Harina de trigo (HT) con polvo para hornear marca haz de oros, avena en hojuelas marca Toning, panela, azúcar granulada marcar Riopaila, azúcar pulverizada marca Colombina, mantequilla de leche, huevo, esencia de vainilla, polvo de hornear, bicarbonato de sodio, sal y ácido cítrico adquiridas en tiendas locales.

La HQ fue adquirida mediante molienda de las semillas del material blanca de Jericó en la finca de Chamomille en Subachoque, Cundinamarca (457249 N, 7408261 W), previamente lavadas y secadas.

Se evaluaron tres formulaciones con diferentes niveles de adición de harina de quinua, mezcla 1 (T0):control, mezcla 2 (T1): 5% y mezcla 3 (T2): 10%.

A 0.8 g de la mezcla de harinas, se adicionaron 10 mL de agua destilada, se agitó y se centrifugó (Centrífuga Hettich EBA 20, Alemania) por 30 minutos a 3000 rpm. Se calculó la CAA de acuerdo a la Ecuación 1. Para evaluar la CAAc se reemplazó el agua destilada por aceite vegetal según Huamani-H et al. ¹¹. El resultado se expresó como un porcentaje y se realizó por triplicado para cada tratamiento.

CAA=capacidad de absorción de agua(%), Mp=masa del precipitado, Mm=masa de la muestra

Se analizó la humedad de las mezclas de harinas según la NTC 6069 ¹² y se empleó una balanza de humedad con emisor infrarrojo (Precisa XM 60, Suiza).

Se elaboraron galletas con la siguiente formulación: 35% de HT, 15% de hojuelas de avena y HQ según el tratamiento (control 15%-0%, T1 10%-5% y T2 10% -5%), 5% de panela, 2.5 % de azúcar granulada, 10% de azúcar en polvo, 18.6% de mantequilla, 11.6 % de huevo, 1% de esencia de vainilla, 0.75% de polvo para hornear, 0.15% de bicarbonato de sodio, 0.1 % de sal, 0.3% de ácido cítrico. Se mezclaron los ingredientes húmedos y secos de forma independiente y luego se mezclaron las dos mezclas. Se moldearon (diámetro 6 cm ), posteriormente se hornearon (25 minutos a 180°C), se dejaron en reposo (30 minutos), se empacaron en bolsas de polipropileno de alta densidad y se almacenaron a temperatura ambiente ^13-15.

La a_w de las galletas fue medida con un medidor de actividad de agua (Rotronic HygroLab C1, Estados Unidos), previamente el equipo fue calibrado con soluciones salinas de a_w conocida. Se realizaron por triplicado para cada tratamiento a 20.0±0.5 ºC.

El diámetro y espesor de la galleta se midieron usando un calibrador Vernier con ángulo de inclinación de la superficie del vernier de 15º (escala secundaria), y se calculó la relación del diámetro con respecto al grosor, el análisis se realizó por cuadruplicado ¹⁶.

Se midieron parámetros de dureza y fracturabilidad mediante un método de 3 puntos con un texturómetro (Brookfield Ametek®, Estados Unidos) y el software Exponent (España) a una velocidad de 3 mm por segundo, distancia de 5 mm y fuerza de compresión de 50.0 g de acuerdo con el método descrito por Casas et al. ¹⁷ con algunas modificaciones, el resultado fue expresado en g y mm para dureza y fracturabilidad respectivamente. El análisis se realizó por cuadruplicado para cada tratamiento.

Se utilizó un colorímetro (Minolta Konica CR-400, Estados Unidos) utilizando la escala CIEL*a*b*, de acuerdo con el método descrito por Delgado-Vidal, et al. ¹⁸. Los análisis se realizaron por quintuplicado.

Se realizó una prueba afectiva de aceptabilidad general por atributo: color, olor, apariencia, firmeza, sabor y textura, con una escala hedónica de cinco puntos, y se preguntó sobre la intención de compra de las galletas a un panel no entrenado de 56 consumidores de acuerdo con el método descrito por Espinosa ¹⁹ con algunas modificaciones.

