1 Introducción

En la actualidad las amarantáceas están tomando mayor importancia, pues existe evidencia científica de su gran valor nutricional, la clara tendencia hacia alimentos saludables hace más atractivos aquellos productos cuya lista de ingredientes es natural. Los consumidores prefieren snacks con menos ingredientes, que sean claros en su proceso de elaboración y que contengan la menor cantidad de conservantes y aditivos.

Bolivia tiene una gran diversidad de especies alimenticias y zonas agroecológicas, donde se desarrollan los granos andinos (quinua, cañahua, amaranto) que, debido a su valor nutritivo, a sus características agronómicas y de adaptabilidad ecológica a condiciones adversas, tienen gran importancia económica, social, ecológica y nutricional.

Tomando en cuenta que estos granos son esenciales para el consumo diario, actualmente la tendencia y el ritmo de vida ha modificado los hábitos alimenticios de la población, generando una tendencia al consumo de productos con bajas calorías y poco contenido de colesterol, es por eso que ahora la mayoría de los productos tienden a ser light. Los alimentos tipo snacks forman parte de la dieta de todas las personas desde hace mucho tiempo.

Una de las especies más estudiadas de las amarantáceas, es la quinua. La quinua adquirió importancia por sus diferentes variedades y porque es muy cultivada en la zona del altiplano de Bolivia (^{FAO, 2011}). Estas semillas presentan una gran versatilidad, pudiéndose utilizar en la preparación de diversos alimentos y tiene además un prometedor potencial industrial, tanto en la elaboración de alimentos, cosméticos, colorantes, plásticos biodegradables, entre otros; asimismo, se puede aprovechar de múltiples formas, como en grano, verdura o forraje (^{SALVADOR, 2009}).

Los snacks forman parte de la cultura popular de muchos países. En muchos casos no tienen mucho (o ningún) valor nutricional y tienen importantes cantidades de aditivos, edulcorantes, conservantes, saborizantes, sal, y otros ingredientes que no contribuyen a cuidar la salud. El concepto de snack está cambiando hacia un producto más sano y nutritivo, donde existe un equilibrio entre sabor y salud.

Para obtener la formulación de un snack saludable y nutritivo, que responda con al gusto y preferencia de los cochabambinos se realizaron las siguientes etapas:

Los pseudocereales, denominados granos andinos, son plantas de hoja ancha (no gramíneas) que, aunque no pertenecen a la familia de los cereales, reciben este nombre por sus usos y propiedades similares (^{BOJANIC, 2018}).

Los granos andinos por sus características agronómicas y de adaptabilidad ecológica a las condiciones adversas de la zona andina, así como por su alto valor nutritivo, no solo tienen importancia económica sino también tienen gran importancia social, ecológica, nutricional y funcional (real y potencial). En muchos de los países andinos estos cultivos han sido consumidos tradicionalmente en las áreas rurales y urbanas (^{PAYE, 2020}).

Las principales especies alimenticias andinas que producen granos son la quinua (Chenopodium quinoa), Cañahua (Chenopodium pallidicaule), amaranto (Amaranthus caudatus) (^{FAO, 2023}), los granos andinos se cultivan principalmente en las zonas de pobreza, de agricultura en pequeña escala, donde se emplea la mano de obra familiar (^{GRANADILLAS, 1968}).

La quinua (Chenopodium quinoa Willd) es una especie que se cultiva principalmente para la producción de grano que se consume en formas similares al arroz o transformado en harinas. Si bien el grano es el principal producto de la quinua, las hojas e inflorescencias tiernas también se consumen frescas o cocidas en formas similares a la espinaca o brócoli. Esto demuestra que los pobladores nativos han desarrollado métodos para aprovechar la quinua en forma diversa y múltiple (^{MUJICA, 2006}). La Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura, FAO, describe a la quinua como el único alimento vegetal que posee todos los aminoácidos esenciales, oligoelementos y vitaminas y no contiene gluten (^{FAO, 2011})

El amaranto es una especie que tiene su origen en los valles donde se cultiva con propósitos diversos como grano alimenticio, verdura y adorno u ofrenda a los dioses. La importancia social de los granos andinos radica en que en el altiplano se concentra la mayor población rural, donde los niveles de pobreza y desnutrición son los más altos. El amaranto es considerado un pseudocereal, ya que tiene propiedades similares a los cereales, pero botánicamente pertenece a la familia Amaranthacea, y es originario de América Latina. Su cultivo data de más de 7.000 años en el Continente Americano (^{TAPIA, M., 2007}).

