INTRODUCCIÓN

La industria alimentaria en las últimas décadas ha buscado alimentos que no solo sean apetecibles al paladar, sino que proporcionen nutrientes, prevengan enfermedades o mejoren un producto ya existente, buscando satisfacer al consumidor con productos funcionales y saludables (Palacio et al., 2017; Poliazko et al., 2019). El pan y los productos de bollería son una parte fundamental de la dieta diaria (Šmídová y Rysová, 2022), consumidos desde el surgimiento de la agricultura y la domesticación de los cereales en el neolítico hasta la actualidad (Arranz et al., 2018), siendo el gluten del trigo la proteína que determina la estructura y textura del pan, sin embargo, este carece de aminoácidos como la treonina y lisina (Shongwe et al., 2022), los cuales no pueden ser sintetizados por el ser humano y deben consumirse en la dieta (Kishor et al., 2020; Talukder et al., 2022).

Ya desde 1964 la FAO había previsto el problema de bajo suministro de nutrientes en los países donde no se produce trigo (un cultivo de clima subtropical y de las alturas tropicales más allá de los 3000 msnm), y acuño el término “harinas compuestas” las cuales se elaboran a partir de harina de trigo o de otros cereales para la producción de panes, productos horneados y pastas Chandra et al. (2015), distinguiendo dos clases de harinas compuestas; la harina de trigo con otras harinas y la harina compuesta que no contiene trigo (Menon et al., 2015). Algunos alimentos contribuyen a la ingesta de nutrientes como los productos horneados, especialmente el pan, el cual en la historia de la humanidad ha probado ser la base de la alimentación humana, debido a su facilidad de almacenamiento poscosecha y facilidad de elaboración (Tasiguano et al., 2019). Por ser un producto popular básico, continuamente es seleccionado para incrementar su valor nutricional Kundu et al. (2014) y abordar la problemática de la inseguridad alimentaria mediante un enfoque inclusivo y equitativo de materias primas no convencionales (Rodríguez et al., 2018).

La ahuyama, es una hortaliza que tienen alto rendimiento, durabilidad en postcosecha y alto contenido de nutrientes, los cuales pueden cambiar de una especie a otra (Khan et al., 2019); la especie Cucurbita moschata es la más cultivada y consumida en Colombia, Rodríguez et al. (2018), su principal componente es el contenido de carotenoides especialmente de betacaroteno. El procesamiento de frutos de ahuyama a través de operaciones de acondicionamiento y secado genera como producto principal la harina obtenida de la pulpa, con una composición alta de fibra, carbohidratos y especialmente almidón (Ubaque et al., 2015).

Teniendo en cuenta que “los alimentos funcionales son aquéllos que proporcionan un efecto beneficioso para la salud más allá de su función básica nutricional” Zuleta et al. (2012) y al conocer las características nutricionales de la harina de ahuyama, el objetivo de la investigación fue, desarrollar un producto de panificación funcional con base de harinas compuestas con harina de trigo Triticum aestivum L. y harina de ahuyama (Cucurbita moschata Duchesne).

METODOLOGÍA

El acondicionamiento de las materias primas, pruebas de secado y análisis de la valoración macromolecular, se ejecutaron en el Laboratorio de Semillas de la Universidad Nacional de Colombia, la prueba de proteína se realizó en el laboratorio de servicios analíticos (LSA) en el Centro Internacional de Agricultura Tropical (CIAT) y la prueba sensorial se realizó en la Universidad nacional de Colombia – UNAL y la Universidad Nacional Abierta y a Distancia - UNAD. Se emplearon frutos de ahuyama (Cucurbita moschata Duchesne) en madurez de cosecha (MACO) del cultivar Unapal Abanico 75 y Unapal Dorado.

Acondicionamiento de la ahuyama: Los frutos de ahuyama fueron lavados y desinfectados en una solución de hipoclorito al 10% por 10 segundos, se extrajo el epicarpio, la semilla y la matriz (cavidad placentaria donde se almacena la semilla), se redujo la pulpa en hojuelas a un espesor de 0,5 cm, posteriormente, se realizó un pre-secado de choque con aire frio con una temperatura de 8°C por 48 horas, luego las hojuelas ingresan a un horno convectivo, marca BINDER, modelo ED 115; a una temperatura de 50°C por 12 horas (Figura 1). Para obtener una granulometría fina, las harinas de los cultivares Upala Abanico-75 y Unapal Dorado se pasaron por el equipo de molino analítico, marca Kitchenaid y posteriormente, las harinas se pasaron por una malla tyller número 60 y se obtuvo una partícula de 0,0250 cm.

Figura 1. Diagrama de flujo del acondicionamiento del fruto de ahuyama hasta harina.

