hectárea (FAOSTAT, 2014; Banco Central del Ecuador, 2012) y el rendimiento
de países desarrollados de lugares geográficos altos está en 6 toneladas por
hectárea (Reynolds, Pietragalla & Braun, 2008).
La harina de trigo tiene la propiedad de formar una masa elástica y cohesiva al
agregar agua y lípidos, estos últimos se asocian con las proteínas para formar
lipoproteínas que confieren a la masa las propiedades ya mencionadas. Por
otro lado el gluten, que se forma a partir de dos proteínas, gliadinas y
gluteninas, también es responsable de brindarle a la masa estas propiedades
reológicas. Tanto la elasticidad como la cohesividad confieren a la masa la
capacidad de retener gas durante el proceso de fermentación, lo que ayuda al
2 tenga una masa esponjosa, suave y de corteza firme (Belitz, 1997; Badui,
2006).
El objetivo de este trabajo fue estudiar la sustitución parcial de harina de trigo
por harina de amaranto crudo y harina de amaranto lavado en la elaboración de
pan de molde, para lo cual se han planteado los siguientes objetivos
específicos:
1. Realizar la medición de las propiedades físicas y químicas de las harinas
de amaranto crudo y lavado.
2. Determinar las propiedades reológicas de las mezclas de harinas de
amaranto y trigo.
3. Elaborar pan a partir de las mezclas de harina de trigo-harina de
amaranto crudo y harina de trigo-harina de amaranto lavado.
4. Determinar las propiedades físicas y sensoriales de los panes obtenidos.
5. Seleccionar el pan con las mejores propiedades reológicas y sensoriales,
3
2. REVISIÓN DE LITERATURA
2.1 AMARANTO
2.1.1 HISTORIA
La Figura 1 muestra una planta de amaranto, que es una especie vegetal que
ya había sido cultivada y usada en América desde antes de la llegada de los
españoles. La especie más utilizada por los ancestros indígenas fue el
Amarantus caudatus que proviene de la zona andina (León et al., 2007).
Figura 1. Planta de amaranto.
(Peralta, 2012)
El amaranto en Ecuador es conocido como airampo ataco, sangorache o quinua
de castilla. El uso del amaranto data de hace más de 4000 años en el
4 América encontraron que los pueblos nativos usaban granos tradicionales como
maíz, fréjol, quinua y amaranto, este último era usado como parte de varios ritos
religiosos de los pueblos tradicionales mexicanos como los aztecas o era usado
como pago de tributos o impuestos. Los españoles por sus creencias cristianas
prohibieron a los pueblos nativos el uso del amaranto por ser usado en actos
paganos, desde entonces, se ha ignorado su cultivo y valor alimenticio en
América Latina (Huerta, Torres, Vázquez & Vega, 1999; Peralta, 2009 citado
por Cruz, 2012).
En Asia y África es muy usado, tanto para la alimentación humana como
animal. Actualmente en varios países del mundo, especialmente en la Región
Andina de América Latina, se está volviendo a su cultivo y explotación, debido a
su excelente calidad nutritiva y su buena adaptación a varios climas que para
otros cultivos serían poco favorables (Monteros, Nieto, Caicedo, Rivera &
Vimos, 1994).
2.1.2 DISTRIBUCIÓN GEOGRÁFICA
El amaranto es cultivado en el continente americano en países como México,
Guatemala, Perú, Bolivia, Argentina, Ecuador, e incluso Cuba y Estados
Unidos, pero también se cultiva en zonas tropicales y varias áreas templadas
de otros países como la India, Paquistán, China, Malasia e Indonesia (Tejerina
& Arenas, 2005).
Se puede encontrar desde zonas del perfil costanero hasta los 3200 msnm
(metros sobre el nivel del mar), pero se desarrolla de manera óptima entre los
1800 y los 1900 msnm; es por esta capacidad del amaranto a adaptarse a
diversos climas que se han producido variedades en cuanto a su morfología,
5 producen grano son: Amaranthus hypochondriacus, Amaranthus caudatus y
Amaranthuscruentus (Ortiz, 1997).
2.1.3 CLASIFICACIÓN TAXONÓMICA Y MORFOLOGÍA DEL AMARANTO
El amaranto es una planta nativa muy estudiada en Latinoamérica y en el
mundo, a partir de esos estudios se ha obtenido la clasificación presentada en
la Tabla 1.
Tabla 1. Clasificación taxonómica del amaranto
Reino Plantae (vegetal)
Subreino Antofita (Fanerógamas)
División Spermatofhyta (Espermatofita)
Subdivisión Angiospermas
Clase Dicotiledónea
Orden Centrospermales
Familia Amarantaceae
Género Amaranthus
Especie sp.
Nombre científico Amarantus sp.
Nombre vulgar: Ataco, Sangorache o quinua de castilla (Galindo, 2001).
El amaranto, la quinua, la chía y el trigo sarraceno son considerados como pseudocereales, también llamados “no pastos”; son dicotiledóneas que poseen
hojas anchas, generan semillas parecidas a las gramíneas y contienen un alto
contenido de almidón. Las plantas de los cereales tienen hojas finas,
puntiagudas, forman inflorescencias que derivan en espigas y que generan
granos llamados cereales (Genta, Genta, Jandula & Álvarez, 1997; Mujica, Berti
6 Antiguamente las investigaciones acerca del amaranto se centraban en su
taxonomía y su muestreo se realizaba desde los 1500 hasta los 3500 msnm. El
actual interés por el cultivo y aprovechamiento del amaranto data de los años
80, cuando aparecen las primeras investigaciones llevadas a cabo por la
Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos, donde se determina
que el amaranto es conveniente por su alto valor nutritivo y potencial agrícola
(Monteros et al., 1994).
El amaranto normalmente crece de forma silvestre en jardines y parques
cultivados con maíz y hortalizas. Su ciclo de crecimiento está entre los meses
de octubre y diciembre y la temporada de cosecha se realiza en junio y agosto,
se lo puede encontrar tanto en la selva como en la costa ya que es resistente a
la salinidad (Mujica et al., 1997).