Se utilizaron los métodos oficiales AOAC ²⁰: humedad AOAC 925.09, proteína AOAC 14.026, Grasa AOAC 10.102, Cenizas AOAC 10.144, Fibra 10.145 y carbohidratos por cálculo, los análisis se realizaron por triplicado para cada tratamiento.

Se realizó la caracterización microbiológica de las galletas: Los análisis y los métodos, se presentan en la Tabla 1.

Tabla 1
Análisis microbiológicos de las galletas

Se realizó un diseño experimental de un solo factor (adición HQ) con 2 niveles (5% y 10% de HQ). Se realizaron pruebas ANOVA con una significancia del 95% y una prueba de tukey para verificar diferencias entre las muestras, antes de la prueba se verificó normalidad y homocedasticidad. Los resultados de análisis sensorial fueron analizados por el método de Kruskall Wallis y la prueba de Friedman con un nivel de confianza del 95%. Se empleó el software Statgraphics centurión XVII (Estados Unidos, 2015).

En la Tabla 2 se muestran los resultados de CAA, T0 (control) presenta un mayor porcentaje que T1 y T2 (5% y 10% de adición de HQ), con diferencias significativas entre tratamientos (p Valor < 0.05). Este comportamiento posiblemente se debe a las diferencias de la estructura de los almidones de trigo, avena y quinua, el almidón de trigo posee una interacción entre amilosa-amilopectina estable de 30%-70%, permitiéndole estabilidad del gel y mayor absorción de agua, el almidón de avena contiene de 16-29% de amilosa y 71-84% de amilopectina ²⁵, en comparación al almidón de quinua que contiene menos amilosa (12.10%) y alto contenido de amilopectina (87.9 %) ²⁶, por esto genera un gel más fuerte y con menos absorción de agua. Cuando revisamos la CAA para cada harina de forma independiente, la HQ tiene una mayor CAA que la HT. El gluten también tiene un papel importante en la absorción de agua, éste corresponde a la proteína del trigo principalmente y se encuentra en menor porcentaje en otros cereales, se compone de las proteínas gliadina y glutenina que son insolubles en agua, pero pueden solubilizarse en condiciones ácidas, y llega a absorber dos veces su peso en agua para formar un gluten hidratado, el gluten hidratado forma una matriz elástica y cohesiva con almidón en su interior, lo que permite utilizar las harinas en panificación y le da todas las propiedades reológicas a las masas ²⁷. Los resultados obtenidos de las harinas de acuerdo a las formulaciones, presentan una mayor CAA en comparación a resultados obtenidos por otros estudios similares, Chandra y Samsher ² evaluaron estas propiedades en diferentes harinas (HT, de arroz, de frijol mungo y de papa), la HT tuvo una CAA de 140% y fue la menor con respecto a las demás harinas, Cordero et al. ²⁸ evaluaron la sustitución de HT por fibra de avena e indicaron que la CAA es afectada por el tamaño de partícula, ya que se encontró que aumentaba con el tamaño de la fibra (250 µm) (69.43 % a 89.89%). Según Rodríguez-Sandoval et al. ²⁹ en el análisis de diferentes harinas para la sustitución parcial de HT en masas panificables, la CAA de la HT fue de 196% y de la harina de quinua fue 231%.

La CAAc cumple un rol importante para desarrollar productos debido a que influyen en el proceso y almacenamiento ¹¹, esta propiedad cumple con la retención de grasa que posee la mezcla y contribuye a características propias del producto como la sensación en boca, retención del sabor, y puede llegar a influir en el enranciamiento y poder oxidativo del producto final ^16,30.

En la Tabla 2 se observa que al adicionar HQ no afecta la CAAc para T1 comparado con T0, mientras T2 que corresponde al 10% de adición aumentó la CAAc. El gluten de trigo contiene lípidos y genera una red que puede atrapar las grasas para dar funcionalidad a las masas ²⁷, sin embargo, posiblemente se genera mayor absorción por parte de la HQ debido a la mayor interacción entre los lípidos y la cadena lateral no polar de los aminoácidos presentes en la HQ y la cantidad de fibra que esta posee ^31-33, lo que se relaciona con los resultados de la propiedad en las harinas sin mezclar (HT: 224.5% ± 0.4, HQ:253.0 ± 4.5). Existen algunos estudios de galletas con resultados similares para HQ y HT que reportan CAAc entre 143.69 a 155.67% ^34-35.