Tratamientos: Se realizaron seis (6) tratamientos para la formulación del pan enriquecido con harina de ahuyama por cada cultivar; T0: 100% de harina de trigo – 0% de harina de ahuyama; T1: 80% de harina de trigo – 20% de harina de ahuyama; T2: 85% de harina de trigo – 15% de harina de ahuyama; T3: 90% de harina de trigo – 10% de harina de ahuyama; T4: 95% de harina de trigo – 5% de harina de ahuyama; T5: 97% de harina de trigo – 3% de harina de ahuyama. 12% de azúcar, 2% de sal, 8% Mantequilla, 2% de levadura y 40% de agua (Tabla 1). Se realizó la mezcla de los ingredientes, posteriormente se formaron los panes de 400 g. y se llevaron a la cámara de fermentación en moldes de aluminio durante una (1) hora (40°C/85% humedad relativa). Una vez retirados de la cámara se hornearon a 180°C / 25 minutos, en horno de convección. Los panes horneados y enfriados a temperatura ambiente, se introdujeron en bolsas de papel y polipropileno para su posterior análisis.

Se evaluó en cada tratamiento (panes) por cultivar las propiedades químicas: contenido de materia seca, pH, ceniza, grasa bruta, proteína cruda, hidratos de carbono, carotenos totales y energía; propiedades físicas: volumen especifico y propiedades organolépticas; sabor, color y palatabilidad (evaluación sensorial) (Tabla 2).

Análisis Sensorial: Se realizo una prueba sensorial de preferencia hedónica por ordenamiento, según la Guía Técnica Colombiana, GTC 165 (2014) y la Norma Técnica Colombiana, NTC 3930 (2015); la evaluación se realizó con 30 evaluadores no entrenados en edades entre los 18 y 62 años, cada evaluador recibió una muestra codificada por tratamiento del producto junto con la hoja de preguntas; los evaluadores ordenaron las muestras codificadas de mayor a menor por cada característica sabor, color y palatabilidad, siendo mayor la mejor aceptabilidad y menor la aceptabilidad más baja.

Diseño experimental: Se realizaron seis (6) tratamientos por cultivar (con variaciones en el contenido de harina de ahuyama y harina de trigo) para un total de once (11) tratamientos asumiendo que el T0 es el mismo por cultivar, con tres (3) repeticiones por tratamiento y se realizó un diseño completamente al azar de tal forma que se verificó el contenido de carotenos totales en función de la harina de ahuyama, harina de trigo e ingredientes de formulación.

Análisis estadístico: Para la optimización de la incorporación de la harina integral de ahuyama en la obtención de pan, se realizó un análisis de varianza (ANOVA) para determinar si existen diferencias significativas entre tratamientos y entre variables, posteriormente se realizó la prueba de medias de tratamientos con la prueba Duncan al 5%. Para el procesamiento de la información se utilizó el software: Minitab Statistical Software versión 19 y Microsoft Office, Excel 2010.

En el análisis sensorial por ordenamiento se empleó la prueba de Friedman, según la ecuación:

Donde: j = número de evaluadores; p = productos; R1, R2, …, Rp = rangos de las muestras p sobre los j evaluadores.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Composición nutricional

La Tabla 3, presenta la composición nutricional de cada uno de los tratamientos (panes) en dos cultivares de ahuyama Unapal Abanico 75 y Unapal Dorado. La materia seca en base seca (bs), fue similar en cada uno de los tratamientos, sin embargo, los investigadores, Tebben et al. (2022) trabajando con panes con base de harina de trigo integral mediante emulsiones, obtuvieron una materia seca entre el 43,43 a 45,11 % en panes, así mismo, Kowalski et al. (2022) elaboraron panes con harina de trigo y harinas comestibles de insectos y obtuvieron una materia seca entre el 38,95 al 43,06%, es posible que esta diferencia de materia seca se deba a que los panes con incorporación de harina de ahuyama se realizaron de forma artesanal, es decir, amasado manual y no se generó el suficiente amasado para absorber humedad. El contenido de grasa, cenizas e hidratos de carbono fueron similares en los tratamientos empleando los dos tipos de harina de ahuyama, estos resultados fueron semejantes a los reportados por Timothy et al. (2022) al evaluar panes con harina de trigo integral y harina de semilla de sandia, con valores para grasa, cenizas e hidratos de carbono de 2,47 a 7,68%, 1,69 a 3,82% y 65,31 a 72,83% respectivamente. El contenido del potencial de hidrogeniones estuvo en promedio entre 5,02 y 5,22, valores típicos en masas para pan con levadura (Borsuk et al., 2021). Šmídová y Rysová, (2022), reportan en pan de trigo, contenidos de proteína del 10%, muy similar a los obtenidos en la presente investigación con promedios 9,59% de proteína (Harina de trigo - Panificación con harinas compuestas + harina de ahuyama cultivar Abanico 75) y 9,78% de proteína (Harina de trigo + harina de ahuyama cultivar Dorado) en los tratamientos. Šmídová y Rysová, (2022) reportan 55,8% de carbohidratos y 320 kcal, para el pan de trigo, las cuales están por encima tanto del testigo como de todos los tratamientos para la presente investigación, su importancia radica en que el contenido de proteína y carbohidratos son parámetros que intervienen en la calidad de la masa del pan que determinan los aspectos reológicos (Schefer et al., 2021), sin embargo, es necesario determinar el tipo de carbohidrato presente.