Otro grano andino importante para la presente investigación es la cañahua, Soto y Carrasco (2008) señalan que la cañahua (Chenopodium pallidicaule Aellen), es conocida también con el nombre de cañihua, canahua, kañawa, kañagua, kaniwa, quañiwa, qaniwa, dependiendo del origen geográfico (Bolivia o Perú) y del origen lingüístico (Aymara o quechua); es así que en Bolivia es conocida como cañahua y en Perú como cañihua. Así mismo sostienen que la cañahua es una planta del género botánico de la quinua, produce un grano pequeño y muy nutritivo, no es un cereal, pues no pertenece a la familia de las gramíneas. Algunos lo han clasificado como pseudocereal, aunque no es la clasificación más correcta, por eso hoy se lo clasifica dentro los granos andinos, junto a la quinua y el amaranto (^{FLORES, 2007}).

Debido al auge que han tomado los últimos tiempos los productos naturales, la producción de "snacks" se orienta a la búsqueda de productos más nutritivos, con un buen aporte de proteínas, calorías, fibra, ácidos grasos esenciales, vitaminas y minerales (^{HURTADO ML, 2016}).

Los snacks sin azúcar están mostrando un fuerte crecimiento, lo cual señala un cambio de mentalidad de los consumidores enfocados a la salud. Las galletas, productos de panificación y golosinas aún predominan en las ventas como snacks, pero una mayor innovación en el rubro de snacks saludables es necesaria para adaptarse a esta cambiante dinámica (^{ÉNFASIS, 2015}).

La epidemia de alimentación poco saludable ha accionado una alarma mundial para la prevención del incremento de los índices de obesidad y las enfermedades crónicas no transmisibles (ENT). A raíz de ello actualmente existe una tendencia creciente para la promoción de la salud y el bienestar de la población.

Existe una corriente bastante fuerte de productos gluten free, siendo aquellos con ausencia natural o nivel aceptable (< 20 mg/kg) de gluten que su consumo en esta última década se ha incrementado de forma significativa, para el año 2015 su valor global llego a los 3.3 mil millones de dólares, se asume que este incremento llegará al 20 % durante los siguientes años (^{Euromonitor International, 2015}). El aumento de popularidad de estos productos son el resultado de la preocupación de la propia sociedad en hallar nuevas tendencias en el área de nutrición en beneficio de la salud.

La principal diferencia entre dietas gluten free y con gluten va direccionada a las proporciones de los nutrientes principales, en el caso de los pseudocereales comparando con otras materias primas, su porcentaje de proteína es considerablemente mayor (^{FAO, 2023}). Consecuentemente, este hecho lleva a los snacks en base a estos pseudocereales a otro nivel nutricional de interés comercial.

Los alimentos tipo snack pueden ser rediseñados, brindando así algo más saludable, esta alternativa aportará nutrientes a nuestro organismo como como vitaminas y antioxidantes, ingredientes que los hacen atractivos al consumidor, reuniendo los requerimientos del mercado. (^{TARECA, 2020})

Por todo lo expuesto anteriormente, el principal objetivo de esta investigación es la elaboración y formulación de un snack saludable a partir de mezclas de granos andinos, que posean un alto valor nutricional; ayudando a nuestro metabolismo y saciando el hambre, a través de la aplicación de pruebas hedónicas diseñadas experimentalmente para determinar la formulación del snack con mayor aceptación.

2 Metodología

El diseño de la formulación de un snack elaborado a partir de amarantáceas, compuesto únicamente de ingredientes saludables se determinó a partir del tipo de snack que gustaría consumir la población de Cercado Cochabamba, cuyo departamento cuenta con 2.117.112 habitantes: 40,44 % de la población se encuentra en el municipio de Cercado y el 59,56 % de la población se encuentra en otros municipios del departamento de Cochabamba.

La variable de estudio es el tipo de snack que las personas gustarían consumir, el estudio y el análisis de esta variable ayudará principalmente a tomar en cuenta aquellas características que tienen mayor importancia para las personas en este tipo de productos.

La encuesta fue aplicada a 210 personas, donde el 72,9% afirmó consumir amarantáceas regularmente, también las mismas mostraron que el 53,5% de las personas las prefieren debido a su alto valor nutricional. También se consultó acerca de la importancia que el consumidor cochabambino da al valor nutricional de los Snacks que consumen y el 89,1% lo consideran entre importante y muy importante. Por otro lado, los resultados de aceptación hacia un producto elaborado a partir de amarantáceas mostraron un 87,6 % de preferencia, siendo los principales motivos su alto valor nutricional, el bajo contenido de conservantes y que son libres de gluten. Por último, se evidenció que la barra nutritiva es el snack con mayor aceptación en el mercado (32,7%) y en segundo lugar están las galletas (30,6%). Por todo lo expuesto anteriormente se decidió formular un snack nutritivo a partir de amarantáceas.

