Contenido de betalaínas

química de los polifenoles que no pueden extraerse y determinarse mediante los métodos disponibles.

Carunchia et al., (2015), manifiestan que en general, el tratamiento térmico suave aumenta la actividad antioxidante y los niveles de fenólicos totales, mientras el tratamiento térmico severo disminuye la actividad antioxidante y el contenido fitoquímico.

y Negra collana respectivamente tabla 6 y figuras 4 a), b) y c). Existiendo diferencias significativas en el contenido promedio de betalaínas entre las tres variedades escarificadas (tabla 7), P<0,05. Comparado con el contenido de esta sustancia en los granos enteros existe un incremento del orden del 0,8 % en la variedad Huancayo, 96,9 % para Pasankalla y – 13,6 % en Negra collana, causado fundamentalmente por la eliminación de epispermo en la etapa de escarificación. La escasa diferencia de betalaínas entre grano entero y escarificado de la variedad Huancayo (0,901 y 0,909 mg/100 g m.s.) indica que existe muy bajo contenido de betalaínas en el epispermo eliminado (11,39 %), quedando casi la totalidad de ellos en el grano escarificado. Esta misma tendencia se evidencia para la variedad Pasankalla, en cambio en la variedad Negra collana hay una pérdida de del 13,6 % de betalaínas que se eliminan conjuntamente con el epispermo separado (11,15 %) y la diferencia queda en los granos escarificados.

Los resultados del contenido de betalaínas obtenidos en la investigación para quinua escarificada de la variedad Pasankalla 2,497 ± 0,081 mg/100 g m.s., es superior al de la quinua lavada reportada por Ramírez (2015) 1,65 mg/100 g m.s., porque este segundo método de desamargado utiliza agua, donde la betalaina es bastante soluble.

c. Cocción a presión atmosférica

El contenido de betalaínas para quinua cocida a presión atmosférica es de 0,757 ± 0,064; 2,093 ± 0,259 y 1,204 ± 0,120; para las variedades Huancayo, Pasankalla y Negra collana (Tablas 6 y 7 y figuras 4 a, b y c).

Estos resultados se muestran superiores al reportado por Dias et al., (2015), 0,04 y 0,05 mg/100 g. b.s., para quinua cocida por 30 minutos de variedades rosada y Negra collana.

En la investigación se evidenció que la cocción ha generado pérdidas en el orden del -16,72 %; -16,19 % y -1,07 % en la variedad Huancayo, Pasankalla y Negra collana en referencia al contenido en quinua

escarificada. Ramírez (2015), reporta contenidos de 1,84 y 2,92 mg/100 g. m.s. para quinua cocida variedad Pasankalla y Negra collana y un cambio de 11,51 % y 35,81 %, para quinua cocida en relación a quinua lavada. Mientras Dias et al., (2015), informa una pérdida del 60 % de betalaínas en la quinua rosada y del 61,5 % en Negra collana, luego de una cocción por 30 minutos. Vidaurre et al., (2017), informa que la cocción de quinua lavada generó una pérdida del 65,5 % de betalaínas y de 64,28 % en comparación con quinua cruda. La pérdida relativamente menor generada en la investigación se debe a la temperatura de cocción que en las condiciones de Huancayo es de 89,7º C (anexo 5) y al tiempo de cocción de 18 minutos Zakharova et al., (1995); Zakharova y Petrova, (1997), mencionado por Polturak & Aharoni (2017).

d. Cocción a alta presión

Una vez cocidas a alta presión, las semillas de quinua variedades Huancayo, Pasankalla y Negra collana presentan los siguientes resultados: 1,663 ± 0,186; 4,665 ± 0,256 y 3,456 ± 0,284 mg/100 g m.s.

de betalaínas, respectivamente (tabla 6 y figuras 4 a, b y c). Habiendo generado una variación del 81,91 %; 86,84 % y 183,94 % en relación a los granos de quinua escarificados (tabla 7 y anexo 2). Este incremento mostrado se debió a la alta temperatura utilizada en la cocción 105º C (anexo 5), por corto tiempo (10 minutos).

