ALIMENTOS

Barras energéticas para escolares

Alternativa de utilización del okara en el desarrollo de un producto dirigido a la alimentación escolar

POSTER

1.       I.          Introducción

La carencia diaria de alimentos nutritivos ricos en proteínas, carbohidratos, vitaminas y minerales son la causa fundamental de la desnutrición en la niñez, ocasionando problemas serios en el aprendizaje como falta de concentración en el ámbito escolar.

Según datos de la Comisión Económica de América Latina (CEPAL) el Ecuador ocupa el séptimo lugar de desnutrición infantil y esta es una de las razones por las cuales desde el año 2009 se aprobó la ley orgánica del régimen de la soberanía alimentaria en donde el estado le garantiza a las personas, comunidades y pueblos la autosuficiencia de alimentos sanos, nutritivos y culturalmente apropiados de forma permanente.

Consecuentemente, el presente proyecto tuvo como meta el desarrollo de tres productos alimenticios, estableciendo una nueva tecnología para su elaboración en la que se combinó para sus formulaciones cuatro materias primas: harina de soya baja en grasa, okara, polvo de arroz y sémola de maíz, cuya mezcla a más de cubrir en parte la nutrición de los escolares, también sirvió para obtener productos con calidad sensorial aceptable y al mínimo costo posible, todo lo cual se logró aprovechando estas materias primas sub-utilizadas por la agroindustria ecuatoriana y por lo tanto podrían constituir buenas alternativas entre los productos que ofrece el Programa de Alimentación Escolar  del Ecuador (PAE) u otros programas de alimentación colectiva o social.

1.     II.          Planteamiento del problema

El problema básicamente se concentra en dos tópicos:

1. La desnutrición calórico-proteica que es un problema que afecta principalmente a la población infantil del Ecuador donde según datos de la Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación (FAO), la desnutrición crónica afecta al 26.4% de niños y niñas ecuatorianos.
2. El desaprovechamiento de desechos, residuos o subproductos industriales que pueden constituir materias primas con valor nutricional apreciable.

En el Ecuador existe aún un alto índice de desnutrición, sobre todo en la población más vulnerable los niños.  La mala nutrición en los primeros años de la infancia, dejan secuelas permanentes e irreversibles que producen: aumento de la probabilidad de morir, de contraer infecciones respiratorias y enfermedades diarreicas, anemia, además limita el desarrollo intelectual del niño por falta de concentración, que con lleva repeticiones de años, que los niños no puedan a la larga terminar sus estudios, para así mejorar su situación socio-económica.

Los niños que presentan desnutrición proteico-energética tienen menos energía para realizar sus actividades diarias, aprenden con dificultad y presentan baja resistencia a las infecciones. El Programa Mundial de Alimentos establece que Ecuador es el cuarto país de América Latina, tras Guatemala, Honduras y Bolivia, con altos índices de desnutrición infantil. A nivel nacional, prácticamente uno de cada cuatro niños(as) menores de 5 años de edad presenta desnutrición crónica o retardo en el crecimiento (baja talla por edad).

La falta de concentración, problemas en el aprendizaje y desarrollo físico de los niños en la etapa escolar son ocasionados por no ingerir alimentos ricos en nutrientes tales como proteínas, carbohidratos, vitaminas y minerales.

La harina de soja baja en grasa es un subproducto de la soja que en la actualidad, al igual que la sémola de maíz, se emplea para la producción de alimentos balanceados animales, sin embargo se trata de una harina rica en proteínas, zinc, fósforo, vitamina B1,  entre otros nutrientes, razón por lo cual constituye una excelente alternativa  para elaborar productos de consumo humano. El okara es un residuo de la elaboración de leche de soya, en la industrialización de alimentos. Pero que sin embargo es un producto rico en calcio, hierro y vitamina B2 y que presenta además un alto contenido en isoflavonas de soja y en fibra insoluble.

La producción  de arroz es irregular en nuestro  país, y en su procesamiento hasta obtener arroz pulido que es la presentación mayormente consumida por los ecuatorianos, existe mucho desperdicio de esta gramínea que tiene un alto contenido de carbohidratos y que podría sustituir parte de la harina de trigo en diferentes productos para consumo de personas.

