2 Research Review
3.5 Statistical analyses
3.5.3 Likelihood ratio estimation
Art 9, 24 y 28 de la Ley Orgánica de Régimen de Soberanía Alimentaria, indica que el Estado asegurará y desarrollará la investigación científica y tecnológica en materia agroalimentaria, con la finalidad de cumplir con la inocuidad alimentaria y de que estos promuevan a las personas una adecuada nutrición y protección de su salud, prohibiendo así la comercialización de productos con bajo valor nutricional.
Art, 6 – numeral 18 de la Ley Orgánica de la Salud, dispone como responsabilidad al Ministerio de Salud Pública regular y realizar el control sanitario de la producción, importación, distribución, almacenamiento, transporte, comercialización para uso y consumo humano debe garantizar su inocuidad, seguridad y calidad.
NORMA TÉCNICA ECUATORIANA NTE INEN 2085 “Galletas”.
Galletas. Producto obtenido mediante el horneado apropiado de las figuras formadas por el amasado de derivados del trigo u otras farináceas utilizando otros ingredientes aptos para el consumo humano.
Tabla 4. Requisitos bromatológicos para la galleta.
Requisitos Mínimo Máximo Método de
ensayo
Humedad % - 10.0 NTE INEN 526
Proteína % (%N x 5,7) 3.0 - NTE INEN 519
pH en solución acuosa al
10% 5.5 9.5 NTE INEN 518
Requisitos bromatológicos para la galleta obtenida. INEN, 2005
Tabla 5. Requisitos microbiológicos para la galleta.
Requisito n Unidad Mínimo Máximo C
Método de ensayo Mesófilos aerobios REP 3 ufc/g 1 x 103 1.0 x 104 1 NTE INEN 1529 – 5 Mohos y levaduras 3 upc/g 1 x 102 2.0 x 102 1 NTE INEN 1529 - 10
Requisitos microbiológicos para la galleta obtenida. INEN, 2005
3. Materiales y métodos 3.1 Enfoque de la investigación
3.1.1 Tipo de investigación
El presente proyecto se realizó investigaciones de tipo bibliográfica, tipo experimental, y descriptivo. De tipo bibliográfica debido que se tomó información de fuentes confiables tales como libros, documentos virtuales, artículos científicos, entre otros, tipo experimental ya que se llevaron a cabo pruebas de laboratorio y descriptivo porque se describió el proceso y las características fisicoquímicas (humedad, proteína y pH) y análisis microbiológicos (mohos y levaduras, aerobios mesófilos REP) que se obtendrá en el producto terminado (galleta).
3.1.2 Diseño de investigación
El diseño de esta investigación fue de tipo experimental, se llevaron a cabo pruebas de laboratorio y tratamientos previos a la obtención de la harina a partir de las semillas de guanábana para la elaboración de galleta y se describió las características fisicoquímicas (humedad, proteína y pH) y análisis microbiológicos (mohos y levaduras, aerobios mesófilos REP) del producto terminado.
3.2 Metodología 3.2.1 Variables
3.2.1.1 Variable independiente
Porcentaje de harina de las semillas de guanábana Porcentaje de harina de trigo
3.2.1.2 Variable dependiente
Características fisicoquímicas (humedad, proteína, pH) de la galleta con alto contenido de hierro.
Análisis microbiológicos (mohos y levaduras, aerobios mesófilos REP) de la galleta con alto contenido de hierro.
Contenido nutricional (hierro) de los diferentes tratamientos de galletas. 3.2.2 Tratamientos
Tabla 6. Formulación de galleta fortificada.