e. Tostado

Los granos de quinua tostados mostraron un contenido de betalaínas de 1,309 ± 0,116; 2,581 ± 0,018 y 2,243 ± 0,081, para las variedades Huancayo, Pasankalla y Negra collana Tabla 6 y figuras 6 a, b y c). En el proceso de cocción por tostado se evidencia un cambio de 43,89 %; 3,36

% y 6,46 % respectivamente. Cambios relativamente menores (más cercanos a cero) comparado con la cocción a alta presión, por la mayor temperatura utilizada durante el tostado 120º C, pero por un tiempo de exposición de solo 2,25 min (135 segundos), ya que la adición de los granos se hizo en un tuesto previamente calentado por 5 minutos,

además porque según Clarke (1989), esta forma de cocción no utiliza agua sino calor seco, en condiciones atmosféricas donde el calentamiento primario se efectuó por contacto directo con superficie metálica caliente, hasta lograr que la totalidad de granos “revienten” y adquieran un color ligeramente marrón (en el caso de la variedad Huancayo), y un rojo más oscuro y negro más intenso en las variedades Pasankalla y Negra collana.

f. Laminado

El contenido de betalaínas en las variedades de quinua Huancayo, Pasankalla y Negra collana determinados después de ser laminados fueron de 1,296 ± 0,315; 4,222 ± 0,443 y 3,302 ± 0,171 mg/100 g m.s.

(tabla 6 y figura 4 a, b y c), mostrando una variación de 42,48 %; 69,09

% y 171,31 % respectivamente (tabla 7 y anexo 2), posiblemente porque durante esta operación el calor proporcionado a los granos de quinua por los rodillos calientes es insignificante, y el paso a través de estos se realiza en fracción de segundos. Sin embargo, el laminado rompe el grano y expone todo el contenido hasta ahora protegido por el pericarpio, dándole forma de láminas delgadas.

g. Extruido

El extruido, operación que se efectuó haciendo pasar los granos de quinua previamente laminados a través de los tornillos de un equipo extrusor, generó los siguientes resultados en el contenido de betalaínas:

5,358 ± 0,061; 13,700 ± 0,430 y 11,684 ± 0,318; respectivamente para las variedades Huancayo, Pasankalla y Negra collana, con una variación bastante significativa en relación al contenido en los granos escarificados: 489,23 %; 448,73 % y 860,05 % respectivamente y de 313,42 %; 224,60 % y 253,85 % en relación al contenido de betalaínas en la quinua laminada. La extrusión unifica varias operaciones en simultáneo, mezclado, amasado, cocción y conformado (Fellows, 2009) y por el corto tiempo que implica el desarrollo de estas operaciones en el interior del extrusor, aun cuando la temperatura fue de 98º C, generó un

cambio positivo en el contenido de betalaínas en el producto conformado, apoyado por la baja actividad de agua cercana a 0,1; que se constituye según Fellows (2009) y Bhattacharya (2012) en el principal factor de conservación de alimentos extruidos tanto en caliente como en frío.

h. Expandido

Los granos de quinua expandidos presentan los resultados siguientes para las variedades de quinua Huancayo, Pasankalla y Negra collana:

10,802 ± 0,100; 8,196 ± 0,118 y 6,659 ± 0,187 mg/100 g m.s. (tabla 7) respectivamente, y representa una variación del 1087,86 %; 228,25 % y 447,12 % para cada variedad, en relación al contenido inicial en la quinua escarificada. Este cambio se debió al hecho que durante el procesamiento los granos de quinua fueron sometidos a alta presión final (140 lb/pulg² man) y temperatura en el interior del cañón de expandido, que opera bajo el principio descrito por Anderson (1992) quien obtuvo la patente No US707892A, e indica que la masa de granos gira en el interior del cilindro y se calienta en pocos minutos presurizando el interior del mismo por acción del aire caliente y del vapor de agua (inicialmente contenido en el alimento), y alcanzada la presión adecuada se procede abrir la puerta, que permite la salida súbita de la quinua acompañada de una fuerte explosión. La quinua se expandió por la espontánea salida del agua contenida en el interior de los granos empujando todo contenido a su paso, especialmente almidón y otros componentes, lo que dio lugar un producto esponjado crocante (con 5 a 6 veces mayor volumen que la inicial). Gordon (1986), sostiene que la temperatura del cañón antes de la explosión oscila entre 290º F a 340º F (143 a 171º C).

i. Comportamiento general

La tabla 14 muestra el contenido de betalaínas totales y el porcentaje de variación que se produce luego de la aplicación de cada uno de las operaciones planteadas.