1.    III.          Acciones realizadas

La metodología para el desarrollo de cada uno de los tres productos se detalla a continuación:

Bebida

Para la obtención de la bebida se estableció primero los  requerimientos calórico – proteicos de los niños de 5 a 14 años en etapa escolar y  luego se desarrolló un diseño experimental  2^K con replica en el punto central en la etapa de pre-cocción para determinar el efecto de la proporción de las mezclas, la temperatura, y tiempo  de pre-cocción sobre las características de solubilidad, color, sabor y consistencia de las mismas.   Una vez obtenidos los resultados de las corridas experimentales se continuó con la optimización de la mezcla para maximizar la cantidad de proteínas presentes en la mezcla final manteniendo la calidad sensorial al mejor costo.  La mezcla óptima se sometió al proceso de secado hasta conseguir la humedad necesaria para la estabilidad de la bebida instantánea, luego la mezcla pasa por procesos de  molienda y tamizado, antes de ser formulada con el resto de ingredientes incluyendo los saborizantes.  Se evaluaron dos sabores en las pruebas sensoriales de aceptación y finalmente se estimó su vida útil.

Galletas

Para la elaboración de las galletas, se sustituyó  la harina de trigo por una mezcla que contenía okara conjuntamente con harina de soya baja en grasa y sémola de maíz, innovándose  las formulaciones ya existentes y obteniéndose  una masa de galletas con un valor nutricional adecuado, buenas características organolépticas y bajo costo.

Se estableció el diseño experimental para las mezclas de estos tres componentes con el objetivo de medir el efecto de sus proporciones sobre los atributos de textura, color y sabor de las galletas y una vez obtenida la mezcla más adecuada se realizó un estudio reológico para evaluar el comportamiento de la masa.

Se realizó pruebas sensoriales de sabor, color y textura a fin de establecer si hubo diferencias significativas entre las formulaciones y,  además pruebas afectivas para medir el nivel de agrado de los niños de edad escolar.

Con los respectivos cálculos se realizó una aproximación calórica-nutricional del producto final y la estimación de la vida útil de las galletas se realizó por medio de recuento de microorganismos totales, hongos y levaduras.

Finalmente se realizó un análisis económico, el cual incluyó los cálculos de costos de materia prima, costos indirectos de fabricación y costos directos de mano de obra.

Barra energética

Para la elaboración de la barra energética se realizó la caracterización de las materias primas: harina de arroz, okara, sémola de maíz y harina de soya baja en grasa.

Se planteó un diseño experimental de mezcla cuyo objetivo fue determinar la incidencia de las diferentes proporciones de las materias primas antes mencionadas sobre las características sensoriales de sabor, color y textura  del producto final.

Se realizaron dos tipos de pruebas sensoriales: discriminativas y de aceptación. La primera se hizo con jueces semi-entrenados  y la segunda con niños en etapa escolar.

Con datos obtenidos de las pruebas sensoriales se fijó la formulación del producto final y se realizaron cálculos pertinentes para determinar el aporte calórico proteico del producto.

También se hizo estimación de vida útil del producto final, descripción del proceso y equipos para la producción a pequeña escala y finalmente se realizó la estimación de costos de producción.

1.   IV.          Conclusiones y recomendaciones

Conclusiones

Se obtuvieron tres productos a partir de las diversas mezclas de okara, harina de soya baja en grasa, sémola de maíz y polvo de arroz: bebida instantánea saborizada, barra energética y galletas.

El diseño experimental de mezcla es una parte fundamental para poder desarrollar y elaborar los productos descritos en el presente trabajo para la obtención de datos y conclusiones objetivas sin caer en pruebas innecesarias..

El rendimiento de los procesos para obtener los tres productos  está entre el 67 y 98%, por lo que el proceso desarrollado se puede calificar de muy eficiente.