La Figura 2, muestra el grano de amaranto que es una semilla de 1 mm de
diámetro y se presenta dentro de un racimo de aproximadamente 10 000
semillas (Peralta, Villacrés, Mazón, Rivera & Subía, 2008).
Figura 2. Grano de amaranto.
7
2.1.4 VALOR ALIMENTICIO
El amaranto posee una notable cantidad de proteína, siendo la lisina el
aminoácido con mayor presencia en su composición. Los contenidos de grasa,
fibra y minerales, dentro de los que sobresalen el hierro y el calcio, son
abundantes en el amaranto, según la FAO (1995). El amaranto es un alimento
con un excelente valor nutritivo para la alimentación humana incluso la cantidad
de oxalatos, que son compuestos tóxicos, no superan el 4.6 % que es una
cantidad inofensiva para la salud humana. Estos agentes tóxicos son
termolábiles y son destruidos totalmente en los procesos en los que se emplean
tratamientos térmicos (Nieto, 1990). La Tabla 2 muestra la composición
proximal de algunos cereales.
Tabla 2. Composición proximal del grano de amaranto y de algunos cereales
Composición Amaranto Trigo Maíz Sorgo Arroz
Humedad (%) 8.0 12.5 13.8 11.0 11.7
Proteína cruda (%) 15.8b 14.0c 10.3d 12.3e 8.5d
Grasa (%) 6.2 2.1 4.5 3.7 2.1
Fibra (%) 4.9 2.6 2.3 1.9 0.9
Cenizas (%) 3.4 1.9 1.4 1.9 1.4
Calorías/100 g 366 343 352 359 353
(FAO, 1995).
a. g/100 g, base seca; b. Nx5.85; c. Nx5.7; d. Nx6.25; e. Nx5.8
2.1.5 USOS
El amaranto se usa en forma de grano o harina y es de consumo humano o
8 el grano previamente reventado como canguil, o se puede preparar con él
desayunos, postres, papillas, budines, etc. La harina mezclada con dulce se
puede consumir como el pinol (mezcla de harina de cebada y panela); otro uso
de la harina es la elaboración de productos como pan, galletas y pastas. En
México se elabora un dulce llamado alegría, que es preparado con semillas
tostadas y reventadas mezcladas con miel (Badui, 2006; Nieto, 1990; Mejía,
2003).
Las hojas y tallos tiernos de la planta de amaranto son usados como verduras
en ensaladas y sopas, pero deben ser cocidos al vapor para evitar la formación
de compuestos tóxicos como oxalatos y nitritos. Los restos de la cosecha como
los granos de amaranto rechazados, los tallos y hojas de menor tamaño son
usados para alimento del ganado ya que poseen 1.9% de fibra, 11% de cenizas
y 7% de proteína, también se mezcla plantas forrajeras y restos de amaranto.
Los granos se aprovechan mezclando con sorgo o maíz para elaborar cualquier
tipo de alimento balanceado de uso animal (Nieto, 1990).
Tanto la quinua como el amaranto, luego de varios estudios científicos, fueron
aprobados por la NASA para elaborar alimentos destinados para la alimentación
de astronautas en viajes espaciales (Mateo, 2005).
2.1.6 PRODUCCIÓN EN ECUADOR
Según Pilataxi (2013), hasta los años ochenta la producción de amaranto en el
Ecuador era muy baja, la disponibilidad de terreno para sembrar amaranto era
de 80 mil hectáreas entre la Sierra y la Costa pero apenas 15 hectáreas eran
aprovechadas. Para ese entonces la baja producción del amaranto se debía a
la falta de inversión por parte de los gobiernos y el poco interés en lo que se
9 A partir de los años noventa y luego de varias investigaciones científicas que
determinaron que el amaranto es un alimento con alto potencial nutricional,
empezó el auge de la siembra de amaranto en el país y desde el año 2006 el
gobierno impulsa un proyecto de cultivo de granos tradicionales como la quinua,
la chía y el amaranto debido a la gran demanda de los mercados
internacionales por estos granos (Diario Hoy, 2008; Saavedra, 2013).
2.1.7 CLASIFICACIÓN
Como se observa en la Tabla 3, la Norma Técnica INEN 2646 (2012), clasifica,
según las características físicas, al amaranto en tres grados o categorías de
calidad, los de grado uno y dos son granos para consumo humano, los primeros
son destinados para exportación y los segundos son destinados para
comercializar en el país, los de grado tres.
Tabla 3. Clasificación de calidades del amaranto de acuerdo a varias características
Grado 1 2 3
Masa hectolítrica (kg/hl) ≥8.3 ≤78 ≤72
Tamaño del grano (mm) ≥1.14 0.87-1.13 <0.87
Peso de 1000 granos (g) ≥1.43 ≥0.94 ≥0.55
Granos rojos/rosados (%) 0.5 – 2 2.1 – 9 ≥9.1
Granos negros de otras
especies de amaranto (%) 0 - 4 4.1 – 9
≥9.1
Color predominante del
grano Blanco/crema Blanco/crema
Mixtura
Forma del grano ovoidea ovoidea Ovoidea
10 La Norma Técnica INEN 2646 (2012), determina los requisitos que debe cumplir
el amaranto para su comercialización como se muestran en la Tabla 4.
Tabla 4. Requisitos para la comercialización de amaranto
Categorías Granos inmaduros (%) Materias extrañas (%)
Porcentaje máximo de granos dañados (en peso)
Granos dañados por calor Granos dañados por hongos TOTAL
1 2 0.5 2.5 -- 2.5
2 5 2.5 3.5 0.5 4.0
3 >5 >2.5 >3.5 0.5 4.0
(INEN 2646, 2012).
De Robles (2013), se tomó los requisitos físico-químicos que tienen los granos
de amaranto, que se presentan en la Tabla 5.
Tabla 5. Análisis físico-químicos de los granos de amaranto
Requisitos Valor (%)
Humedad (máximo) 13
Proteína 14 – 18
Grasa 6.5 – 12.5
Fibra 3.9 – 17.8
Cenizas 3.2 – 3.9
Carbohidratos totales 56 - 78
11
2.2 TRIGO
2.2.1 HISTORIA
El término científico Triticum spp. para el trigo, es asignado a plantas que
crecen de forma silvestre. La palabra trigo proviene del latín triticum que
significa quebrado, triturado o trillado, señalando el proceso que se debe
realizar para eliminar la cascarilla del grano de trigo (León et al., 2007).
