Evaluation of Protein Levels in the Production of Granola from Amaranth and Agroecological Quinoa

Abstract

The purpose of this research was to evaluate the protein levels in the production of granola from amaranth and agroecological quinoa. The study was carried out at the IQ Alimentos company, since it has the machinery and the required business line; the botanical identification of the plant samples used as raw materials were carried out and the strategies for agroecological cultivation applied. The study used an experimental design based on the proportion of each of the components used in the formulation of the product. A mixture of 50% quinoa, 40% amaranth, and 5% egg and honey was chosen after the protein and moisture content were quantified. A 9.67% moisture and 11.59% protein was found to be the best analytical result obtained in all formulations tested, meeting the requirements of the standard NTE INEN 2595:2011. The percentage of moisture was determined by cooking the sample at 125ºC for 13 min; the percentage of moisture was reduced while the protein was not significantly altered or degraded. A stability analysis was carried out on the final product, following the national regulations, and it was concluded that the shelf life of the processed food is 20 weeks, since in this period of time there are no values outside the permissible limit by the standard.


Keywords: Quinoa, Amaranth, Granola, Protein, Moisture, Agro-ecological farming.


Resumen


La presente investigación tuvo como finalidad el evaluar los niveles de proteína en la producción de granola a partir de amaranto y quinua agroecológica, de este modo el estudio se emplazó en la empresa IQ Alimentos ya que la misma cuenta con la maquinaria y la línea de negocio pertinente, se realizó la identificación botánica de las muestras vegetales utilizadas como materia prima y las estrategias aplicadas para el cultivo agroecológico. Se determinó un diseño experimental sobre las cantidades de participación de cada uno de los componentes de la formulación del producto llegando a elegir una formación de un 50% de quinua, 40% de amaranto 5% de huevo y miel de abeja, tras la evaluación del porcentaje de proteína y humedad se cuantifico un 9,67 % de humedad y 11,59 % de proteína, siendo este el mejor resultado analítico obtenido en todas las formulaciones planteadas, cumpliendo con los requerimientos de la norma NTE INEN 2595:2011. El porcentaje de humedad fue determinado tras el proceso de cocción de la muestra donde se aplicó una temperatura de 125∘ C durante 13 minutos, la muestra disminuye su porcentaje de humedad muestras la proteína no se ve alterada o degradado de forma significativa. Se realizó un análisis de estabilidad en el producto final, a bajo la normativa vigente en el país, pudiendo concluir que el tiempo de vida útil del alimento elaborado es de 20 semanas, ya que en este periodo de tiempo no se aprecian valores fuera del límite permisible por la norma.


Palabras Clave: Quinua, Amaranto, Granola, Proteína, Humedad, Cultivo Agroecológico.

References
[1] Padrón PC, Oropeza GR, Montes HA. Semillas de quinua (Chenopodium quinoa willdenow): Composición química y procesamiento. Aspectos relacionados con otras áreas Quinoa (Chenopodium quinoa willdenow) seeds: Chemical composition and processing. Aspects related to other areas. Revista Venezolana de Ciencia y Tecnología de Alimentos. 2015;5(2):166–218.

[2] Oliva M, Lucia A, Cifuentes D, García-alzate LS. Caracterización fisicoquímica del cereal y almidón de quinua Chenopodium quinoa. Revista ION [Internet]. 2018 [citado11 de mayo 2021]; 31(2):25–29. Disponible en: https://doi.org/10.18273/revion.v31n1- 2018004

[3] Arias M. Universidad autónoma metropolitana. UNIVERSIDAD AUTÓNOMA METROPOLITANA; 2017.