El proceso de formulación del snack inició con la cobertura, para ello se prepararon 4 muestras con formulaciones diferentes, el diseño experimental con los porcentajes de cada ingrediente se muestra en la Tabla 1.

La Muestra 4 fue la que mostró mayor maleabilidad y uniformidad en la textura, por ello se decidió trabajar con ella a lo largo de la investigación.

Debido a las características nutricionales, funcionales y físicas de la miel de abeja se la utilizó como en endulzante y aglomerante de los granos. La miel tiene propiedades antioxidantes, antiinflamatorias, antibacterianas, antivirales y antifúngicas. Reduce la tos, mejora la cicatrización de heridas, mejora la concentración de testosterona en suero, el recuento de espermatozoides y la fertilidad, con resultados prometedores en el uso de forma puntual en trastornos metabólicos como diabetes mellitus y en procesos cancerosos (SAZ-PEIRO, 2018). El porcentaje en peso que se utilizó de miel fue de 9%, este se mantuvo constante a lo largo de la investigación, debido a que este porcentaje fue el que mayor estabilidad y dureza proporcionaba a la barra de snack.

El análisis sensorial se realizó mediante un análisis estadístico, utilizando el programa STATGRAPHICS para esto se creó un diseño experimental. Se categorizaron los atributos en una escala hedónica de 9 puntos, donde los jurados probaron cada una de las muestras.

Se aplicó la prueba de proporciones y se utilizó un estadístico Z, donde la hipótesis nula (H₀) y la hipótesis alternativa (H₁) fueron las siguientes:

Se tomo en cuenta un nivel de significación del 5%, por lo que se rechaza la H₀ si el p-valor es menor o igual a 0.05, y se podrá afirmar con un grado de confianza del 95% que el producto será aceptado por más del 50% de los jurados.

La caracterización sirvió para determinar la cantidad de nutrientes que posee el snack formulado, estas se realizaron bajo normas de IBNORCA, las cuales son:

● NB 312026 → Determinación de humedad: Se basa en la determinación gravimétrica de la pérdida de masa.

El contenido de humedad presente en la muestra se expresó en porcentaje de masa y se calculó con la siguiente ecuación:

Ecuación 1. Determinación de humedad

Donde:

M_h+c = Es la masa, en gramos de la muestra húmeda más la masa de la capsula.

M_s+c = Es la masa, en gramos de la muestra seca más la masa de la capsula.

M_c = Es la masa, en gramos de la capsula.

● NB 312027 → Determinación del contenido de materia grasa: Se realizó por el método Soxhlet.

El contenido de materia grasa en la muestra de las amarantáceas se expresa en porcentaje de masa de la muestra seca, calculándose mediante la ecuación:

Ecuación 2. Determinación de la materia grasa

Donde:

M= Peso del balón vacío en gramos.

M₁= Peso de la muestra en gramos.

M₂ = Peso del balón más el extracto de grasa obtenida en gramos.

● NB 312030 → Determinación de cenizas: El método se basa en la destrucción de la materia orgánica presente en las amarantáceas por calcinación y determinación gravimétrica del residuo. Calculándose mediante la ecuación:

Ecuación 3. Determinación de cenizas

Donde:

M_h+c = Es la masa, en gramos de la muestra de ceniza más la masa de la capsula.

M_C+c = Es la masa, en gramos de la muestra seca más la masa de la capsula.

M_c = Es la masa, en gramos de la capsula.

● NB 312029 → Determinación de la cantidad de proteínas totales: Para determinar las proteínas totales, se basó en el método Kjeldahl. Se expresa en porcentaje de la muestra seca, calculándose mediante las siguientes ecuaciones:

Ecuación 4. Determinación de la proteína

Donde:

V_HCL = Volumen gastado de HCl (ml)

V_blanco = Volumen gastado de HCl para el blanco (ml)

N = Normalidad del HCl

mg = Peso de la muestra en gramos

F_t = Factor de transformación de % de proteínas tomando como indicador global de 6,25

● NB 312031 → Determinación de hidratos de carbono: La determinación indirecta de la diferencia de 100 de la suma de los porcentajes en masa seca de las proteínas totales, materia grasa, cenizas y humedad.