El trigo es uno de los primeros cereales que fue usado en el mundo, se lo
menciona constantemente en la historia. Se obtenía la harina machacando
fuertemente el trigo entre dos piedras planas, obteniendo una papilla con la que
se elaboraban panes duros y planos en forma de galletas (Calaveras, 2004).
Como ejemplo se puede citar el hallazgo de vestigios entre los ríos Tigris y
Éufrates en Medio Oriente, que indicaba la producción de pan por parte de los
egipcios, en el año 2000 a.C. Al parecer, el trigo crecía de forma silvestre (Fiset
& Blais, 2007).
En Roma, en el año 150 a.C. se empezó a elaborar una gran variedad de
panes, cada variedad se consumía de acuerdo a la clase social. Por ejemplo, el
pan negro era destinado para el consumo de campesinos y esclavos, y los
panes más claros, hechos con harinas más finas, eran destinados para los
gobernantes (Fiset & Blais, 2007).
Entre los años 1000 – 1500 d.C. se implementó y se ejecutó el uso de nueva
tecnología para ese tiempo, como el uso de molinos hidráulicos y eólicos
instalados cerca de los cultivos. El incremento de la producción de trigo en los
12 como un alimento básico. Aún se mantenían las variedades de pan destinados
a clases sociales (Fiset & Blais, 2007).
Los métodos de molienda del trigo y el proceso de panificación fueron
mejorando, especialmente a partir de la era de la revolución industrial. Los
molinos de piedra se reemplazaron por molinos con aspas de acero y con la
invención de la energía eléctrica los molinos poseían motores, obteniendo así
una harina más fina y de mejor calidad (Gil, 2009).
2.2.2 CLASIFICACIÓN TAXONÓMICA DEL TRIGO
El trigo pertenece a la familia de las gramíneas y sus variedades más cultivadas
son Triticum durum y T. compactum. El trigo harinero es un variedad hexaploide
conocido como T. aestivum que es el más usado en panificación (Jiménez,
2008). En la Tabla 6 se presenta la clasificación taxonómica del trigo.
Tabla 6. Clasificación taxonómica del trigo
Reino Plantae (vegetal)
División Magnoliophyta
Clase Liliopsida
Orden Poales
Familia Poaceae
Género Triticum
Especie Aestivum
Nombre científico Triticum aestivum
Nombre vulgar: Trigo
13 Según Vincent, Álvarez y Zaragoza (2006), el grano de trigo posee las
siguientes partes:
Embrión o germen, que es la parte que posee gran cantidad de proteínas, aceites y vitamina B. Además es donde comienza la
reproducción.
Endospermo, que es la parte central del grano, de donde se extrae la harina.
Capa aleurónica, que es la capa exterior del endospermo. Posee cantidades significativas de proteína y aceite. No posee almidón.
Salvado, es la capa protectora del grano que es rica en fibra, sin valor
nutricional pero importante para regular el sistema digestivo.
La Figura 3, muestra las partes del grano de trigo.
Figura 3. Partes del grano de trigo.
14
2.2.3 MOLIENDA DEL TRIGO
La molienda del trigo tiene como objetivo separar los componentes del grano
para obtener harina, en especial el endospermo que es la parte rica en almidón
y proteínas formadoras de gluten (Vincent et al., 2006).
El grado de blancura de la harina determinará el grado de molienda a la que ha
sido sometido el trigo; una harina que presenta un color café tendrá mayor
cantidad de salvado de trigo y será ideal para elaborar productos ricos en fibra y
una harina muy blanca se considera fina y se empleará para elaborar productos
de pastelería (Vincent et al., 2006).
2.2.4 PRODUCCIÓN DEL TRIGO
El consejo internacional de cereales (2015), estima que la producción mundial
de trigo se incrementará para finales el año 2015 debido a que, en el primer
trimestre de este año, la cantidad de hectáreas sembradas aumentaron más de
lo previsto en África y América del Norte como consecuencia del aumento en la
demanda de este cereal. La Tabla 7 muestra la producción mundial de trigo.
Tabla 7. Producción mundial del trigo
(millones de
toneladas) 2012/2013 2013/2014 (Previsión) 2014/2015
Producción 655 712 721
Comercio 142 156 153
Consumo 677 696 710
Existencias finales 171 187 198
15 La mayor cantidad de trigo que en Ecuador se consume es importado, a pesar
del aumento de hectáreas sembradas de trigo no se logra abastecer la
demanda de este cereal, según el Instituto Ecuatoriano de Estadísticas y
Censos indicó que entre 1961 y el 2010 el área de cosecha de trigo disminuyó
de 78770 a 8533 hectáreas debido a que las importaciones e impuestos
desalentaron a los agricultores para continuar con los cultivos. A partir del 2010
el gobierno está impulsando, mediante varios incentivos económicos, a que los
agricultores retomen la producción de trigo en los campos (Andes, 2013). La
Tabla 8 muestra la producción de trigo en el Ecuador.
Tabla 8. Producción de trigo en el Ecuador
Ecuador 2011 2012 2013
Producción (miles de ton) 5938 7450 5755
Rendimiento (Hg/Ha) 8.91 7.99 7.06
Semillas (miles de ton) 1900 1246 1246
Área cosechada (Ha) 6420 9318 8146
(FAOSTAT, 2014).
2.2.5 PROPIEDADES VISCOELÁSTICAS DE LA MASA
Las proteínas, especialmente el gluten, juegan un papel importante en cuanto a
las propiedades viscoelásticas de la masa debido a que le brindan elasticidad,
tolerancia al amasado y resistencia o fuerza de extensibilidad y así puede
aumentar el volumen debido a la acción del gas que generan las levaduras
durante el proceso de leudado; el gas quedará atrapado en el interior de la
masa (Suárez, 2005; Belitz, 1997).