Ingredientes T1 T2 T3 g % G % g % Harina de las semillas de guanábana 70 20.46 150 43.86 90 26.32 Harina de trigo 130 38.01 50 14.62 110 32.16 Azúcar 80 23.39 80 23.39 80 23.39 Huevo 30 8.77 30 8.77 30 8.77 Mantequilla 30 8.77 30 8.77 30 8.77 Esencia de vainilla 2 0.58 2 0.58 2 0.58 Total 342 100 342 100 342 100
Formulación en gramos y porcentajes para la elaboración de galleta. Vera, 2021
3.2.3 Diseño experimental
Para la obtención de galletas a base de harina de semillas de guanábana se realizó tratamientos con diferentes porcentajes para lograr determinar el de mayor contenido de hierro. Para lo cual en esta investigación se aplicó un diseño experimental por triplicado escogiendo a la galleta de mayor contenido de hierro, posteriormente se analizó los requisitos bromatológicos (pH, proteína, humedad) y requisitos microbiológicos (mohos y levaduras, aerobios mesófilos REP) al mayor tratamiento.
3.2.4 Recolección de datos
3.2.4.1 Recursos
Materiales
Harina de semillas de guanábana Harina de trigo Azúcar Huevo Mantequilla Esencia de vainilla Equipos y materiales
Balanza analítica (CAMRY ACS-30JE11, capacidad final 30 kg, temperatura 0~ + 40°𝐶)
Olla metálica Bandeja metálica
Horno secador en bandejas (Marca Andino Serie: 3513-1, capacidad final 27 kg, temperatura máxima 250°C)
Tostador (Marca oster, capacidad final 42 litros, temperatura máxima entre 90°C a 230°C)
Triturador (110V 2hp, capacidad final 40 kg) Molino (Marca Victoria Ypt, capacidad final 5 kg) Mezcladora (Modelo SCH-50, capacidad final 20 kg)
Empacadora al vacío (Mono cámara CMP - 4002D, capacidad final 1-2 ciclos) Termómetro
Potenciómetro con electrodos de vidrio Piseta
Vaso de precipitación Aparato Kjeldahl Matraz Kjeldahl Matraz Erlenmeyer Bureta Probeta
Parafina o piedra pómez
Pesafiltro de vidrio, con tapa esmerilada Desecador, con cloruro de calcio
Estufa con regulador de temperatura Placas Petri
Pipetas serológicas de boca ancha de 1 cm3 y 10 cm3 graduadas en 1/10 de
unidad
Esparcidores Medios de cultivos
Agar sal-levaduras de Davis Espectrofotómetro UV visible Placas Petrifilm
Dispersor
Termostato HPLC (PerkinElmer USA) Contador de colonias modelo Quebec Autoclave
Reactivos
Hipoclorito de sodio Agua destilada
Ácido sulfúrico concentrado, con densidad 1,84 g/cm3 a 20°C
Solución 0,1 N de ácido sulfúrico
Solución concentrada de hidróxido de sodio Solución 0,1 hidróxido de sodio
Sulfato de potasio o sulfato de sodio y sulfato de cobre, anhidros exentos de nitrógeno, reactivos para análisis.
3.2.4.2 Métodos y técnicas
3.2.4.2.1 Diagrama de flujo del proceso de obtención de harina de las semillas de guanábana.
A continuación se presenta el diagrama de flujo de la obtención de la harina de las semillas de guanábana (Annona muricata), (ver Figura 1):
Figura 1. Obtención de harina de las semillas de guanábana Vera, 2021
Recepción de materia prima
Despulpado
Lavado de las semillas
Secado Molienda Tamizado Envasado Tamaño de partícula 125 micras Guanábana
Gránulos de mayor tamaño 40 °C
8 h
DESCRIPCIÓN DEL DIAGRAMA DE FLUJO
Recepción de materia prima: La materia prima a utilizar fue guanábana del género Annona, se seleccionó las guanábanas que presenten mejores aspectos, que no presenten golpes o magulladuras caso contrario se rechazaran. La materia prima fue lavada para la eliminación de impurezas presentes en la superficie.
Despulpado: Se realizó un pelado de la fruta con la ayuda de cuchillo de acero inoxidable, luego las semillas fueron separadas de la pulpa de manera manual.
Lavado de las semillas: Las semillas fueron lavadas en agua potable para eliminar resto de pulpa, mucílago e impurezas presentes en las mismas.
Secado: Una vez lavadas las semillas se dejó secar a temperatura ambiente hasta la eliminación del exceso de agua, luego fueron deshidratadas para disminuir el contenido de agua presentes en las semillas, utilizando un secado al horno para la deshidratación durante 8 h a 40 °C.