La bebida instantánea que tiene 372,18 Kcal, está elaborada a base del 50% de harina de soja baja en grasa y un 50% de arroz en polvo, como mezcla óptima. Se determinó que la pre-cocción de la misma debe ser a una temperatura de 78°C por 6 minutos y luego sometida a un proceso de secado con el cual se logró eliminar un 75,18% de humedad. Mientras que el horneo de las barras es a 185°C por 25 minutos lo que garantiza un porcentaje de humedad de  13.31% del producto final.

El cálculo teórico de proteínas en la bebida es de 28,40 %, sin embargo al validar el modelo mediante análisis físico químico se tiene un 20.18%, ambas cantidades representan un valor mayor al del producto similar entregado por el PAE actualmente.

El aporte energético de las barras es de 358 Kcal y 11,75 % de proteínas con lo que se cumple los valores del producto similar entregado por el PAE actualmente (> 350 Kcal y > 10 g).

Las galletas tradicionalmente tienen como componente principal la harina de trigo, sin embargo, en el presente proyecto se sustituyó la misma por una mezcla de okara, harina de soya baja en grasa y sémola de maíz obteniéndose un aporte de proteínas de 19,10 % y 524,92 Kcal que cumple con los valores del producto similar entregado por el PAE actualmente (>450 Kcal y > 11 g).

Los atributos sensoriales evaluados en las pruebas discriminativas fueron: sabor, color y textura, cuyos resultados permitieron determinar el efecto de los diversos tratamientos sobre estas propiedades en cada uno de los productos.

Las pruebas afectivas de aceptación determinaron que los productos en todas sus presentaciones tienen una muy buena calidad sensorial, esto significa sabor, color y textura agradables que es evidenciada por el alto porcentaje de respuestas de los niños hacia el nivel de “Me gusta”.

El  harina de soya utilizada ha sido sometida a un pre-tratamiento térmico, que asegura la inhibición de factores antinutricionales, principalmente la actividad de los inhibidores de tripsina, sustancia que inhibe la actividad proteolítica enzimática, que puede generar inhibición del crecimiento, reducción del metabolismo energético, hipertrofia pancreática, entre otros.

El análisis de varianza y la prueba de Tukey; fueron herramientas importantes  para analizar los datos obtenidos de la evaluación sensorial, en donde se pudo determinar que ninguna muestra presentó diferencia significativa en cuanto a sabor a soya. Y que las muestra con mayor porcentaje de harina de soya, en el caso de las galletas  fueron las más oscuras, duras y crujientes. Las muestras con mayor cantidad de okara fueron las más claras, suaves y menos crujientes.

Mediante las pruebas de estabilidad acelerada a 45 días, aplicada a barras y galletas  se determinó un tiempo de vida útil de seis meses.

El P.V.P. estimado de 30 g de producto está entre $0,14 y $0, 19. Un paquete con seis galletas, de aproximadamente 43 gr de peso neto tiene un costo de fabricación de US $ 0,20

Recomendaciones

Se recomienda el uso de las materias primas estudiadas para la elaboración de más productos alternativos dirigidos a la alimentación colectiva o social tales como los programas de alimentación escolar o planes de contingencia en situaciones emergentes, de desastres naturales u otros. El uso de productos locales podría disminuir las importaciones de otros cereales como el trigo y la avena para la fabricación de productos similares.

Se recomienda realizar nuevos estudios de formulación de sabores tales como maracuyá, naranjilla y pera que enmascaran adecuadamente el sabor amargo residual de la soya. Y de otros aditivos tales como emulsificantes, acentuadores de sabor, leudantes, humectantes, antioxidantes y colorantes naturales en cantidades permitidas de conformidad con la NTE INEN 2074.

Se recomienda aplicar correctamente las buenas prácticas de manufactura en el proceso de elaboración; principalmente en las etapas de pre-cocción, laminación, corte, secado, moldeo, enfriamiento y formulación para evitar la contaminación cruzada.

Como material de empaque se recomienda usar polipropileno laminado para  asegurar la conservación de las características organolépticas del producto, como también su humedad.