16
Tabla 9. Fracciones de proteínas en el trigo
Fracción Trigo (%)
Albúmina 14.7
Globulina 7
Prolamina 32.6
Glutenina 45.7
(Belitz, 1997).
2.2.6 MÉTODOS DE ANÁLISIS DE MEZCLAS DE HARINAS
2.2.6.1 Farinogramas
Los farinogramas son curvas que se emplean como herramienta para
determinar el uso correcto de una harina y las características de la masa. Esta
herramienta indica la cantidad de agua, el tiempo requerido de amasado para
llegar a obtener una masa ideal, el grado en que la masa soportará el
estiramiento y finalmente indicará el comportamiento de la masa al variar las
cantidades de otros ingredientes que se pueden añadir, como sal o azúcar
(Jiménez, 2008).
2.2.6.2 Alveograma
Esta herramienta permite conocer la capacidad de la masa para tolerar el
estiramiento durante el proceso de amasado. El método consiste en colocar una
17 simular la presión ejercida por el CO2 generado en el proceso de fermentación
(Gil, 2009).
2.2.6.3 Mixolab
Este método recibe su nombre del equipo llamado Mixolab. Este equipo
determina la hidratación ideal de una harina, mide la consistencia y estabilidad
de la masa analizada frente a la acción del amasado y el aumento de
temperatura en el proceso, esta etapa es llamada desarrollo de la masa (C1), el
equipo también analiza la calidad de las proteínas o fuerza del gluten (C2), el
grado de gelatinización del almidón (C3), la actividad amilásica de la masa (C4)
y la retrogradación que se produce en el almidón (C5). Con estos análisis
rápidos y muy completos, el equipo Mixolab genera resultados gráficos y
matemáticos de las características de la masa en las fases de amasado y de
cocción para, mediante estos datos, poder seleccionar qué harina es la más
adecuada para uso en panificación o en otro proceso industrial (Chopin
Technologies, 2008).
A continuación se describen las áreas de la curva que el método Mixolab
estándar determina como resultado del análisis (Chopin Technologies, 2008).
2.2.6.4 Desarrollo de la masa (C1)
En esta etapa, a una temperatura de 30 ºC, el gluten forma una red llamada
súper estructura proteica (GMP) la misma que crece y debe ser muy fuerte para
soportar la concentración de anhídrido carbónico que se generará en la etapa
18 La resistencia de la harina al amasado es representada por este índice; cuanto
mayor sea su valor, mayor será la estabilidad de la masa. Con agitación
continua y con un nivel de hidratación media, la masa se hace más pegajosa,
ideal para el amasado y la panificación (Chopin Technologies, 2008; Pazmiño,
2013).
2.2.6.5 Fuerza del gluten (C2)
Este índice representa el tiempo de estabilidad y desarrollo de la masa a
medida que la temperatura sigue aumentando, características que dependen de
la calidad de las proteínas y no de su cantidad. Estas proteínas son las
gluteninas que proporcionan elasticidad y fuerza, y las gliadinas que le dan
extensibilidad y viscosidad a la masa (Lascano, 2010; Pazmiño, 2013).
Según Chopin Technologies (2008) a mayor índice de fuerza de gluten mayor
será la capacidad que tenga la masa para crear enlaces proteicos más rígidos y
formar una masa elástica.
2.2.6.6 Gelatinización del almidón (C3)
La gelatinización del almidón ocurre por el aumento de la temperatura y como
consecuencia se produce el hinchamiento de los gránulos de almidón. Este
parámetro indica la viscosidad que las masas poseen; mientras más alto es el
índice más viscosa es la masa y menor es la actividad amilásica. Esta
viscosidad depende del almidón, de la cantidad de amilosa y amilopectina que
lo componen, y de la actividad amilásica de la harina (Chopin Technologies,
19
2.2.6.7 Actividad amilásica (C4)
En esta etapa, a una temperatura constante de 90ºC, se determina la
resistencia de la masa a la acción enzimática de las amilasas (Chopin
Technologies, 2008). La actividad amilásica determina el color, la textura y las
características de suavidad y esponjosidad de la miga del pan (Calaveras,
2004).
2.2.6.8 Retrogradación del almidón (C5)
Es una etapa de enfriamiento en la que la temperatura disminuye desde los
90ºC hasta los 50 ºC, en este punto se mide la retrogradación del almidón. A
mayor índice de retrogradación menor será el tiempo de vida útil del producto
(Chopin Technologies, 2008).
La retrogradación es el proceso en el que los componentes insolubles del
almidón se asocian nuevamente, luego de haber sufrido un proceso de
calentamiento. Los cambios físicos luego de esta asociación son los
responsables del endurecimiento del pan (Lascano, 2010).
2.3 PAN
El pan es un producto que se ha venido elaborando desde la antigüedad y ha
sido hasta el día de hoy uno de los productos básicos de la dieta diaria. En un
inicio el pan se comenzó a elaborar en el hogar de la manera más sencilla,
20 horas, para luego hacer piezas de masa de varias formas, que más tarde
pasarían a hornearse (Gil, 2009).
Los egipcios descubrieron el proceso de fermentación y lo dominaron; ellos
crearon los primeros hornos para pan. Los griegos, a través de intercambios
comerciales con los egipcios, conocieron el pan como producto y lo mejoraron,
incluso introdujeron las primeras panaderías (Gil, 2009).
2.4 ARTÍCULOS O TRABAJOS RELACIONADOS CON EL TEMA
Los autores Sanz y Haros realizaron un estudio de elaboración de panes con
harina integral de dos variedades de amaranto, Amaranto hypochondriacus y
Amaranto spinosus, para determinar la calidad nutricional de estas variedades.
El estudio consistió en elaborar panes con tres tipos de formulaciones,
sustituyendo la harina de trigo por las de amaranto en porcentajes del 0, 25 y 50
%. Los autores concluyeron que la variedad Amaranto spinosus obtuvo mayor
aceptabilidad entre los consumidores y que mejoró las propiedades
nutricionales del pan (Sanz & Haros, 2010).