Molienda: Este proceso consistió en llevar las semillas deshidratadas al molino manual, con la finalidad de disminuir el tamaño de partículas.
Tamizado: Una vez concluido el proceso de molienda, se procedió a tamizar la harina con características granulométricas (125 micras), descartando las partículas de harina de mayor tamaño.
Envasado: Una vez que se obtuvo la harina de semillas de guanábana, se procedió a envasarla en una funda plástica, con sus respectivas indicaciones.
Almacenado: La harina obtenida de las semillas de guanábana fue conservada en un lugar fresco y de baja humedad, para evitar su deterioro.
3.2.4.2.2 Diagrama de flujo de proceso de elaboración de galletas.
A continuación se presenta el diagrama de flujo de la elaboración de galleta utilizando harina de semillas de guanábana, (ver Figura 2):
Figura 2. Diagrama de flujo de la elaboración de galletas a base de harina de semillas de guanábana Vera, 2021 Recepción de materia prima Pesado Mezclado Moldeado Horneado Enfriado Envasado Almacenado Harina de trigo, huevo,
mantequilla, azúcar, esencia de vainilla Harina de semillas de guanábana 160 °C 10 min
DESCRIPCIÓN DEL DIAGRAMA DE FLUJO
Recepción de materia prima: Se recibió las materias primas (harina de semillas de guanábana, harina de trigo, huevo, mantequilla, azúcar y esencia de vainilla) en las debidas condiciones de higiene, calidad sensorial y organoléptica.
Pesado: Se pesó los ingredientes según la formulación indicada.
Mezclado: Se mezcló los ingredientes sólidos (harina de semillas de guanábana, harina de trigo, azúcar, mantequilla) para obtener una masa y luego se procedió a agregar los ingredientes líquidos (huevo y esencia de vainilla).
Moldeado: Se procedió a realizar cortes en porciones de 20 g, dándole forma redonda, luego se colocó en bandejas metálicas y se le dio forma plana.
Horneado: Consistió en colocar las bandejas metálicas con la masa moldeada al horno y previamente calentado a 160°C y se hornearon en un lapso de 10 min.
Enfriado: Una vez que se saca las bandejas metálicas del horno, se dejó las galletas enfriando a temperatura ambiente por un tiempo de 15 min.
Envasado: Una vez que las galletas se enfriaron, se procedió a envasarla en una funda plástica, con sus respectivas indicaciones.
Almacenado: Se colocó las galletas envasadas en un lugar que este fresco.
3.2.4.2.3 Determinación de hierro (AOAC 944.02/ Espectrofotometría)
La determinación de hierro se realizó por espectrofotometría UV/visible donde se usa luz para medir las concentraciones de las sustancias químicas, cuando una molécula absorbe un fotón pasa de un estado basal, a un estado excitado donde la energía de la molécula se incrementa, así la intensidad de los fotones pasan a través de una muestra que contiene el analito se atenúa debido a la absorción, la
medida de esta atenuación recibe el nombre de absorbancia, siendo esta la que sirve de señal.
3.2.4.2.4 Determinación de concentración de ión hidrógeno o pH, según la Norma Técnica Ecuatoriana NTE INEN 526. Harinas de origen vegetal.
Se pesó 10 g de muestra preparada y se colocó en el vaso de precipitado, se añadió 100 cm3 de agua destilada y se agitó durante 30 min a 25°C para que las
partículas de almidón queden suspendidas uniformemente, luego se dejó reposar durante 10 min, se procedió a determinar el pH por lectura directa, se introdujo electrodos del potenciómetro en el vaso de precipitación con el líquido sobrenadante, se realizó el proceso por duplicado sobre la misma muestra preparada.