Se recomienda hacer estudios de comportamiento de las nuevas masas obtenidas por mezcla de okara, sémola y harina de soya baja en grasa y polvo de arroz.

5.- BIBLIOGRAFÍA

Aprovechamiento de sémola de Maíz y harina de Soya para Desarrollar Alimentos Infantiles de Reconstitución Instantánea, Tesis De Ingeniería Escuela Superior Politécnica Del Litoral, 2010

Elaboración De Sopa Instantánea A Partir De Harina De Arroz (Oriza Sativa), Proyecto De Graduación Escuela Superior Politécnica Del Litoral, 2011

Proyecto Para La Creación De Una Planta Procesadora De Leche De Soya En Polvo Para La Ciudad De Guayaquil, Figueroa Lizbeth Y Sánchez Virginia, Escuela Superior Politécnica Del Litoral, 2006

Elaboración de sopa instantánea a partir de harina de chocho (Lupinus Mutabilis Sweet). Proyecto De Graduación Escuela Superior Politécnica Del Litoral, 2011

Norma Técnica Ecuatoriana INEN 1 736, 1989-05. Harina de maíz pre cocida.  Determinación de la expansión. Quito, Ecuador

Norma Técnica Ecuatoriana INEN 524, 1980-12. Harinas de origen vegetal.  Determinación del Almidón de maíz pre cocida. Quito, Ecuador

Norma Técnica Ecuatoriana INEN 519, 1980-12. Harinas de origen vegetal.  Determinación de la proteína. Quito, Ecuador.

Norma Técnica Ecuatoriana INEN 519, 1980-12. Harinas de origen vegetal.  Determinación de la proteína. Quito, Ecuador.

Norma Técnica Ecuatoriana INEN 517, 1980-12. Harinas de origen vegetal.  Determinación del tamaño de la partícula. Quito, Ecuador

Norma Técnica Ecuatoriana INEN 186, Segunda Revisión. Harinas de origen vegetal.  Granos y Cereales. Arroz en Cascara. Requisitos. Quito, Ecuador

PAE. Programa De Alimentación Escolar < http://www.pae.gob.ec/>.

Kuehl, Robert O. Diseño De Experimentos. 2ª Edición. México D. F. Thomson Learning.

Anzaldúa-Morales, Antonio. La Evaluación Sensorial De Los Alimentos En La Teoría Y En La Práctica. Zaragoza-España, Acribia, 1994.

Guerrero, Gustavo. Proyectos De Inversión. 1° Edición. Noviembre 2007

www14, 2011. Disponible en la página de internet:  http://www.fao.org/docrep/t0395s/T0395S04.htm#CUADRO%206

2479-7876-1-PB  solubilidad. Disponible en la página de internet: http://www.rcientificas.uninorte.edu.co/index.php/…/1624

AIDA M. FRANKEL, Soja Cultivo, Industrialización, Uso

BANCO MUNDIAL, Insuficiencia Nutricional en el Ecuador

TESIS JORGE BLUM Y MARTHA CONTRERAS, Aprovechamiento de sémola de maíz y harina de soya para desarrollar alimentos infantiles de reconstitución instantánea.

RAMÓN MIGUEL CARRERAS ORTELIS, El Arroz

ANDRE ANGLADETTE, El Arroz

NORMAN N. POTTER, Ciencias de los Alimentos.

TESIS GAMBOA VANNIA, Diseño de proceso para el desarrollo de barras energéticas como subproducto en la obtención de leche saborizada de soya.

PROGRAMA DE ALIMENTACION ESCOLAR PAE.

Diseño de proceso para el desarrollo de barras energéticas como subproducto en la obtención de leche saborizada de soya, gamboa vannia, tesis de ingeniería escuela superior politécnica del litoral, 2007

Producción y comercialización de yogurt de soya en guayaquil como unidad estratégica de negocios para industrias lácteas toni, vargas jenny y alvarez jairo, proyecto de graduación escuela superior politécnica del litoral, 2003

Proyecto para la creación de una planta procesadora de leche de soya en polvo para la ciudad de guayaquil, figueroa lizbeth y sánchez virginia, escuela superior politécnica del litoral, 2006

Aprovechamiento de sémola de maíz y harina de soya para desarrollar alimentos infantiles de reconstitución instantánea. Tesis (ingenieros de alimentos). Blum, jorge y contreras, martha. Guayaquil, ecuador. Escuela superior politécnica del litoral, 2010.