Cabe destacar, que aunque los contenidos nutricionales de los tratamientos son similares a los reportados por otros investigadores, su grado diferenciador se encuentra en el contenido de carotenos totales, debido a que el aumento del 20, 15 y 10 porciento de harina de ahuyama en el pan correspondiente a los tratamientos T1, T2 y T3 respectivamente, mejoro significativamente su contenido con respecto al testigo en la harina de los dos cultivares, lo que indica que la inclusión de ahuyama aumenta contenido de carotenos totales, dándole valor agregado al pan.

Volumen del Pan

Según Coţovanu, y Mironeasa (2022), el volumen del pan evidencia el grado de debilidad de la textura; en los tratamientos (panes) realizados con incorporación de harina de trigo y harina de ahuyama en dos cultivares (Tabla 4), se aprecia que el volumen del pan disminuye a medida que se incrementa la iincorporación de harina de ahuyama oscilando valores de volumen especifico entre 2,6 – 2,9 cm³/g en harina de ahuyama del cultivar Unapal Abanico 75 y 2,2- 2,7 cm³/g en el cultivar Unapal Dorado; esta misma disminución la identificaron Coţovanu, y Mironeasa (2022), al realizar panes con de harina de trigo y harina de amaranto, atribuyendo este efecto al contenido de proteína del amaranto, debido a que al mezclar harinas sin gluten puede afectar las propiedades de la masa, porque es el gluten la proteína constructora de estructura de la masa, sin embargo, Kowalski et al.2022, al elaborar panes con harina de trigo y harina de insectos comestibles, identificaron que algunos tratamientos incrementaron el volumen y el volumen especifico, ellos lo atribuyen al incremento del contenido de la grasa añadida a la masa, debido a que la plastifica lo que permite que el aire penetre a la masa durante el proceso de mezclado, aunque, otros tratamientos disminuyeron considerablemente el volumen y el volumen especifico en comparación con el testigo (pan de trigo) y llegaron a la misma conclusión de Coţovanu, y Mironeasa (2022), el pan es sensible a la sustitución de harina de trigo por otras harinas que contengan poco gluten o que no contenga esta proteína ni almidón.

En la presente investigación, aunque el volumen y el volumen específico de los tratamientos varían, se evidencia que el volumen especifico al emplear harina del cultivar abanico 75 fue superior a los panes del cultivar Dorado, esto se puede atribuir a que el cultivar abanico 75 tiene mayor contenido de almidón que el cultivar Dorado (Ortiz et al., 2013), lo que podría influir en el volumen del pan.

Análisis sensorial

Al realizar el análisis sensorial empleando la prueba de Friedman con 30 evaluadores no entrenados, se encontraron diferencias estadísticas entre los tratamientos F calculado (Fc) y F tabulado (Ft) de Fc 156,04: Ft 11,07; Fc 425,27: Ft 11,07; Fc 246,45: Ft 9,23; para las características sabor, color de la corteza y palatabilidad respectivamente, por lo que se realizó una prueba de diferencias mínimas significativas (DMS). Con la prueba de DMS, se pudo detectar que el mejor tratamiento para las características sabor y color fue el tratamiento 3 correspondiente a la incorporación del 10% de harina de ahuyama del cultivar abanico 75 y para la característica palatabilidad el mejor tratamiento fue el tratamiento 4 correspondiente a la incorporación de harina de ahuyama del 5%. Los tratamientos 3 y 4 presentan contenidos de carotenos totales de 20,47 y 12,99 µg/g en base seca, contenidos apreciables para un producto de panificación. La prueba de DMS empleando la harina de ahuyama del cultivar Dorado, arrojo que el mejor tratamiento fue el 3 correspondiente a la incorporación de harina del 10%, lo que indica que si es posible obtener un producto con base en harina de ahuyama (Cucurbita moschata Duchesne) del cultivar Unapal Abanico-75 y Dorado enriquecido con fuentes proteicas no convencionales.

Los datos son consistentes con los obtenidos por Mahmoud y Mehder (2022), los investigadores fabricaron tres tipos de harina de ahuyama orgánica con cáscara, pulpa sin pelar y pulpa pelada y realizaron incorporaciones con harina de avena con porcentajes del 5, 10 y 15% para preparar muffins, galletas y Waffles sin gluten, aunque el valor de incorporación fue aceptable por los evaluadores, después del 15% la satisfacción disminuyo, concluyendo que la incorporación optima de harina de ahuyama es del 10% para galletas y 20% para tortas, el porcentaje restante está representado en harina de trigo, datos que también fueron respaldados por Pongjanta et al. (2006) quienes afirman que la incorporación óptima para pan de molde, pal dulce y galletas es del 10% de harina de ahuyama de la especie C. moschata.

CONCLUSIONES

La harina de ahuyama proveniente de los dos cultivares Unapal Abanico 75 y Unapal Dorado de la especie C. moschata, pueden emplearse para panificación con harinas compuestas de trigo con una inclusión optima del 10% correspondiente al tratamiento T3, dándole valor nutricional al pan al incorporar el contenido de carotenos totales, sin embargo, se recomienda realizar pan empleando mezcladoras y no de forma manual para evidenciar las diferencias entre los volúmenes y volúmenes específicos utilizando la harina de los dos cultivares.

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Notas