3.2.4.2.5 Determinación de proteína, según la Norma Técnica Ecuatoriana NTE INEN 519. Harinas de origen vegetal.
Se pesó 0,7 g a 2,2 g de muestra y se transfirió al matraz Kjeldahl, se agregó 15 g de la muestra catalizadora sulfato de cobre, sulfato de potasio anhidros y 25 cm3 de ácido sulfúrico concentrado, luego se agitó cuidadosamente y se procedió a colocarlo en la hornilla de aparto Kjeldahl, calentando suavemente hasta que no se observe formación de espuma y luego se aumentó el calentamiento, se continuó con el calentamiento por dos horas y se dejó enfriar, luego se agregó 200 cm3 de
agua destilada, luego se procedió a enfriar la mezcla hasta una temperatura inferior a 25°C y se añadió trocitos de parafinas de zinc para evitar proyecciones durante la ebullición, finalmente se inclinó el matraz con su contenido y se vertió para que se formen dos capas 50 cm3 de la solución concentrada de hidróxido de sodio.
3.2.4.2.6 Determinación de humedad, según la Norma Técnica Ecuatoriana NTE INEN 518 Harina de origen vegetal.
Se calentó el pesafiltro durante 30 min en la estufa a 130 ± 3°C, se dejó enfriar en el desecador hasta temperatura ambiente y pesar, luego se procedió a pesar 2 g de muestra preparada, luego se transfirió al pesafiltro y se distribuyó uniformemente en su fondo, se calentó el pesafiltro y su contenido (muestra preparada) durante una hora, en la estufa calentada a 130 ± 3°C, sin tapa, antes de sacar el pesafiltro de la estufa se debió tapar y luego se trasladó al desecador, hasta llegar a temperatura ambiente, finalmente se repartió las operaciones de calentamiento, enfriamiento y pesaje, hasta que la diferencia de masa entre los resultados de dos operaciones de pesajes sucesivas no exceda de 0.1 mg.
CÁLCULO
La perdida por calentamiento en muestras de harina de origen vegetal se calculó mediante la ecuación siguiente:
𝑃𝑐 =
𝑚2− 𝑚3
𝑚2− 𝑚1𝑥 100 Donde:
𝑃𝑐: Pérdida por calentamiento, en porcentaje de masa. 𝑚1: Masa del pesafiltro vacío con tapa, en g.
𝑚2: Masa del pesafiltro y tapa, con la muestra sin secar, en g.
𝑚3: Masa de pesafiltro y tapa, con la muestra seca, en g.
3.2.4.2.6 Control microbiológico de los alimentos mohos y levaduras viables recuento en placa por siembra en profundidad, según la Norma Técnica Ecuatoriana NTE INEN 1529.
Se agitó la suspensión inicial con el fin de evitar la sedimentación de microorganismo que contiene partículas, para la inoculación e incubación sobre la
placa de agar fundido se utilizó una pipeta estéril y se debe transferir 0.1 mL de la muestra si es líquido o 0.1 mL de suspensión inicial en el caso de otros productos para facilitar el recuento de bajas poblaciones de levaduras y mohos, luego se inoculan las placas por el método de vertido, la técnica de propagación de placa facilita la máxima exposición de las célula al oxígeno atmosférico y evita cualquier riesgo de inactivación térmica de los propágulos fúngicos, luego se incubó las placas preparadas aeróbicamente, con las tapas superiores en posición vertical en la incubadora a 25°C ± 1°C durante 5 días, para el recuento y selección de colonias se debió leer las placas entre 2 días y 5 días de incubación y se seleccionó los platos que contienes menos de 1550 colonias y se procedió a contarlas por separados, para identificarlas se debió seleccionar el área de crecimiento de hongos y examinar con el microscopio en el medio adecuado para su aislamiento.
CÁLCULO
Cálculo del número de unidades propagadas de mohos y levaduras por centímetro cubico, se calculó mediante la siguiente ecuación:
𝑁 = 𝑛ú𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑐𝑜𝑙𝑜𝑛𝑖𝑎𝑠 𝑐𝑜𝑛𝑡𝑎𝑑𝑎 𝑜 𝑐𝑎𝑙𝑐𝑢𝑙𝑎𝑑𝑎𝑑
𝑐𝑎𝑛𝑡𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎 𝑠𝑒𝑚𝑏𝑟𝑎𝑑𝑎
𝑁 = Σ𝐶 𝑉(𝑛1+ 0.1𝑚2)
Donde:
Σ𝐶: Suma de las colonias contadas en todas las placas elegidas n1: número de placas contadas de la primera dilución seleccionada. n2: número de placas contadas de la segunda dilución seleccionada. d: dilución de la cual se obtuvieron los primeros recuentos.