En el Proyecto de Tesis sobre la elaboración y evaluación nutraceútica de pan
con harina de amaranto, el autor hace mezclas sustituyendo la harina de trigo
por la de amaranto en porcentajes del 10, 15 y 20 %. Se concluye que los
panes elaborados con harina de amaranto y los panes elaborados con harina
de trigo son estadísticamente iguales luego de hacer los respectivos análisis
proximales, análisis de composición centesimal y análisis microbiológicos,
además se determinó que la harina de amaranto eleva el valor nutricional del
21
3. METODOLOGÍA
3.1 DISEÑO EXPERIMENTAL
Se aplicaron dos diseños completamente al azar independientes, debido a que
se realizaron diferentes porcentajes de sustitución de harina de trigo por harina
de amaranto crudo y por harina de amaranto lavado, se evaluaron los efectos
de estas sustituciones en las propiedades, tanto de las mezclas de harinas,
como de los panes con ellas elaborados.
Las variables independientes tanto para las harinas como para los panes,
fueron: el tipo de harina y el porcentaje de sustitución: 0, 5, 10 y 15 %.
Las variables dependientes para las harinas fueron: los análisis físico-químicos
y reológicos, y para los panes fueron: color de la corteza y de la miga del pan,
volumen específico y análisis sensorial (Díaz, 2009).
3.2 MATERIA PRIMA
La materia prima utilizada fue harina de trigo para panificación y harinas de
amaranto crudo y lavado. Estas harinas fueron almacenadas en la Planta Piloto
de Alimentos de la Universidad Tecnológica Equinoccial, hasta su posterior uso.
3.3 OBTENCIÓN DE LAS HARINAS DE AMARANTO
El amaranto destinado a la obtención de harina de amaranto lavado se sometió
22 amaranto se colocó en una cuba de plástico, se cubrió con agua y se lavó
mediante fricción con las manos durante diez minutos; se cambió de agua hasta
eliminar la espuma. Posteriormente se secó, método que según Vizcarra (2009)
es el ideal para trabajos a baja escala y trabajos de investigación.
El secado del grano se realizó en un desecador de aire caliente a 50ºC durante
cuatro horas hasta cumplir con los parámetros de humedad descritos en la
Norma Técnica INEN 2646 (INEN, 2012).
Para la obtención de las harinas de amaranto se siguió el método descrito por
Suárez (2005). Los granos de amaranto crudo y lavado se molieron en un
molino semi industrial Sirman. El grado de molienda fue escogido para que la
harina cumpliera con la norma técnica CODEX STAN 152-1985.
3.4 CARACTERIZACIÓN DE LAS HARINAS
3.4.1 ANÁLISIS PROXIMAL
La caracterización físico-química de las harinas se realizó en un laboratorio
certificado (Labolab). La Tabla 10 muestra los análisis que se realizaron.
Tabla 10. Análisis físico-químicos realizados en las harinas
Parámetro Método
Humedad (%) INEN 518
Proteína (%) INEN 519
Grasa (%) INEN 523
Ceniza (%) INEN 520
Fibra (%) INEN 522
Carbohidratos totales (%) Mediante cálculos
23
3.4.2 ACIDEZ TITULABLE
Para la determinación de la acidez titulable se utilizó en método INEN 521
(1980). Se pesó 5 g de harina y se colocó en un matraz Erlenmeyer de 100 ml,
se añadió 50 ml de etanol al 90% (V/V) neutralizado, se agitó el matraz
previamente tapado y se dejó reposar por 24 horas. Luego se tomó con una
pipeta una alícuota de 10 ml del líquido sobrenadante y se transfirió a un matraz
Erlenmeyer de 50 ml, en donde se añadió 2 ml de solución indicadora de
fenolftaleína. Se agregó una solución 0.02 N de hidróxido de sodio hasta
obtener un color rosado que desaparecerá poco a poco; se agregó la solución
hasta que el color rosado permaneció durante 30 segundos. Se leyó en la
bureta dosificadora de hidróxido de sodio la cantidad que se utilizó.
Para los cálculos de acidez titulable se empleó la ecuación [1] (INEN, 1980).
[1]
Donde:
A = Contenido de acidez en las harinas de origen vegetal, en porcentaje de
masa de ácido sulfúrico
N = Normalidad de la solución de hidróxido de sodio
V = Volumen de la solución de hidróxido de sodio empleado en la titulación, en
cm3
V1 = Volumen del alcohol empleado, en cm3 (50 cm3)
V2 = Volumen de la alícuota tomada para la titulación, en cm3 (10 cm3)
m = Masa de la muestra, en g
224 H = Porcentaje de humedad en la muestra
3.4.3 ÍNDICE DE ABSORCIÓN DE AGUA (IAA) E ÍNDICE DE SOLUBILIDAD EN AGUA (ISA)
Para determinar estos índices se siguió el método de Anderson, Conway,
Pfeifer y Griffin (1969).
Este método permitió conocer la cantidad de agua incorporada a las harinas y la
cantidad en porcentaje de sólidos solubles disueltos en agua.
Se tomó una muestra de 2.5 g en base seca y se colocó en 30 ml de agua
destilada a 25°C, se agitó durante 30 minutos. La suspensión se colocó en una
centrífuga a 3000 rpm durante 10 minutos. El sobrenadante se evaporó y se
secó en una estufa a 105°C durante 4 horas.
Para determinar los índices de absorción y solubilidad se empleó las
ecuaciones [2] y [3] (Anderson et al., 1969).
x100Ma Mre
ISA [2]
Ma Mre
Mrc IAA [3] Donde:
ISA = Índice de solubilidad en agua (%)
IAA = Índice de absorción de agua
Mre = Masa del residuo de evaporación (g)
25 Mrc = Masa del residuo de centrifugación (g)
3.4.4 DETERMINACIÓN DEL pH
Se realizó siguiendo la norma técnica INEN 526 (1980). Se pesó 10 g de
muestra y se colocó en un vaso de precipitación, se añadió 100 cm3 de agua
destilada y se agitó suavemente para que las partículas de almidón se
mantengan en suspensión. Se dejó reposar para que la muestra decante. Se
determinó el pH por lectura directa, utilizando un potenciómetro Martini Mi 151.