En la Tabla 2 se describen los resultados obtenidos, se presentan diferencias significativas ya que la HQ tiene un mayor porcentaje de humedad que se ve afectado por las actividades de secado realizadas de forma artesanal. No obstante, los resultados cumplen con la normatividad, la humedad máxima permitida es 13.5% según la NTC 6069 ¹².

Tabla 2
Características fisicoquímicas de la mezcla de harinas

HT(Harina de trigo), HQ(harina de quinua),Valores presentados como media. ± desviación estándar. Letras diferentes en la misma columna indican diferencias significativas.

En la Tabla 3, se pueden observar diferencias significativas de la humedad entre los tratamientos T0 y T1 frente a T2. La humedad juega un papel importante en la calidad del producto como de su vida útil ³⁶, según la norma NTC 1241 ³⁷ el porcentaje de humedad debe ser máximo el 10%, el producto cumple con la norma. Estos valores son similares a los de otros estudios relacionados, Contreras ¹³ reportó 0.35% y 0.42% de humedad en galletas con HQ, mientras Aviles ⁹ reportó 0.48% a 0.56%.

La a_W confirma que el producto se clasifica como un producto seco y a su vez indica que poseen óptimas condiciones para su comercialización al obtener bajos valores, disminuye el riesgo de crecimiento de mohos y levaduras ³⁸. En la Tabla 3 se evidencian diferencias significativas entre los tratamientos.

Los resultados obtenidos indican que el crecimiento de bacterias es bajo, de hecho, González y Valencia ³⁹, reportan que las galletas que poseen valores entre 0.41 a 0.78 de a_W están por debajo del rango crítico para el crecimiento de bacterias patógenas, por otro lado, Contreras _¹³⁾ reportó una a_W menor a 0.45.

La determinación del diámetro y espesor de la galleta horneada, permiten realizar una prueba de relación de extensión ⁴⁰, para ello las medidas son descritas en la Tabla 3.

Se observa que, al moldear las galletas de forma estandarizada, los resultados son similares. Sin embargo, Demir y Kılınç ⁴¹ indican en su investigación de galletas con diferentes inclusiones de harina de quinua una disminución del diámetro del producto a medida que aumentaron los niveles de inclusión en la formulación de galletas, aunque, la adición de quinua al 10% no generó una disminución significativa.

En la Tabla 4, se describen los resultados obtenidos para cada tratamiento, existen pocas diferencias significativas entre tratamientos. Se observa una diferencia significativa de los parámetros L* (luminosidad) y a*(de verde a rojo) en los tratamientos T1 y T2, sin embargo, no existe diferencia significativa en los valores del parámetro b* (de azul a amarillo). El color de la galleta es dorado, ya que las coordenadas positivas para b* indican color amarillo y positivas para a* indican un color rojo, con una luminosidad (L*) media, que indica que no está pálida, ni quemada. En el color también se observan puntos blancos en las galletas T1 y T2 (Figura 1), debido a partículas de la HQ que no absorben los ingredientes húmedos.

Los factores que influyen en el color del producto son los azúcares, las proteínas y el tiempo de horneado. Los azúcares se caramelizan con la acción de las altas temperaturas sin presencia de aminas, con la presencia de proteínas se generan reacciones de Maillard entre los dos componentes, y provocan la formación de numerosos compuestos como la melanoidina, oscureciendo el producto ⁴².

Tabla 3
Características fisicoquímicas y parámetros de color de las galletas

Valores presentados como media. ± desviación estándar. Letras diferentes en la misma columna indican diferencias significativas.

Figura 1
Imágenes del producto elaborado para cada tratamiento

En la Figura 2 se pueden apreciar los resultados de fracturabilidad y dureza para cada tratamiento. En fracturabilidad se observan resultados similares para T0, T1 y T2, este parámetro textural representa la distancia recorrida por la sonda antes de la rotura, o deformación de la galleta ⁴³.