3.2.4.2.7 Control microbiológico de los alimentos. Determinación de la cantidad de microorganismos aerobios mesófilos REP, según la Norma Técnica Ecuatoriana NTE INEN 1529.
En cada una de las cajas Petri totalmente identificadas se debió depositar 1 cm3
de cada dilución, luego se vertió 2 cm3 de agar para el recuento en placa-PCA,
fundido y templado a 45°C ± 2°C, se procedió a mezclar el inóculo de siembra con el medio de cultivo imprimiendo a la placa en movimientos de valvén, se dejó reposar hasta que solidifique el agar, luego se debió invertir las cajas e incubarlas a 30°C ± 1°C por 48 a 75 h, pasado el tiempo de incubación se seleccionó las placas de dos diluciones consecutivas que presenten entre 15 y 300 colonias, con la ayuda de un contador de colonias, se procedió a contar las colonias que hayan crecido en el medio, para finalizar se anotó el número de colonias y la respectiva dilución.
3.2.5 Análisis estadístico
En la presente investigación se aplicó un análisis estadístico, con la finalidad de analizar el contenido de hierro de la galleta por triplicado, en el cual se realizó un diseño completamente al azar (DCA) con tres tratamientos, un análisis de varianza ANOVA y para la comparación de promedios se aplicó una prueba de Tukey al 5% de probabilidad, escogiendo aquella de mayor porcentaje de hierro para luego ser analizada bajo los requisitos bromatológicos (pH, proteína, humedad) y requisitos microbiológicos (mohos y levaduras, aerobios mesófilos REP) según la Norma INEN 2085. Galleta.
Tabla 7. Esquema ANOVA
Fuentes de variación Grados de libertad (GL)
Total (T*P) – 1 (3 * 3) 9 – 1 = 8 Tratamiento (T-1) 3 – 1 =2 Panelista (P-1) 3 – 1 = 2 Error experimental (3 – 1) (3 -1 ) = 4 Esquema de varianza. Vera, 2021
4. Resultados
4.1 Desarrollo de tres formulaciones diferentes de galleta elaborada a partir de la sustitución parcial de harina de trigo (Triticum) por harina de semillas de guanábana (Annona muricata).
Para el desarrollo de la presente tesis se elaboraron galletas a partir de la sustitución parcial de harina de trigo (Triticum) por harina de semillas de guanábana (Annona muricata), se empezó por la selección de la fruta (guanábana) y de los ingredientes que serían parte del producto, dicha selección se realizó en base a la calidad del mismo.
Se desarrolló una formulación de la cual derivaron dos variantes en base a la harina de trigo y la harina de semillas de guanábana, Esto se repitió para cada tratamiento dando así un total de 3 tratamientos.
En la tabla 6, se describen los ingredientes y las cantidades necesarias para la elaboración de galletas a partir de la sustitución de harina de trigo por harina de semillas de guanábana con respecto a los tres tratamientos realizados
4.2 Análisis de hierro en la galleta elaborada a partir de la sustitución de harina de trigo (Triticum) por harina de semillas de guanábana (Annona
muricata).
En la tabla 8, se detallan los análisis de hierro para lo cual se realizó por triplicado para cada tratamiento de galleta obtenida a partir de la sustitución de harina de trigo por harina de semillas de guanábana, dando como resultado que el tratamiento 2 muestra 3, presentó un aumento en el contenido de hierro, esto se debe al uso de harina de semillas de guanábana, brindando un alimento de calidad y con un gran aporte de hierro en la alimentación.