3.4.5 DETERMINACIÓN DE COLOR
Para este análisis se utilizó un colorímetro Konika Minolta CR-400/410. Se tomó
una muestra de harina en una caja petri de vidrio hasta llenarla por completo.
Se tapó la caja, se colocó el aparato sobre la caja y se obtuvieron los valores
L*, a*, b*.
Para determinar el índice de blancura se empleó la ecuación [4] (Montoya, Giraldo y Lucas, 2012).
* * 3
* b a
L
IW
[4] Donde:
IW = Índice de blancura
a* = Coordenada de cromaticidad en el gama de rojo verde
b* = Coordenada de cromaticidad en la gama de amarillo-azul
26
3.4.6 PRUEBAS REOLÓGICAS
Las pruebas reológicas se realizaron en el laboratorio certificado GRANOTEC,
con el sistema Mixolab, siguiendo el método AACC (American Association of
Cereal Chemists)54-60-01.
Las curvas de Mixolab permiten conocer el comportamiento de las harinas en el
proceso de amasado. Los parámetros analizados fueron: C1 amasado o
comportamiento de la mezcla, C2 calidad de proteína, C3 gelatinización del
almidón, C4 actividad de la amilasa y C5 retrogradación del almidón (Chopin
Technologies, 2008).
3.5 ELABORACIÓN DE PAN
Se empleó cuatro mezclas, sugeridas por Llerena (2010), con diferentes
porcentajes de sustitución de harina de trigo por harina de amaranto. Los
porcentajes de sustitución fueron los mismos, tanto para la harina de amaranto
crudo como para la harina de amaranto lavado.
Para elaborar el pan se empleó el método de O’Donell (2013) quien utilizó una
27
Tabla 11. Porcentaje de mezclas
Porcentaje
Componente Control 5% 10% 15%
Harina de trigo 100 95 90 85
Harina de amaranto crudo o lavado 0 5 10 15
Agua 64 61.3 61.3 61.3
Manteca 4 4 4 4
Levadura 4 4 4 4
Sal 2 2 2 2
Azúcar 7 7 7 7
Mejorador 0.7 0.7 0.7 0.7
Como muestra el anexo I, los ingredientes se pesaron y se mezclaron en una
amasadora durante un minuto en nivel bajo de agitación para obtener una masa
homogénea, luego se elevó al nivel medio de agitación y se dejó el tiempo
determinado por los resultados de Mixolab.
La masa obtenida se retiró de la amasadora y se dejó reposar por diez minutos.
El siguiente paso fue cortar la masa en porciones de aproximadamente 220 g, a
las que se les dio forma alargada y se colocó en moldes previamente
engrasados. Los moldes fueron luego dejados en una cámara de leudado por
un período de sesenta minutos, y finalmente se los horneó a 220 ºC por veinte
minutos.
3.6 CARACTERIZACIÓN DE LOS PANES OBTENIDOS
3.6.1 DETERMINACIÓN DEL VOLUMEN ESPECÍFICO DEL PAN
Pineda (2013), midió este parámetro empleando una modificación del método
28 desplazamiento de semillas de amaranto en un recipiente rectangular de metal
con capacidad de 4710 cm3.
Se introdujeron las semillas hasta llenar por completo el recipiente metálico,
luego se pasaron las semillas y se colocaron cuidadosamente en una probeta
para determinar el volumen total del recipiente. Posteriormente se introdujo una
pieza entera de pan previamente pesada al recipiente. Se colocaron
nuevamente las semillas hasta llenar el recipiente, y las semillas sobrantes se
colocaron en una probeta para medir el volumen que el pan ocupó.
El volumen específico se calculó dividiendo el volumen calculado para el peso
del pan.
3.6.2 COLOR DEL PAN
Se determinó con un colorímetro Konica Minolta CR-400. De cada muestra se
efectuaron tres mediciones de color en la corteza y en la parte interna del pan.
Se utilizó el sistema empleado por Pineda (2013), que define cada color a partir
de tres coordenadas denominadas L*, a* y b*.
Para determinar el color de la corteza y la miga del pan se emplearon las
ecuaciones [5] y [6] (Chuchuca, Dick & Peñafiel, 2012).
* * arctan a b HUE [5]
2 2
1/2*
* b
a
CHROMA
[6] Donde:
29 b* = Coordenada de cromaticidad en la gama de amarillo-azul.
3.6.3 ANÁLISIS SENSORIAL
Como muestra el anexo II, se siguió la metodología descrita por
Anzaldúa-Morales (1994) sobre pruebas de aceptabilidad con escalas hedónicas de diez puntos, siendo 1 “me disgusta muchísimo” y 10 “me gusta muchísimo”. De cada
molde se obtuvieron muestras que se colocaron en platos marcados con tres
dígitos. Como indica el anexo III, se realizó el análisis sensorial con cien jueces
no entrenados, posibles consumidores. Se proporcionó a cada juez las
muestras y un cuestionario de aceptación del producto.
3.6.4 ANÁLISIS PROXIMAL DEL MEJOR PAN
La tabla 12 y el anexo IV muestra la metodología utilizada en el análisis
proximal, el mismo que fue realizado en un laboratorio certificado (Labolab).
Tabla 12. Análisis físico-químico de las mejores formulaciones
Parámetro Método
Humedad (%) INEN 518
Proteína (%) INEN 519
Grasa (%) INEN 523
Ceniza (%) INEN 520
Fibra (%) INEN 522
30
3.7 ANÁLISIS ESTADÍSTICO
Para determinar el grado de significancia los resultados obtenidos se analizaron
con un Anova simple con prueba de Tukey, comparando entre tratamientos y
.
31
4. ANÁLISIS DE RESULTADOS
4.1 CARACTERIZACIÓN DE LAS HARINAS
4.1.1 ANÁLISIS PROXIMAL DE LAS HARINAS
En la Tabla 13 y el anexo IV, se presentan los resultados obtenidos en el
análisis proximal de la harina de trigo y de las harinas de amaranto crudo y
lavado.