[4] Uquillas CM, Alava JP, Zamora DV, Olmos E. Evaluación agronómica de genotipos de quinua (Chenopodium quinoa willd) en condiciones agroclimáticas en la zona de Mocache. Ciencia y Tecnología Universidad Técnica Estatal de Quevedo [Internet]. 2019;12(1):19–30. Disponible en: https://revistas.uteq.edu.ec/index.php/cyt/article/view/316/310

[5] Ramos KP, Peñafiel CE, Soriano VD. Bocadito con alto contenido proteico: Un extruido a partir de quinua (Chenopodium quinoa willd), tarwi (Lupinus mutabilis wweet) y camote (Lpomoea batatas L.). Sciencia Agropecuaria [Internet]. 2017;8(4):377–388. Disponible en: https://doi.org/10.17268/sci.agropecu.2017.04.09

[6] Trujillo DM, Bonilla RA, Mamián AF, López B. Quinoa (Chenopodium quinoa willd) versus soja (Glycine max L. merr.) en la nutrición humana: Revisión sobre las características agroecológicas, de composición y tecnológicas. Revista Espanola de Nutrición Humana y Dietética [Internet]. 2017; 21(2): 184–198. Disponible en: https://doi.org/10.14306/renhyd.21.2.256

[7] Ramírez Reyes A. Desarrollo del aporte nutricional de una galleta con harina de quinua (Chenopodium) [Internet]. Guayaquil: Universidad Agraria del Ecuador; 2020 [citado el 12 de mayo 2021]. Disponible en: https://cia.uagraria.edu.ec/Archivos/RAMIREZ REYES ANGIE LORENA (2) (1).pdf

[8] Covarrubias N, Sandoval S, Vera J, Núñez C, Alfaro C, Lutz M. Contenido de humedad, proteínas y minerales en diez variedades de quínoa chilena cultivadas en distintas zonas geográficas. Revista Chilena de Nutrición. [Internet]. 2020;47(5):730– 737. https://doi.org/10.4067/s0717-75182020000500730

[9] Agencia Nacional de Regulación, Control y Vigilancia Sanitaria. Estudio de estabilidad – Alimentos [Internet]. Guayaquil; 2016. Disponible en: https://www.controlsanitario.gob.ec/wp-content/uploads/downloads/2016/12/IED. 1.4-ALI-02_Instructivo_Externo_Estudio_de_Estabilidad.pdf

[10] Arias M. El suelo y su multifuncionalidad. México: Universidad autónoma metropolitana; 2017.

[11] Emma F, Urquizo L, Melissa S et al. Development of a fermented quinoa- based beverage. Wiley Food Science & Nutricion [Internet]. 2017 [citado 11 de mayo 2021]; (5): 602–608. https://doi.org/10.1002/fsn3.436

[12] INEN 2595:2011. Granolas requisitos [Internet]. Quito: Norma Técnica Ecuatoriana; 2011; [citado el 16 de mayo 2021]. Disponible en: https://www.normalizacion.gob.ec/buzon/normas/2595.pdf

[13] Garcés D. Industrialización de granos andinos “elaboración de pan integral de quínoa (Chenopodium quínoa willd) y amaranto (Amaranthus caudatus L)” [Internet]. Latacunga: Universidad Técnica de Cotopaxi; 2017. [citado el 12 de mayo 2021]. Disponible en: http://repositorio.utc.edu.ec/handle/27000/4193

[14] García MA. Efecto de la salinidad por NaCl en el crecimiento y desarrollo de plantas de Chenopodium quinoa willd. Ciencia En Desarrollo [Internet]. 2019; 10(1): 19-29. https://doi.org/10.19053/01217488.v10.n1.2019.8341

[15] Rodríguez GLK. Análisis de la producción del amaranto en el cantón Cotacachi periodo 2012-2015 y posible exportación al mercado de Alemania. Resma. 2016;3(2):13–22.

[16] Hinojosa L, Leguizamo A, Carpio C, Muñoz D, Mestanza C, Ochoa J, et al. Quinoa in Ecuador: Recent Advances under Global Expansion. Plants 2021;10(2): 298. https://doi.org/10.3390/plants10020298.