Tabla 8. Análisis de hierro. Resultado (Contenido de hierro) Muestra Unidad T1 T2 T3 1 mg/g 1.80 10.26 0.35 2 mg/g 1.90 10.22 0.30 3 mg/g 1,60 10.28 0,38
Análisis de hierro por triplicado realizado a las muestras de galletas. Vera, 2021
Como se demuestra en la Figura 3, Los tratamientos estudiados en la presente investigación presentaron diferencias significativas, para lo cual el tratamiento 2 muestra 3 presentó una mayor cantidad de hierro (mg/g), de acuerdo a lo planteado, esto sirvió para seleccionar a dicha muestra para realizar los análisis bromatológicos y microbiológicos.
Vera, 2021
Tabla 9. Análisis de varianza
Variable N R2 R2 Aj CV Resultados 9 1,00 1,00 2,25 Valores de varianza. Vera, 2021 1,80 10,26 0,35 1,90 10,22 0,30 1,60 10,28 0,38 0,10 1,00 10,00 100,00 m g d e h ie rro /100 g d e mu es tra
TRATAMIENTO 1 TRATAMIENTO 2 TRATAMIENTO 3
HIERRO (mg/g) MUESTRA 1 HIERRO (mg/g) MUESTRA 2 HIERRO (mg/g) MUESTRA 3
Tabla 10. Cuadro de análisis de la varianza (Sc tipo III) F.V. SC Gl CM F p-valor Modelo 172,26 2 86,13 9976,30 <0,0001 Tratamiento 172,26 2 86,1 9976,30 <0,0001 Error 0,05 6 0,01 Total 172,31 8
Cuadro de varianza (Sc tipo III). Vera, 2021
Se demuestra en la tabla 10, según los análisis descritos que el p-valor es 0,0001 siendo menor al valor del nivel de significancia de 0,05 por lo tanto se rechaza la hipótesis nula la cual indica que si existe diferencia significativa entre las medias de los tres tratamientos sometidos al estudio, cumpliendo con el mejoramiento del contenido de hierro.
Tabla 11. Análisis estadístico del contenido de hierro (mg/g)
Tratamientos Medias N E.E
3 0,34 3 0,05 A
1 1,77 3 0,05 B
2 10,25 3 0,05 C
Medias con una letra en común no son significativamente diferentes (p > 0,05). Vera, 2021
Se evaluó el análisis de hierro por triplicado a los tres tratamientos de galleta, una vez realizado el análisis de varianza, en la tabla 11 se demuestra que los tratamientos si obtuvieron diferencias significativas entre las medias, por lo que definen que no son similares.
Tal como se observa en la Figura 18, en comparación del contenido de hierro de la galleta estudiada en la presente investigación con una galleta comercial, se concluye que la galleta con sustitución parcial de harina de trigo por harina de semillas de guanábana es mayor (10,28 mg/g) en comparación a la galleta comercial “Melany” (100% harina de trigo) es de 6,32 mg/g, consiguiendo el cumplimiento de uno de los objetivos de esta investigación que es incrementar el contenido de hierro en un producto de consumo alto como son las galletas,
reutilizando un residuo orgánico cuyo valor nutritivo es desconocido en nuestro medio.
4.3 Determinación de las características bromatológicas (pH, proteína, humedad), según norma NTE INEN 2085. Galleta de la muestra que presenta mayor contenido de hierro.
4.3.1 Estudios bromatológicos
En la tabla 12, se detallan los análisis bromatológicos realizados con respecto al potencial de hidrógeno (pH), proteína y humedad, lo que dio como resultado lo siguiente:
pH: El estudio de pH de la galleta con mayor cantidad de hierro (tratamiento 2, muestra 3), tal como se observa en la tabla 12 con respecto a los análisis de laboratorio realizados muestran que sus valores se encuentran dentro del rango de los requisitos según la norma establecida, cabe recalcar que esta comparación es una guía ya que no existe norma vigente para el producto en estudio.
Proteína: Los resultados del análisis de proteína de la galleta con mayor cantidad de hierro (tratamiento 2, muestra 3), tal como se demuestra en la tabla 12 que sus valores se encuentran dentro del rango mínimo según la norma establecida.
Tal como se observa en la Figura 17, el porcentaje de proteína de la galleta con sustitución parcial de harina de trigo por harina de semillas de guanábana es menor