Tabla 13. Análisis proximal de las harinas de trigo, amaranto crudo y amaranto lavado.
Parámetro Harina de trigo1 Harina de amaranto crudo1 Harina de amaranto lavado1 Amaranto (Según Robles)
Humedad (%) 13.33 ± 0.00a 9.44 ± 0.01b 4.91 ± 0.02c 13 máx
Proteína (%) 13.62 ± 0.04a 11.37 ± 0.04c 13.03 ± 0.01b 11 -18
Grasa (%) 1.01 ± 0.04c 6.44 ± 0.03b 7.72 ± 0.06a 6.5 – 12.5
Ceniza (%) 0.85 ± 0.01c 2.01 ± 0.01b 2.29 ± 0.01a 3.2 – 3.9
Fibra (%) 0.49 ± 0.00b 0.40 ± 0.00c 1.62 ± 0.00a 3.9 – 17.8
Carbohidratos
totales (%) 70.71 ± 0.07
a
70.37 ± 0.01b 70.45 ± 0.01b 56 - 78
1 media ± desviación estándar (n=2)
Letras diferentes en una misma fila indica diferencia significativa (P<0.05)
Según la Tabla 13 y la Figura 4, los resultados de humedad señalan que las
tres harinas son estadísticamente diferentes. La harina de amaranto lavado
32 debido a que hubo un proceso previo de secado en un desecador de aire
caliente.
La Norma Técnica INEN 616 (2006) indica que la harina de trigo panificable
debe tener como requisito máximo 14.5 % de humedad por lo tanto todas las
harinas analizadas cumplen con el valor requerido en la Norma.
Los resultados de proteína de la Tabla 13 y la Figura 4, determinaron que todas
las harinas son estadísticamente diferentes. Según la Norma Técnica INEN 616
(2006), que indica que la harina para panificación debe tener como mínimo 10%
de proteínas, todas las harinas cumplen con la norma. En cuanto a la harina de
amaranto crudo y la harina de amaranto lavado, el dato de proteína obtenido
cumple con el resultado obtenido por Robles (2013), quien reportó que la
proteína en el amaranto está entre 11% y 18%.
El valor de proteína de la harina de amaranto lavado es mayor que el da la
harina de amaranto crudo debido a la acción de la enzima proteasa que
descompone las proteínas en unidades de aminoácidos, la proteasa se activa
por el aumento de humedad y por la acción mecánica o de fricción que se aplica
para lavar el grano de amaranto (Argüello & Garzón, 2012).
Los resultados de grasa de la Tabla 13 y la Figura 4, indican que las tres
harinas son estadísticamente diferentes. Con los resultados de Montoya &
Román (2010), quienes reportan que las grasas en la harina para panificación
está entre el 1% y el 2%, se determina que solo la harina de trigo cumple con lo
especificado y de acuerdo con los datos de Robles (2013), que señala que el
porcentaje de grasa está entre el 6% y el 12.5%, las harinas de amaranto crudo
y amaranto lavado cumplen con el valor indicado.
En cuanto a los resultados de ceniza de la Tabla 13 y la Figura 4, se puede
determinar que todas las harinas son estadísticamente diferentes. La Norma
33 harina panificable es de 0.85%, determinando que solo la harina de trigo cumple
con la norma. De acuerdo a Robles (2013), que señala que el porcentaje de
cenizas en el amaranto está entre 3.2% y 3.9%, las harinas de amaranto no
cumplen con lo indicado. El porcentaje de cenizas varía de acuerdo a la
composición de los nutrientes que posee el suelo en el que está sembrada la
planta de amaranto (Peralta, 2012).
Los resultados de fibra de la Tabla 13 y la Figura 4, indican que todas las
harinas son estadísticamente diferentes. Banderas (2012), sugiere un rango
para la fibra que es de 0.20% a 0.41%, determinando que solo la harina de
amaranto crudo está dentro de este rango.
La Tabla 13 y la Figura 4 indica que, los datos de carbohidratos totales
determinan que la harina de amaranto crudo y la harina de amaranto lavado son
estadísticamente iguales pero estadísticamente diferentes a la harina de trigo,
pero según Banderas (2012), que sugiere que los carbohidratos totales tendrán
hasta un 75% de carbohidratos totales, todas las harinas cumplen con el valor
indicado.
De acuerdo a Peralta (2012), la variedad de amaranto, la altura sobre el nivel
del mar y la composición nutricional y mineral del suelo en el que está
sembrada la planta de amaranto, son factores que pueden variar los resultados
sugeridos.
Los resultados superiores de la harina de amaranto lavado con respecto a la
harina de amaranto crudo se producen debido a que hubo una concentración de
los componentes por el proceso previo de secado al que fue sometido el grano
en el que se eliminó parte del agua (Sarzosa, 2013).
Como se observa en la Figura 4, la harina de amaranto lavado posee valores de
proteína, grasa, ceniza, fibra y carbohidratos totales mayores que los de la
34
Figura 4. Comparación de la caracterización físico-química de la harina de trigo, harina de amaranto crudo y harina de amaranto lavado.
4.1.2 ANÁLISIS DE COLOR DE LAS HARINAS
Los resultados del índice de blancura obtenidos son estadísticamente diferentes
para cada harina, como se indica en la Tabla 14.
Tabla 14. Índice de blancura de las harinas de trigo, amaranto crudo y amaranto lavado
Harina de trigo1 Harina de amaranto
crudo1
Harina de amaranto
lavado1
55.53 ± 0.07a 44.11± 0.02b 41.15 ± 0.01c
1 media ± desviación estándar (n=4)
Letras diferentes en una misma fila indica diferencia significativa (P<0.05)
a a
c c b
a
b c
b
b c
b
c
b
a
a a
b 0,00 10,00 20,00 30,00 40,00 50,00 60,00 70,00 80,00
Humedad (%) Proteína (%) Grasa (%) Ceniza(%) Fibra(%) Carbohidratos Totales (%)
Val
ores
(%
)
35 Según la Tabla 14 y la Figura 5, el resultado del índice de blancura indica que
todas las harinas son estadísticamente diferentes.