Figura 2
Dureza y Fracturabilidad de las galletas
Valores presentados como mediana. ±Desviación estándar. Letras diferentes en la misma columna indican diferencias significativas.

La inclusión de quinua puede afectar las propiedades texturales de las galletas, ya que se evidencia un aumento en la dureza para el tratamiento T1, sin embargo, para el tratamiento T2 no se presenta el mismo comportamiento. González et al. ⁴⁴, afirma que la dureza en las galletas se genera por la desnaturalización de las proteínas presentes en la harina de quinua, al generar un cambio estructural que unido a la pérdida de humedad y la alta temperatura implica aumento en la dureza de las galletas horneadas, éste resultado es coherente con los bajos valores encontrados en humedad y a_W para T1.

Las galletas de cada tratamiento fueron evaluadas por atributos (Color, olor, textura, sabor, apariencia, firmeza) con un panel de 56 consumidores no entrenados, los resultados se presentan en la Figura 3. El tratamiento T1 presentó diferencias significativas entre las medianas de cada atributo frente a los tratamientos T0 y T2, con un nivel del 95.0% de confianza. Los mayores puntajes fueron obtenidos para T1 y los resultados de preferencia que corresponden a la pregunta ¿Cuál producto compraría?, demuestran que T1 es el producto aceptado con una significancia estadística (41 consumidores). Resultados similares se obtuvieron en otros estudios, Mosquera ¹⁰ evaluó una galleta con sustitución de HT por HQ, y los panelistas no entrenados seleccionaron la mezcla de 15% de sustitución, concluyendo que la galleta con menor sustitución de HQ genera una mayor aceptación.

Figura 3
Evaluación sensorial de aceptación, n=56, valores presentados como mediana

Una vez realizado el análisis sensorial mediante la prueba afectiva de consumidores, se realizó un análisis nutricional al tratamiento aceptado por los consumidores (T1). Los resultados de la composición nutricional de la galleta (5% de HQ) aceptada por los panelistas son presentados en la Tabla 4.

Las galletas poseen un mayor contenido de proteína en comparación con productos similares desarrollados en otras investigaciones ^9-10, en un estudio de galletas de HQ libres de gluten, se encontraron valores de proteína de 7.09%, Fibra 11%, humedad de 3.33% y carbohidratos 63.11% ⁴⁵. Lo que demuestra el un mayor aporte proteico de la HQ utilizada. El contenido de grasa es alto en el producto, la grasa presente en las galletas tiene importancia técnica y física, mejora la capacidad de absorción de aire durante la cocción, mejora así su sabor, color dorado apetecible y dureza, además contribuye a la textura, plasticidad y suavidad de la masa ^13,46, también es reconocido que la quinua aporta un porcentaje importante de ácidos grasos esenciales, con un contenido de grasa de 2 al 10% en el grano, del 54.2 al 58.3% son ácidos grasos poliinsaturados, dentro de los principales se encuentra el linoleico y linolénico con propiedades funcionales reconocidas ⁴⁷. De acuerdo con la resolución 810 de ministerio de salud en Colombia ⁴⁸, la galleta es una excelente fuente de proteína, no es buena fuente de fibra, y tendría sellos de Alto en azúcares añadidos, Alto en sodio y Alto en grasas saturadas para su comercialización, lo que lleva a proponer futuras investigaciones que evalúen ingredientes sustitutos de grasa, azúcares y sal en este producto.

Tabla 4
Composición nutricional galleta con 5% de adición de HQ

Valores presentados como media. ± desviación estándar. *Se calcula.

Según la NTC 1241 ³⁷ fue evaluada la galleta y los resultados demuestran una calidad aceptable: recuento mesófilos aerobios (1260 UFC/g/mL), recuento coliformes totales (menos de 3 NMP/g/mL), recuento coliformes fecales (menos de 3 NMP/g/mL), recuento mohos(300 UFC/g/mL), recuento levaduras (menos de 100 UFC/g/mL), recuento Staphylococcus Aureus coagulasa positivo (menos de 100 UFC/g/mL), determinación de Salmonella en 25 g (ausente).