La cocción a presión atmosférica es la única operación que produce una reducción en el contenido de betalaínas para las tres variedades de quinua, causado fundamentalmente por la solubilidad de esta sustancia en el agua de cocción que luego es eliminado. El cambio de color del agua de cocción es evidente durante la operación en el que también se usa temperatura de 89,7º C: amarillo con la variedad Huancayo, rojo con Pasankalla y rojo oscuro con Negra collana, además por la influencia de la temperatura de calentamiento que afecta la estabilidad de las betalaínas, facilitando su descomposición por escisión hidrolítica, para producir ácido betalámico y ciclo-dopa 5-O-glucósido como precursores biosintéticos. La exposición térmica provoca la isomerización y la descarboxilación de la betanina para producir su isobetanina y descarboxbetanina C-15-estereoisómero, respectivamente, posición sostenida por Hussain, Sadiq and Zia-Ui-Haq (2018). Herbach et al., (2006) manifiesta que la estabilidad de la betalatina está influenciada por diferentes factores internos entre otros: contenido de pigmento, pH, humedad y factores externos: temperatura, luz y oxígeno, que deben tenerse en cuenta para garantizar la actividad de esta betalaína.

Tabla 14: Contenido de betalaínas (mg/100 g m.s.) y porcentaje de variación en granos de quinua tratados

ESTADO

VARIEDAD - % DE VARIACION

Huancayo _VARIACIÓN ^% Pasankalla % VARIACIÓN Negra

collana % VARIACIÓN

Quinua

entera ^0,901±0083 1,268±0,061 1,408±0,132

Escarificado 0,909±0,103

2,497±0,103

^1,217

Cocción a presión atmosférica

0,757±0,064 -16,72±7,37 2,093±0,259 -16,19^±10,39 1,204±0,120 -1,07±9,87 Cocción a

alta presión 1,663±0,186 82,91±20,49 4,665±0,256 86,84±10,22 3,456±0,284 183,94±23,36

Tostado 1,309±0,116 43,89^±12,79 2,581±0,018 3,36^±0,71 2,243±0,081 6,46^±25,85 Laminado 1,296±0,315 42,48±34,60 4,222±0,443 69,09^±17,73 3,302±0,171 171,32^±14,05 Extruido 5,358±0,061 489,23^±6,66 13,70±0,430 448,73^±17,23 11,684±0,318 860,05^±26,11 Expandido 10,802±100 1087,87±11,05 8,196±0,118 228,25^±4,74 6,659±0,187 447,12±15,34

Hussain, Sadiq and Zia-Ui-Haq (2018) sostienen que el procesamiento aumenta el poder antioxidante de la betalaína. Este aumento se debe a la degradación del contenido de vitaminas, ya que las betalaínas tienen una mayor actividad antioxidante que la del ácido ascórbico. Hervir, asar y tostar aumenta la actividad antioxidante hasta tres veces, este hecho está relacionado con sus diversos contenidos vitamínicos y compuestos fenólicos que operan de manera interactiva y procesan de manera sensible. Por otra parte, se encuentra la acción del calor en la inactivación de las enzimas endógenas como las β-glucosidasas, polifeoloxidasas y peroxidasas causantes de la pérdida de color y degradación de las betalaínas. Herbach et al., (2006) informa que la betanina fue la estructura más estable, como producto de la degradación.

El incremento del contenido de betalaínas se ve favorecida por el pH del agua de cocción (cocción a alta presión) que se encuentra cercana a 7, y la ausencia de oxígeno durante la cocción en agua (Huang and Von Elbe, 1986). Durante el procesamiento térmico de materiales ricos en betalaminas se producen reacciones de degradación entre ellos de isomerización, descarboxilación y escisión lo que resulta en pérdida de color y dorado (Azeredo, 2009). Además, la deshidrogenación de la betanina a neobetanina o la escisión de la betanina y la isobetanina provocan un cambio de color a tonalidades amarillas pero mantienen el poder antioxidante (Schwartz and Von Elbe, 1983).