El contenido de hidratos de carbono presentes en la muestra de quinua se expresa, en porcentaje del peso de la muestra y se calculó con la siguiente ecuación:

Ecuación 5. Determinación de los hidratos de carbono

Donde:

%HC= Hidratos de carbono

P= Porcentaje de proteína.

EMG= Porcentaje de extracto de materia grasa.

C= Porcentaje de cenizas

H= Porcentaje de humedad.

3 Análisis de resultados

Una vez definida la muestra se determinó el porcentaje de los principales motivos de consumo de amarantáceas, para ello se encuestaron 241 personas, las tablas de frecuencias se muestran en el Anexo 1, a continuación, se destacan los siguientes resultados:

Una vez determinadas las características del producto exigidas por la población cochabambina se procedió a la evaluación sensorial, la cual es la forma más eficaz de evaluar la aceptabilidad o el rechazo de un alimento de acuerdo con las sensaciones experimentadas al ingerirlos. Para el análisis sensorial, se emplearon pruebas hedónicas, por cada mezcla resultante se realizó la prueba hedónica para valorar los atributos, trabajándose con un grupo de doce jurados inexpertos.

La formulación del snack elaborado a partir de amarantáceas consideró el color, olor, sabor y textura, en base al diseño experimental realizado para las pruebas hedónicas, se trabajó con combinaciones de amarantáceas predeterminadas, tomando valores de 0 a 100 %, cada combinación con proporciones diferentes, sobre la base del cálculo formulado, la Tabla 2 detalla el resumen de las cinco muestras de snacks elaborados con amarantáceas, como se mencionó anteriormente la proporción de chocolate y cañahua en la cobertura se mantiene constante, es por ello que las variaciones solo se realizaron con la quinua y el amaranto, cabe mencionar que estas proporciones son en peso.

Como se puede observar en la tabla anterior para las diferentes combinaciones, se partió con una base de cálculo de: 38% chocolate, 5% cañahua, 9% de miel y el 48% amarantáceas, este 48% se distribuyó proporcionalmente para las cinco muestras (²/₃ - ¹/₃, ¹/₃ - ¹/₂, ¹/₂ - ¹/₂ - 1-0 y 0-1 de amaranto y quinua, respectivamente)

Para las pruebas hedónicas se invitaron doce jurados seleccionados aleatoriamente, a los mismos se les dio a probar las 5 muestras, debidamente codificadas y selladas, además durante las pruebas los jurados desconocían la composición de los snacks. Los jurados debían calificar las muestras en un formulario empleando una escala Likert con criterios establecidos y definidos del 1 al 10. Los datos relacionados a la aceptabilidad del producto fueron obtenidos a partir de los resultados de las evaluaciones hedónicas realizadas en una muestra aleatoria de jurados no entrenados, para la sección de la formulación del snack con mayor aceptación se procedió hacer un análisis estadístico de cada muestra y sus respectivas evaluaciones dadas por los jurados. Con relación a los datos obtenidos sobre la aceptabilidad organoléptica realizada, se pudo evidenciar que los atributos color, olor, sabor y textura aceptado por los jurados que realizaron la degustación fue la Muestra 4.

Las pruebas hedónicas también mostraron resultados cualitativos, mostrando la que la formulación 4 fue la más aceptada por los jurados en cuanto al olor, color, sabor y textura, a continuación, se muestra el resumen de opiniones de la Muestra 4:

Por otro lado, algunos de los jurados sugirieron añadir frutos secos para aumentar el valor nutricional y mejorar la textura. También sugirieron producir diferentes coberturas como chocolate blanco, amargo y de leche.

Como ya se mencionó, la muestra 4 fue la ganadora, cuya formulación en peso es 48% amaranto el cual esta mezclado con miel al 5%, la cual hace de endulzante y aglomerante, de manera separada para la cobertura se fundió a baño María el chocolate, el cual se mezcló con harina de cañahua del grano tostado en olla de barro, con una proporción de 20% de chocolate y 5% de cañahua.

En la Figura 1 se observa la determinación de la proporción para la aceptabilidad de los jurados a cada atributo, el valor Z y el p-valor. Se tuvo en cuenta un nivel de significación del 5%, por lo que se rechaza la H0 si el p-valor es menor o igual a 0,05.

Se puede afirmar con un grado de confianza del 95% que el snack es aceptado en los atributos olor, color, sabor y textura.