Según Crosa et al. (2013), el valor del índice de blancura de harina de trigo es
de 56.80, determinando que ninguna harina cumple con el valor. Esta diferencia
entre los resultados se debe, a la composición y variedad del trigo, la cantidad
de endospermo y a pigmentos como carotenoides de tipo xantofila que
producen un ligero color amarillento en la harina, además la industria agrega
blanqueadores para obtener una harina más blanca (Miñarcaja, 2013).
La harina de trigo posee un índice de blancura superior debido a que se usó
harina exclusiva para panificación y que probablemente fue sometida a un
proceso previo de blanqueamiento. En el caso de la harina de amaranto lavado
el bajo índice de blancura se debe a que el amaranto fue sometido a un proceso
térmico de secado, lo que ocasionó un oscurecimiento en el grano y
consecuentemente, en la harina.
Figura 5. Índice de blancura de la harina de trigo, harina de amaranto crudo y harina de amaranto lavado.
a b c 0,00 10,00 20,00 30,00 40,00 50,00 60,00 IW
36
4.1.3 ÍNDICE DE ABSORCIÓN DE AGUA (IAA) E ÍNDICE DE SOLUBILIDAD EN AGUA (ISA)
Según los datos obtenidos, la harina de trigo presentó valores mayores, tanto
de IAA, como de ISA; los datos de las harinas de amaranto crudo y lavado
fueron estadísticamente iguales, pero estadísticamente diferentes con la harina
de trigo.
La Tabla 15 y la Figura 6 presentan los resultados de IAA e ISA de las harinas
de trigo, amaranto crudo y amaranto lavado.
Tabla 15. Índice de absorción de agua e índice de solubilidad de las harinas.
Harina de trigo1
Harina de amaranto
crudo1
Harina de amaranto
lavado1
IAA 4.90 ± 0.01a 4.48 ± 0.25b 4.33 ± 0.01b
ISA 8.63 ± 0.06a 5.27 ± 0.68b 5.14 ± 0.01b
1 media ± desviación estándar (n=3)
Letras diferentes en una misma fila indica diferencia significativa (P<0.05)
La gelatinización de un almidón es la incorporación de agua en los gránulos del
mismo, mediante el aumento de la temperatura. Los gránulos se hinchan a su
máxima capacidad incluso hasta reventarse perdiendo así su estructura y
formado un gel en el proceso de enfriamiento (Belitz, 1997).
El IAA es un indicador de la capacidad de retención de agua de una harina y
37 amilosa presente menor será la capacidad de retención del agua (Ceavichay &
Valenzuela, 2012).
La harina de amaranto lavado presentó un índice de absorción menor con
respecto a la harina de trigo y la harina de amaranto crudo indicando que tiene
mayor cantidad de amilosa ya que el almidón del grano sufrió una
descomposición en su estructura como resultado del proceso previo de remojo,
lavado y secado.
Como se observa en la Tabla 15 y en la Figura 6, las harinas de amaranto
crudo y lavado tienen valores más bajos de IAA que la harina de trigo, lo que
indica que las temperaturas de secado y molienda no destruyeron los gránulos
de almidón de las harinas, y poseen mayor cantidad de amilosa que la harina
de trigo (Ceavichay & Valenzuela, 2012).
Figura 6. Comparación del índice de absorción de agua de la harina de trigo, harina de amaranto crudo y harina de amaranto lavado.
a b b 4,00 4,10 4,20 4,30 4,40 4,50 4,60 4,70 4,80 4,90 5,00 IAA
38 En la Tabla 15 y la Figura 7, se encuentran los resultados del índice de
solubilidad que indican que la harina de amaranto crudo y la harina de amaranto
lavado son estadísticamente iguales pero diferentes a la harina de trigo. La
harina de amaranto lavado posee el menor índice de solubilidad lo que significa
que el proceso de secado y molienda no fue drástico debido a que el grano de
amaranto tuvo un proceso de lavado que ablandó la estructura del grano y fue
más fácil la molienda.
Los tratamientos industriales térmicos y mecánicos como la molienda hacen
que el índice de solubilidad se incremente debido a la modificación y daño del
almidón, el incremento del índice señala que dichos tratamientos son agresivos
y que modificaron o destruyeron el almidón y sus componentes (Contreras,
2009).
La Tabla 16 y en la Figura 7 indican los resultados del índice de solubilidad de las harinas.
Figura 7. Comparación del índice de solubilidad de la harina de trigo, harina de amaranto crudo y harina de amaranto lavado.
a
b b
0,00 1,00 2,00 3,00 4,00 5,00 6,00 7,00 8,00 9,00 10,00 ISA
39
4.2 PRUEBAS DE MIXOLAB
4.2.1 CARACTERIZACIÓN DE LAS MEZCLAS DE HARINAS MEDIANTE MIXOLAB ESTÁNDAR
El anexo V presenta los resultados de la caracterización de las mezclas de
harinas mediante el sistema Mixolab estándar.
4.2.1.1 Comportamiento de la mezcla (C1)
Esta área de la curva indica el comportamiento del gluten e hidratación de la
masa durante el amasado. A mayor índice mayor será la tolerancia de la masa
al amasado y mayor será el tiempo que resista al amasado (Chopin
Technologies, 2008).
Sandoval, Álvarez, Paredes y Lascano (2012), denominan harinas fuertes a
aquellas que poseen entre 10% y 13% de proteína, pero también esta
característica es determinada por la calidad de la proteína presente, además
determinaron que las harinas fuertes tienen un rango de tiempo de amasado
entre 4 y 5 minutos y de acuerdo a los resultados obtenidos, según la Tabla 16
la harina de trigo y la harina de amaranto crudo al 5% son harinas fuertes. El
resto de harinas están debajo del tiempo sugerido debido a que al aumentar el
porcentaje de sustitución disminuyen las proteínas formadoras de gluten y por
lo tanto disminuye el tiempo de resistencia al amasado.
Pazmiño (2013), indica que el aumento del Par es señal de que la harina es
débil. La Tabla 16 muestra que aunque la harina de amaranto crudo al 10%
disminuye el Par, con respecto a la harina de trigo, su tiempo de amasado es