[17] INEN 1529-10:2013. Control microbiológico de los alimentos. Mohos y Levaduras viables. Recuentos en placa por siembra en profundidad [Internet]. Quito: Norma Técnica Ecuatoriana; 2013 [citado el 13 de mayo 2021]. Disponible en: https://www.normalizacion.gob.ec/buzon/normas/nte_inen_1529-10-1.pdf

[18] INEN 1529-5:2006. Control microbiológico de los alimentos. Determinación de la cantidad de microorganismos aerobios mesófilos [Internet]. Quito: Norma Técnica Ecuatoriana; 2006. [citado el 16 de mayo 2021]. Disponible en: https://www.normalizacion.gob.ec/buzon/normas/1529-5.pdf

[19] INEN 1670:1988. Quinua. Determinación de la proteína total. (Proteína cruda) [Internet]. Quito: Norma Técnica Ecuatoriana; 1988. [citado el 16 de mayo 2021]. Disponible en: https://www.normalizacion.gob.ec/buzon/normas/1670.pdf

[20] INEN 2646:2012. Granos y cereales. Granos de amaranto. Requisitos e inspección [Internet]. Quito: Norma Técnica Ecuatoriana; 2012. [citado el 16 de mayo 2021]. Disponible en: https://www.normalizacion.gob.ec/buzon/normas/2646.pdf

[21] NTE INEN-ISO 712:2013. Cereales y productos de cereals. Determinación del contenido de humedad. Método de referencia (IDT) [Internet]. Quito: Norma Técnica Ecuatoriana; 2011; [citado el 16 de mayo 2021]. Disponible en: https://www.normalizacion.gob.ec/buzon/normas/nte-inen-iso-712.pdf

[22] NTE INEN-ISO 7932. Microbiología de los alimentos para consumo humano y animal. Método horizontal para el recuento de Bacillus Cereus presuntivos. Técnica de recuento de colonias a 30∘C (ISO 79:32, IDT) [Internet]. Quito: Norma Técnica Ecuatoriana; 2012. [citado el 16 de mayo 2021]. Disponible en: https://www.normalizacion.gob.ec/buzon/normas/nte_inen_iso_7932_extracto.pdf

[23] Luliano L, González G, Casas N, Moncayo D, Cote S. Development of an organic quinoa bar with amaranth and chia. Food Science and Technology. 2019; 1(39): 218– 224.

[24] Müller J. ¿Dumas o Kjeldahl para el análisis de referencia? Comparación y consideraciones para el análisis del nitrógeno / las proteínas de los alimentos y el pienso. Analytics Beyond Measure [Internet]. 2017; June:1–5. Disponible en: https://www.fossanalytics.com/-/media/files/documents/papers/laboratoriessegment/ the-dumas-method-for-nitrogenprotein-analysis_es.pdf

[25] Rojas W, Soto JL, Pinto M, Jäger M, Padulosi S. Granos andinos. Avances, logros, experiencias desarrolladas en quinua, cañahua y amaranto en Bolivia [Internet]. Roma: Bioversity International; 2017 [Citado 10 mayo 2021]1:12– 18. Disponible en: https://www.bioversityinternational.org/uploads/tx_news/ Granos_andinos__avances__logros_y_experiencias_desarrolladas_en_quinua_ _ca{%}C3{%}B1ahua_y_amaranto_en_Bolivia_1413.pdf

[26] Plaza P, Asuero A, Martín J. An annotation on the Kjeldahl method. Anales de La Real Academia Nacional de Farmacia. 2019;85(1):14–19.

[27] Zapata JIH, Burbano-Portillo MY, Vera JM. Evaluación fisicoquímica y sensorial de salchichas con inclusión de harina de quinua (Chenopodium quinoa W.). Biotecnología en el Sector Agropecuario y Agroindustrial [Internet]. 2017;15(2):61– 71. Disponible en: https://revistas.unicauca.edu.co/index.php/biotecnologia/article/ view/594/678