Norma técnica ecuatoriana NTE INEN 2085:2005. Primera revisión. Galletas. Requisitos. Quito, ecuador

Kuehl, Robert O. Diseño De Experimentos. 2ª Edición. México D. F. Thomson Learning.

PAE. Programa de alimentación escolar < http://200.25.183.74/>.

Anzaldúa-Morales, Antonio. La evaluación sensorial de los alimentos en la teoría y en la práctica. Zaragoza-España, Acribia, 1994.

Guerrero, Gustavo. Proyectos de inversión. 1° edición. Noviembre 2007

Disponible en la página de internet:  https://sites.google.com/a/akicorp.net/akicorp/okara

www2, 2011.Disponible en la página de internet: http://books.google.com/books?id=3W74f2UJoVEC&pg=PA247&dq=composici%C3%B3n+del+okara&hl=es&ei=LH2NTe72AoW3tweX5I2uDQ&sa=X&oi=book_result&ct=result&resnum=4&ved=0CDcQ6AEwAw#v=onepage&q&f=false Pág. 247

www3, 2011. Disponible en la página de internet:  http://redalyc.uaemex.mx/redalyc/src/inicio/ArtPdfRed.jsp?iCve=10612549011

www4, 2011. Disponible en la página de internet:  http://redalyc.uaemex.mx/redalyc/src/inicio/ArtPdfRed.jsp?iCve=65111118009

www5, 2011. Disponible en la página de internet:      http://books.google.com/books?id=3W74f2UJoVEC&pg=PA247&dq=composici%C3%B3n+del+okara&hl=es&ei=LH2NTe72AoW3tweX5I2uDQ&sa=X&oi=book_result&ct=result&resnum=4&ved=0CDcQ6AEwAw#v=onepage&q&f=false Pág. 245

www6, 2011. Disponible en la página de internet:   http://www.oleaginosas.org/art_146.shtml

www7, 2011. Disponible en la página de internet:  http://www.iniap-ecuador.gov.ec/archivos/variedades_publicaciones/107.PDF

www8, 2011. Disponible en la página de internet:  http://redalyc.uaemex.mx/pdf/674/67403706.pdf

www9, 2011. Disponible en la página de internet:  http://www.fagro.edu.uy/~suinos/biblioteca/nutricion/N-Savon%20-%20Factores%20antinutricionales%20en%20recursos%20alimentarios%20tropicales%20para%20especies%20monogastricas.pdf

www10, 2011. Disponible en la página de internet:  http://www.acsoja.org.ar/mercosoja2006/trabajos_pdf/T188.pdf

www11, 2011. Disponible en la página de internet:  http://books.google.com/books?id=ZZ4dNN3ahEQC&pg=PA43&dq=s%C3%A9mola+de+ma%C3%ADz&hl=es&ei=28mfTZKUFYPL0QGG9KmZAg&sa=X&oi=book_result&ct=result&resnum=1&ved=0CCgQ6AEwAA#v=onepage&q=s%C3%A9mola%20de%20ma%C3%ADz&f=false

www12, 2011. Disponible en la página de internet:  http://www.fao.org/docrep/t0395s/T0395S07.HTM#Capitulo%205%20Cambios%20f%C3%ADsicos%20y%20qu%C3%ADmicos%20durante%20la%20elaboraci%C3%B3n

www13, 2011. Disponible en la página de internet:  http://www.fao.org/docrep/t0395s/T0395S03.htm#Capitulo%202%20Composici%C3%B3n%20qu%C3%ADmica%20y%20valor%20nutritivo%20del%20ma%C3%ADz

www14, 2011. Disponible en la página de internet:  http://www.fao.org/docrep/t0395s/T0395S04.htm#CUADRO%206