En la Tabla 4 se aplica un procedimiento de comparación múltiple para determinar cuáles medias son significativamente diferentes de otras. La mitad inferior de la salida muestra las diferencias estimadas entre cada par de medias. No hay diferencias estadísticamente significativas entre cualquier par de medias, con un nivel del 95,0% de confianza. En las tablas, se ha identificado un grupo homogéneo, según la alineación de las X's en columna. No existen diferencias estadísticamente significativas entre aquellos niveles que compartan una misma columna de X's.

El método empleado para discriminar entre las medias es el procedimiento de diferencia honestamente significativa (HSD) de Tukey. Con este método hay un riesgo del 5,0% al decir que uno o más pares son significativamente diferentes, cuando la diferencia real es igual a 0.

Una vez determina formula de preferencia, se procedió al análisis fisicoquímico en laboratorio, donde se caracterizó la muestra 4, para así determinar su valor nutricional, ya que esta fue la que recibió mejor valoración por los jurados.

La determinación de humedad se realizó mediante las normas de IBNORCA donde la norma explica el procedimiento a seguir para la determinación de humedad en el producto, los resultados se muestran en la Tabla 7.

Por lo cual, la humedad es:

El intervalo de humedad en la muestra es 5,1702%, este contenido de agua indica la capacidad de la muestra para tener un buen almacenamiento y conservación, por lo que los microorganismos patógenos tardaran un tiempo en desarrollarse.

La determinación de cenizas se realizó mediante las normas de IBNORCA donde la norma explica el procedimiento a seguir para la determinación de cenizas en el producto.

Por lo cual, el porcentaje de ceniza es la siguiente:

La cantidad de cenizas representa el contenido total de minerales en los alimentos, en general, las cenizas suponen menos del 5% de la materia seca de los alimentos. La determinación del contenido de cenizas sirve para obtener la pureza de algunos ingredientes que se usan en la elaboración de alimentos. como se puede observar la cantidad de ceniza en el producto es de 1,187%

La determinación de proteínas se llevó a cabo mediante el método Kjeldahl, los resultados se muestran a continuación:

con lo cual, el contenido proteínico es de:

La determinación de proteínas en la muestra representa el 10.67%, la composición nutricional del amaranto constituye una excelente fuente de aminoácidos, muy útil para aumentar el consumo de proteínas de origen vegetal y obtener a la vez muchos otros valiosos nutrientes.

Entre los pseudocereales el amaranto ocupa una posición destacada: con un 13,6% en proteínas, que incluyen todos los aminoácidos esenciales en una proporción óptima para ser asimilados.

La determinación de materia grasa se llevó a cabo mediante el método el Soxhlet, los resultados se muestran a continuación:

La determinación de grasas en la muestra es del 5,22%, ya que los constituyentes grasos de los alimentos consisten en diversas sustancias de lípidos que contienen carbón, hidrógeno y oxígeno, y algunas también contienen fósforo y nitrógeno, el método que fue utilizado es el Soxhlet, que es una extracción semi continua con un disolvente orgánico, la cantidad de lípidos que se obtenga de la extracción sirve para determinar grasa.

Por lo cual, la materia grasa es:

La determinación de los carbohidratos partió de la obtención de resultados de proteína totales, materia grasa, cenizas y humedad se da una vez obtenido se realiza el cálculo de la diferencia de 100% de la sumatoria de los porcentajes de los parámetros mencionados anteriormente.

Por lo cual, los hidratos de carbono son:

Los hidratos de carbono actúan como fuentes de energía principal y componentes estructurales del organismo. El amaranto posee un contenido de 74.4 % hidratos de carbono según la bibliografía revisada y en el estudio de laboratorio el resultado obtenido es del 77,75% que se aproxima al valor referencial.

4 Conclusiones

La encuesta preliminar mostró la preferencia y aceptación que tendría la población del Cercado Cochabamba hacia un snack elaborado a partir de amarantáceas, con alto valor nutritivo, ingredientes saludables y naturales.

Se estudió las condiciones de formulación para lograr un producto con características sensoriales de aceptabilidad. Para ello se determinaron las proporciones de ingredientes a fin de lograr un producto de calidad nutricional y buena aceptación. El análisis proximal, se desarrolló en base a normas nacionales e internacionales, donde se obtuvieron valores bastante cercanos a datos bibliográficos, lo que convierte al snack como un producto nutritivos y saludables.

La formulación que recibió la mejor valoración de los jurados no contiene quinua, pero si 48% de amaranto y 5 % de cañahua, esta última se encuentra en la cobertura de chocolate y el amaranto está mezclado con un 9% de miel.

En la caracterización se comprobó el valor nutricional del snack formulado, el cual tiene un 10,67 % de proteína y 5,22% de materia grasa y 77,75% de hidratos de carbono.